[發明專利]一種環管反應器及環管反應器的控制方法

在審

• 申請號: 201810360178.5
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN110385099A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 楊寧;周榮濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J19/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明涉及液固淤漿反應技術領域，公開了一種環管反應器，包括由多根管路循環連通的環管本體、以及連通環管本體中相鄰兩根管路的連通管路，連通管路與環管本體中相鄰的兩根管路形成循環回路，環管本體內設置有至少兩個軸流泵。通過連通管路形成局部循環回路，使得液固混合更均勻，降低溶脹聚并的風險；而且在發生溶脹聚并后依然保證液固混合均勻性，減緩顆粒溶脹程度。本發明還公開了一種環管反應器的控制方法，打開連通管路上的開關閥，連通循環回路；打開環管本體內的至少一個軸流泵；當環管本體內顆粒發生聚并時，關閉連通管路上的開關閥，同時打開環管本體內的至少兩個軸流泵。該方法能夠監測出顆粒是否發生溶脹聚并，并減緩顆粒溶脹程度。

技術領域

本發明涉及液固淤漿反應技術領域，尤其涉及一種環管反應器及環管反應器的控制方法。

背景技術

輸運液固淤漿的管道型反應器中，液固淤漿顆粒往往由于具有粘附性而容易發生聚并，嚴重時甚至會堵塞反應器，造成極大經濟損失。以淤漿法合成聚乙烯工藝為例，該工藝中常使用環管反應器進行乙烯單體的高溫聚合反應。生產低分子量的聚乙烯時聚合反應最優溫度為80℃，而聚乙烯顆粒溶脹變性的臨界溫度為85℃，顆粒溶脹變性的物理特征體現為顆粒變得極具粘附性容易發生聚并，稀釋劑分子擴散進入顆粒內部使顆粒變得透明，顆粒表面低分子量的聚乙烯溶解到液相中，使漿液粘度上升、流動性變差。通常采用在環管外側包裹冷卻套管的方式來移走反應熱，控制系統溫度維持在80℃。然而，由于聚乙烯顆粒導熱性較差，所以一旦環管內顆粒分布不均勻，出現局部顆粒濃度過高的情況，此時局部的反應熱無法及時疏散，導致局部溫度超過85℃，從而引發顆粒聚并，嚴重時甚至導致反應器堵塞。

現有技術對此類情形的處理有兩種技術方案：

一種是保持系統的反應溫度低于預設值，該預設值通過測量顆粒的溶脹曲線來獲得，以此來降低顆粒溶脹的可能性。這種方法所確定的操作溫度往往遠低于最優反應溫度，因此無法發揮反應催化劑的最佳活性；

第二種方法是監測環管反應器中的關鍵流動參數，包括環管中漿液的環流速度、特定測量點之間的壓力信號以及泵的功率信號，顆粒溶脹聚并往往導致漿液流動性變差、泵功率上升，所以一旦監測到環流速度過低、壓力信號過大、泵功率值達到了安全線，此時會觸發自動裝置向環管中注射稀釋劑，以降低固相濃度，緩解溶脹程度。這種方法的不足在于，反應器中共聚單體的濃度和反應溫度需要保持恒定才能保證聚乙烯產品的密度及分子量在符合需求的范圍之內，一旦注射稀釋劑將破壞這種恒定狀態，導致產品質量下降。

發明內容

本發明的目的在于提出一種環管反應器及環管反應器的控制方法，解決了現有環管反應器在不影響催化劑反應活性,以及產品質量的前提下有效防止顆粒溶脹聚并的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種環管反應器，包括由多根管路循環連通的環管本體、以及連通所述環管本體中相鄰兩根管路的連通管路，所述連通管路與所述環管本體中相鄰的兩根管路形成循環回路，所述環管本體內設置有至少兩個軸流泵。

該環管反應器將環管本體中相鄰的兩根管路連通，形成局部的循環回路，使得環管反應器內的液固混合更均勻，流場中溫度分布也更加均勻，因而可以降低觸發溶脹聚并的風險；環管本體內設置有至少兩個軸流泵，可以在顆粒發生溶脹聚并后依然保證液固混合均勻性，減緩顆粒溶脹程度，防止環管反應器堵塞。

作為上述環管反應器的一種優選方案，所述連通管路上設置有開關閥。開關閥的設置用于連通或切斷循環回路。

作為上述環管反應器的一種優選方案，所述開關閥與控制器相連，所述控制器控制所述開關閥的開關。通過控制器控制開關閥的開關，操作方便。

作為上述環管反應器的一種優選方案，所述連通管路的兩端分別與所述環管本體中相鄰的兩根管路的中部相連通。