聚合猝灭方法和系统的制作方法

专利名称：聚合猝灭方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及将来自聚合反应器的聚合物淤浆猝灭并转移到
闪蒸罐以使输送管线的堵塞最小化的方法和系统。
背景技水工业已经普遍接受淤浆聚合法用来在稀释剂，通常是氯代 甲烷中制备丁基橡胶的广泛应用。通常，异烯烃例如异丁烯与任何共 聚单体的聚合使用在低温下，通常低于-90°C的氯代甲烷作为反应混合
物的稀释剂。氯代甲烷因各种理由而使用，其中包括它溶解单体和氯 化铝催化剂，但不溶解聚合物产物。氯代甲烷还具有合适的凝固点和 沸点，以便分别地允许低温聚合和有效地与聚合物和未反应的单体分 离。通常用于制造丁基橡胶淤浆的商购反应器是具有由泵叶轮 提供的高循环速率的体积为大于10升至30升的充分混合式容器。聚 合和泵都生热，通过换热器除去热以保持淤浆冷却。让淤浆循环经过 换热器管。通常将产物淤浆从丁基反应器转移到猝灭鼓或罐，在那里， 将它与猝灭流体，通常是蒸汽和/或热水混合，以终止任何更进一步的 聚合和除去稀释剂。聚合物通常具有比稀释剂更低的密度，并且反应器溢流管 线用来将聚合物淤浆从反应器转移。溢流输送管线通常呈倒U形状， 这可以适应冷却的聚合反应器(-9 0 。C或以下)和闪蒸罐之间的热膨胀， 该闪蒸罐通常在从稀释剂的沸点至水的沸点的较热温度，例如+40至 100'C的温度下运转。连接淤浆聚合反应器4和闪蒸罐6的现有技术输 送管线2的示意图可以参见

图1。输送管线2通常终止于猝灭喷嘴7， 其中将它与可以从闪蒸罐6的下端提取和泵送的蒸汽和/或热水8混 合。
当使用氯代曱烷稀释剂时，反应器溢流输送管线在聚合物
生产周期期间具有堵塞的倾向。在氯代甲烷稀释剂中，聚合物颗粒倾 向于含有溶解的稀释剂并且可能是柔软的，导致颗粒具有粘在一起并 粘到反应器表面上的倾向，即颗粒是"粘性的"并认为由于颗粒附聚并 粘附到输送管线中的表面上而引起输送管线堵塞。通常，采用氯代甲 烷稀释剂时，可以使用汽蒸实践而使输送管线不堵塞，该汽蒸实践认 为使氯代甲烷在管线内表面上的薄膜蒸发和/或使氯代甲烷从聚合物 颗粒排出。精制的蒸汽鼓泡管线和冷凝物收集系统(未显示)，包括输 送管线的蒸汽夹套，已经设计用于使输送管线不堵塞或防止输送管线 堵塞。由于当使用氯代甲烷时橡胶颗粒的柔软性质，通常可以用这样 的方式释放堵塞物并使之从输送管线加压排出。最近，已经公开了异丁烯及其它单体在氢氟烃(HFC)稀释 剂，例如四氟乙烷中的聚合。HFC在稀释剂或稀释剂共混物中的使用 已经产生了减少颗粒附聚的新型聚合系统，此外还可以消除或减少聚 合系统中的氯化烃例如氯代甲烷的量。此类新型聚合系统将减少颗粒 附聚和反应器中的结垢，而不会损害工艺参数、条件、或組分和/或不 会牺牲生产能力/产量和/或生产高分子量聚合物的能力。HFC是当前 用作环境友好致冷剂的化学物质，因为它们具有非常低(甚至零)的臭 氧消耗可能性，此外还通常具有低的可燃性，尤其是与烃和氯化烃相 比。可以采用HFC的一些聚合介质、方法、反应器和系统在以 下共同转让的专利参考文献中进行了公开 WO2004058827; WO2004058828; WO2004058829; WO2004067577; W020060 11868; US2005101751; US2005107536; US2006079655;US2006084770; U S2006094847;US2006100398和US2006111522。当使用HFC时，输送管线也具有堵塞的倾向，并且与氯代 甲烷淤浆不同，不能容易地通过应用蒸汽和压力清除。这是令人意外 的，因为HFC淤浆颗粒不如氯代曱烷淤浆颗粒那么粘，并且聚合物颗 粒的粘性广泛地认为是导致输送管线堵塞的主要因素。另一方面，HFC淤浆颗粒是硬的并且具有形成非常硬的堵塞物的倾向，所述非常硬的 堵塞物不能通过汽蒸除去。据估计，不管所使用的稀释剂如何，大半个世纪以来输送 管线堵塞已经是工业中使用的丁基反应器的停机时间的主要起因。然 而，关于抑制或消除输送管线堵塞现象，鲜有研究和开发。同时表现 问题的困难性和为了试图解决问题操作者将从事的过度复杂的尝试的 一种途径包括在输送管线中使用双螺杆挤出机，如美国专利公开号 US2005187366中公开的那样。明显地，本领域中对于供丁基反应器和相似方法使用的改
进的输送管线系统和方法仍存在长期和未满足的需求，它们的设计与 操作简单，并且有效地避免堵塞的频繁出现
发明内容
发明概述根据本发明，经由绝热流道(flow passage)将淤浆从反应 器转移到猝灭室中。使淤浆与任何猝灭流体热隔离，并且淤浆也可以 在输送管线进入的位置处与猝灭室壁的热传导隔离。例如，输送管线 可以是绝热的。另一个改进可以包括从U形输送管线消去降弧 (downward leg)，这从现有技术的输送管线设计中消除陷阱(trap)。 绝热和/或无陷阱(trapless)输送管线的使用可以有效地避免输送管 线堵塞的频繁发生。考虑到现有技术中施加外部蒸汽以避免或除去输 送管线堵塞物的普遍实践，这种结果是令人意外的。在一个方面中，本发明提供从聚合反应器转移淤浆的方法。 该方法可以包括将淤浆从反应器排放到终止于猝灭室中的输送管线， 和让该淤浆从输送管线以水平、向上倾斜、竖直或其组合的方式经过 该输送管线中的导管并经过导管延伸部经过猝灭室壁中的开口到出 口。该方法可以包括最初将猝灭流体导入与导管延伸部相邻的猝灭室 中。该方法的步骤可以包括将导管延伸部与该壁和猝灭流体热隔离。在一个实施方案中，该方法可以包括将淤浆和猝灭流体的 混合物从猝灭室排到罐，例如闪蒸罐中。输送管线的出口可以在导管延伸部的远端(distal end),与该壁轴向分隔开。在一个实施方案中，经过导管的流道是无陷阱的。可以维 持导管中的淤浆的速度大于淤浆中的聚合物颗粒的终端漂浮速度 (terminal flotation velocity),并且在另一个实施方案中，使得 该颗粒不沉积或附着于流道的壁上。在一个实施方案中，淤浆速度维 持在等于或大于0. 91m/s (3f t/s)。在一个实施方案中，第一摔灭流体导入可以包括在该壁和 导管延伸部的出口之间的猝灭室的柱形表面处建立猝灭流体的切向凝 涡流动4莫式。在实施方案中，该方法可以包括将导管延伸部封装在共轴 外管中，并且将绝热体配置在导管延伸部和外管之间的环隙中。此外， 可以使导管稳定在外管中，例如采用配置在环隙中的支撑体。该支撑 体可以是环形物和/或由耐热材料制成。外管的远端可以与导管延伸部 的外表面密封。在一个实施方案中，该方法可以包括使导管延伸部以与水 平呈0-5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中，例如排到猝灭室中。在 其它实施方案中，该方法可以包括抛光流道的表面，特别是电抛光， 和/或在输送管线的相邻部分之间形成滑膛过渡段。此外，该方法可以 包括维持沿着反应器和导管延伸部之间的导管的长度经由导管的竖 直、向上倾斜、水平或其组合的淤浆流动取向。优选地，导管中的任 何回转头可以按大的半径，即0. 91m(大约3ft)或更高的半径形成。在该方法的一个实施方案中，步骤可以包括通过关闭导管 和反应器之间的第一隔离阀和导管和猝灭室之间的第二隔离阀隔离用 于维护(maintenance)的导管。在一个实施方案中，第二隔离阀可以配 置在导管和导管延伸部之间。如果需要的话，该方法可以包括在第一 和第二隔离阀之间的导管中安装维护法兰接受器(service flange receptacle)。在另 一个实施方案中，该方法可以包括将淤浆排放到猝灭 室的终止于壁处的侧部中，并让淤浆和猝灭流体从该侧部经过与罐连通的直立提升管部分。在一个优选的实施方案中，使该侧部在水平的
5度之内向下倾斜以排到提升管部分中。该侧部中的淤浆排放物可以 具有进入提升管部分的轨迹以抑制该侧部表面上的淤浆撞击。在一个 实施方案中，存在第二猝灭流体导入猝灭室，这可以包括在与提升管 部分上端相邻的柱形表面处建立猝灭流体的切向凝涡流动才莫式。在本发明的另一方面中，提供了根据上述方法的可用于将 淤浆从聚合反应器转移的转移系统，例如，将淤浆猝灭和转移到闪蒸 罐。该转移系统可以包括在从反应器经过输送管线的流道的出口处将 猝灭流体导入猝灭室的第一猝灭流体入口 。该猝灭室可以与罐连通并 且具有比输送管线的外横向尺寸相对更大的内横向尺寸。在一个实施 方案中该系统可以进一步特征在于该流道包括无陷阱导管和经过该 猝灭室的壁中的开口到出口的导管延伸部；和在该壁和导管延伸部之 间并且沿着导管延伸部从该开口延伸到出口的阻热层。在一个实施方 案中，初始猝灭流体入口可以包括轴向配置在壁中的开口和输送管线 的出口之间的切向漩涡喷嘴。在一个实施方案中，外管可以封装导管延伸部，并且绝热 体可以配置在导管延伸部和外管之间的环隙中。导管和外管可以是共 轴的。导管和外管之间的环隙中的支撑体可以将导管与外管分隔。例 如，支撑体可以是环形物和/或由耐热材料制成。外管的远端可以与导 管延伸部的外表面密封，在一个实施方案中，例如与出口相邻，该出 口可以与壁分隔开。在其它实施方案中，朝向猝灭室的开口的壁可以 包括堵塞法兰(blind flange),并且外管可以延伸穿过在该堵塞法兰 中的该开口 。在各种实施方案中，流道的表面可以是抛光的，任选地包 括电抛光，并且该系统可以包括在流道的相邻部分之间的滑膛过渡段 (smooth bore transitions)。在一个实施方案中，导管可以沿着其长 度是竖直、向上倾斜、水平的或其组合。该导管延伸部可以水平或与 水平呈至多5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中。该系统也可以包括 在导管和反应器之间的第一隔离阀和在导管和猝灭室之间的第二隔离阀。第二隔离阀可以配置在导管和导管延伸部之间。维护法兰接受器 也可以配置在第一和第二隔离阀之间的导管中，例如配置在与第二阀 门相邻的导管的末端。在一个实施方案中，猝灭室也可以包括终止于壁处的侧部 和该侧部和罐之间用于流体连通的直立提升管部分。该侧部可以在水 平的5度之内并且该提升管部分在竖直的5度之内。或者，提升管部 分可以在竖直的5度-50度之间倾斜。第二猝灭流体入口可以包括与 该提升管部分的上端相邻配置的切向漩涡喷嘴。在另一个方面中，本发明提供聚合系统。该系统可以包括 淤浆聚合反应器，它具有一个或多个向反应器供应单体、催化剂和稀 释剂的进料管线，将来自反应器的淤浆与猝灭流体混合的猝灭室，与 猝灭室连通的罐，和在反应器和幹灭室之间流体连通的淤浆输送管线， 其中该猝灭室具有比该输送管线的外横向尺寸相对更大的内横向尺 寸。该系统还可以包括在经由该输送管线的流道的出口处将猝灭流体 导入猝灭室的第一猝灭流体入口 ，其中该流道包括无陷阱导管和经过 该猝灭室的壁中的开口到出口的导管延伸部，和在该壁和导管延伸部 之间并且沿着导管延伸部从该开口延伸到相邻的出口 (from the opening to adjacent the outlet)的阻热层。在一个实施方案中， 该罐包括闪蒸罐。在一个实施方案中，聚合系统还可以包括封装导管延伸部 的共轴外管，配置在该导管延伸部和外管之间的环隙中的绝热体，配 置在导管和外管之间的环隙中的耐热支撑体(它可以是环形物)以将该
导管与外管分隔，和在该外管远端和该导管延伸部的与出口相邻的外 表面之间的密封件，该出口可以与壁轴向分隔开。在一个实施方案中， 朝向猝灭室的开口的壁包括堵塞法兰，并且外管可以延伸穿过在该堵 塞法兰中的该开口。在一个实施方案中，该导管延伸部可以水平或与 水平呈至多5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中。在聚合系统的另一个实施方案中，流道的表面可以是抛光 的，例如电抛光的。聚合系统还可以包括在流道的相邻部分之间的滑膛过渡段。导管可以沿着其长度是竖直、向上倾斜、水平的或其组合。 该系统还可以包括在导管和反应器之间的第一隔离阀，在导管和导管 延伸部之间的第二隔离阀，和在导管和第二隔离阀之间的维护法兰接受器。在聚合系统的一个实施方案中，猝灭室可以包括终止于壁 处的在水平的5度之内的侧部，和在该侧部和罐之间的竖直或在竖直 的50度之内倾斜的用于流体连通的直立提升管部分。该系统还可以包 括第二摔灭流体入口 ，包括与该提升管部分的上端相邻配置的切向漩
涡喷嘴。 附图简述图l是从反应器到闪蒸罐的现有技术U形管溢流管线的示 意图。图2是根据本发明一个实施方案的在淤浆聚合反应器和闪
蒸罐的猝灭室之间的转移系统的示意图。图3是该转移系统的由图2中的线条3包围的区域的详细
截面图解。图4是在图3的堵塞法兰30处沿着线条4-4看到的截面5是在图3的第一幹灭流体入口 44处沿着线条5-5看到 的截面图解。图6是在图3的第二猝灭流体入口 46处沿着线条6-6看到 的截面图解。图7是在转移系统的由图2中的线条7包围的区域中看到 的渐缩管50的详细截面图解。图8是根据本发明一个实施方案的贯孔阀门(a full-bore valve)的截面图解。图9是根据本发明另 一个实施方案的在淤浆聚合反应器和 具有倾斜提升管部分52的猝灭室之间的转移系统的示意图。图10是根据本发明另一个实施方案的在淤浆聚合反应器和闪蒸罐的猝灭室之间显示水平输送管线54的转移系统的示意图。 详细描述本发明涉及将来自制备异烯烃聚合物或共聚物例如丁基橡 胶、聚异丁烯等的反应器的聚合物和稀释剂的淤浆猝灭和输送到闪蒸 罐的系统和方法。对于本发明及所附权利要求书而言，术语"反应器"是其中 发生化学反应的任何容器(一个或多个)。通常用于制造这些聚合物的 商购反应器是具有由泵叶轮提供的高循环速率的体积为大于10升至 30升的充分混合式容器。聚合和泵都可以产生热，并且为了保持淤浆 冷却，反应系统可以包括换热器。此种连续流动搅拌釜式反应器 ("CFSTR")的实例参见美国专利号5, 417, 930，引入供参考。在这些反 应器中，淤浆可以经过换热器的管子循环。可以提供冷却，例如，通 过壳程上的沸腾乙烯来提供。可以通过该沸腾乙烯温度、所要求的热
通量和总传热阻力设置淤浆温度。"淤浆"是指包括聚合物的大量稀释剂，该聚合物已经从例 如，稀释剂，单体，催化剂体系組分例如路易斯酸，引发剂，改性剂 等沉淀。"稀释剂"指稀释或溶解剂。稀释剂可以包括能够充当催化
剂体系组分、单体或其它添加剂的溶剂的化学物质。纯稀释剂通常不
会改变聚合介质的组分，即催化剂体系的组分、单体等的一般性质；
然而，稀释剂和反应物之间可能存在一些有限的相互作用。另外，术 语稀释剂可以包括两种或更多种稀释剂的混合物。此外，卣化烃，例
如氯代甲烷和氢氟烃仅是可以适合用于本发明的稀释剂的非限制性实例。"猝灭(Quench)"或"猝灭(quenching)"是指迅速地将来自 反应器的淤浆加热并与猝灭介质，通常是水和/或蒸汽混合的过程，其
中终止进一步的聚合。例如，淤浆可以离开低于-9ox:的反应器并进入
在60。C下的闪蒸罐。"陷阱"是指管线中的弯曲或分隔室，其中相对较低密度的材料可能聚集并抑制、阻断或密封该管线的相对较高密度材料的通过, 例如回管的顶部。本说明书和权利要求中使用的"无陷阱"是指管线或 管线段不含陷阱，并且优选通常不含显著向下的湍流通道，例如在管 线的给定长度或部分内基本上由水平、竖直和向上倾斜部分或其组合 构成的管线或通道，更优选非负向斜率管线。当管线中的向下湍流通 道具有超过管线半径两倍(当管线具有均匀圓形截面时)，或超过管线 水力半径两倍(在管线横截面非圆形的情况下)的总竖直高度时，该向 下湍流通道对本发明的目的是重要的。斜坡或倾角(即向上/正或向下/负)的取向按在稳态工艺操 作条件下流动的法线方向取得。根据本发明的转移系统的一个非限制性实例包括从淤浆聚 合反应器到与闪蒸罐连接的猝灭室中的输送管线。图2是根据本发明 的一个实施方案的淤浆聚合反应器12和闪蒸罐14之间的转移系统10 的示意图，其中猝灭室适宜地以放大的管子或喷嘴15的形式提供。反 应器出口 16可以是溢流出口，如本领域中已知的那样，并且上游隔离 阀18可以连接反应器出口 16与导管20。喷嘴15可以包括侧部60、 直立或提升管部分62、和与罐14永久连接的基底部分64。基底部分 62有时称为粗短管子或短柱。反应器12可以从其出口 16排放淤浆。 在所示实施方案中，导管20可以与猝灭喷嘴15连接，如下面更详细 论述的那样。在一个实施方案中，导管20可以在反应器12和猝灭喷嘴 15之间是无陷阱的，并且在另一个实施方案中，没有负向斜坡。导管 中的负向斜坡可能倾向于形成陷阱，这通常是不希望的，因为它可能 促进堵塞。导管20优选是绝热的。图3是图2的转移系统10的显示其中导管20与猝灭喷嘴 15连接的区域的特写截面图解。导管20的湍流通道可以最终终止于 出口 24，该出口 24与由猝灭喷嘴15界定的室26连通。导管20可以 与导管延伸部28连接，该导管延伸部28可以与导管20隔离或一体化。 下游隔离阀38和维护法兰接受器40可以适宜地配置在导管延伸部28和导管20之间的输送管线中。该接受器40可以接收常规维护法兰， 本领域中也称作8字形盲板或双圈盲板，它包括用于与堵塞法兰正常 操作连接的间隔元件，该堵塞法兰任选地有维护流体进入旋塞，该旋 塞根据需要也可以交替地置于运转模式和维护模式之间的接受器40 中。如果需要的话，通常当反应器12没有运转时，可以备选或另外地 为维护提供朝向导管20的洗液入口 (包括洗涤阀门22)以供应溶剂或 其它流体，例如石脑油，它们可以用作溶剂清洗导管20、反应器12 或其它设备。导管延伸部28可以延伸穿过猝灭喷嘴15的末端或侧壁， 例如，导管延伸部28可以适宜地伸过在猝灭喷嘴15末端的堵塞法兰 30。图4是在图3的堵塞法兰30处沿着线条4-4看到的截面图解。导 管延伸部28可以封装在外管32中，并且绝热层34(参见图3)可以配 置在导管延伸部28和外管32之间的环隙中，形成环形阻热层。该环 隙可以装备有远端密封件35，它可以适宜地通过在外管32和导管延 伸部28的远端处焊接中心穿孔管盖形成。支撑环36可以配置在导管 28和外管32之间的环隙中以将导管与外管分隔。支撑环可以使导管 延伸部28稳定以使作用在远端密封件35处的焊接接头上的应力最小 化。支撑环36可以优选由具有较高传热阻力的持久材料，例如聚四氟 乙烯(PTFE)制成。导管延伸部28和/或喷嘴15的侧部60可以是水平 的，或如果需要的话，向下稍微倾斜，例如，与水平呈至多5度的角 度倾斜，以促进液体排入提升管部分62。流道29可以终止于在侧部60中的和/或与提升管62的上 端相邻的导管延伸部28的远端。在一个实施方案中，导管延伸部62 的终止、内径和姿态(attitude)经设计使得以设计流量和速度离开的 淤浆的轨迹落入提升管62，而对侧部60的内表面具有最小或没有撞 击。图5是漩涡式喷嘴44的截面图解，它可以是与导管延伸部28相 邻的第一水入口。喷嘴15、室26、外管32、绝热体34、导管延伸部 28和流道29的壁可以如所示形成同心圆。漩涡式喷嘴44可以将猝灭 液体相对于喷嘴15的局部直径成切线地导入，并因此在喷嘴15的在侧部60中的内表面处赋予螺旋流动模式。然而，如果喷嘴15具有从 侧部进入提升管部分62的尖锐弯头或回转头，则液体流可能改变成轴 流模式，并且可以导入辅助或补充的猝灭液体。图6是第二水入口的截面图解，它可以在提升管62的上端。 该辅助猝灭流体入口可以包括切向漩涡喷嘴46以沿着提升管62的表 面赋予螺旋猝灭液体流动模式。凝涡式喷嘴可以抑制颗粒上浮和附聚。 附加的切向漩涡喷嘴47(参见图2)可以配置在基底部分64中或在喷嘴 15中的另一个位置(一个或多个)。凝涡式喷嘴44、 46、 47可以用来 迅速地加热淤浆、沖走任何撞击性聚合物颗粒和抑制聚合物颗粒在摔 灭喷嘴15中的任何积聚。蒸汽和/或冷凝物可以用作备选猝灭液体或 与经由管线66从闪蒸罐14再循环的水联用(参见图2)。
新建构造中i者作为现有丁基反应器设备的改型安装转移系统(o。对
于现有输送管线的转换，导管20、在堵塞法兰30处的组件、侧部60 和提升管部分62、以及任何连接管线或配件可以与可能要求的任何新 支撑体或进入结构(access structure)—起预制。例如，升高的甲板 (未显示)可能是希望的以允许人员在堵塞法兰30的组件的上升处 (elevation)进入，此外还提供足够的高度以允许人员在该升高甲板下 面进入。当预制的替换组件已经在手头时通过断开和移除旧的转移系 统组件，可以使转移系统10的新組件的安装的停机时间最小化。在操作中，冷淤浆可以穿过导管20和导管延伸部28进入 喷嘴15中的猝灭室26。可以经由漩涡式喷嘴44、 46和47将热水供 给猝灭室26以迅速地加热进入室26的淤浆。猝灭水可以含有淤浆助 剂，例如硬脂酸锌或硬脂酸钾，以涂覆和润滑猝灭喷嘴中的聚合物以 释放在表面上的聚合物附聚物和抑制大的附聚物形成。淤浆助剂可以 直接地添加到猝灭给水中，或备选地或另外地，可以将淤浆助剂添加 到闪蒸罐中，然后连同从闪蒸罐的底部提取的水而泵送到猝灭喷嘴中。 猝灭流体可以沖走撞击在猝灭室26的壁上的任何聚合物并且有效地 抑制固体的粘附。淤浆和水可以经过提升管部分62和基底部分64排到闪蒸罐14中以便按通常的方式加工。导管20和导管延伸部28的冷的、绝热的操作使聚合物颗 粒在输送管线中的内表面上的附聚最小化。导管延伸部28的绝热可以 促进堵塞法兰30附近的等温或几乎等温的操作，并且可以避免过热点 (hot spot)的形成，该过热点可能倾向于导致限流或堵塞。此外，在 一个实施方案中，可以冷却导管20和/或导管延伸部28,例如，通过 在绝热体下运行致冷剂跟踪管线(未显示)。在一个实施方案中，避免 导管20和/或导管延伸部28的蒸汽鼓泡或其它加热。在另一个实施方案中，当水蒸气存在于离开反应器10的管 线，即导管20和导管延伸部28中时，水(有或者没有氯代曱烷水合物) 将形成冰是可能的，该冰可能引起阻断。在此种情况下，可以维持该 管线的末端在足以防止冰和/或水合物形成的温度下。如此前所提及的那样，在一个实施方案中，将淤浆速度维 持在这样的速度下，使得它可以抑制颗粒沉降或附着于流道的壁上， 例如，大于橡胶颗粒在淤浆稀释剂中的终端漂浮速度。作为颗粒和稀 释剂间的密度差、颗粒的尺寸和流道的任何倾角的函数的终端漂浮速 度可以由技术人员容易地测定。大多数情况下，对于由淤浆反应器在 稀释剂中制备的异丁烯聚合物和共聚物，具有在聚合物和商业稀释剂 例如氯代曱烷或HFC间的典型密度差，所述终端速度通常小于 0. 91m/s(3ft/s)，这因此可以用作设计准则。在其中现有的U形管溢 流管线过大而不能提供期望的淤浆速度的改型安装中，相应的替换导 管20可能需要较小的直径。例如，标称76. 2 mm(大约3in.)U形管可 能需要用标称50. 8 ram(大约2in.)导管20替换以在输送管线中获得期 望的淤浆速度。进一步促进抑制硬的或粘性聚合物颗粒在导管20和导管 延伸部28中的附聚的其它特征可以包括避免尖锐的弯头，为流动方 向变化或横截面流动面积变化提供渐变过渡段，提供滑膛流道，使淤 浆流路中的暴露边缘最小化，将流道29的表面抛光等等。导管20中 的弯头优选具有至少30cm(大约lft),更优选至少60cra(大约2ft)，特别是至少90 cm(大约3ft)的半径。图7示出了可以在导管20的邻近上游隔离阀18(参见图2) 的近端中使用的渐变过渡渐缩管5 0 。例如，当隔离阀是标称7 6. 2 mm (大 约3in.)和导管是标称50. 8 mm(大约2in.)时，该渐缩管50将包括76. 2 mrax50. 8 mm渐缩管。标称或标准渐缩管可能导致急剧过渡，这可能 导致输送管线堵塞或限流。在本发明的一个实施方案中，渐缩管50 具有渐变锥形过渡角70，优选与纵向不超过15度，更优选不超过12 度，更优选不超过8度，特别是不超过5度。图8是下游隔离阀38(参见图3)的一个实施方案的截面图 解，它可以与上游隔离阀18相同。该阀门38可以具有包括贯孔42 的球，即该孔42与导管20和/或导管延伸部28中的流道29的孔相同。 这表示在不同部分之间的输送管线的壁处提供滑膛过渡段。通过使边 缘和过渡不连续最小化，可以在过渡段附近使湍流和聚合物附着最小 化。在一个实施方案中，流道29的抛光和尤其是电抛光可以有 效抑制聚合物附着或沉积在电抛光表面处。电抛光，有时称作反向电 镀，是熟知的电化学方法，它通过从工件除去微观量的材料而将金属 表面抛光。在电抛光中，将金属工件浸于电解质的温度受控浴中并与 直流(DC)电源的正极端子(阳极)连接。将负极端子与阴极连接，当施 加电流时，从阳极(工件)除去的颗粒被吸引到该阴极上。通常，在工 艺过程中控制阴极与工件的尺寸、位置和距离以获得期望的抛光水平 和使抛光区域局部化。该工艺还通过使铬富集在钢的表面上而使一些 钢的表面钝化。这种表面然后与氧气反应，例如，产生铬-氧化物层， 该铬-氧化物层是防止不锈钢生锈的惰性层。图9是根据本发明一个实施方案的在淤浆聚合反应器和闪 蒸罐的猝灭喷嘴之间的转移系统的示意图，其中喷嘴15具有与竖直方 向倾斜40-50度的提升管部分52。在侧部和提升管52之间的喷嘴15 中的更渐进弯头可以沿着喷嘴15的长度提供来自漩涡式喷嘴44的猝 灭液体的切向流动模式，从而消除对补充的漩涡式喷嘴的需要。
图IO是根据本发明另一个实施方案的转移系统的示意图， 其中在输送管线中使用总体上水平的导管54。在图IO所示的实施方 案中，溢流管线可以与反应器基本上水平，例如向内弯曲，任选地具 有用于排放的略微负向斜坡。该输送管线可以经改进以适应热膨胀， 例如，输送管线可以包括在导管54和/或喷嘴部分52中的波紋管 (bellow)(未显示)。输送管线还可以包括帮助淤浆转移到闪蒸罐的特 征和设计要素。例如，导管54可以包括双螺杆挤出机单元(未显示)。 双螺杆挤出机和波紋管的实例参见美国专利公开号US2005187366,据 此引入本文作为参考。在这里列出的全部专利和专利申请，试验方法(如ASTM方 法)和其它文献将在此类公开物与本发明一致的程度上并且对于允许 这些引入的所有权限，被完全引入供参考。尽管本发明已经详细描述了示例性的实施方案，但是应当 理解在不脱离本发明精神和范围的各种其它修改对本领域技术人员来 说是显而易见且容易达到的。因此，不认为本说明书所附的权利要求 的范围限于这里给出的实施例和叙述，而是权利要求被认为包括在本 发明中存在的可以取得专利权的新颖性的所有特征，其中包括由本发 明所属技术领域中的技术人员认为是这些特征的等同物的所有其它特 征。
权利要求
1.从聚合反应器转移淤浆的方法，包括将淤浆从反应器排放到终止于猝灭室中的输送管线；让该淤浆从输送管线以水平、向上倾斜、竖直或其组合的方式经过该输送管线中的导管并经过导管延伸部经过猝灭室壁中的开口到出口；使猝灭流体进入与导管延伸部相邻的猝灭室的第一导入；和将该导管延伸部与该壁和猝灭流体热隔离。
2. 权利要求1的方法，包括将淤浆和猝灭流体的混合物从幹灭室 排到罐中。
3. 权利要求2的方法，其中该罐包括闪蒸罐。
4. 权利要求1-3中任一项的方法，其中该出口在该导管延伸部的 与该壁轴向隔离的远端。
5. 权利要求1-4中任一项的方法，其中该导管是无陷阱的。
6. 权利要求1-5中任一项的方法，包括维持导管中的淤浆的速度 大于淤浆中的聚合物颗粒的终端漂浮速度。
7. 权利要求1-6中任一项的方法，包括维持导管中的至少 0. 91m/s(3ft/s)的淤浆速度。
8. 权利要求1-7中任一项的方法，其中该第一猝灭流体导入包括 在该壁和输送管线的出口之间的猝灭室的柱形表面处建立猝灭流体的 切向旋涡流动才莫式。
9. 权利要求1-8中任一项的方法，还包括将导管延伸部封装在共 轴外管中，并将绝热体配置在导管延伸部和外管之间的环隙中。
10. 权利要求9的方法，还包括用配置在该环隙中的支撑体使该外 管中的导管稳定。
11. 权利要求10的方法，其中该支撑体包括环形物。
12. 权利要求10或11的方法，其中该支撑体包含耐热材料。
13. 权利要求10-12中任一项的方法，还包括将外管的远端与导管延伸部的外表面密封。
14. 权利要求1-13中任一项的方法，包括使导管延伸部以与水平 呈0-5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中。
15. 权利要求1-14中任一项的方法，包括抛光输送管线的淤浆流 动表面。
16. 权利要求1-15中任一项的方法，包括在输送管线的相邻部分 之间形成滑膛过渡段。
17. 权利要求1-16中任一项的方法，包括维持沿着反应器和导管 延伸部之间的导管的长度经由导管的竖直、向上倾斜、水平或其组合 的淤浆流动取向。
18. 权利要求1-17中任一项的方法，还包括通过关闭导管和反应 器之间的第一隔离阀和导管和猝灭室之间的第二隔离阀隔离用于维护 的导管。
19. 权利要求18的方法，其中第二隔离阀配置在导管和导管延伸 部之间。
20. 权利要求18或19的方法，还包括在第一和第二隔离阀之间的 导管中安装维护法兰接受器。
21. 权利要求1和4-20中任一项的方法，还包括将淤浆排放到猝 灭室的终止于壁处的侧部中，并让淤浆和猝灭流体从该侧部经过与罐 连通的直立提升管部分。
22. 权利要求21的方法，包括使该侧部在水平的5度之内向下倾 斜以排到提升管部分中。
23. 权利要求21或22的方法，其中该侧部中的淤浆排放包括进入 提升管部分的排放淤浆轨迹以抑制该側部表面上的淤浆撞击。
24. 权利要求21-23中任一项的方法，还包括第二猝灭流体导入猝 灭室，其包括在与提升管部分上端相邻的柱形表面处建立猝灭流体的 切向漩涡流动模式。
25. 用于从聚合反应器转移淤浆的转移系统，包括 在从反应器经过输送管线的流道的出口处将猝灭流体导入猝灭室的第一猝灭流体入口 ，其中该猝灭室与罐连通并且具有比输送管线的外横向尺寸相对更大的内横向尺寸，并且进一步特征在于其中该流道包括无陷阱导管和经过该猝灭室的壁中的开口到出口的导管延伸部；和在该壁和导管延伸部之间并且沿着导管延伸部从该开口延伸到相邻的出口的阻热层。
26. 权利要求25的转移系统，其中该第一猝灭流体入口包括与该 壁中的开口和该出口之间的导管延伸部轴向相邻配置的切向漩涡喷 嘴。
27. 权利要求25或26的转移系统，还包括封装导管延伸部的外管， 和配置在导管延伸部和外管之间的环隙中的绝热体。
28. 权利要求27的转移系统，其中该导管延伸部和外管是共轴的。
29. 权利要求27或28的转移系统，还包括配置在导管和外管之间 的环隙中的支撑体以将该导管与外管分隔。
30. 权利要求29的转移系统，其中该支撑体包括环形物。
31. 权利要求29或30的转移系统，其中该支撑体包含耐热材料。
32. 权利要求27-31中任一项的转移系统，还包括该外管的远端和 该导管延伸部的外表面之间的密封件。
33. 权利要求32的转移系统，其中该密封件与出口相邻。
34. 权利要求27-33中任一项的转移系统，其中该出口与该壁轴向 分隔开。
35. 权利要求27-34中任一项的转移系统，其中朝向猝灭室的开口 的壁包括堵塞法兰。
36. 权利要求35的转移系统，其中该外管延伸穿过该堵塞法兰中 的该开口 。
37. 权利要求25-36中任一项的转移系统，其中该导管延伸部水平 或与水平呈至多5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中。
38. 权利要求25-37中任一项的转移系统，其中该流道的表面是抛 光的。
39. 权利要求25-38中任一项的转移系统，包括在该流道的相邻部 分之间的滑膛过渡段。
40. 权利要求25-39中任一项的转移系统，其中该导管沿着其长度 是竖直、向上倾斜、水平的或其组合。
41. 权利要求25-40中任一项的转移系统，还包括导管和反应器之 间的第一隔离阀和导管和猝灭室之间的第二隔离阀。
42. 权利要求41的转移系统，其中第二隔离阀配置在导管和导管 延伸部之间。
43. 权利要求41或42的转移系统，还包括在第一和第二隔离阀之间的导管中的维护法兰接受器。
44. 权利要求25-43中任一项的转移系统，其中该猝灭室还包括终 止于壁处的侧部和该侧部和该罐之间用于流体连通的直立提升管部 分。
45. 权利要求44的转移系统，其中该側部在水平的5度之内和该 提升管部分在竖直的5度之内。
46. 权利要求44的转移系统，其中该側部在水平的5度之内和该 提升管部分在竖直的5度-50度之间倾斜。
47. 权利要求44-46中任一项的转移系统，还包括第二猝灭流体入 口，包括与该提升管部分的上端相邻配置的切向漩涡喷嘴。
48. 聚合系统，包括淤浆聚合反应器，其具有一个或多个向反应器供应单体、催化剂 和稀释剂的进料管线；将来自反应器的淤浆与猝灭流体混合的猝灭室； 与该猝灭室连通的罐；该反应器和猝灭室之间流体连通的淤浆输送管线，其中该猝灭室 具有比该输送管线的外横向尺寸相对更大的内横向尺寸；在经由该输送管线的流道的出口处将猝灭流体导入猝灭室的第一 摔灭流体入口 ；其中该流道包括无陷阱导管和经过该猝灭室的壁中的开口到出口的导管延伸部；和在该壁和导管延伸部之间并且沿着导管延伸部从该开口延伸到相 邻的出口的阻热层。
49. 权利要求48的聚合系统，其中该罐包括闪蒸罐。
50. 权利要求48的聚合系统，还包括封装导管延伸部的共轴外管， 配置在该导管延伸部和外管之间的环隙中的绝热体，配置在该导管和 外管之间的环隙中的耐热支撑体以将该导管与外管分隔，和在该外管 的远端和该导管延伸部的与出口相邻的外表面之间的密封件。
51. 权利要求50的聚合系统，其中该出口与该壁轴向分隔开。
52. 权利要求51的聚合系统，其中朝向猝灭室的开口的壁包括堵 塞法兰。
53. 权利要求52的聚合系统，其中该外管延伸穿过该堵塞法兰中 的该开口 。
54. 权利要求48-53中任一项的聚合系统，其中该导管延伸部水平 或与水平呈至多5度的角度向下倾斜进入到猝灭室中。
55. 权利要求48-54中任一项的聚合系统，其中该流道的表面是抛 光的。
56. 权利要求48-55中任一项的聚合系统，包括在该流道的相邻部 分之间的滑膛过渡段。
57. 权利要求48-56中任一项的聚合系统，其中该导管沿着其长度 是竖直、向上倾斜、水平的或其组合。
58. 权利要求48-57中任一项的聚合系统，还包括在该导管和反应 器之间的第一隔离阀，在该导管和导管延伸部之间的第二隔离阀和在 该导管和第二隔离阀之间的维护法兰接受器。
59. 权利要求25-43中任一项的聚合系统，其中该猝灭室还包括终 止于该壁处的在水平的5度之内的侧部，和在该侧部和罐之间的竖直 或在竖直的50度之内倾斜的用于流体连通的直立提升管部分。
60. 权利要求59的聚合系统，还包括第二猝灭流体入口，包括与 该提升管部分的上端相邻配置的切向旋涡喷嘴。
全文摘要
将溢流淤浆从聚合反应器(12)排放到罐(14)中的转移方法和系统(8)。该方法包括从猝灭流体入口(42)到猝灭室(15)将在输送管线(20)远端的导管延伸部(28)热隔离。传送系统(10)的特征在于围绕导管延伸部(28)的环形绝热层和在反应器(12)和导管延伸部(28)之间流体连通的无陷阱导管(20)，该环形绝热层可以包括绝热体(34)和/或耐热支撑环(36)。该转移方法和系统可以减少或消除异烯烃聚合物和共聚物的制造中输送管线(20)堵塞的现象。
文档编号C08F2/00GK101627059SQ200880007571
公开日2010年1月13日 申请日期2008年1月25日 优先权日2007年2月9日
发明者J-P·库尔索, M·F·麦克唐纳, P·J·赖特, R·E·鲍德, R·H·柴兹, R·N·韦伯, S·T·米尔纳, T·D·谢弗 申请人:埃克森美孚化学专利公司