[發明專利]采用電場控制顆粒分布的方法及氣相聚合流化床反應器

有效

• 申請號: 201210230862.4
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102731700A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王靖岱;朱子川;黃正梁;蔣斌波;陽永榮;王宇良;董克增
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08F210/02
• 分類號: C08F210/02;C08F2/34
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及控制顆粒分布的方法及設備領域，具體涉及一種采用電場控制氣相聚合反應體系中顆粒分布的方法及實現該方法的氣相聚合流化床反應器。

背景技術

氣相法聚合工藝能夠對溶劑進行精制和回收，不僅大大降低了設備的投資費用和操作費用，而且對環境友好。但氣相法聚合工藝，如氣相聚乙烯聚合工藝，最大缺陷就是難于滿足氣相聚合流化床反應器的強放熱需要。通常來說，在氣相聚合反應中，氣相聚合流化床反應器主要的移熱方式是通過反應氣體的溫升，采用加大氣體流量的方法，來提高移熱能力。但是，由于要防止氣體的顆粒夾帶，特別是催化劑及細粉的夾帶，因此，在氣相聚合流化床反應器中，氣體通常有一個上限氣速，因而在給定的進料和出料溫度下，氣體所能夠移出的熱量有一個極限值，從而使得氣相聚合流化床反應器的生產能力受到限制。在較高氣體的氣速下，氣相聚合流化床反應器內會產生氣泡，使得氣體會通過氣泡上升，從而減少了與流化顆粒的接觸，使得反應效率降低，從而導致單次循環的反應氣體的轉化率很低（通常只有1%~2%）。

在工業生產中，為了生產不同批次的產品，希望產品中細顆粒的比例可以進行調節出料。目前國內外主要的減小氣泡的方式都是采用內構件，為了減少夾帶，常在流化床上部加裝多級旋風分離器。

公開號為CN?1458488A的中國發明專利申請公開了一種電場作用下的物料干燥方法，在干燥過程中附加電場，附加電場由供電設備提供，干燥加熱面與供電設備的電源負輸出端連接形成陰極，陽極是干燥設備的其他部件與電源的正極連接。該技術方案采用外加電場的干燥技術來解決粘壁現象，通過干燥面的電位發生變化，從而改變表面特性，并利用電滲透作用使水分和物料發生運動，緩解粘壁現象。同時，由于水份在電極上發生還原反應，產生H₂小氣泡，可使固體顆粒不容易產生粘壁。該技術方案通過附加電場來輔助干燥，未涉及利用電場控制氣相聚合反應體系中顆粒分布。

公開號為CN1275135A的中國發明專利申請公開了一種生產聚合物的工藝，其中，所制得的聚合物為固體顆粒形狀，且所述的單體（類）是包含在氣相或液相反應介質中的，在至少一部分被所述流體反應介質或被導入聚合區的流體原料氣流所占的空間中激發電暈放電。該技術方案采用電暈放電裝置，通過在流化床上部氣體電離來中和顆粒的電荷，使所生產的聚合物是以固體顆粒形態存在的，但不會引起片狀物的生產和顆粒的結塊。由于要產生電暈放電，因此，其電極只能放置在流化床稀相區。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用電場控制氣相聚合反應體系中顆粒分布的方法，其通過外加電場來調控顆粒運動，特別是細顆粒的運動形式，進而可以達到選擇性出料，同時可以減少小顆粒的夾帶和減小氣泡大小，特別適用于聚烯烴氣相聚合流化床反應器。

一種采用電場控制氣相聚合反應體系中顆粒分布的方法，包括：在氣相聚合反應中通過施加電場控制顆粒分布，所述的電場包括電場方向與氣體流動方向平行的第一電場和第二電場，所述第一電場和第二電場的電場方向相反。

氣體是指在反應器中具有統一流向的氣體，即通入反應器時為原料氣體，流出反應器為反應后的氣體，反應后的氣體會對產物顆粒有一定的夾帶。

在氣相聚合反應中，反應生成的聚合物顆粒和參加反應的催化劑顆粒本身不帶電，在氣相聚合反應中相互碰撞會使顆粒帶電，一般大顆粒和小顆粒相應地帶負電或正電，如在有些氣相聚合反應體系中，小顆粒帶正電，大顆粒帶負電，在還有些氣相聚合反應體系中，小顆粒帶負電，大顆粒帶正電。在第一電場和第二電場的共同作用下，使得反應生成的聚合物小顆粒集中在氣相聚合反應段的出料口附近，從而得到所需細顆粒比例的產品，并且，小顆粒不容易被氣體夾帶出氣相聚合反應段外。

在氣相聚合反應中，根據不同的反應界定小顆粒的粒徑和大顆粒的粒徑，即小于等于某一粒徑的顆粒均帶負電或正電，則小于等于該粒徑的顆粒為小顆粒，大于等于某一粒徑的顆粒帶相反的電性，則大于等于該粒徑的顆粒為大顆粒。如在聚乙烯氣相聚合反應中，小于等于300μm的顆粒均帶正電，則小于等于300μm的顆粒為小顆粒，大于等于450μm的顆粒帶相反的電性（即負電），則大于等于450μm的顆粒為大顆粒。