[发明专利]气体流化床产品除去装置

说明书

本发明涉及从流化床中除去颗粒状聚合物的装置，该包含流化床的容器可用于在气相流化床聚合方法中制造这样的颗粒状聚合物或者在流化床中吹扫这样的颗粒状聚合物以去除不想要的挥发性物质。特别地，本发明涉及一种防止产品在中心产品卸料腿中结垢或附聚的设备和方法，尤其是弹性体和所谓的“发粘聚合物”，卸料腿可用于从包含气体流化床的容器中除去这样的粒状物质。

象那些用于气相流化床聚合反应的流化床反应器以及在气体流化的条件下吹扫聚合物产品的设备，有时会设置一中心产品卸料腿来排出产品。在这样的设备中通常在流化床的下面会使用气体分配格栅，以使从下面导入流化床底部的单体气体分布均匀。气体分配格栅通常是凹形以利于聚合物颗粒向中心排出口移动。因为在流化床的底部存在气体分配格栅，从反应器中移走产品优选采用中心卸料腿的方式，不会在分配格栅上留下产品。卸料腿仅仅是开口的管道或导管，通常分布在分配格栅的中心并向下延伸到产品排放阀(该阀间歇式地开闭以排出产品)。

对于非粘性的颗粒状聚合物，如乙烯和丙烯的均聚物和共聚物，当其通过中心卸料腿时通常不会出现什么问题。然而，当被制造或吹扫的产品是发粘颗粒状聚合物时，则会在产品排放阀关闭时的表面结垢以及产品会在卸料腿里附聚，这会导致系统关闭从而成为一个严重的问题。直到现在，在制造发粘聚合物中避免产品附聚最常用的方法是采用一些方式涂布聚合物或处理聚合物，如用细分的惰性颗粒物料以防止附聚。参见US 4994534、US 5086132和US5194526。

如果没有采取一些方式处理发粘聚合物产品以防止其附聚，则发粘产品颗粒极易附聚成大块或形成单个的圆形块。

现在我们发现通过使用一组气体喷嘴吹扫产品排放阀的表面以及使颗粒状产品在卸料腿里处于流化状态，在包含流化床的容器的中心卸料腿的结垢和附聚问题可得到解决。

本发明涉及的装置用在气相流化床反应器中和其它包含流化床的容器中，该装置使用可确保进气均匀分布的气体分配格栅和用于产品回收的中心卸料腿。该装置尤其适用于在包含流化床的容器中制造颗粒发粘聚合物或吹扫发粘聚合物。

根据本发明，一组喷嘴分布在卸料腿的较低区域，指引气体的连续流向，向里从卸料腿的内部四周到达产品排放阀(位于卸料腿的出口侧)的表面，以这种方式保持颗粒状产品在卸料腿中处于流化状态。为达此目的所需要的喷嘴的数量主要取决于卸料腿的直径和通过喷嘴的气体流速。虽然许多喷嘴可以指向卸料腿的中心轴线，然而至少部分喷嘴的指向必须远离中心轴线，使得在阀关闭时，排放阀表面的四周区域能被远离中心轴线定向的喷嘴喷出的气体吹扫。至少10％，优选20％或更多的产品排放阀关闭时的表面会被喷嘴吹出的气体吹扫。

喷嘴的指向也是很重要的，它应以这样的方式设置，即防止从喷嘴喷出的气流出现明显的交叉。优选没有一点重叠。喷射气流的撞击会减少阀表面被气体吹扫的区域，这会阻碍想要达到的流化。

喷嘴的角度必须向下朝排放阀设置以确保能充分吹扫关闭的排放阀的表面。当喷嘴位于卸料腿的底部接近阀表面时，这个角度应该十分小。然而，如果喷嘴由于某种原因位于阀表面之上，则倾斜的角度必须增加以使从喷嘴喷出的气流喷向阀表面。如果需要的话向下的角度可多达30度。然而，优选的方式是通过使喷嘴靠近阀表面的水平面从而减少向下的角度。优选喷嘴位于关闭的阀表面之上的高度不超过两英寸。喷嘴向下倾斜的角度优选为10-20度，最优选的是约15度。

在制造或吹扫发粘颗粒的情况下，当卸料腿的直径是6英寸或小于6英寸时通常使用4个喷嘴就已足够；当卸料腿的直径在8-12英寸时4-6个喷嘴通常是足够的；当卸料腿直径范围在14-18英寸时，推荐用8个喷嘴；当直径再增大时，喷嘴的理想数量和角度根据经验决定，这在冷流摸拟器中能容易地实现，喷嘴的角度和数量象气体流速一样可灵活地加以改变。可以观察到从喷嘴出来的气体流速对喷嘴的数量和角度都有影响，用来获得本发明的改进。上面推荐的具体方案几乎适用于所有实际情况。

根据本发明所使用的气体可由独立的压力气源提供，或者当本发明和气相聚合过程组合实施时，气体优选由循环气流发出的滑流供给。当本发明和吹扫过程(被吹扫的产品保持流化状态)组合实施时，送往喷嘴的气体由用于吹扫的主气流释放的滑流提供。如果需要的话可使用补偿泵以增加滑流的压力。

通过喷嘴的气体总流速应足以充分流化卸料腿内的颗粒。一般地，气体总流速优选约为进入流化床气体的最小流化速率的3-12倍。从卸料腿出来后向上流动的气体的表观气体流速应高于能在流化床中制造大量可颗粒尺寸分离的气流速度。