[go: up one dir, main page]

DE102004054304A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen Download PDF

Info

Publication number
DE102004054304A1
DE102004054304A1 DE102004054304A DE102004054304A DE102004054304A1 DE 102004054304 A1 DE102004054304 A1 DE 102004054304A1 DE 102004054304 A DE102004054304 A DE 102004054304A DE 102004054304 A DE102004054304 A DE 102004054304A DE 102004054304 A1 DE102004054304 A1 DE 102004054304A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
filter
filter medium
inlet
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004054304A
Other languages
English (en)
Inventor
Eberhard Herrmann
Manfred Hecker
Rainer Karer
Klaus Hale Berhalter
Paulus De Lange
Jörg HALPAP
Cyrus Ahmadzade
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Basell Polyolefine GmbH
Original Assignee
Basell Polyolefine GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basell Polyolefine GmbH filed Critical Basell Polyolefine GmbH
Priority to DE102004054304A priority Critical patent/DE102004054304A1/de
Priority to JP2007540560A priority patent/JP2008519150A/ja
Priority to EP05814363A priority patent/EP1831263B1/de
Priority to DE602005011673T priority patent/DE602005011673D1/de
Priority to US11/667,417 priority patent/US7776278B2/en
Priority to CN2005800369621A priority patent/CN101048429B/zh
Priority to AT05814363T priority patent/ATE417069T1/de
Priority to PCT/EP2005/011935 priority patent/WO2006050907A1/en
Publication of DE102004054304A1 publication Critical patent/DE102004054304A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872Details of the fluidised bed reactor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00761Discharging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02Ethene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Polymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen, mit einem Gasphasenwirbelschichtreaktor (1), einer Produktentnahmeleitung (15), zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme von Polymerpartikeln aus dem Reaktor (1), die mit einem Entspannungsbehälter (2) zur Trennung von Polymerpartikeln und Gas verbunden ist, einem mit dem Entspannungsbehälter (2) verbundenen Rückgasfilter (3) zur Befreiung des Gases von mitgerissenen Feinpartikeln, einem Verdichter, der das von den Feinpartikeln befreite Gas verdichtet und zum Reaktor (1) zurückführt, wobei der Rückgasfilter (3) eine mit einem Gaseinlass (6) versehene Einlasskammer (4), eine mit einem Gasauslass (7) versehene Auslasskammer (5), ein im Wesentlichen senkrecht angeordnetes flächiges Filtermedium (9) zum Zurückhalten der Feinpartikel, das die Einlasskammer (4) von der Auslasskammer (5) trennt, und einen Partikelauslass (8) aufweist. Die Einlasskammer (4) weist eine im Wesentlichen parallel zum Filtermedium (9) angeordnete Trennwand (10) auf, die die Einlasskammer (4) in einen Anströmbereich (4a), der mit dem Gaseinlass (6) verbunden ist, und einen Filterbereich (4b), in dem das Filtermedium angeordnet ist, trennt und die eine obere und eine untere Öffnung aufweist, die so dimensioniert sind, dass 60 bis 90% des Volumenstroms durch die obere Öffnung strömt, so dass eine Strömung entlang des Filtermediums (9) von oben nach unten resultiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Polymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen, mit einem Gasphasenwirbelschichtreaktor, einer Produktentnahmeleitung, zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme von Polymerparikeln aus dem Reaktor, die mit einem Entspannungsbehälter zur Trennung von Polymerpartikeln und Gas verbunden ist, einem mit dem Entspannungsbehälter verbundenen Rückgasfilter zur Befreiung des Gases von mitgerissenen Feinparikeln, einem Verdichter, der das von den Feinpartikeln befreite Gas verdichtet und zum Reaktor zurückführt, wobei der Rückgasfilter eine mit einem Gaseinlass versehene Einlasskammer, eine mit einem Gasauslass versehene Auslasskammer, ein im wesentlichen senkrecht angeordnetes flächiges Filtermedium zum Zurückhalten der Feinpartikel, das die Einlasskammer von der Auslasskammer trennt, und einen Partikelauslass aufweist.
  • Gasphasenpolymerisationsverfahren stellen wirtschaftliche Verfahren zur Polymerisation von Ethen und Propen bzw. zur Copolymerisation von Ethen oder Propen mit anderen C2-C8-α-Olefinen dar. Derartige Gasphasenpolymerisationsverfahren können insbesondere als Gasphasenwirbelschichtverfahren ausgeführt werden, bei der die Polymerpartikel durch einen geeigneten Gasstrom in der Schwebe gehalten werden. Verfahren dieser Art werden beispielsweise in EP-A-0 475 603, EP-A-0 089 691 und EP-A-0 571 826 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.
  • Hierbei werden die im Wirbelbett befindlichen Polymerpartikel kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgetragen und pneumatisch in einen so genannten Entspannungsbehälter befördert. Neben den Polymerpartikeln werden erhebliche Mengen an Gas mit aus dem Reaktor ausgetragen, das sinnvoller weise dem Prozess wieder zugeführt wird. Das im Entspannbehälter von den Polymerpartikeln abgetrennte Gas, das noch erhebliche Mengen ein Feinstaub enthält, kann nicht direkt in den Reaktorkreislauf zurückgeführt werden, sondern muss erst weitgehend von den Feinpartikeln befreit werden, um Ablagerungen im Kompressor zu vermeiden.
  • Hierzu werden üblicherweise Rückgasfilter eingesetzt, die Schlauchfilterbatterien enthalten, da diese auch bei hohen Staubbelastungen eine verhältnismäßig lange Standzeit aufweisen.
  • Einer idealen Ausführung des Rückgasfilters im Hinblick auf Staubabscheidung und Filterreinigung, insbesondere der Vermeidung des Aufbaus eines instabilen Filterkuchens, kommt dabei erhebliche Bedeutung zu, um eine möglichst hohe Anlagenverfügbarkeit sicherzustellen. Ein zusetzen des Filters würde zu einer Abstellung der Anlage führen oder die Filter müssten in mehrfacher Kapazität verfügbar sein, um den Filter im Betrieb der Anlage wechseln zu können.
  • Aus der DE 39 30 765 C1 , auf deren Inhalt hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird, ist ein Schlauchfilter bekannt, bei dem zur Vergleichmäßigung der Staubabscheidung über die Filterfläche ein oberes und ein unteres Wandungsteil im Einlassbereich des Filters verwendet wird, mit denen eine Quer- und Längsanströmung des Filters ermöglicht wird. Das obere und das untere Wandungsteil sind dabei horizontal schwenkbar gegeneinander gelagert, um das Verhältnis der Anströmung von unten zu der Anströmung von der Seite beeinflussen zu können. Die Seitenanströmung wird durch eine feststehende Gasverteilungswand bewerkstelligt. Eine solche Anordnung ist zum einen recht aufwendig, zum anderen lässt die Stabilität des Filterkuchens zu wünschen übrig.
  • Der vorliegenden Erfindung lag dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der sich der Rückgasstrom von Partikel befreien lässt und die eine hohe Standzeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einlasskammer eine im wesentlichen parallel zum Filtermedium angeordnete Trennwand aufweist, die die Einlasskammer in einen Anströmbereich, der mit dem Gaseinlass verbunden ist, und einen Filterbereich, in dem das Filtermedium angeordnet ist, trennt und die eine obere und eine untere Öffnung aufweist, die so dimensioniert sind, dass 60 bis 90 % des Volumenstroms durch die obere Öffnung strömt, so dass eine Strömung entlang des Filtermediums von oben nach unten resultiert.
  • Wesentlich für die erfindungsgemäße Lösung ist, dass der das Filtermedium von oben anströmende Anteil des zu reinigenden Gases signifikant höher ist als der das Filtermedium von unten anströmende Anteil. Hierdurch wird sowohl ein hoher Gasdurchsatz (hoher Volumenstrom) durch den Filter bei relativ geringer Anströmgeschwindigkeit entlang des Filters erreicht. Die Ausbildung eines gut abzureinigenden Filterkuchens wird dadurch begünstigt, dass die Abreinigung des Filters sowohl durch die Schwerkraft als auch das den Filter von oben nach unten anströmende Gas erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird wohl verhindert, dass Feinpartikel nach der Abreinigung wieder auf dem Filter abscheiden und ein Aufbau des Filterkuchens stattfindet, der sich nicht mehr vollständig abreinigen lässt (instabiler Filterkuchen), ohne sich auf diese Deutung festlegen zu wollen. Daher eignet sich der Filter insbesondere für Polymerisationsanlagen unter Verwendung eines Wirbelschichtreaktors, da hierbei häufig größere Mengen an Feinstaub gebildet werden, ohne auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Es sei jedoch betont, dass sich der erfindungsgemäße Filter grundsätzlich für alle Anwendungen eignet, bei denen durch hohe Feinanteile die Ausbildung eines instabilen Filterkuchens verhindert werden soll.
  • Wesentlich ist weiterhin, dass die Einlasskammer in zwei Bereiche, einen Anströmbereich und einen Filterbereich getrennt ist. Durch die Trennung wird erreicht, dass das anströmende, partikelhaltige Gas nicht unmittelbar auf den Filter trifft, sondern über die obere und untere Öffnung der Trennwand über die Filterfläche verteilt wird. Die Erosion des Filtermaterials im Dauerbetrieb wird dadurch vermieden. Weiterhin wird die Gefahr des Zerreißens des Filtermaterials wird durch entsprechende Dimensionierung der oberen und unteren Öffnung auch bei Druckstößen, die insbesondere bei diskontinuierlicher Entnahme des Polymerproduktes aus dem Polymerisationsreaktor auftreten, deutlich verringert.
  • Als Filter können alle Filtertypen verwendet werden, die mit flächigen Filtermedien arbeiten. Es kann sich um Oberflächen- oder auch um Tiefenfilter handeln, wobei Oberflächenfilter bevorzugt sind. Am häufigsten werden Schlauchfilter (bag filter), bevorzugt in Form von Schlauchfilterbatterien, eingesetzt. Daneben können aber auch Taschenfilter (envelope filter) oder Kerbenfilter (cartidge filter) eingesetzt werden. Als Filtermedien kommen grundsätzlich alle üblichen Filtermedien in Betracht. Die einzige Einschränkung des Materials besteht bezüglich der Feuerfestigkeit, damit sich das Filtermedium in Gegenwart von Metallalkylen beim Öffnen des Filters nicht entzündet. Vorzugsweise werden Vliesstoffe oder Gewebe, beispielsweise aus Glas-, Metall oder bevorzugt nichtbrennbaren Kunststoffen wie Polyphenylensulfid (PPS) verwendet. Zur Auswahl und Auslegung der Filtermedien siehe beispielsweise Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, 2000 Electronic Release, auf deren Inhalt hiermit in vollem Umfang bezug genommen wird.
  • Die Filtereffizienz beträgt nach dem Aufbau eines stabilen Filterkuchens üblicherweise über 99 %, bevorzugt über 99,9 %.
  • Zur Reinigung der Filter kann in regelmäßigen Abständen eine kurzzeitige Strömungsumkehr vorgenommen werden, wobei durch die erfindungsgemäße Anordnung eine solche Reinigung in geringeren Abständen erfolgen kann. Erfindungsgemäß ist eine solche Reinigung in regelmäßigen Abständen bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Trennwand zylindrisch ausgebildet und das Filtermedium im inneren des Zylinders angeordnet. Es handelt sich hierbei bevorzugt um parallel angeordnete Schlauchfilter. Die obere und die untere Öffnung der Trennwand kann auf diese Weise als Ringspalt ausgebildet werden, der eine sehr gleichmäßige Filteranströmung erlaubt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Einlasskammer zylindrisch ausgebildet und der Gaseinlass ist exzentrisch, insbesondere im Wesentlichen tangential, mit dem Gaseinlass verbunden. Damit wird eine Vorabscheidung des Filterstaubes bereits im Anströmbereich erzielt.
  • Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, die Einlasskammer und die Trennwand zylindrisch auszubilden und deren Mittelachsen im Wesentlichen senkrecht anzuordnen. Die zylindrische Trennwand umgibt dabei das Filtermaterial vollständig.
  • Weiterhin bevorzugt ist es, dass 60 bis 85 %, besonders bevorzugt 65 bis 80 % des Volumenstroms durch die obere Öffnung strömt, wodurch eine besonders vorteilhafte Kombination aus Gasdurchsatz und Filterabreinigung resultiert. Die Auslegung der oberen und unteren Öffnung zur Verteilung der Volumenströme lässt sich ingenieurtechnisch berechnen oder durch einfache Versuche ermitteln. Die Filterflächenbelastung sollte üblicherweise 120 m3/m2h nicht überschreiten, wobei eine Filterflächenbelastung von 30 bis 100 m3/m2h bevorzugt, eine Filterflächenbelastung von 30 bis 60 m3/m2h besonders bevorzugt ist.
  • Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Polymerisation von Olefinen, bei dem in einem Gasphasenwirbelschichtreaktor das Olefin in Gegenwart eines Katalysators polymerisiert wird, die Polymerpartikel kontinuierlich oder diskontinuierlich dem Reaktor entnommen, die Polymerpartikel von dem mit ausgetragenen Gas getrennt werden und das Gas über einen Rückgasfilter von mitgerissenen Feinpartikeln befreit, verdichtet und zumindest zum Teil dem Reaktor wieder zugeführt wird, wobei der Rückgasfilter ein im Wesentlichen senkrecht angeordnetes flächiges Filtermedium zum Zurückhalten der Feinpartikel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 60 und 90 % des Volumenstroms das Filtermedium von oben anströmt, so dass eine Strömung entlang des Filtermediums von oben nach unten resultiert.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Schema eines Gasphasenwirbelschichtreaktors,
  • 2 ein Schema eines ertindungsgemäßen Rückgasfilters (senkrechter Schnitt),
  • 3 ein Schema eines erfindungsgemäßen Rückgasfilters (waagerechter Schnitt).
  • 1 gibt den Aufbau einer Polymerisationsanlage mit einem Gasphasenwirbelschichtreaktor wieder.
  • Eine Gasphasenwirbelschicht, besteht üblicherweise aus in der Gasphase durch einen Gasstrom in der Schwebe gehaltenen Partikeln. Erfindungsgemäß kann die Wirbelschicht neben einem Gas oder einer Gasmischung auch kondensierte Anteile als Fluid enthalten.
  • Der eigentliche Reaktor 1 besteht aus einem zylindrischen Rohr. Das Wirbelbett 1b wird üblicherweise nach unten hin durch eine Gasverteilerplatte 1a begrenzt. Oben an den zylindrischen Teil schließt sich zumeist eine sich aufweitende Beruhigungszone 1c an, die den Partikelaustrag aus dem Reaktor 1 reduziert. In einer alternativen Ausführungsform kann auf die Beruhigungszone auch verzichtet werden. Das Reaktionsgas verlässt den Reaktor 1 am oberen Ende der Beruhigungszone und wird in der Kreisgasleitung über einen Zyklon 12 zum Kompressor 14 und von dort über einen Wärmetauscher 13, in dem das Kreisgas abgekühlt wird, zurück um Reaktor 1 geleitet.
  • Bei der Anwendung für die Polymerisation von α-Olefinen handelt es sich bei dem im Kreis geführten Reaktorgas üblicherweise um eine Mischung aus Ethen oder Propen, gewünschtenfalls einem Molekulargewichtsregler wie Wasserstoff und Inertgasen wie Stickstoff und/oder gesättigten Kohlenwasserstoffen wie Ethan, Propan, Butan, Pentan oder Hexan. Außerdem kann das Reaktorgas als Comonomere C3- bis C8-α-Olefine wie Propen, But-1-en, Pent-1-en, 2-Methylpenten, Hex-1-en, Hept-1-en und Oct-1-en enthalten, die auch in kondensierter Form vorliegen können. Bevorzugt ist ein Verfahren, in welchem Ethylen mit Hex-1-en oder But-1-en copolymerisiert wird. Die Geschwindigkeit des Reaktorgases muss ausreichend hoch sein, um zum einen das im Rohr befindliche, als Polymerisationszone dienende, durchmischte Schüttgutbett aus kleinteiligem Polymerisat aufzuwirbeln und zum anderen die Polymerisationswärme wirksam abzuführen.
  • Zur Einstellung gleich bleibender Reaktionsbedingungen können die Bestandteile des Reaktorgases dem Gasphasenwirbelschichtreaktor direkt oder über das im Kreis geführte Reaktorgas zugeführt werden.
  • Die Kapazität des Gasphasenwirbelschichtreaktors wird bekanntermaßen durch die Kühlkapazität des im Kreis geführten Reaktorgases begrenzt. Diese Kühlkapazität richtet sich zum einen nach dem Druck, unter dem das Reaktorgas steht bzw. bei dem die (Co)Polymerisation durchgeführt wird. Hier empfiehlt es sich im Allgemeinen bei Drücken von 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 8 und insbesondere 1,5 bis 5 MPa zu arbeiten. Außerdem richtet sich die Kühlkapazität nach der Temperatur, bei welcher die (Co)Polymerisation in dem Wirbelbett durchgeführt wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es vorteilhaft, bei Temperaturen von 30 bis 125°C zu arbeiten, besonders bevorzugt zwischen 75 und 118°C, wobei für Copolymere höherer Dichte vorzugsweise Temperaturen im oberen Teil dieses Bereichs, für Copolymere niedrigerer Dichte vorzugsweise Temperaturen im unteren Teil dieses Bereichs eingestellt werden. Des Weiteren bestimmt die Menge des zudosierten Katalysators den Produktausstoß.
  • Neben der Temperatur hat der Anteil von Inertgasen wie Stickstoff oder inerten Kohlenwasserstoffen Einfluss auf die Gefahr des Auftretens von Verklebungen und Ablagerungen. Hohe Inertgasanteile können die Ablagerungsgefahr verringern, zugleich jedoch auch durch geringe Katalysatorproduktivitäten die Raum-Zeit-Ausbeute beeinträchtigen, so dass das Verfahren unwirtschaftlich werden kann. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt der Inertgasanteil vorzugsweise 15 bis 75 Vol.-%, besonders bevorzugt 35 bis 50 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Reaktionsgases.
  • Als Katalysatoren können alle bekannten, für die Olefinpolymerisation geeigneten Katalysatortypen verwendet werden. Besonders hervorzuheben sind hierbei Ziegler-Katalysatoren, chrom-basierte Phillips-Katalysatoren und Single-Site Katalysatoren, insbesondere Metallocenkatalysatoren, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Der Austrag des Polymers erfolgt kontinuierlich oder diskontinuierlich durch eine oder mehrere Austragsleitungen 15. Das Polymer wird in einem Entspannbehälter 2 vom Großteil des mitgeführten Gases befreit und den weiteren Verarbeitungseinheiten zugeführt.
  • Das vom Polymer getrennte Gas, das erhebliche Mengen an mitgerissenem Feinstaub enthält, wird dem Rückgasfilter 3 zugeführt, in dem das Gas weitgehend von dem Feinstaub befreit wird. Das gereinigte Gas wird in einem Kompressor 11 auf Reaktordruck komprimiert und dem Kreisgas zugeführt.
  • Die 2 zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt, 3 einen waagerechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rückgasfilter 3. Der Rückgasfilter ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und enthält einen im unteren Bereich angeordneten Einlass- bzw. Rohgasbereich 4 und einen im oberen Bereich angeordneten Auslass- bzw. Reingasbereich 5. Einlassbereich und Auslassbereich sind durch das flächige Filtermedium 9 getrennt. Das Filtermedium ist in Form von Schlauchfilterbatterien 9 angeordnet, die sich senkrecht im Rückgasfilter 3 erstrecken.
  • Der Einlassbereich 4 läuft nach unten hin kegelstumpfförmig zu und mündet schließlich in einem Partikelauslass 8, über den die zurückgehaltenen Partikel aus dem Rückgasfilter 3 ausgeschleust werden. Der Feinstaub wird diskontinuierlich zum Entspannbehälter 2 zurückgeführt und dem Polymer zugeschlagen.
  • Der Einlassbereich 4 wird durch eine Trennwand 10 in zwei Bereiche, einen Anströmbereich 4a und einen Filterbereich 4b getrennt. Die Trennwand 10 erstreckt sich ebenfalls in Form eines Zylinders im Einlassbereich 4, so dass der Anströmbereich 4a einen ringförmigen Querschnitt aufweist. Die Trennwand weist eine obere und eine untere Öffnung in Form von Ringspalten auf, wobei das Verhältnis der Spaltbreiten zwischen dem oberen und dem unteren Spalt etwa 1,9 beträgt, wodurch ein Anteil des Volumenstroms, der durch den oberen Ringspalt strömt, etwa 65 % beträgt. Die Spalte sind dabei so dimensioniert, dass das durch den Gaseinlass strömende Gas ausreichend über die Schlauchfilter verteilt wird, ohne einen signifikanten Druckverlust zu erzeugen. Es ist dabei einerseits möglich, die Spalte fest einzustellen oder aber die zylindrische Zwischenwand 10 senkrecht verschiebbar zu lagern, um die Anströmung von oben und von unten während des Betriebes verändern und so den Betriebsbedingungen anpassen zu können. Die Strömungsrichtung des Rohgases ist durch Pfeile angedeutet.
  • Bei den Schlauchfiltern 9 handelt es sich um gewöhnliche kommerziell erhältliche Schlauchfilter mit nicht brennbarem Filtermaterial, beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS).
  • Die Filter werden in regelmäßigen Abständen durch Strömungsumkehr gereinigt. Der Einsatz einer solchen Reinigung ist dem Fachmann allgemein bekannt und beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, 2000 Electronic Release, beschrieben.
  • Die Trennwand (10) wird durch Stege, die mit dem zylindrischen Behälter verschweißt sind, gehaltert.
  • Das hervorragende Zeitstandverhalten des erfindungsgemäßen Rückgasfilters wird insbesondere dadurch deutlich, dass bei einer Polymerisationsanlage mit Gasphasenwirbelschichtreaktor mit einem Produktausstoß von etwa 250000 Jahrestonnen über einen Zeitraum von ca. 2,5 Jahren kein Wechsel der Filterelemente erforderlich war.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Polymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen, mit einem Gasphasenwirbelschichtreaktor (1), einer Produktentnahmeleitung (15) zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme von Polymerpartikeln aus dem Reaktor (1), die mit einem Entspannungsbehälter (2) zur Trennung von Polymerpartikeln und Gas verbunden ist, einem mit dem Entspannungsbehälter (2) verbundenen Rückgasfilter (3) zur Befreiung des Gases von mitgerissenen Feinpartikeln, einem Verdichter, der das von den Feinpartikeln befreite Gas verdichtet und zum Reaktor (1) zurückführt, wobei der Rückgasfilter (3) eine mit einem Gaseinlass (6) versehene Einlasskammer (4), eine mit einem Gasauslass (7) versehene Auslasskammer (5), ein im wesentlichen senkrecht angeordnetes flächiges Filtermedium (9) zum Zurückhalten der Feinpartikel, das die Einlasskammer (4) von der Auslasskammer (5) trennt, und einen Partikelauslass (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (4) eine im wesentlichen parallel zum Filtermedium (9) angeordnete Trennwand (10) aufweist, die die Einlasskammer (4) in einen Anströmbereich (4a), der mit dem Gaseinlass (6) verbunden ist, und einen Filterbereich (4b), in dem das Filtermedium angeordnet ist, trennt und die eine obere und eine untere Öffnung aufweist, die so dimensioniert sind, dass 60 bis 90 % des Volumenstroms durch die obere Öffnung strömt, so dass eine Strömung entlang des Filtermediums (9) von oben nach unten resultiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 60 bis 85 %, insbesondere 65 bis 80 % des Volumenstroms durch die obere Öffnung strömt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (10) zylindrisch ausgebildet ist und das Filtermedium (9) im inneren der zylindrischen Trennwand (10) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (4) zylindrisch ausgebildet ist und der Gaseinlass (6) exzentrisch, insbesondere im Wesentlichen tangential, mit dem Gaseinlass (6) verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterflächenbelastung 20 bis 100 m3/m2h, bevorzugt 30 bis 60 m3/m2h beträgt.
  6. Verfahren zur Polymerisation von Olefinen, bei dem in einem Gasphasenwirbelschichtreaktor (1) das Olefin in Gegenwart eines Katalysators polymerisiert wird, die Polymerpartikel kontinuierlich oder diskontinuierlich dem Reaktor (1) entnommen, die Polymerpartikel von dem mit ausgetragenen Gas getrennt werden und das Gas über einen Rückgasfilter (3) von mitgerissenen Feinpartikeln befreit, verdichtet und zumindest zum Teil dem Reaktor (1) wieder zugeführt wird, wobei der Rückgasfilter (3) ein im wesentlichen senkrecht angeordnetes flächiges Filtermedium (9) zum Zurückhalten der Feinpartikel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 60 und 90 % des Volumenstroms das Filtermedium (9) von oben anströmt, so dass eine Strömung entlang des Filtermediums (9) von oben nach unten resultiert.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltgeschwindigkeit weniger als 1 m/s beträgt
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (4a) im Wesentlichen tangential angeströmt wird.
DE102004054304A 2004-11-09 2004-11-09 Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen Withdrawn DE102004054304A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004054304A DE102004054304A1 (de) 2004-11-09 2004-11-09 Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen
JP2007540560A JP2008519150A (ja) 2004-11-09 2005-11-08 オレフィン類の気相重合装置及び方法
EP05814363A EP1831263B1 (de) 2004-11-09 2005-11-08 Vorrichtung und verfahren zur gasphasenpolymerisation von olefinen
DE602005011673T DE602005011673D1 (de) 2004-11-09 2005-11-08 Ion von olefinen
US11/667,417 US7776278B2 (en) 2004-11-09 2005-11-08 Apparatus and process for the gas-phase polymerization of olefins
CN2005800369621A CN101048429B (zh) 2004-11-09 2005-11-08 用于烯烃气相聚合反应的装置和方法
AT05814363T ATE417069T1 (de) 2004-11-09 2005-11-08 Vorrichtung und verfahren zur gasphasenpolymerisation von olefinen
PCT/EP2005/011935 WO2006050907A1 (en) 2004-11-09 2005-11-08 Apparatus and process for the gas-phase polymerization of olefins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004054304A DE102004054304A1 (de) 2004-11-09 2004-11-09 Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004054304A1 true DE102004054304A1 (de) 2006-05-11

Family

ID=36217296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004054304A Withdrawn DE102004054304A1 (de) 2004-11-09 2004-11-09 Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7776278B2 (de)
EP (1) EP1831263B1 (de)
CN (1) CN101048429B (de)
DE (1) DE102004054304A1 (de)
WO (1) WO2006050907A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004054628A1 (de) 2004-11-11 2006-05-18 Basell Polyolefine Gmbh Vorrichtung zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen
EP2222725B1 (de) 2007-12-27 2019-06-19 Univation Technologies, LLC Systeme und verfahren zur entfernung von partikeln aus gasströmen
CN112516949A (zh) * 2020-11-16 2021-03-19 南阳师范学院 具有产品分离功能的反应设备
CN112546992A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 山东无棣海丰电缆有限公司 一种节能环保交联反应装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3687920A (en) * 1971-01-25 1972-08-29 Union Carbide Corp Polymerization of olefins with silane modified catalyst system
US4486207A (en) 1981-06-22 1984-12-04 Atlantic Richfield Company Apparatus for reducing attrition of particulate matter in a chemical conversion process
DZ520A1 (fr) 1982-03-24 2004-09-13 Union Carbide Corp Procédé perfectionné pour accroitre le rendement espace temps d'une réaction de polymérisation exothermique en lit fluidisé.
US4740550A (en) * 1986-06-18 1988-04-26 Shell Oil Company Multistage copolymerization process
US4764190A (en) * 1987-02-10 1988-08-16 Westinghouse Electric Corp. High temperature, high pressure gas filter system
FR2618786B1 (fr) * 1987-07-31 1989-12-01 Bp Chimie Sa Procede de polymerisation d'olefines en phase gazeuse dans un reacteur a lit fluidise
DE3930765C1 (en) 1989-09-14 1991-02-28 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Tubular gas filter - has several chambers contg. filter elements in housing, with dust collection bunker under each chamber
FR2666338B1 (fr) 1990-08-31 1994-04-08 Bp Chemicals Snc Procede regule de polymerisation d'olefine en phase gazeuse effectue a l'aide d'un catalyseur a base d'oxyde de chrome.
DE4217171A1 (de) 1992-05-23 1993-11-25 Basf Ag Kontinuierliches Gasphasenwirbelschichtverfahren zur Herstellung von Ethylenhomopolymerisaten und -copolymerisaten
US5521264A (en) * 1995-03-03 1996-05-28 Advanced Extraction Technologies, Inc. Gas phase olefin polymerization process with recovery of monomers from reactor vent gas by absorption
US5771844A (en) 1996-04-04 1998-06-30 Foster Wheeler Development Corp. Cyclone separator having increased gas flow capacity
DE19728141A1 (de) * 1997-07-02 1999-01-07 Basf Ag Verfahren zur Polymerisation von C2-C8-Alk-1-enen mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems
DE19754380A1 (de) 1997-12-09 1999-06-10 Basf Ag Gasphasenwirbelschichtverfahren und danach erhältliche Ethylenhomo- und -copolymere
PT102166B (pt) 1998-06-08 2000-03-31 Romualdo Luis Ribera Salcedo Ciclones de elevada eficiencia
DE19915106A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-05 Elenac Gmbh Verfahren zur Isolierung von Olefinen aus Polyolefinanlagen
DE10156202A1 (de) 2001-11-15 2003-06-05 Basell Polyolefine Gmbh Kontinuierliches Gasphasenpolymerisationsverfahren
CN2526321Y (zh) * 2002-01-29 2002-12-18 宜宾天原集团有限公司 本体聚合反应产物后处理器
ES2287455T3 (es) 2002-03-19 2007-12-16 Ineos Europe Limited Separacion de gases y solidos usando un ciclon.
WO2003080252A1 (en) 2002-03-19 2003-10-02 Bp Chemicals Limited Separation of gases and solids using a cyclone
DE102004054628A1 (de) 2004-11-11 2006-05-18 Basell Polyolefine Gmbh Vorrichtung zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006050907A1 (en) 2006-05-18
EP1831263B1 (de) 2008-12-10
CN101048429B (zh) 2010-06-16
US20080014128A1 (en) 2008-01-17
US7776278B2 (en) 2010-08-17
EP1831263A1 (de) 2007-09-12
CN101048429A (zh) 2007-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69601569T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur gasphasenpolymerisation von alpha-olefinen
DE2538193C2 (de) Düsen einer Vorrichtung zur Gasverteilung für Wirbelschichten
DE2543063C2 (de) Gasfilter
DE69916895T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur entladung eines polymerisationsreaktors
DE69310478T2 (de) Verfahren zum Entfernen von gasförmigen nichtpolymerisierten Monomeren aus Olefinpolymeren
DE69715027T2 (de) Düse zur zerstäubung einer flüssigkeit in einem wirbelschicht
DD291769A5 (de) Verfahren und einrichtung zur polymerisation der gasphase von olefinen
DE60314852T2 (de) Zyklon zur zentrifugaltrennung eines gemisches aus gas und feststoffteilchen
DE1277823B (de) Fliessbettreaktor
DE2019210C3 (de) Vorrichtung zum Inberührungbringen von Reaktionskomponenten und Katalysatorteilchen im Wirbelbett
EP0963786B1 (de) Gasphasenwirbelschichtreaktor
DE69718257T2 (de) Polymerisationsverfahren
DE3686720T2 (de) Schlacken-austragesystem fuer einen vergasungsreaktor fuer feste brennstoffe.
WO2011015339A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kühlung einer feinkörnigen feststoffschüttung bei gleichzeitigem austausch des darin enthaltenen lückenraumgases
DE2632984C3 (de)
DE69606982T2 (de) Polymerisationsverfahren
DE3248405C2 (de)
DD154007A5 (de) Entgasungseinrichtung fuer einen fliessbett-abfluss
DE102004054304A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen
DE60125535T2 (de) Entgasungsvorrichtung
DE843583C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Kohlenwasserstoffoelen
DE102004054628A1 (de) Vorrichtung zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen
DE69904059T2 (de) Kontinuierliches gasphasenverfahren zur beschichtung von polymerisationskatalysatoren
DE2829470C2 (de) Verfahren zum Reinigen von Kreislaufgasen von kondensierten Polymerteilchen
DE2401735A1 (de) Vorrichtung zum klassieren von partikeln und abtrennen von feinkorn

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee