Циркуляционный реактор с улучшенным контролем разделения потока

Циркуляционный реактор с улучшенным контролем разделения потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к новому способу получения олефинового полимера в циркуляционном реакторе и/или в реакторной системе, включающей циркуляционный реактор, и к новой реакторной системе, включающей циркуляционный реактор.

Циркуляционный реактор был разработан в 1950 годы и в настоящее время широко используется для получения полипропилена и других олефиновых полимеров. В циркуляционном реакторе олефины, такие как этилен и/или пропилен, полимеризуются в присутствии углеводородного растворителя в суспензионной фазе при повышенном давлении и температуре. Затем полимерную суспензию удаляют из циркуляционного реактора и в случае процесса каскадной полимеризации подают в следующую реакционную емкость, такую как газофазный реактор. В этой области техники было предложено несколько подходов для непрерывной выгрузки полимерной суспензии из такого циркуляционного реактора. В этом контексте хорошо известно, что расположение выпускного отверстия циркуляционного реактора является решающим для количества полимера, обнаруживаемого в выгруженной суспензии. Например, в ЕР 1415999 А1 описывается способ, где суспензию непрерывно выгружают из циркуляционного реактора и затем концентрируют в гидроциклоне. Растворитель повторно направляют в циркуляционный реактор. Также в ЕР 891990 А2 описывается непрерывная выгрузка суспензии из циркуляционного реактора, где суспензию выгружают на участке, где концентрация сухих веществ выше, чем средняя концентрация сухих веществ в реакторе.

Однако во многих случаях предпочтительно расположить указанное выпускное отверстие таким образом, чтобы выгружаемая суспензия имела более высокую концентрацию полимера, чем средняя концентрация полимера в суспензии в реакторе, следует отметить, что такая выгрузка полимера может быть невыгодной в некоторых случаях. Например, выгрузка суспензии с более высокой концентрацией сухих веществ, чем в суспензии в реакторе, на начальной фазе требует значительных трудозатрат и временных затрат для увеличения до определенного уровня концентрации полимера в суспензионном реакторе во время начальной фазы. Дополнительно, в случае, когда циркуляционный реактор является частью каскадного реактора, продуктивность катализатора в циркуляционном реакторе может страдать, если недостаточно время выдержки олефинового полимера. Дополнительно к этому, если требуется, точный контроль разделения в реакторе удобно достигается, когда концентрация полимера в суспензии в циркуляционном реакторе поддерживается на постоянном уровне.

Исходя из указанного выше, специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, понятно, что продолжает существовать потребность в улучшенном процессе полимеризации олефина. По существу желательно обеспечить простое и эффективное регулирование содержания полимера в полимерной суспензии на начальной фазе процесса полимеризации и при последующей реакции полимеризации и эффективный контроль времени выдержки олефинового полимера в циркуляционном реакторе.

Находка настоящего изобретения состоит в том, что циркуляционный реактор должен включать комбинацию двух выпускных отверстий, то есть первого и второго выпускного отверстия, и дополнительно первое выпускное отверстие должно быть расположено таким образом, чтобы выгружаемая полимерная суспензия имела концентрацию полимера такую же или выше, чем средняя концентрация полимера в циркуляционном реакторе, и второе выпускное отверстие должно быть расположено таким образом, чтобы выгружаемая полимерная суспензия имела концентрацию полимера ниже, чем средняя концентрация полимера в циркуляционном реакторе.

Следовательно, настоящее изобретение в первом аспекте относится к способу получения олефинового полимера по меньшей мере в одном циркуляционном реакторе, где указанный циркуляционный реактор включает:

(a) по меньшей мере один нижний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну нижнюю петлю,

(b) по меньшей мере один верхний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну верхнюю петлю, и

(c) по меньшей мере два вертикальных сегмента, соединенных рабочим соединением,

указанный циркуляционный реактор дополнительно включает

(d) первое выпускное отверстие для выгрузки 1-ой полимерной суспензии из циркуляционного реактора, указанная 1-ая полимерная суспензия включает олефиновый полимер и жидкую фазу; указанное первое выпускное отверстие расположено таким образом, чтобы выгружаемая полимерная суспензия имела концентрацию полимера такую же или выше, чем средняя концентрация полимера в циркуляционном реакторе, и

(e) второе выпускное отверстие для выгрузки 2-ой полимерной суспензии из циркуляционного реактора, указанная 2-ая полимерная суспензия включает олефиновый полимер и жидкую фазу; указанное 2-ое выпускное отверстие расположено таким образом, чтобы 2-ая выгружаемая полимерная суспензия имела концентрацию полимера ниже, чем средняя концентрация полимера в циркуляционном реакторе,

способ включает стадии:

(i) подачи олефиновых мономеров, каталитической системы и необязательно сомономеров олефина в циркуляционный реактор с получением полимерной суспензии в циркуляционном реакторе,

(ii) контроля

(ii1) общего количества полимера, выгруженного из циркуляционного реактора,

и/или

(ii2) общего количества полимерной суспензии, выгруженной из циркуляционного реактора,

и/или

(ii3) концентрации полимера в общей полимерной суспензии, выгруженной из циркуляционного реактора регулированием соотношения 1-ой полимерной суспензии, выгруженной через первое выпускное отверстие, и 2-ой полимерной суспензии, выгруженной через второе выпускное отверстие, и

(iii) необязательно перемещения общей выгруженной полимерной суспензии во второй реактор, то есть в газофазный реактор.

Способ по существу возможно осуществить в циркуляционном реакторе, включающем:

(a) по меньшей мере один нижний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну нижнюю петлю,

(b) по меньшей мере один верхний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну верхнюю петлю, и

(c) по меньшей мере два вертикальных сегмента, соединенных рабочим соединением,

указанный циркуляционный реактор дополнительно включает первое и второе выпускные отверстия, подходящие для выгрузки полимерной суспензии, где

первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента или нижней петли циркуляционного реактора, и

второе выпускное отверстие расположено на

(i) внутренней периферии нижнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии нижней петли циркуляционного реактора,

и/или

(ii) внутренней периферии верхнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии верхней петли циркуляционного реактора.

Соответственно, в одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу, проводимому по меньшей мере в одном циркуляционном реакторе, указанный циркуляционный реактор включает:

(a) один нижний горизонтальный сегмент,

(b) две нижние петли,

(c) один верхний горизонтальный сегмент,

(d) две верхние петли и

(e) два вертикальных сегмента,

соединенных рабочим соединением, где

две нижние петли соединяют нижний горизонтальный сегмент с двумя вертикальными сегментами и две верхние петли соединяют верхний горизонтальный сегмент с двумя вертикальными сегментами,

указанный циркуляционный реактор дополнительно включает первое и второе выпускные отверстия, подходящее для выгрузки полимерной суспензии, где

первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента или расположено на внешней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора, предпочтительно первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента, и

и второе выпускное отверстие расположено на

(i) внутренней периферии нижнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора, предпочтительно на внутренней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора,

и/или

(ii) внутренней периферии верхнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии одной из двух верхних петель циркуляционного реактора.

По существу предпочтительно второе выпускное отверстие расположено на внутренней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу, проводимому по меньшей мере в одном циркуляционном реакторе, где указанный циркуляционный реактор не имеет горизонтальных сегментов. Соответственно, указанный циркуляционный реактор, то есть циркуляционный реактор без горизонтальных сегментов включает

(a) одну нижнюю петлю,

(b) одну верхнюю петлю и

(c) два вертикальных сегмента,

соединенных рабочим соединением, где

нижняя петля и верхняя петля соединяют два вертикальных сегмента,

указанный циркуляционный реактор дополнительно включает первое и второе выпускные отверстия, подходящие для выгрузки полимерной суспензии, где

первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижней петли циркуляционного реактора, и

второе выпускное отверстие расположено

(i) на внутренней периферии нижней петли циркуляционного реактора,

и/или

(ii) внутренней периферии верхней петли циркуляционного реактора.

По существу предпочтительно второе выпускное отверстие расположено на внутренней периферии нижней петли циркуляционного реактора.

Следовательно, во втором аспекте настоящее изобретение относится к реакторной системе для полимеризации, включающей множество реакторных емкостей для получения олефиновых полимеров, указанная реакторная система для полимеризации включает в каскаде по меньшей мере один циркуляционный реактор и по меньшей мере один дополнительный реактор, предпочтительно представляющий газофазный реактор, где указанный циркуляционный реактор включает:

(a) по меньшей мере один нижний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну нижнюю петлю,

(b) по меньшей мере один верхний горизонтальный сегмент и/или по меньшей мере одну верхнюю петлю, и

(c) по меньшей мере два вертикальных сегмента, соединенных рабочим соединением,

указанный циркуляционный реактор дополнительно включает первое и второе выпускные отверстия, подходящие для выгрузки полимерной суспензии,

указанное первое и второе выпускные отверстия соединены со вторым реактором трубопроводом,

где дополнительно,

первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента или расположено на внешней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора, предпочтительно первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента,

и второе выпускное отверстие расположено на

(i) внутренней периферии нижнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора, предпочтительно на внутренней периферии одной из двух нижних петель циркуляционного реактора,

и/или

(ii) внутренней периферии верхнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора или внутренней периферии одной из двух верхних петель циркуляционного реактора.

В предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения в реакторное системе для полимеризации используют циркуляционный реактор, как указано выше в приведенном способе по настоящему изобретению, который далее будет описан более детально.

Неожиданно авторы настоящего изобретения обнаружили, что такой способ и такая реакторная система полимеризации позволяют специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, очень легко и за довольно короткое время отрегулировать концентрацию полимеров в полимерной суспензии на начальной фазе процесса полимеризации и при последующей реакции полимеризации и эффективный контроль времени выдержки олефинового полимера в циркуляционном реакторе. Следовательно, способ по настоящему изобретению, наряду с реакторной системой для полимеризации по настоящему изобретению позволяют повысить общую продуктивность процесса полимеризации в циркуляционном реакторе.

Следует понимать, что приведенные далее предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения или технические детали циркуляционного реактора по настоящему изобретению также относятся к реакторной системе для полимеризации по настоящему изобретению, к способу получения олефиновых полимеров по настоящему изобретению в циркуляционном реакторе, наряду с применением второго выпускного отверстия в циркуляционном реакторе по настоящему изобретению для получения олефиновых полимеров и к применению комбинации первого и второго выпускного отверстия в циркуляционном реакторе по настоящему изобретению для контроля среднего времени выдержки олефинового полимера в указанном выше циркуляционном реакторе и наоборот (насколько это возможно). Если, например, указано, что средняя концентрация полимера в циркуляционном реакторе по настоящему изобретению составляет от 15 масс. % до 55 масс. %, то соответственно также средняя концентрация полимера, полученного при использовании реакторной системы для полимеризации по настоящему изобретению, способе по настоящему изобретению и олефиновом полимере, полученном указанным способом, наряду с применениями по настоящему изобретению составляет от 15 масс. % до 55 масс. %.

Далее настоящее изобретение будет описано более детально:

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «мономер» в противоположность термину «сомономер» указывает на то, что «мономер» представляет составляющую единицу в цепи конечного полимера. В норме мономер составляет по меньшей мере 50 масс. % полимера, более предпочтительно по меньшей мере 60 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 масс. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, при этом сомономерные составляющие единицы продолжают оставаться частью полимера.

Суспензия включает твердую фазу и жидкую фазу, жидкая фаза по настоящему изобретению может представлять жидкость или сверхкритическую жидкость. Она содержит растворитель и реагенты, то есть мономер, возможные сомономеры и водород. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «полимерная суспензия» указывает, что полимер является главной частью твердой фазы, однако могут содержаться другие твердые частицы, такие как катализатор.

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «растворитель» предпочтительно включает в объем понятия жидкие мономеры, которые используют для полимеризации, такие как пропилен или жидкие С₃-С₁₀ углеводороды, такие как пропан, n-бутан, изобутан, пентан или гексан. В одном из предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения растворитель представляет пропан и/или пропилен, последний по существу предпочтителен в случае, когда получаемый полимер представляет полипропилен.

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «1-ая полимерная суспензия» относится к полимерной суспензии, выгруженной из первого выпускного отверстия.

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «2-ая полимерная суспензия» относится к полимерной суспензии, выгруженной из второго выпускного отверстия.

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «общая полимерная суспензия» или «общая выгруженная полимерная суспензия» в отличие от (всей) полимерной суспензии в циркуляционном реакторе представляет суспензию, полученную комбинированием 1-ой суспензии и жидкой фазы из второго выпускного отверстия, то есть растворителя или 2-ой полимерной системы.

Настоящее изобретение применимо к любой гомополимеризации или сополимеризации олефинов, проводимой в циркуляционном реакторе и необязательно по меньшей мере одном последующем реакторе, таком как газофазный реактор, в котором используют растворитель для получения полимерной суспензии, включающей олефиновый полимер и указанный растворитель. Например, в циркуляционном реакторе по настоящему изобретению пропилен может быть гомополимеризован или сополимеризован по меньшей мере с одним из этилена и/или С₄-С₂₀ альфа-олефина или этилен может быть гомополимеризован или сополимеризован по меньшей мере с одним из С₃-С₂₀ альфа-олефином. Предпочтительно полимеризацию проводят в инертном углеводородном растворителе.

Соответственно настоящее изобретение, в частности, относится к гомополимеризации или сополимеризации пропилена или этилена. В одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу получения гетерофазного сополимера пропилена, в котором по меньшей мере часть матрицы или вся матрица гетерофазного сополимера пропилена получена в циркуляционном реакторе, в то время, как эластомерная фаза получена в реакторе ниже циркуляционного реактора по технологической линии. В одном варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу получения гетерофазного сополимера пропилена, в котором полипропиленовую матрицу получают в циркуляционном реакторе и эластомерную фазу полимеризуют в последующем втором реакторе, таком как газофазный реактор в присутствии матрицы. В другом предпочтительном варианте воплощения настоящее изобретение относится к способу получения гетерофазного сополимера пропилена, в котором в циркуляционном реакторе получают первую часть матрицы и во втором реакторе, предпочтительно газофазном реакторе, полимеризуют вторую часть матрицы. Затем, полученную таким образом матрицу перемещают в один или более (газофазный) реактор, предпочтительно в два реактора, соединенные в серию, в которых полимеризуют эластомерную фазу гетерофазной системы. Способ по настоящему изобретению также включает в свой объем получение в циркуляционном реакторе и в одном или более последующем реакторе (полу)кристаллический гомополимер или сополимер пропилена, предпочтительно одном реакторе, таком как газофазный реактор, расположенном ниже циркуляционного реактора по технологической линии.

Температура в циркуляционном реакторе, как правило, составляет от 50°C до 110°C, предпочтительно от 60°C до 100°C и наиболее предпочтительно от 65°C до 95°C. В случае, когда в циркуляционном реакторе гомополимеризуют этилен или пропилен, иногда предпочтительно, чтобы циркуляционный реактор работал при условиях, известных как «сверхкритические», где рабочая температуры превышает критическую температуру реакционной смеси и рабочее давление превышает критическое давление реакционной смеси. При таких условиях рабочая температура составляет предпочтительно выше чем 90°C и наиболее предпочтительно выше чем 93°C. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «сверхкритическая жидкость» относится к жидкости или смеси жидкостей при температуре и давлении, превышающих критическую температуру и давление указанной жидкости или смеси жидкостей.

Температура в циркуляционном реакторе может контролироваться и регулироваться при использовании любого способа, известного из предшествующего уровня техники специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

В процессе полимеризации суспензия в циркуляционном реакторе непрерывно циркулирует по циркуляционному реактору при использовании циркуляционного насоса или других средств, хорошо известных специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Как хорошо известно специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, скорость течения такова, что полимер не оседает в реакторе, а суспензия остается гомогенной.

Полимеризацию олефина, такую как полимеризация пропилена и/или этилена в циркуляционном реакторе предпочтительно проводят в суспензионной фазе, таким образом частицы полимера, образованные при реакции полимеризации, вместе с фрагментированным и диспергированным в этих частицах полимера катализатором суспендированы в растворителе. Как указано выше, суспензию дополнительно перемешивают циркуляцией в реакторе, способствуя переходу реагентов из растворителя в частицы полимера.

В случае полимеризации пропилена, суспензионная полимеризация предпочтительно представляет так называемую полимеризацию в массе. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «полимеризация в массе» относится к способу, когда полимеризацию проводят в жидком мономере по существу в отсутствие инертного растворителя. Однако, как известно специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, мономеры, используемые при промышленном производстве, никогда не бывают чистыми, а всегда содержат алифатические углеводороды в качестве примесей. Например, мономер пропилена может содержать вплоть до 5% пропана в качестве примесей. Поскольку пропилен, потребляемый в реакции, также рециклирует из реакционного стока обратно в полимеризацию, инертные компоненты имеют тенденцию к накоплению, и, следовательно, реакционная среда может включать вплоть до 40 масс. % от общей массы реакционной среды, соединений иных, чем мономер. Однако следует понимать, что такой способ полимеризации все еще входит в объем понятия «полимеризации в массе», как указано выше.

Рабочее давление необходимо выбирать таким образом, что содержимое циркуляционного реактора оставалось или в жидком, или в сверхкритическом состоянии. Для работы с жидкой суспензией подходящее рабочее давление составляет в пределах от 1 до 150 бар и предпочтительно от 10 бар до 100 бар. Для работы со сверхкритической суспензией подходящее рабочее давление составляет в пределах от 50 до 1000 бар и предпочтительно от 55 бар до 80 бар.

Давление в циркуляционном реакторе может контролироваться и регулироваться при использовании любого способа, известного из предшествующего уровня техники специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

Дополнительно, в циркуляционный реактор может быть подан водород для контроля молекулярной массы получаемого полимера. Количество водорода, главным образом, зависит от используемой каталитической системы и заданной молекулярной массы или скорости течения расплава MFR₂ конечного полимера. Также в циркуляционный реактор может быть введен один или более сомономер для модификации механических свойств, плотности и гибкости конечного полимера и/или для способствования стабильной работы в процессе реакции полимеризации в циркуляционном реакторе.

Предпочтительно олефиновые мономеры, такие как этилен или пропилен (со)полимеризуют в циркуляционном реакторе в присутствии водорода и необязательно сомономеров с получением полимера.

Средняя концентрация полимерной суспензии в циркуляционном реакторе, как правило, составляет от 15 масс. % до 55 масс. % от общей массы полимерной суспензии в циркуляционном реакторе. В одном предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения средняя концентрация суспензии в циркуляционном реакторе, как правило, составляет от 20 масс. % до 55 масс. % и более предпочтительно от 25 масс. % до 52 масс. % от общей массы полимерной суспензии в циркуляционном реакторе.

Концентрация полимера в полимерной суспензии может быть определена при использовании любого способа, известного специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Она может быть определена, например, измерением плотности суспензии при использовании подходящего способа, известного из предшествующего уровня техники, такого как измерение с помощью радиоактивных веществ, ультразвуковое измерение и тому подобное. Затем концентрация полимера в суспензии может быть рассчитана при использовании следующего уравнения:

где

w_p - масса фракции полимера в суспензии,

ρ_s - плотность суспензии,

ρ_f - плотность жидкой фазы и

ρ_р - плотность полимера.

Каталитическая система, используемая в циркуляционном реакторе и любом последующем реакторе, может представлять любую каталитическую систему для полимеризации, известную из предшествующего уровня техники. Следовательно, каталитическая система может представлять хромовый катализатор, как указано, например, в ЕР 279890 или ЕР 307907. Также она может представлять катализатор Циглера-Натта, такой как, описанный, например, в ЕР 688794, ЕР 949274, WO 99/58584 или WO 01/55230. Дополнительно, каталитическая система может представлять металлоценновый катализатор, как описано, например, в WO 97/28170, WO 00/34341 или WO 2004/029112.

Реакция полимеризации олефиновых мономеров, таких как пропилен или этилен может быть проведена так же как в любом известном циркуляционном реакторе, используемом для суспензионной полимеризации. В таких реакторах суспензия циркулирует с высокой скоростью по закрытому трубопроводу при использовании циркуляционного насоса. Циркуляционные реакторы хорошо известны в предшествующем уровне техники и примеры, приведены, например, в US 4,582,816 А, US 3,405,109 A, US 3,324,093 А, ЕР 479186 А и US 5,391,654 А.

Как правило, циркуляционный реактор по настоящему изобретению представляет трубчатую конструкцию непрерывного действия.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения циркуляционный реактор включает по меньшей мере один нижний горизонтальный сегмент, по меньшей мере один верхний горизонтальный сегмент и по меньшей мере два вертикальных сегмента, которые соединены рабочим соединением. Например, циркуляционный реактор по настоящему изобретению включает по меньшей мере один нижний горизонтальный сегмент, по меньшей мере один верхний горизонтальный сегмент и по меньшей мере два вертикальных сегмента, которые соединены рабочим соединением. В частности, вертикальные и горизонтальные сегменты могут быть соединены друг с другом рабочим соединением при использовании петель, таких как петли с прямой или изогнутой конфигурацией, обеспечивая, таким образом, непрерывное течение потока в циркуляционном реакторе, который по существу свободен от внутренних препятствий. Соответственно, циркуляционный реактор предпочтительно включает:

(a) один нижний горизонтальный сегмент,

(b) две нижние петли,

(c) один верхний горизонтальный сегмент,

(d) две верхние петли и

(e) два вертикальных сегмента,

соединенных рабочим соединением, где

две нижние петли соединяют нижний горизонтальный сегмент с двумя вертикальными сегментами и две верхние петли соединяют верхний горизонтальный сегмент с двумя вертикальными сегментами. В частности, одна из двух нижних петель соединяет нижний горизонтальный сегмент с нижним концом первого вертикального сегмента и другая из двух нижних петель соединяет другой конец нижнего горизонтального сегмента с нижним концом второго вертикального сегмента, при этом одна из двух верхних петель соединяет один конец верхнего горизонтального сегмента с верхним концом первого вертикального сегмента и другая из двух верхних петель соединяет другой конец верхнего горизонтального сегмента с верхним концом второго вертикального сегмента.

Однако следует отметить, что конфигурации и формы циркуляционного реактора могут широко варьировать, обеспечивая при этом трубчатую непрерывную конструкцию, определяющую замкнутый контур. Следовательно, горизонтальные сегменты также могут быть в форме непрерывных петель, соединяющих два вертикальных сегмента вместе.

Соответственно циркуляционный реактор включает:

(а) одну нижнюю петлю,

(b) одну верхнюю петлю и

(c) два вертикальных сегмента,

соединенных рабочим соединением,

где нижняя петля и верхняя петля соединяют два вертикальных сегмента. В частности, нижняя петля соединяется одним своим концом с нижним концом первого вертикального сегмента и другим своим концом соединяется с нижним концом второго вертикального сегмента, при этом верхняя петля одним своим концом соединяется с верхним концом первого вертикального сегмента и другим своим концом соединяется с верхним концом второго вертикального сегмента.

Дополнительно, каждый горизонтальный и/или вертикальный сегмент может быть обеспечен в форме непрерывного сегмента или в форме множества сегментов. Например, циркуляционный реактор по настоящему изобретению может представлять вертикальный циркуляционный реактор или горизонтальный циркуляционный реактор, предпочтительно вертикальный циркуляционный реактор.

Тепло, образующееся во время реакции полимеризации, как правило, отводят при использовании косвенных средств теплообмена с охлаждающей средой, предпочтительно водой, таких как рубашки, окружающие по меньшей мере часть циркуляционного реактора. Объем циркуляционного реактора может варьировать в широких пределах, но, как правило, составляет в пределах от 10 дм³ до 200 м³.

Во время нормальной работы в процессе полимеризации, полимерную суспензию выгружают из циркуляционного реактора непрерывно через одно выпускное отверстие, предпочтительно через первое выпускное отверстие. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «нормальная работа» означает, что условия в циркуляционном реакторе регулируют таким образом, чтобы получить в циркуляционном реакторе заданный полимер, и концентрация полимера в полимерной суспензии достигает заданного уровня. В случае, когда рабочие условия не сбалансированы, например, из-за сниженной активности катализатора или из-за перехода от одного полимера на другой полимер во время нормальной работы, выгрузка из первого выпускного отверстия может быть уменьшена или увеличена. Однако такая регуляция только за счет использования одного выпускного отверстия довольно медленная и часто не подходит для осуществления достаточного контроля условий полимеризации.

Соответственно одно из специфических требований настоящего изобретения состоит в том, что циркуляционный реактор включает дополнительно к первому выпускному отверстию второе выпускное отверстие. Первое и второе выпускные отверстия предпочтительно соединены со вторым реактором, таким как газофазный реактор. Следовательно, 1-ая полимерная суспензия и 2-ая полимерная суспензия, соответственно, могут быть выгружены из циркуляционного реактора через первое и второе выпускные отверстия и перемещены во второй реактор, то есть газофазный реактор. Предпочтительно 1-ую полимерную суспензию из первого выпускного отверстия и 2-ую полимерную суспензию из второго выпускного отверстия комбинируют выше второго реактора по технологической линии и затем перемещают вместе во второй реактор.

Первое и второе выпускные отверстия могут быть размещены на любом подходящем участке циркуляционного реактора. Однако следует отметить, что первое и второе выпускные отверстия должны быть расположены в разных местах циркуляционного реактора. Только в таком случае можно гарантировать, что из обоих выпускных отверстий будут выгружаться различные полимерные суспензии.

Соответственно следует понимать, что первое выпускное отверстие должно быть расположено таким образом, что 1-ая полимерная суспензия, выгружаемая из циркуляционного реактора, имеет концентрацию полимера такую же или выше средней концентрации полимера в циркуляционном реакторе.

Соответственно второе выпускное отверстие должно быть расположено таким образом, что 2-ая полимерная суспензия, выгружаемая из циркуляционного реактора, имеет концентрацию полимера ниже средней концентрации полимера в циркуляционном реакторе.

Как указано выше, средняя концентрация полимера в полимерной суспензии в циркуляционном реакторе, как правило, составляет от 15 масс. % до 55 масс. %, предпочтительно от 20 масс. % до 55 масс. % и более предпочтительно от 25 масс. % до 52 масс. % от общей массы полимерной суспензии в циркуляционном реакторе.

Соответственно понятно, что первое выпускное отверстие расположено в циркуляционном реакторе таким образом, что концентрация полимера в 1-ой полимерной суспензии в этом специфическом месторасположении составляет такую же или выше средней концентрации полимера в циркуляционном реакторе. Например, если средняя концентрация полимера в полимерной суспензии в циркуляционном реакторе составляет около 25 масс. % от общей массы полимерной суспензии в циркуляционном реакторе, то первое выпускное отверстие расположено таким образом, что концентрация полимера в 1-ой полимерной суспензии в этом специфическом месторасположении составляет около 25 масс. % или более от общей массы полимерной суспензии в 1-ой полимерной суспензии.

Наоборот, понятно, что второе выпускное отверстие расположено в циркуляционном реакторе таким образом, что концентрация полимера во 2-ой полимерной суспензии в этом специфическом месторасположении составляет менее средней концентрации в циркуляционном реакторе. Например, если средняя концентрация полимера в полимерной суспензии в циркуляционном реакторе составляет около 25 масс. % от общей массы полимерной суспензии в циркуляционном реакторе, то второе выпускное отверстие расположено таким образом, что концентрация полимера во 2-ой полимерной суспензии в этом специфическом месторасположении составляет менее 24 масс. % от общей массы полимерной суспензии во 2-ой полимерной суспензии.

Следовательно, первое выпускное отверстие подходяще расположено на внешней периферии циркуляционного реактора. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «внешняя периферия» относится к той стороне циркуляционного реактора, которая образует открытую сторону замкнутого контура, то есть первое выпускное отверстие расположено на наружной трубчатой поверхности циркуляционного реактора. Первое выпускное отверстие может быть расположено на внешней периферии любого из горизонтальных сегментов циркуляционного реактора или на внешней периферии любой из петель циркуляционного реактора.

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения первое выпускное отверстие расположено на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента или внешней периферии одной из (двух) нижних петель циркуляционного реактора, предпочтительно на внешней периферии нижнего горизонтального сегмента циркуляционного реактора.

Дополнительно или в качестве альтернативы, второе выпускное отверстие расположено на внутренней периферии горизонтальных сегментов (нижний или верхний горизонтальный сегмент) или на петлях (нижней или верхней петле(ях)) циркуляционного реактора. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «внутренняя периферия» относится к той стороне циркуляционного реактора, которая образует закрытую сторону замкнутого контура, то есть второе выпускное отверстие расположено на внутренней трубчатой поверхности циркуляционного реактора, а именно, на внутренней поверхности горизонтальных сегментов (нижний или верхний горизонтальный сегмент) или на петлях (нижней или верхней петле(ях)) циркуляционного реактора.

Соответственно второе выпускное отверстие предпочтительно расположено на внутренней периферии нижнего горизонтального сегмента или расположено на внутренней периферии нижней (двух) петли(ь) циркуляционного реактора. В одном конкретном варианте воплощения настоящего изобретения, то есть в варианте воплощения, где циркуляционный реактор включает горизонтальные сегменты, второе выпускное отверстие расположено на внутренней периферии одной из двух нижних петель, то есть петли соедияют вертикальные сегменты с нижним горизонтальным сегментом. В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения, то есть в варианте воплощения, где циркуляционный реактор включает горизонтальные сегменты, второе выпускное отверстие расположено на внутренней периферии