用于将反应物优化注射到反应器中的装置和方法

专利名称：用于将反应物优化注射到反应器中的装置和方法
技术领域：
本发明涉及将反应物改善注射到用于烯烃淤浆聚合的反应器中。更特别地，第一方面，本发明涉及注射器嘴(injector nozzle)的设计，该注射器嘴用于将反应物注射到适于烯烃淤浆聚合工艺的环管反应器中。另一方面，本发明涉及注射器嘴的用途，该注射器嘴用于将反应物注射到适于烯烃聚合的环管反应器中。

背景技术：
烯烃聚合如乙烯聚合经常在环管反应器中使用单体、稀释剂、催化剂、任选共聚单体以及反应添加剂如防污剂进行。该聚合通常在淤浆条件下进行，其中，产物通常由固体颗粒组成，且悬浮在含有稀释剂、单体、任选共聚单体以及反应添加剂(简言之稀释剂)的液体介质中。使用泵连续循环该反应器的淤浆成分从而在液体稀释剂中维持该聚合物固体颗粒的有效悬浮，经常通过沉降支管(settling leg)取出该产物，这通常按照批量原则操作以回收该产物。当该反应器是聚合过程中仅有的反应器或者当其是聚合过程中一系列反应器中的最后一个反应器时，还通过闪蒸管线将该产物排放到闪蒸罐中，其中将大多数稀释剂和未反应的单体闪蒸出和再循环。干燥该聚合物颗粒，添加添加剂，最终挤出并粒化该聚合物。在聚合过程中，当该反应器同至少另一个连串反应器串联时，还将该产物排放到与所述其它反应器相连的输送管线中。这种技术获得了国际上的成功，每年如此生产上百万吨乙烯聚合物。
现转向停留时间的定义，可将来自给定反应器的聚合物的产量描述为含在该反应器中的聚合物数量与在该反应器中，聚合物的平均停留时间之间的比率。用来增加产量的公知方法通常意味着停留时间的减少，可惜其又改变了该聚合物的性能。用来增加产量的其它方式与在反应器中聚合物数量的增加相关，这意味着对给定固定反应器的尺寸、反应器中固体的浓度。
在过去，烯烃聚合物如在异丁烷稀释剂中的乙烯聚合物的商业化生产一直局限为反应器中最大固体浓度为37-40重量％，为了获得值高达42-46重量％的高密度乙烯聚合物，可能使用几种方法改进。超过上述浓度水平，在该反应器内出现不稳定性，迫使降低该固体浓度。无论用于给定的、成套工艺条件的最大值是什么，仍然需要提高固体浓度。
在该反应器内的不均匀性对于实现生产是有害的，因为在高浓度的地方易于在局部开始不稳定性，然后将在整个反应器内传播。
因此，本发明的一个目的在于提高在该反应器内循环的淤浆的均匀性。本发明的另一个目的在于增加反应器中聚合物的固体含量。还有一个目的在于优化聚合反应的反应物在反应器中的分布和混合。


发明内容
通过根据本发明的装置和方法实现这些目的中的一个或多个。
在第一个方面，本发明涉及注射器嘴的设计，该注射器嘴限定用于使将被注射的反应物流进环管反应器的通道(passage)，该反应器适于烯烃淤浆聚合，该注射器嘴主要由流体导管(fluid conduit)组成，该流体导管延伸进(extending into)将被连接到反应器中开口的排放孔部分(discharge orficeportion)，其中该排放孔部分的通道具有非圆形的横截面，该流体导管的通道具有圆形的横截面。
本发明还涉及注射器嘴的用途，该注射器嘴用于将反应物注射到适于烯烃聚合反应的环管反应器中，其中，将该注射器嘴连接到在该反应器的弯管部分上或其上方的内侧的四分之三圆上(inner three quarter circle)。
根据本发明的注射器嘴提供将反应物优化注射到环管反应器中的优点。本注射器嘴提供最大化分散作用的可能性，且允许将反应物优化注射和混合到围绕注射器嘴的区域中。
本发明的另一方面涉及用于注射器嘴的适宜位置，该注射器嘴用于将反应物注射到烯烃淤浆环管反应器中。
该注射器嘴位置的影响可解释一些先前在生产聚合物产物中观察到的限制。虽然不期望受理论的束缚，可是注射器嘴在反应器部分(section)上的不恰当定位可产生高反应速度区和局部过热部位。例如，一些生产问题可由将反应物注射到不恰当的区域产生，其在有限量的流动淤浆中，在局部剧烈地加快反应。
在所述反应器上，决定用于注射器嘴的适宜位置对于所注射的反应物的分布和混合模式而言是很重要的。同样地，优化所述注射器嘴的几何结构允许改善将该反应物注射到流动淤浆中的条件。因此，优化所述参数允许增加该聚合反应的产量。
下面将进一步详细公开本发明。仅通过实例来公开本说明书，其不限制本发明。参考数字涉及所附附图。



图1为根据本发明实施方案的环管反应器的示意图。
图2、3、4和5代表了根据本发明实施方案的注射器嘴通道的透视图。
图6代表了具有图2通道的注射器嘴的剖视图。
图7代表了一部分环管反应器的示意透视图，在该反应器上装备有根据本发明实施方案的注射器嘴。
图8代表图7的环管反应器部分沿着线X-X”的剖视图。
图9代表说明图6注射器嘴的剖视图，该注射器嘴紧固(fasten)在环管反应器上。
图10代表环管反应器部分(section)的部分剖视图，在该反应器上装备有图6的喷嘴。
图11为双环管聚合反应器的示意图。
发明详述 本发明涉及适于将反应物注射到反应器、优选为环管反应器中的注射器嘴，所述注射器嘴主要由流体导管组成，该导管延伸进将被连接到反应器中开口的排放孔部分，其中该排放孔部分的通道具有非圆形的横截面，该流体导管的通道具有圆形的横截面。
现在参考附图，在图2、3、4、5中说明用于根据本发明的注射器嘴的通道的适宜几何结构的非限制性实例。
如在图2-5中说明的一样，排放孔部分的通道具有非圆形的横截面，其具有短尺寸2Ry和长尺寸2Rx，其中Rx比Ry长。在本发明的一种实施方案中，Rx至少比Ry长10％。
图2说明了根据本发明一种实施方案的、注射器嘴的通道11.1，其中，流体导管9.1的通道为半径为r的圆形，且其延伸通过光滑的(smooth)弧形过渡到排放孔部分8.1的通道，该通道具有椭圆形横截面，该横截面具有长半径Rx和短半径Ry。
图3说明了根据本发明实施方案的、注射器嘴通道11.2，其中该流体导管9.2的通道为半径为r的圆形，且其延伸通过光滑的弧形过渡到排放孔8.2的通道，该通道具有菱形横截面，该横截面具有长对角线2Rx和短对角线2Ry。
图4说明了根据本发明实施方案的、注射器嘴通道11.3，其中该流体导管9.3的通道为半径为r的圆形，且其延伸通过光滑的弧形过渡到排放孔8.3的通道，该通道具有矩形横截面，该横截面具有宽2Rx和长2Ry。
图5说明了根据本发明实施方案的、注射器嘴通道11.4，其中该流体导管9.4的通道为半径为r的圆形，且其延伸通过光滑的直线过渡到排放孔8.4的通道，该通道具有椭圆形横截面，该横截面具有长半径Rx和短半径Ry。
图6说明了根据本发明实施方案的、注射器嘴19的剖视图，其限定了如图2所示的通道11.1。所述注射器嘴还装备有壁12。在本发明的实施方案中，该注射器嘴19为圆柱形的，且具有至少比2Rx长5％的直径。如在图6中所述的另一实施方案中，所述注射器嘴19的壁12可装备有凸缘(flange)13。
如在图2-6中所述，从该流体导管的通道到该排放孔的通道的过渡是光滑的，优选为圆锥形或金字塔形(pyramidal)。如在此使用的一样，术语“光滑的”是指具有弧形(curved)或平面的表面，其沿着在注射反应物时流动的方向未呈现尖角。
在本发明的实施方案中，Rx/r的比率可≥1。在本发明的另一实施方案中，Ry/r的比率可为≤1。在另一实施方案中，该排放孔部分的通道尺寸Rx等于该流体导管通道半径r的0.8-5倍，优选为1-4倍，更优选为1.5-3.5倍。在另一实施方案中，该排放孔部分的通道尺寸Ry等于该流体导管通道半径r的1.25-0.25倍，优选为1-0.5倍。在本发明的一种实施方案中，Rx至少比Ry长1.1倍，优选为至少1.5倍。在本发明中，必须理解的是，对于所有上述尺寸比率而言，不考虑任何较短轴长的中等较大或较小的管段，必须将该流体导管的通道半径r理解为管路的内径，该管路经过一距离通向喷嘴，该距离至少等于所述半径的5倍。
令人惊讶地发现几何结构以及Rx/r、Ry/r和Rx/Ry的尺寸比率对于将所述反应物优化引入、分布和混合到循环进入环管反应器中的淤浆中是很重要的。
在本发明一种实施方案中，尽管在此未说明，但是根据本发明的注射器嘴还可包括适于在所注射的反应物中分散气体的装置，特别地，在优选实施方案中，在此可能存在气泡，该装置为格栅(gride)或屏栅(screen)，且具有适于流动的开口。
可将根据本发明的注射器嘴用于将反应物注射到反应器中，该反应器适于任何产生流出液的工艺，该流出物含有颗粒聚合物固体的淤浆，该固体悬浮在含有稀释剂和未反应单体的液体介质中。这样的反应工艺包括但不局限为在如颗粒形成聚合领域中已经公知的工艺。
本发明特别适于在环管反应器中发生的烯烃聚合工艺，该反应器用于制备聚合物，更特别地，适于聚乙烯，其中形成聚合流出物，该流出物含有颗粒聚合物固体的淤浆，该固体悬浮在液体介质中，其通常为反应稀释剂和未反应的单体。
本发明特别适于提供具有适宜几何结构和在反应器上具有用于将反应物注射到所述反应器中的适宜位置的注射器嘴以及用于将所述注射器嘴适当定位在所述反应器上的方法。
在这样的反应器中的聚合工艺由在稀释剂中的烯烃如C2-C8烯烃的催化聚合组成，该稀释剂含有将要聚合的单体，将该聚合淤浆循环在环管反应器中，将原材料进料到该反应器，并从该反应器去除所形成的聚合物。
适宜单体的实例包括但不局限为那些每分子中具有2-8个碳原子的单体如乙烯、丙稀、丁烯、戊烯、丁二烯、异戊二烯、1-己烯等等。
可在50-120℃的温度下，优选在70-115℃的温度下，更优选在80-110℃的温度下以及在20-100巴的压力下，优选在30-50巴的压力下，更优选在37-45巴的压力下进行该聚合反应。
在优选实施方案中，本发明特别适于在异丁烷稀释剂中的乙烯聚合工艺。适宜的乙烯聚合包括但不局限为乙烯的均聚反应、乙烯以及更高的1-烯烃共聚单体如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯的共聚反应。在本发明的一种实施方案中，所述共聚单体为1-己烯。
在有催化剂、任选助催化剂，任选共聚单体、任选氢以及任选其它添加剂的情况下，乙烯在液体稀释剂中聚合，从而产生聚合淤浆。
如在此使用的一样，术语“聚合淤浆”或“聚合物淤浆”大体上意味着多相组合物，其包括至少聚合物固体颗粒以及液相，且在工艺中考虑到至少局部存在第三相(气体)，该液相为连续相。该固体包括催化剂和聚合烯烃如聚乙烯。该液体包括惰性稀释剂如异丁烷，其具有溶解的单体如乙烯和任选的一种或多种共聚单体、分子量控制剂如氢、抗静电剂、防污剂、净化剂以及其它工艺添加剂。
如在此使用的一样，术语“反应物”包括单体、惰性稀释剂，如果有的话还可包括共聚单体，以及如果有的话，包括分子量控制剂。
适宜的稀释剂(与溶剂或单体相反)在本领域中是公知的，其包括烃，其是惰性的或者至少基本上是惰性的并在反应条件下为液体。适宜的烃包括异丁烷、正丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、异己烷以及正己烷，优选异丁烷。
适宜的催化剂在本领域是公知的。适宜催化剂的实例包括但不局限为氧化铬如负载在二氧化硅上的氧化铬、包括作为“齐格勒”或“齐格勒-纳塔”催化剂在本领域中已知的有机金属催化剂、金属茂催化剂等等。在此使用的术语“助催化剂”是指可同催化剂结合使用的材料，从而在聚合反应期间提高该催化剂的活性。
通常在淤浆条件下进行该聚合，其中该聚合产物通常由固体颗粒组成，且其悬浮在稀释剂中。在环管反应器中，使淤浆维持循环，该反应器包括通过弯管连接的、垂直套管部分。通过在该反应器的夹套中循环冷却水引出聚合热。可在一个或两个或更多环管反应器中进行所述聚合，可将之并联或串联使用。以液体充满模式(liquid full mode)操作所述反应器。当串联使用时，可通过装置如通过第一个反应器的一个或多个沉降支管连接它们。
所产生的聚合物可通过至少一个沉降支管同一些稀释剂一起从该环管反应器采出，其中，相对于在该反应器主体中的浓度而言，固体含量是增加的。
该沉降支管可同“产物回收区域”是连续的流体相通的，或者可通过任何装置(如阀)同这样的产物回收区域分离，该阀允许间歇的流体相通。如在此使用的“产物回收区域”包括但不局限为加热的或未加热的闪蒸管线、闪蒸罐、旋风分离器、过滤器以及相关的蒸汽回收以及固体回收系统或当串联连接几个反应器时输送到其它反应器的输送管线或所述其它反应器。
当该沉降支管的下游不存在反应器时，可使所提取的淤浆减压，并将之通过例如加热的或未加热的闪蒸管线输送到闪蒸罐中，在该闪蒸罐中分离聚合物、未反应的单体和/或共聚单体以及稀释剂。还可在吹洗塔(purgecolumn)中完成该聚合物的脱气。
当该沉降支管的下游存在至少一个反应器时，通过输送管线将所提取的淤浆输送到下一个反应器中。通过在压力比在该沉降支管出口的压力低的点，将淤浆注射到下游反应器中来进行输送是可能的。
在该环管反应器的部分(section)上确定适宜的位置使得在所述反应器上正确定位该注射器嘴。适宜的位置位于泵下游且沿着连接到其上的垂直管段的弯管形段(segment)的出口，在所述弯管部分以及相应管路的部分中，或者在该弯管和其上连接管的中心轴区域内。较小适宜的区域位于所述弯管段的弯曲(curvature)的外侧上以及类似地位于连接到其上的竖管上。
所注射的反应物的物理特性包括该反应物的物理状态例如其是否是气体或液体，或者是两者的混合物。其它物理特性包括反应物的粘度、浓度以及流量(flow)。在此包括的其它特性包括流速(flow rate)、温度和压力，在该压力下注射所述反应物。
对该注射器嘴几何结构的改变包括但不局限为改变所述注射器嘴的形式、尺寸、形状以及总体设计。
该反应器的适宜部分包括这样的部分，其中该反应器的管路未配备有夹套，所述注射在该适宜部分是可能的。用于定位所述注射器嘴的优选部分包括配备在所述反应器中的泵下游的部分。反应器的弯管部分通常通过连接装置如凸缘连接到所述反应器的其它部分。该反应器的适宜部分在该弯管部分的出口，特别在凸缘和该反应器夹套部分之间的部分上，所述注射在该适宜部分是可能的。
在本发明的一种实施方案中，相对于该反应器，该注射器嘴优选以一方位角(azimuth)位于所述环管反应器上，该注射器嘴位于内部四分之三圆上，其在所述反应器的弯管部分上或在其出口处(on or at the exit ofthe elbowsection of said reactor)，这意味着该装置不在90°角上，例如位于循环泵的电机上面。
因此本发明还涉及注射器嘴的用途，该注射器嘴用于将反应物注射到环管反应器中，其中在该反应器的弯管部分上或上方将所述注射器嘴连接到内部四分之三圆上，特别地，在该反应器的弯管部分上的内部四分之三圆上，或者在其沿着连接到所述弯管部分的管段的出口处，连接该注射器嘴。
在本发明的一种实施方案中，优选以一距离，在弯管部分的出口处连接该注射器嘴，该距离最大等于弯管弯曲半径(radius of the elbow curvature)的两倍，优选以一等于该弯管弯曲半径一倍的距离，更优选在该弯管半径弯曲(radius curvature of the elbow)的出口处。
对于在哪以及如何将所述反应物引入到循环淤浆中而言，不仅所述注射器嘴的几何结构很重要，而且该注射器嘴在反应器上的位置也很重要。例如所述注射器嘴的排放孔部分侧向定位在所述反应器的竖管上使得改善了所述反应物的分布和混合模式，从而增加了该聚合物产物的产量。
本发明还包括环管反应器，该反应器适于烯烃聚合工艺，其包括多个相互连接的管路、用于将聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中的装置、至少一个适于维持该聚合物淤浆在所述环管反应器中循环的泵、一个或多个连接到所述反应器管路的沉降支管，以及连接在该反应器弯管部分上或上方内部四分之三圆上的注射器嘴，该管路限定适于聚合物淤浆的流动通道，该淤浆包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒，该沉降支管适于允许允许该聚合物淤浆在此沉积。
图1示意说明了使用了本发明的、环管反应器1的实施例，其由多个相互连接的管路7组成。应该理解的是，尽管所说明的环管反应器1具有6个竖管，但所述环管反应器1可具有更少或更多的管路，如4个或更多的管路，例如在4-20个之间的竖管。
优选管段7的垂直部分具有加热夹套17。通过在该反应器的这些夹套中循环的冷却水可以提取聚合热。通过管线3将反应物引入到反应器1中，其包括在此未显示的注射器嘴。根据本发明，如通过位置A说明的一样，将管线3的注射器嘴连接到在该反应器弯管部分上或上方的内侧的四分之三圆上。通常，如通过点B说明的一样，将该反应物在管7的外侧上注射。
将催化剂，任选同助催化剂或活化剂一起通过导管25注射到反应器1中。在一种实施方案中，可从循环泵将所述催化剂向上游引入。
如通过箭头6说明的一样，通过一个或多个泵如轴流泵2将聚合淤浆定向循环遍及整个环管反应器1。可通过电动机5给该泵供电。如在此使用的一样，术语“泵”包括任何压缩驱动、提高流体压力的装置，如通过活塞或成套回转叶轮4。
该反应器1还装备有一个或多个连接到反应器1的管7的沉降支管10。尽管在图1中说明了4个沉降支管，但本发明包括含有一个或多个沉降支管的环管反应器。在本发明的一种实施方案中，所述环管反应器包括1-20个沉降支管，优选4-12个沉降支管，更优选6-10个沉降支管。
优选沉降支管10装备有隔离阀26。在正常条件下，打开这些阀26，例如可将之关闭从而从操作中隔离沉降支管。该沉降支管还可装备有产物去除或排放阀27。排放阀27可为任何类型的阀，当其至少部分打开时，该排放阀允许聚合物淤浆的连续或周期性的排放。可通过一个或多个产物回收管线18例如将在沉降支管10中沉降的聚合物淤浆转移到产物回收区域。
在本发明的一种实施方案中，当其位于所述环管反应器上时，优选该注射器嘴具有产生一角度的注射方向，相对于垂直于邻近注射位置的反应器中流体主方向的平面而言，该角度不为0°。
图7示意说明了环管反应器的管7的一部分，其包括弯管部分和直管部分，其中将进料管线3的注射器嘴23连接到在所述弯管部分上方的内侧的四分之三圆上。
图8表示沿着线X-X”的、图7环管反应器部分的剖视图，其中通过弧线15说明了用于所述注射器嘴23的、适宜的连接位置。如在此使用的“内侧四分之三圆”包括相对于轴X-X”而言，在45°和315°之间的角度，0°在位于最接近该注射点该反应器弯管的中央面(medium plane)中定向向外(directed outwards)。
如在所述图7上说明的一样，注射器嘴23可以包含在45°和315°之间的角度定位在环管反应器弯管部分的上方(图8)。更优选地，所述注射器嘴23可以包含在90°和270°之间的角度定位。更特别地，所述注射器嘴23可以包含在120°和240°之间的角度定位，在位于最接近该注射点的该反应器弯管的中央面中，0°定向向外。
此外，尽管在此未说明，相对于管的纵轴A-A”而言，注射器嘴在环管反应器的管路上的连接角度可不为90°。
在另一种实施方案中，本发明包括适于烯烃聚合工艺的环管反应器，其包括根据本发明的注射器嘴。特别地，该环管反应器包括多个相互连接的管、用于将聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中的装置、至少一个适于在所述环管反应器中维持聚合淤浆循环的泵、一个或多个连接到所述反应器的管路的沉降支管以及主要由流体导管组成的注射器嘴，所述流体导管具有延伸到排放孔部分中的圆形横截面的通道，该排放孔部分具有非圆形横截面的通道，其中将所述排放孔部分连接到所述反应器，从而使得所述排放孔部分的通道的最短尺寸与在注射水平下反应器中主流体流动的方向平行。
图9代表所述发明的一种实施方案，其显示了说明图6的注射器嘴19的剖视图，该注射器嘴紧固在环管反应器的管路7上。该注射器嘴具有圆柱形的壁12，其装备有凸缘13，可将该壁适宜地匹配在外壳(housing)14上，该外壳自该管路7放射状延伸，所述外壳14同该管路7上的开口24连通。所述外壳14还可装备有凸缘22。对于通过使用适宜的紧固装置，将所述注射器嘴19固定在外壳14上而言，该注射器嘴的凸缘13很有用，例如可通过使用圆柱板21，将所述注射器嘴锁到该管路上，并通过螺栓16和螺丝20保持。适宜的紧固装置包括但不局限为螺栓、夹具、弹簧锁、钉子、销、铆钉、螺丝等等。应该优先制造该注射器嘴的壁，从而使其不在该反应器内凸出，或留下任何未覆盖的外壳14的部分。
在本发明的一种实施方案中，将根据本发明的注射器嘴连接到所述反应器上，从而使所述喷嘴排放孔部分的通道的最短尺寸Ry同反应器中在注射水平下主流体流动的方向平行。
将所述实施方案示意说明在图10上，该图代表了环管反应器管路7的部分剖视图，该管路具有开口24，其中装备有根据本发明的注射器嘴。该注射器嘴具有实心(solid)外壁12，且包括排放孔部分8.1，其具有非圆形横截面的通道。将该排放孔部分连接到所述反应器，从而使得所述通道的最短尺寸2Ry与在注射水平下反应器中主流体流动的方向平行，该方向通过线6说明。
在另一种实施方案中，可将该注射器嘴用在多环管反应器(multiple loopreactor)中。例如，如在图11中所述，可将其用在双环管反应器中。
图11代表两个单独的环管反应器100、116，其相互串联连接。两个反应器100、116都由多个相互连接的管路104组成。优选管段104的垂直部分装备有加热夹套105。通过管线107将反应物引入到反应器100中。根据本发明，将所述管线107的注射器嘴连接到在所述反应器100和/或116弯管部分上或上方的内侧四分之三圆上。可通过导管106将催化剂任选同助催化剂或活化剂注射到该反应器100和116中的一个或两个中。通过一个或多个泵如轴流泵101，如通过箭头108说明的一样，将聚合淤浆定向循环遍及整个环管反应器100和116。可通过电动机102给该泵供电。该泵可装备有成套回转叶轮103。该反应器100、116还装备有一个或多个、连接到该反应器100、116的管路104上的沉降支管109。优选该沉降支管109可装备有隔离阀110。此外，该沉降支管装备有产物去除或排放阀111，或者其可同下游部分直接连通。在反应器100的沉降支管109的出口下游，提供输送管线112，其使得优选通过活塞阀115将沉积在该沉降支管109中的聚合物淤浆输送到其它反应器116中。沿着该输送管线112，如果必须将多个环管反应器以并联结构使用，三通阀114可将流体转向产物回收区域。可通过一个或多个产物回收管线113将沉积在反应器116的沉降支管109中的聚合物淤浆转移到例如产物回收区域。
适宜的注射器嘴定位令人惊讶地增加了聚合物产物的产量。可由更长的平均时间来解释这种令人惊讶的效果，该时间用于在大量反应发生之前，在反应器中完全溶解和分散该反应物。虽然不期望受理论束缚，但是如图1点B中的、注射器嘴的常规定位可造成不稳定性的较早触发，因此引起该聚合物产物的产量限制。
本方法允许通过在环管反应器上正确定位注射器嘴来提高产量。本方法还允许改善将反应物引入和混合到所述反应器中，以及还允许确定注射器嘴的适宜几何结构，该注射器嘴允许以均匀的方式改善该反应物的分布。
对于注射器嘴而言，根据本发明的方法允许使适宜的几何结构同在该反应器管路上的适宜定位相结合。这允许优化该反应物在循环淤浆中的引入和均匀分布，从而允许聚合反应产量的增加。
本改进涉及根据本发明的注射器嘴以及该注射器嘴在环管反应器中的用途，该反应器用于如上所述的烯烃聚合，其允许最大承受固体浓度的增加，而未出现泵功率的不稳定性。此外，在环管反应器中，增加的重量百分比固体增加了催化剂的停留时间、增加了催化剂的产率。这种增加的催化剂停留时间还提高了颗粒比容，从而增加了从该反应器去除的固体重量百分比，其降低了在再循环设备中稀释剂的处理成本。
尽管已参考了一些优选的变化方案，使用大量细节详细公开了本发明，但是其它变化方案是可能的。因此，所附权利要求的实质和范围将不局限为在此公开的优选变化方案。
权利要求
1、注射器嘴，其为待注射到适于烯烃淤浆聚合的环管反应器中的反应物的流动限定通道，其主要由流体导管组成，该导管延伸进将被连接到反应器中开口的排放孔部分，其中该排放孔部分的通道具有非圆形的横截面，该流体导管的通道具有圆形的横截面。
2、根据权利要求1的注射器嘴，其中该排放孔部分的通道横截面为椭圆形，优选具有短半径Ry和长半径Rx的椭圆。
3、根据权利要求1的注射器嘴，其中该排放孔部分的通道横截面为矩形，该矩形具有宽2Ry和长2Rx。
4、根据权利要求1的注射器嘴，其中该排放孔部分的通道横截面为菱形，该菱形具有长对角线2Rx和短对角线2Ry。
5、根据权利要求1-4中任一项的注射器嘴，其中该排放孔部分的通道的Rx等于该流体导管通道半径r的0.8-5倍，优选为1-4倍，更优选为1.5-3.5倍。
6、根据权利要求1-5中任一项的注射器嘴，其中该排放孔部分的通道的Ry等于该流体导管通道半径r的1.25-0.25倍，优选为1-0.5倍。
7、根据权利要求1-6中任一项的注射器嘴，其中Rx至少比Ry长1.1倍，优选为至少1.5倍。
8、根据权利要求1-7中任一项的注射器嘴，其中从该流体导管的通道到该排放孔部分的通道的过渡是光滑的，优选为圆锥形或金字塔形。
9、根据权利要求1-8中任一项的注射器嘴，还包括适于将气体分散在所注射的反应物中的装置。
10、根据权利要求1-9中任一项的注射器嘴，其中所述注射器嘴为直径至少比2Rx长5％的圆柱形。
11、环管反应器，其适于烯烃聚合反应，包括根据权利要求1-10中任一项的注射器嘴。
12、根据权利要求11的环管反应器，其中将该注射器嘴的排放孔部分连接到所述反应器，从而使得所述排放孔部分通道的最短尺寸与在注射水平下反应器中主流体流动的方向平行。
13、根据权利要求1-10中任一项的注射器嘴的用途，用于将反应物注射到适于烯烃聚合反应的环管反应器中。
14、根据权利要求1-10中任一项的注射器嘴的用途，用于将反应物注射到适于烯烃聚合反应的环管反应器中，其中在该反应器的弯管部分上的内侧四分之三圆上，或者在其沿着连接到所述弯管部分的管段的出口处，连接所述注射器嘴。
15、根据权利要求14的注射器嘴的用途，其中所述管段是垂直的。
16、根据权利要求13或15的用途，其中所述注射器嘴具有产生一角度的注射方向，相对于垂直于邻近注射位置的反应器中流体主方向的平面而言，该角度不为0°。
17、根据权利要求13-16中任一项的用途，其中以包含在45°和315°之间的角度，优选在90°-270°之间，更优选在120°-240°之间，将所述注射器嘴连接到该环管反应器弯管部分上或其出口处，0°在位于最接近该注射点的该反应器弯管的中央面中定向向外。
18、根据权利要求13-17中任一项的用途，其中以最大等于该弯管曲率半径两倍的距离，优选以等于该弯管弯曲半径一倍的距离，更优选在该弯管半径弯曲的出口处，在弯管部分的出口处连接所述注射器嘴。
19、根据权利要求13-18中任一项的用途，其中将该注射器嘴的排放孔部分连接到所述反应器，从而使得所述排放孔部分的通道的最短尺寸与在注射的水平下反应器中主流体流动的方向平行。
全文摘要
本发明涉及注射器嘴，该注射器嘴限定用于使被注射的反应物流进适于烯烃淤浆聚合的环管反应器的通道，其主要由流体导管组成，该导管延伸成为将被连接到反应器中开口的排放孔部分，其中该排放孔部分的通道具有非圆形的横截面，该流体导管的通道具有圆形的横截面。本发明还涉及注射器嘴的用途，该注射器嘴用于将反应物注射到适于烯烃聚合反应的环管反应器中，其中，将所述注射器嘴连接到在该反应器的弯管部分之上或其上方的内侧的四分之三圆上。
文档编号B01J19/24GK1917943SQ20058000492
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月14日 优先权日2004年2月13日
发明者马克·莫尔斯 申请人:托塔尔石油化学产品研究弗吕公司