气相聚合系统及其喷嘴装置的制造方法_2

文档序号:8494043阅读:来源:国知局
轴向延伸,且第二气体通入孔14的进口设置在喷嘴本体10的入口端。
[0039]优选地,第二气体通入孔14的为环形孔,且喷射孔11位于第二气体通入孔14的内侧。
[0040]优选地,喷嘴本体10的出口端为锥体端,且第二气体通入孔14包括沿锥体端的延伸方向设置的窄道增速孔段15。
[0041]优选地,第一气体通入孔13和催化剂进料孔12均沿喷嘴本体10的轴向延伸,且催化剂进料孔12为环形孔,第一气体通入孔13位于催化剂进料孔12的内侧。
[0042]优选地,催化剂进料孔12的出口朝向喷嘴本体10的轴线倾斜,且催化剂进料孔12的两个孔壁直径之差沿靠近催化剂进料孔12的出口的方向的逐渐减小。
[0043]优选地,第一气体通入孔13沿喷嘴本体10的轴向延伸,催化剂进料孔12沿喷嘴本体10的径向延伸。
[0044]优选地,第一气体通入孔13为锥体孔,且第一气体通入孔13的出口的孔径小于第一气体通入孔13的进口的孔径。
[0045]优选地,喷射孔11的与催化剂进料孔12连通的一端为锥形孔段16。
[0046]优选地,喷射孔11内安装有混合旋流片20。
[0047]根据本发明的另一个方面,提供了一种气相聚合系统,包括依次连接的压缩机30、换热器40和流化床反应器50,流化床反应器50上安装有喷嘴装置,且压缩机30、换热器40和流化床反应器50之间形成循环流路,喷嘴装置为上述的气相聚合系统。
[0048]优选地,流化床反应器50的底部设置有分布板63。
[0049]本发明设计的雾化喷嘴(喷嘴装置)克服了现有气相聚合技术中浆液催化剂进料雾化喷嘴存在易堵塞、雾滴大小不可控,不均一、结构复杂等缺点,向反应器内喷射粒径均一、大小可控的催化剂雾滴,同时彻底消除进料过程中树脂堵塞喷头问题,维持了反应器长周期稳定运行,减少了停车清理喷嘴次数,减少了废料和块料产率,提高了反应器产量。
[0050]为解决气相聚合技术中现有浆液催化剂进料雾化喷嘴存在易堵塞、雾滴粒径不均一、大小不可控、结构复杂等缺点,本发明设计一种抗阻塞浆液催化剂进料雾化喷嘴及在线进料系统。此雾化喷嘴进料系统可以向反应器内喷射粒径均一、大小可控的催化剂雾滴,同时彻底消除进料过程中树脂堵塞喷头问题,维持反应长周期稳定运行,减少了停车清理喷嘴次数,减少了废料和块料产率,提高了反应器产量。
[0051 ] 优选地,催化剂进料口通过法兰连接,入口处设置截止阀,催化剂由氮气从钢瓶压入催化剂进料缓冲室。
[0052]如图1所示,第一气体通入孔13 (通入一次辅助雾化气体)的进料口位于雾化喷嘴末端中心位置,紧邻催化剂进料孔12的进料口,第一气体通入孔13设置于催化剂进料缓冲室内部。第一气体通入孔13端部与催化剂进料缓冲室形成一道环形狭缝。来自催化剂进料缓冲室内部的浆液催化剂通过逐渐变窄的狭缝被加速后与来自第一气体通入孔13的雾化气体在第一气体通入孔13的一次雾化喷射口处相遇进行初步雾化,形成两相流体。两相流体在雾化喷嘴注射管内不断撞击混合,液体比表面积大幅增加。
[0053]其中,浆液催化剂可以是齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、铬系、钒系,镍系及其混合物等,也可以是水、有机溶剂、各种溶液以及悬浮液。
[0054]一次辅助雾化气体可以是空气、蒸汽以及其他惰性气体如N2, Ar2, He, CH4, C2H6, C3H8, C02, H2 等。
[0055]在本申请中,喷射孔用于提供两相流体混合空间,将催化剂和一次辅助气体形成的两相流体输送到位于反应器内部的喷口。经过初步混合的两相流体,在注射管内不断撞击混合,液体比表面积大幅增加后以一定喷射速度流向喷口。
[0056]其中注射管长度L与注射管直径D的比值(L/D),在3-15之间,优选地L/D在5-10之间。
[0057]喷口是喷嘴装置的最重要部分,设置于该喷嘴装置的顶部,用于将两相流体喷入反应器中形成催化剂雾滴。来自注射管的高速两相流体以一定喷射速度从喷口喷出被从第二气体通入孔14 (通入二次辅助雾化气体)来的高速流体进一步加速、分散。由于两相流体进入空间突然变大的低压反应器,气体膨胀,在反应器中碎裂成粒径均一的雾滴,形成的雾滴在二次辅助气体的作用下以离散形式进入反应器。
[0058]喷嘴装置的喷口设置成向四周扩大结构,以提供突然扩大的空间。喷头外扩角在10° -90°之间,优选地外扩角在30° -60°之间。
[0059]喷嘴装置的喷口长度大于二次雾化气体出口外壁1-5_,这样,从第二气体通入孔14出来的惰性气体可以驱散喷头周围空间的树脂粉料,吹掉沉积在喷口周围浆液催化剂,防止催化剂和树脂粉料在喷头周围聚集。
[0060]二次雾化气体入口位于雾化喷嘴尾部,在雾化喷嘴内部设置二次雾化气体缓冲室,其外部接辅助气体,头部设置雾化气体出口。二次雾化气体缓冲室通过连接通道与二次雾化气体出口相连。二次雾化气体缓冲室内的雾化气体,通过较窄的连接通道(窄道增速孔段15)加速后,流向二次雾化气体出口。
[0061]二次辅助雾化气体可以是空气、蒸汽以及其他惰性气体如N2, Ar2, He, CH4, C2H6, C3H8, C02, H2 等。
[0062]二次雾化气体与一次雾化气体可以相同也可以不同。
[0063]二次雾化气体出口位于喷口外围,通过连接通道与二次气体进料缓冲室相连。二次雾化气体出口环绕喷口一周,且比喷口短1-5_。二次雾化气体从出口喷出与二次雾化雾滴相遇将雾滴推向循环气体,增强雾化效果,同时防止循环气体中的树脂粉料粘附在喷口周围造成喂'嘴堵塞。
[0064]一次辅助雾化气体与二次辅助雾化气体体积比值在5/95-40/60之间,优选地,两者比值在10/90-30/70,最优选地两者比值介于5/95-20/80之间。
[0065]催化剂(Cat)与雾化气体(SG)单位时间内进料量比值Cat/SG在100-3000之间,优选地,Cat/SG比值在100-2000之间,最优选情况下Cat/SG比值在150-1500之间。
[0066]在一种实施方案中,如图1所示,为获得高分散性两相流体,在注射管中部设置文丘里管结构。催化剂从雾化喷嘴侧面入口注入文丘里管入口与来自雾化喷嘴末端的第一辅助雾化气体相遇,混合后的两相流体,从逐渐放大的文丘里管出口喷出,催化剂得到充分分散。
[0067]文丘里管不但可以使两相流体得到充分混合,而且可以有效防止两相流体倒流发生。文丘里结构的设置使得即使在输送催化剂的压力小于第一气体压力的情况下,倒流也不会发生。
[0068]在另一优化实施方案中,如图3和图4所示,催化剂由雾化喷嘴末端入口压入注射管,一次雾化辅助气体和二次雾化气体均设置于雾化喷嘴侧面,浆液催化剂在注射管内部与来自侧面的一次雾化辅助气体相遇、混合。
[0069]为了使催化剂与一次雾化气体均匀分散,在注射管内部设置不同数量的静态混合器。
[0070]如图5所示,注射管内部的静态混合器旋流片分为左旋和右旋两种,在使用时两种方向的旋流片单元交替配对使用。旋流片数量可以是1-10组,优选数量为2-6组。
[0071]在另一方面,本使发明提供了一种浆液催化剂气相聚合系统,包括:以上所描述的本发明涉及的抗阻塞浆液催化剂进料雾化喷嘴(喷嘴装置),以及流化床反应器。
[0072]流化床反应器是气相聚合的核心组件,其构造为上面大下面小的圆柱型反应器,下部圆柱体高度与球型封头高度比值在5-15之间,优选地两者高度比值在8-12之间。半球型封头内径与圆柱型反应器内径比值之比1-5之间,优选地两者比值在2-4之间。
[0073]循环气入口设置于流化床反应器下部,在反应器内设置多孔气体分布板,循环气进入反应器后,通过分布板均匀分散到整个反应器横截面上,循环气
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1