高压分离器清洁方法和装置与流程

本申请要求申请日为2016年7月28的美国临时专利申请no.62/367949的优先权，该文献被本文参引。

本发明涉及一种用于在不需要移除高压分离器(hps)的顶盖的情况下清洁聚合反应器中的高压分离器(hps)的方法和装置。

背景技术：

在淤浆聚合方法中，通常通过闪蒸掉顶部的稀释剂以及通过重力来回收聚合物而在压力容器中使得聚合物与稀释剂分离。当这些容器上有足够的可用压力差时，大多数分离容器将非常好地运行。不过，当可用压力差减小时，例如在使用多级分离以减少能量消耗的情况下，聚合物可能积累在容器中，并最终堵塞和淤塞设备，从而引起中断反应器操作的操作性问题。

积累的聚合物可以是所谓的“无定形”聚合物或者简单聚合物，所述简单聚合物是已经形成附聚物使得大块的聚合物不再能够循环通过反应器系统，并堵塞一个或多个操作线或开口。还有，聚合物可以粘附在反应器系统的内表面上，并积累至使得系统淤塞的程度。

因此，由于废或过量的聚合产物在hps的内壁上累积，聚合反应器的高压分离器容器需要不时地清洁。当高压气体从hps中的顶部空间释放，且先前溶解的聚合物开始在分离器内冷凝时，将发生这种累积。

已知用于减少聚合反应器系统中使用的容器中发生的淤塞的、基于化学的方法，例如通过在聚烯烃反应混合物进入高压分离器之前使得聚烯烃反应混合物与有机胺接触。

另外，已知用于聚合反应器系统中的低压容器的物理清洁系统，例如其中，聚四氟乙烯衬里覆盖容器的内表面，该容器具有盖安装组件，该盖安装组件带有环形夹，用于将盖可拆卸地安装在容器上。当需要清洁时，将容器排空液体聚合物，并将容器冷却至环境温度，从而在容器内表面的周围形成聚合物的冷冻“皮”，该冷冻“皮”在释放盖之后从容器的内侧面上剥离。

不过，高压分离器容器需要相当厚的顶盖，该顶盖必须用一系列较大和较重的螺栓而栓接在hps上。打开顶盖将非常耗时，因为需要使用专用液压张紧设备来松开和重新拧紧较大的顶盖螺栓。

如果可以使用简单和相对便宜的方法来从聚合反应器系统中的高压分离器的内壁上清洁过量和/或废聚合物将是有利的。

技术实现要素：

这里提供了一种用于在不移除容器的顶盖的情况下清洁聚合反应器中的高压分离器容器的方法，以及一种用于实现所述清洁方法的系统。

在实施例中，所述方法包括：打开高压分离器容器底部的出口；从高压分离器容器的顶盖上方附近的流体配件中移除冲洗塞，从而暴露流体配件中的清洁孔；将绳索或线缆穿过清洁孔送入高压分离器容器的内部并向下直至出口；在出口处将可旋转的清洁喷嘴固定至绳索或线缆上；将增压液体供给至清洁喷嘴；以及使得清洁喷嘴从底部到顶部穿过高压分离器容器的内部逐渐地升高和/或降低并旋转，以使得增压液体被引导成与高压分离器容器的内壁接触并且除去积累的废料。

在一些实施例中，所述方法包括将具有中心孔的清洁软管连接螺母拧入清洁孔中，以便保护清洁孔中的螺纹。

在一些实施例中，所述方法包括使得清洁喷嘴从高压分离器内部的顶部至底部逐渐降低和旋转，同时将增压液体供给至清洁喷嘴，并将增压液体引导成与高压分离器容器的内壁接触。

在一些实施例中，所述方法包括不移除高压分离器容器的顶盖。

在一些实施例中，所述方法包括不移除高压分离器容器的顶盖上方附近的流体配件。

在一些实施例中，该方法包括，顶盖上方附近的流体配件是排气套管或顶部凸缘。

在一些实施例中，该方法包括，冲洗塞包括：轴，所述轴构造和布置成延伸穿过清洁孔；在轴的一端处的截头锥形塞，所述截头锥形塞构造和布置成装配在清洁孔内并密封该清洁孔；以及带螺纹的压紧螺母，所述带螺纹的压紧螺母构造和布置成拧入清洁孔中，以便向截头锥形塞提供轴向密封压力。

在一些实施例中，该方法还包括：通过指向高压分离器容器底部的出口的第二清洁喷嘴供给增压液体，以便防止移除的废料堵塞该出口。

在一些实施例中，该方法包括：积累的废料是聚合物废料。

在一些实施例中，该方法包括：清洁孔以一定角度被引导通过顶盖上方的流体配件。

在另一种形式中，用于清洁高压分离器的系统包括：流体配件，所述流体配件构造和布置成附接到高压分离器的顶盖，所述流体配件具有布置于其中的清洁孔，所述清洁孔从流体配件的外壁延伸至内部空隙；以及可拆卸的冲洗塞，所述冲洗塞构造和布置成密封清洁孔。

在一些实施例中，所述系统为这样，使得清洁孔相对于流体配件的底部布置成一定角度。

在一些实施例中，流体配件是排气套管或顶部凸缘。

在一些实施例中，可拆卸的冲洗塞包括：轴，所述轴在一端处具有截头锥形塞；以及带螺纹的压紧螺母，所述带螺纹的压紧螺母构造和布置成拧入清洁孔中，以便向截头锥形塞提供轴向密封压力。

在一些实施例中，清洁系统还包括清洁软管连接螺母，所述清洁软管连接螺母具有：带螺纹的外部，所述带螺纹的外部构造和布置成拧入清洁孔中；以及中心孔，用于容纳绳索或线缆。

在一些实施例中，清洁系统还包括可旋转的高压清洁喷嘴，所述高压清洁喷嘴具有增压液体供给入口和喷射出口。

附图说明

图1是下面将介绍的高压分离器(hps)和清洁装置的示意图。

图2a和图2b是位于hps的顶板上方附近的配件的示例。

图3a是根据图2b的排气套管配件的详细剖视图，表示了其中的清洁孔的位置，图3b是图3a中突出表示的排气套管配件的一部分的放大图。

图4a至4d是用于在清洁孔中使用的冲洗塞装置的细节。

具体实施方式

本公开的、用于清洁聚合处理系统中的高压分离器容器的方法特别有利，原因是所述方法能够在比常规清洁方法中所花费的时间少得多的时间内进行。如上所述，所述清洁方法能够在不移除hps的顶盖的情况下，通过在流体配件(例如凸缘等)中提供合适尺寸和结构的可密封孔而进行，所述流体配件位于hps顶盖的顶部。有利地，甚至这样的流体配件也不需要为了进行清洁处理而被移除。

所述清洁方法包括：打开高压分离器容器底部的出口：从高压分离器容器的顶盖上方附近的流体配件中移除冲洗塞，从而暴露流体配件中的清洁孔；将绳索或线缆穿过清洁孔送入高压分离器容器的内部并向下直至出口；在出口处将可旋转的清洁喷嘴固定至绳索或线缆上；将增压液体供给至清洁喷嘴；以及使得清洁喷嘴通过高压分离器容器的内部从底部到顶部逐渐地升高和/或降低并旋转，以使得增压液体被引导成与高压分离器容器的内壁接触并且除去积累的废料。

通过参考附图将更好地理解该方法。在图1至4d中，相同的附图标记表示相同或相似的结构和/或特征；所示结构和/或特征中的每个可能并没有参考图1至4d中的每个都进行详细介绍。类似地，所述结构和/或特征中的每个可能并没有在图1至4d中的每个中都明确标记；参考图1至4d中的任何一个讨论的任何结构和/或特征可以用于图1至4d中的任何其它附图，而并不脱离本发明的范围。

图1提供了高压分离器容器100的总体剖视图，所述高压分离器容器100在下部部分上具有一个或更多个喷嘴140，用于插入测量仪器。hps具有螺栓连接(未示出)至它的顶部部分上的较重顶盖110以及至少一个流体配件120，所述流体配件120附接在顶盖110上方附近。hps的底部具有底部出口130，在聚合处理过程中，固化的聚合物颗粒或溶解的聚合物能够从所述底部出口130从hps中移除。为了清洁处理，一旦聚合系统内的条件允许，任何相关的盖或管道就从底部出口130移除，从而暴露hps容器的内部用于清洁。清洁有利地在hps的内壁180仍然稍微温热时开始，以便于除去废聚合物。清洁孔220(该清洁孔220相对于流体配件的水平底部以一定角度引导通过流体配件120)打开，清洁软管连接螺母225拧入清洁孔220中，以便保护其中的螺纹223(图3b)。清洁软管连接螺母225在图4d的放大视图中表示为具有带螺纹的外部和中心孔226。

随后，绳索或线缆150穿过清洁软管连接螺母225的中心孔226，向下穿过hps的内部，并直到底部出口130，其中，绳索或线缆的底端与可旋转的高压清洁喷嘴160连接。喷嘴160具有供给软管165，所述供给软管165与泵p1连接，以便向喷嘴供给增压清洁液体。供给至喷嘴的增压清洁液体可以是水或其它合适的流体。

图2a是顶部凸缘流体配件210的剖视图，所述顶部凸缘流体配件210螺栓连接至hps的顶盖110上。清洁孔220示出为相对于水平方向以一定角度引导通过凸缘配件210，延伸至凸缘的内部空隙中，并由清洁软管连接螺母225盖住，以便保护清洁孔220中的螺纹223。图2b示出了类似的布置，其中，清洁孔220布置成相对于水平方向成一角度穿过排气套管流体配件211，所述排气套管流体配件211位于顶盖110上方并与所述顶盖110螺栓连接。

图3a是排气套管211的更详细视图，示出了穿过排气套管211并进入排气套管211的内部空隙内的清洁孔220的定位。图3b是具有清洁孔220的排气套管211的下部部分的放大图，图中示出了清洁孔220的带螺纹的入口221以及在入口的螺纹部分223的底部附近的截头锥形座222。

截头锥形座222具有角形面，所述角形面匹配和容纳冲洗塞230(图4a)的截头锥形部分232，所述冲洗塞230用于在清洁后密封hps。冲洗塞230包括在它的一端处的截头锥形密封部分232以及轴235，所述轴235构造和布置成延伸穿过清洁孔220，几乎到达排气套管配件211或进入排气套管配件211的内部空隙中(图4c)。当希望密封hps时，冲洗塞230送入清洁孔220中，压紧螺母240(图4b)拧入清洁孔220的螺纹部分223中并与冲洗塞的、与截头锥形密封部分232相反的一侧接触，以便向冲洗塞230提供轴向密封压力，从而密封截头锥形座222和冲洗塞230的相互配合的截头锥形面。

再参考图1，清洁喷嘴160被供给有高压清洁液体，并从hps的底部至顶部逐渐旋转和升高，从而将高压清洁液体161喷射至hps100的内壁180上，以便除去积累的聚合物废料。清洁喷嘴160随后逐渐降低，同时仍然旋转，以使得增压清洁液体161重复地被引导成在hps100内的所有位置处与内壁180接触。有利地，与泵p2连接的第二增压液体清洁喷嘴170以及它的供给软管能够通过喷嘴140而插入，并被引导朝向底部出口130，以避免聚合物废料在清洁过程中堵塞出口。

因为清洁孔220穿过在顶盖110上方附近的流体配件120来提供，所以顶盖110和流体配件120都不需要为了进行清洁而被移除。

在另一种形式中，图1至图4d示出了用于清洁高压分离器100的系统，所述系统包括：流体配件120，所述流体配件120构造和布置成附接至高压分离器100的顶盖110，所述流体配件120具有布置于其中的清洁孔220，所述清洁孔220从流体配件的外壁121延伸至内部空隙122；以及可拆卸的冲洗塞230，所述冲洗塞230构造和布置成密封清洁孔220。清洁孔220相对于流体配件120的底部布置成一定角度，如图3a中所示，其中，流体配件120是排气套管211。然而，流体配件也能够是顶部凸缘210，如图2a中所示。

可拆卸的冲洗塞230包括：轴235，所述轴235在一端处具有截头锥形塞232；以及带螺纹的压紧螺母240，所述螺纹压紧螺母240构造和布置成拧入清洁孔220中，以便向抵靠清洁孔中的匹配截头锥形座222的截头锥形塞232提供轴向密封压力。

清洁系统还包括清洁软管连接螺母225，所述清洁软管连接螺母225具有：带螺纹的外部，所述带螺纹的外部构造和布置成拧入清洁孔220中；以及中心孔226，其用于容纳绳索或线缆，所述绳索或线缆可与可旋转的高压清洁喷嘴160连接，所述高压清洁喷嘴160具有用于清洁流体161的增压液体供给入口软管165和喷射出口。

本文中使用的、放置在第一实体和第二实体之间的术语“和/或”的意思是以下之一：(1)第一实体，(2)第二实体，以及(3)第一实体和第二实体。用“和/或”列出的多个实体应当以相同的方式解释，即，这样并列的“一个或多个”实体。除了由“和/或”句子具体表示的实体之外，其它实体可以选择性地存在，不管与具体表示的那些实体相关还是不相关。因此，作为非限定示例，当与开放式语言例如“包括”结合使用时，“a和/或b”可以在一个实施例中只是涉及a(可选地包括除了b之外的实体)，在另一实施例中只涉及b(可选地包括除了a之外的实体)，而在另外一个实施例中涉及a和b两者(可选地包括其它实体)。这些实体可以涉及元件、动作、结构、步骤、操作、值等。

本文中使用的，针对一个或多个实体列表的短语“至少一个”应当理解为意思是从实体列表中的任何一个或多个实体中选择的至少一个实体，但是不必须包括在实体列表中具体列出的每一个，且并不排除在实体列表中的实体的任何组合。所述定义还能够是，除了短语“至少一个”所涉及的实体列表中具体表示的实体之外，可以选择性地存在实体，不管与具体表示的那些实体相关还是不相关。因此，作为非限定示例，“a和b中的至少一个”(或等效地，“a或b中的至少一个”，或等效地，“a和/或b中的至少一个”)可以在一个实施例中涉及至少一个a，可选地包括多个a，而b不存在(可选地包括除了b之外的实体)，在另一实施例中涉及至少一个b，可选地包括多个b，而a不存在(可选地包括除了a之外的实体)，在还一实施例中涉及至少一个a，可选地包括多个a，且涉及至少一个b，可选地包括多个b(可选地包括其它实体)。换句话说，短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，它们在运用中既结合又分离。例如，表达“a、b和c中的至少一个”、“a、b或c中的至少一个”、“a、b和c中的一个或多个”、“a、b或c中的一个或多个”和“a、b和/或c”中的每个都可以表示单独的a、单独的b、单独的c、a和b一起、a和c一起、b和c一起和a、b和c一起以及可选的上述任何一个与至少一个其它实体的组合。

在任何专利、专利申请或其它参考文献被本文参引，并以某种方式限定术语或者以与本公开的非参引部分或与任何其它参引文献不一致的方式来限定术语时，本公开的非参引部分应当为控制性，且其中的术语或参引的公开内容应当仅相对于限定所述术语的参考文献和/或最初存在的参引公开内容为控制性。

本文中使用的术语“适于”和“设置成”或“构造成”以及“布置”的意思是元件、组件或其它主题被设计和/或将要执行给定功能。因此，术语“适于”和“设置成”或“构造成”以及“布置”的使用不应当解释为意思是给定元件、部件或其它主题只“能够”执行给定功能，而是该元件、部件或其它主题具体被选择、创造、实施、利用、编程和/或设计成用于执行该功能的目的。在本发明的范围内，叙述为用于执行特定功能的元件、部件和/或其它所述主题可以另外或替代地描述为设置成执行该功能，反之亦然。

根据本发明的系统和方法的所示非排他示例在以下列举的段落中介绍。在本发明的范围内，本文所述方法(包括在以下列举的段落中)的各个步骤可以另外或替代地称为用于执行所述动作的“步骤”。

段落1.一种用于清洁聚合反应器中的高压分离器容器的方法，包括：打开高压分离器容器底部处的出口；从高压分离器容器的顶盖上方附近的流体配件中移除冲洗塞，从而暴露流体配件中的清洁孔；将绳索或线缆穿过清洁孔送入高压分离器容器的内部并向下直至出口；在出口处将可旋转的清洁喷嘴固定至绳索或线缆；将增压液体供给至清洁喷嘴；以及使得清洁喷嘴从底部到顶部穿过高压分离器容器的内部逐渐地升高和/或降低并旋转，以使得增压液体被引导成与高压分离器容器的内壁接触并且除去积累的废料。

段落2.根据段落1的方法，还包括：将具有中心孔的清洁软管连接螺母拧入清洁孔中，以便保护清洁孔中的螺纹。

段落3.根据段落1或段落2的方法，还包括：使得清洁喷嘴从高压分离器内部的顶部至底部逐渐降低和旋转，同时将增压液体供给至清洁喷嘴，并将增压液体引导成与高压分离器容器的内壁接触。

段落4.根据前述段落中任一段落的方法，其中：高压分离器容器的顶盖和顶盖上方附近的流体配件都不移除。

段落5.根据前述段落中任一段落的方法，其中，顶盖上方附近的流体配件是排气套管或顶部凸缘。

段落6.根据前述段落中任一段落所述的方法，其中，冲洗塞包括：轴，所述轴构造和布置成延伸穿过清洁孔；在轴的一端处的截头锥形塞，所述截头锥形塞构造和布置成装配在清洁孔内并密封该清洁孔；以及带螺纹的压紧螺母，所述带螺纹的压紧螺母构造和布置成拧入清洁孔中，以便向截头锥形塞提供轴向密封压力。

段落7.根据前述段落中任一段落的方法，还包括，通过指向高压分离器容器底部的出口处的第二清洁喷嘴供给增压液体，以便防止移除的废料堵塞所述出口。

段落8.根据前述段落中任一段落的方法，其中，积累的废料是聚合物废料。

段落9.根据前述段落中任一段落的方法，其中，清洁孔以一定角度被引导通过顶盖上方的流体配件。

段落10.一种用于清洁高压分离器的清洁系统，包括：流体配件，所述流体配件构造和布置成附接到高压分离器的顶盖，所述流体配件具有布置于其中的清洁孔，该清洁孔从流体配件的外壁延伸至内部空隙；以及可拆卸的冲洗塞，所述冲洗塞构造和布置成密封清洁孔。

段落11.根据段落10的清洁系统，其中，清洁孔相对于流体配件的水平底部布置成一定角度。

段落12.根据段落10或段落11的清洁系统，其中，流体配件是排气套管或顶部凸缘。

段落13.根据段落10至12中任一段落的清洁系统，其中，可拆卸的冲洗塞包括：轴，所述轴在一端处具有截头锥形塞；以及带螺纹的压紧螺母，所述带螺纹的压紧螺母构造和布置成拧入清洁孔中，以便向截头锥形塞提供轴向密封压力。

段落14.根据段落10至13中任一段落的清洁系统，还包括：清洁软管连接螺母，所述清洁软管连接螺母具有：带螺纹的外部，所述带螺纹的外部构造和布置成拧入清洁孔中；以及中心孔，其用于容纳绳索或线缆。

段落15.根据段落10至14中任一段落的清洁系统，还包括：可旋转的高压清洁喷嘴，所述高压清洁喷嘴具有增压液体供给入口和喷射出口。

工业实用性

本文公开的系统和方法可用于化学工业。

可以认为，上述公开内容包含具有独立效用的多个不同发明。尽管已经以它的优选形式来公开了这些发明中的每一个，但是如本文中所述和所示的本发明具体实施例并不应当认为具有限制意义，因为能够有大量的变化形式。本发明的主题包括本文公开的多种元件、特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。类似地，当权利要求陈述“一个”或“第一”元件或它的等效物时，该权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不必须也不排除两个或更多这种元件。

可以认为，下面的权利要求特别指出了某些组合和子组合，这些组合和子组合涉及所公开的发明之一，并且是新颖的和非显而易见的。以特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合来实施的发明可以通过在本申请或相关申请中修改本权利要求或提出新权利要求来要求保护。这些修改的或新的权利要求也认为包括在本发明的主题内，不管它们涉及不同发明还是涉及相同发明，不管与原始权利要求的范围不同、更宽、更窄还是相同。