一種流化床反應(yīng)器的出料系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流化床反應(yīng)器領(lǐng)域，更進一步說，涉及一種流化床反應(yīng)器的出料系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯是一類由多種工藝方法生產(chǎn)的，具有多種結(jié)構(gòu)和特性的系列品種熱塑性通用塑料，是合成樹脂的主要品種之一，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工、輕工、紡織、機械和國防等領(lǐng)域。工業(yè)上生產(chǎn)聚乙烯的方法主要有淤漿聚合法、溶液聚合法以及氣相聚合法三種。其中，氣相法聚乙烯工藝流程簡單，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)靈活性強，免除了溶劑的精制和回收等處理工序，大大降低了設(shè)備投資費用和生產(chǎn)操作費用，而且對環(huán)境友好，因而成為了聚乙烯工藝中的主流。
[0003]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，聚乙烯樹脂的需求量不斷增加，提高現(xiàn)有裝置的聚乙烯產(chǎn)量成為工業(yè)研發(fā)矚目的焦點。但是，限制氣相法聚乙烯產(chǎn)量提高的最大障礙是反應(yīng)熱的移除。在傳統(tǒng)的氣相法聚乙烯工藝中，主要通過循環(huán)氣流的溫升為反應(yīng)器撤熱，因而聚乙烯的時空收率受到流化氣速的限制，無法大幅度提高。上世紀80年代初，專利US 4543399和US4588790披露了 “氣相流化床聚乙烯冷凝模式操作工藝”(簡稱為“冷凝工藝”或“冷凝模式操作”)。冷凝工藝通過引入易冷凝的液體，即冷凝介質(zhì)(一般為共聚的高級α烯烴或惰性飽和烴)，使其在流化床反應(yīng)器中蒸發(fā)以強化聚合反應(yīng)熱的移除，從而使反應(yīng)器的時空收率成倍提高。冷凝態(tài)工藝的出現(xiàn)標志著聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)得到了新的突破性進展。
[0004]在冷凝工藝中，對于從流化床壓力容器、氣相流化床壓力容器或氣相流化床聚合容器中排放固體物料，有許多系統(tǒng)和已知的方法。然而，使用現(xiàn)有的排料系統(tǒng)和方法可能導致以下問題。首先，導致排放系統(tǒng)的反應(yīng)物的額外消耗，具體地說，因為在顆粒內(nèi)和其周圍的孔隙體積中充滿著高壓氣體混合物，損失掉的大量氣體或氣體/液體混合物。然后，損失的氣體必須被補充(消耗額外的原料)或通過壓縮、用栗冷凝或這些的組合來再循環(huán)進入系統(tǒng)中。在任何一種情況下，浪費原料并且消耗能量。其次，在冷凝工藝中，如專利201110290787.6所述的流化床聚合反應(yīng)器冷凝液含量高達1wt %，而冷凝液一般從流化床反應(yīng)器下部通入，床層下部物料的冷凝液含量更高。因此如果采用傳統(tǒng)的出料工藝，由于物料冷凝液含量過高，在從流化床下部近分布板處的出料管線出料的過程中，物料容易堵塞出料管線且出料速率慢。更重要的是，排出的物料帶出了較多的冷凝液，這不僅造成反應(yīng)器中冷凝液的大量損失，而且增大了脫氣倉的操作負荷。
[0005]專利US200780037815.5和US200780034097.6披露了一種從流化床壓力容器中出去固體/氣體混合物的排料系統(tǒng)。如所述的，打開在流化床壓力容器與沉降容器之間的排料閥門，固體和加壓氣體進入沉降容器。沉降容器的頂部到反應(yīng)釜上部低壓區(qū)域的第二連接管線提供了用于氣體返回反應(yīng)釜的流動通道，同時固體沉降出來主要填充沉降容器。然后將兩個閥門都關(guān)閉，保持沉降容器充滿固體顆粒，但在充滿氣體混合物的顆粒之間具有孔隙空間，沉降容器在完全的反應(yīng)釜壓力下。描述在專利US200780037815.5的排料系統(tǒng)的沉降容器一般包括半球上蓋、直邊段和錐形底端。
[0006]在沉降容器從流化床壓力容器分離后，然后將閥門打開并將固體轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器。當固體流入轉(zhuǎn)移容器時，壓力均衡也在轉(zhuǎn)移容器和沉降容器間發(fā)生。完成時，轉(zhuǎn)移容器和沉降容器的壓力也在適中的程度。然而，轉(zhuǎn)移容器仍在顆粒間包含大量的氣體。然后一些實施者打開交叉聯(lián)結(jié)閥使得中壓氣體傳送到在另一組相平衡的空轉(zhuǎn)移容器。只要轉(zhuǎn)移容器中的壓力相對低，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到其他用于另外加工的其中僅有少量加壓氣體轉(zhuǎn)移的容器。將保留在沉降容器中的氣體在下一個填充循環(huán)期間轉(zhuǎn)移回流化床壓力容器。
[0007]如上專利所述，雖然減少了流化床壓力容器的排料系統(tǒng)中的反應(yīng)物損失和能量消耗。但對于冷凝工藝中的流化床壓力容器，上述的排料系統(tǒng)的出料效果均不理想，而且能量消耗更大，更容易產(chǎn)生故障，無法滿足目前新型工藝的出料要求。
[0008]因此，需要一種新型的出料工藝，其可以提高流化床壓力容器的出料效率。在生產(chǎn)過程中，該工藝對冷凝工藝中流化床壓力容器的產(chǎn)品料排料效果較好，能量消耗少，而且可以控制出料速率較為穩(wěn)定，大幅度減少排料過程中平衡氣損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種流化床反應(yīng)器的出料系統(tǒng)及方法。本發(fā)明能夠顯著提高冷凝態(tài)工藝中流化床壓力容器的出料效率。通過在原有的出料系統(tǒng)中加入噴射裝置，利用噴射裝置抽吸沉降容器中平衡氣使其形成負壓，使得多溫區(qū)流化床反應(yīng)器實現(xiàn)上部出料，降低了排放出物料的液體含量，減小了脫氣倉的負擔，降低了能耗。
[0010]本發(fā)明的目的之一是提供一種流化床反應(yīng)器的出料系統(tǒng)。
[0011]包括:沉降容器和轉(zhuǎn)移容器，
[0012]在沉降容器和流化床反應(yīng)器之間設(shè)置有噴射器，流化床反應(yīng)器頂部出口連接底部進口的管線分出一支管線a連接噴射器進口 ；沉降容器上部管線d連接噴射器底部；噴射器出口連接流化床反應(yīng)器下部；流化床反應(yīng)器上部排料管線b連接沉降容器頂部；沉降容器底部連接轉(zhuǎn)移容器，沉降容器頂部和轉(zhuǎn)移容器頂部之間設(shè)置平衡管線e ;
[0013]管線a上設(shè)置主進氣閥，排料管線b上設(shè)置主排放閥A，管線d上設(shè)置轉(zhuǎn)移閥，管線e上設(shè)置主平衡閥。
[0014]流化床反應(yīng)器下部也可以排料管線c連接沉降容器頂部；排料管線c上設(shè)置主排放閥B。
[0015]管線b和管線c上可分別設(shè)置有清潔氣體吹掃入口。
[0016]優(yōu)選:
[0017]噴射器的安裝高度比流化床反應(yīng)器上部排料管線高2m以上；
[0018]流化床反應(yīng)器的出料管線水平段長度不大于1.5m。
[0019]本發(fā)明的目的之二是提供一種流化床反應(yīng)器的出料方法。
[0020]包括:
[0021]開啟主進氣閥和轉(zhuǎn)移閥，調(diào)節(jié)進入噴射器的循環(huán)氣流量為5t/h_15t/h，噴射器抽吸沉降容器中的氣體，將沉降容器壓力控制1.0-2.5Mpa，打開主排放閥A，在壓差作用下，產(chǎn)品從上部排料管線b排入沉降容器。
[0022]當流化床反應(yīng)器設(shè)置下部出料管線時，
[0023]打開主排放閥A和主排放閥B，在壓差作用下，產(chǎn)品從上部排料管線b和下部排料管線c排入沉降容器。
[0024]出料結(jié)束以后，關(guān)閉出料閥和管線d上的轉(zhuǎn)移閥，打開管線e上的主平衡閥，沉降容器和轉(zhuǎn)移容器中的氣相混合達到平衡，兩容器氣相壓力相等，沉降容器中的固體物料在重力的作用下落入轉(zhuǎn)移容器，再后面就涉及到出料系統(tǒng)中不同容器之間壓力平衡操作，最終實現(xiàn)逐級減壓，使固體物料中溶劑的氣相單體不斷的解析出來，以確保送入脫氣倉之前，氣相單體的濃度降到一定值。
[0025]清潔氣體對上部排料管線b和下部排料管線c進行吹掃。
[0026]本發(fā)明具體可采用以下技術(shù)方案:
[0027]排料系統(tǒng)包括:包含錐形頂蓋的沉降容器；與沉降容器流體連通的噴射器；與沉降容器流體連通的轉(zhuǎn)移容器；在沉降容器與噴射器之間控制從沉降容器至噴射器抽吸轉(zhuǎn)移的氣體流量的轉(zhuǎn)移閥；控制循環(huán)氣流從流化床反應(yīng)器進口管線到噴射器的主進氣閥；流體連接流化床壓力容器到沉降容器的排料管線；控制流體混合物從轉(zhuǎn)移容器的出口流量的主要出口閥。
[0028]在沉降容器上方設(shè)置了噴射器，流化床反應(yīng)器進口循環(huán)氣流經(jīng)過支路管線并通過主進氣閥控制流量以后，進入噴射器，噴射器通過與沉降容器相連通的管線抽吸沉降容器中的氣體使其內(nèi)部形成負壓，在流化床反應(yīng)器上部出料口處壓力大于沉降容器內(nèi)壓力
0.01?0.1Mpa，反應(yīng)器內(nèi)的物料在壓差的推動下流入沉降容器。
[0029]流化床反應(yīng)器可以設(shè)有兩個出料管線，分別是處在反應(yīng)器上部近料位處和反應(yīng)器下部近分布板處，流化床反應(yīng)器出料過程中，可以同時打開兩個出料閥。這種出料方法能夠使得反應(yīng)器更快排料，而且設(shè)置兩個出料閥可以使得整個出料過程操作靈活方便，方便實施者根據(jù)具體情況選擇出料方式。
[0030]在流化床循環(huán)氣管線上設(shè)有支路管線用以提供噴射器工作介質(zhì)，在支路管線上設(shè)有主進氣閥調(diào)節(jié)循環(huán)氣的流量。這種設(shè)計能夠精確控制和調(diào)節(jié)進入噴射器的循環(huán)氣流量及比例，保持循環(huán)氣主管路上流量的穩(wěn)定，同時也可以靈活的控制噴射器所能產(chǎn)生的負壓，控制反應(yīng)器出料速率。
[0031]進入噴射器的循環(huán)氣流量在5t/h_15t/h，從而保證噴射器能夠形成足夠大的負壓，流化床反應(yīng)器的氣固混合物能順利的進入沉降容器中。
[0032]本發(fā)明可包含流體連接沉降容器上部與噴射器的排氣管線以及控制通過排氣管線的排氣流量的轉(zhuǎn)移閥。
[0033]出料過程中隨物料進入沉降容器中的平衡氣可以通過噴射器抽吸進并入循環(huán)氣管線，且可以通過調(diào)節(jié)進入噴射器的循環(huán)氣流量，控制形成的負壓大小，進而將沉降容器的平衡氣抽吸返回流化床反應(yīng)器。
[0034]流化床反應(yīng)器的出料管線水平段長度不大于1.5m，這樣可以使物料更方便的流入沉降容器中，防止物料在水平段聚積。
[0035]噴射器的安裝高度在上部出料管線上2m以上，高于反應(yīng)器內(nèi)部樹脂料位，防止虹吸。
[0036]具體實施時，本發(fā)明的系統(tǒng)還可以包括檢測反常情況的裝置，如包括自動控制系統(tǒng)和檢測壓力、流量、溫度、容器應(yīng)力、閥位置或調(diào)節(jié)器位置的裝置。
[0037]循環(huán)氣流進入噴射器的主進氣閥是打開的，循環(huán)氣通過噴射器一直循環(huán)工作，而在出料的時候，打開與沉降容器上部連通的排氣管線的排氣閥。
[0038]還可以包括檢測何時沉降容器充滿的固體監(jiān)控裝置，包含輸入沉降容器的干燥氣體的吹掃，以及包含輸入排氣管線的清潔氣體吹掃。
[0039]本發(fā)明的方法的其它具體實施方案可以包括清潔-氣體吹掃排料管線、清潔-氣體吹掃排氣管線、干燥氣體吹掃沉降容器或干燥氣體吹掃轉(zhuǎn)移容器的步驟。
[0040]在其它具體實施方案