[发明专利]混合非均相体系的方法

说明书

本发明是关于均匀混合非均相和多相体系的方法，该非均相体系和多相体系有一连续相和一分散相，例如液/固相体系、固/气相体系或固/液/气相体系。

利用搅拌反应器混合的方法，不论它们是电动搅拌浆式，还是利用反应器中的其它运动部件的方式，在本技术领域中都是公知的。但是这些方式有不太适宜用于固/气相或液/气相体系混合的缺点。而且这些缺点不仅包括运动部件运行中有机械事故的危险，而且还包括混合不充分的缺点。克服这类机械混合系统的问题的一个方法是使用端流反应器。为了实现接近塞状流，该反应器涉及一高物料通过量，而这可能会产生不均匀的混合，或是被混合的反应器各成分发生预期的化学相互作用时反应不充分。

近来，已经使用的另一方法是-脉动流反应器（下文称“PUFR”），如在我们已公布的用于生产聚烯烃的共同未决申请EP-A-0540180号中所描述的。这篇文献的确没有公开非均相体系的混合和/或反应，特别是没有公开例如在聚乙烯生产中所遇到的那种类型，在固/液、气/固、或气/浆液相体系之间所希望进行的反应。

现在已经发现，现有方法中存在的一些问题，可通过使用PUFR得到缓解，其中可进行非均相反应，且当所使用的反应器为立式时，平均流速小于最小的流化速度。

因此，本发明是一种用于均匀混合在PUFR中所包含一个连续相和至少一固体分散相的非均相或多相体系的方法，其中，通过开动对连续相施加脉动的设备来实现均匀混合。

当所使用的PUFR为立式时，本发明的方法是特别适用于PUFR中的非均相体系或多相体系。在这种方式中，通过开动对PUFR中的连续相施加脉动的设备，使体系的平均流速小于它的最小流态化速度，均匀混合就适宜地进行。

本文所描述的“最小流化速度”意指，在所述的连续相中，粒子能够流化所要求的连续相的最小向上速度，即连续相通过粒子床的压力降等于粒子床的重量。

本发明的方法特别适用于非均相或多相体系的混合和/或反应，该体系至少一个相，优选连续相是液相或气相。其余相中至少一个相是固相。使用三相反应物体系的情况下，在PUFR内对液相施加脉动使固相保持为悬浮态，并使可能存在的气体分散成小泡。这样本发明的方法就特别适宜用于例如由乙烯生产聚乙烯中的气相流化床反应和气/浆液相反应，或如在羰基化作用过程中的固相催化反应。

PUFR混合设备是一伸长的容器，它有适宜的圆柱形截面。反应物可以从一个入口加入，该入口位于反应器的端部，或在沿反应器的长度的任何其它的点处，然而入口常常位于反应器的一端，例如反应器的底部（反应器按垂直定位）。反应器相应地设置一个出口，它也可以位于反应器的另一端，或在沿反应器长度的任何点处，但是出口通常在距入口的另一端，即一般在反应器的顶部，以便排出反应产物。伸长的反应器设置对反应器内的反应物在预定方向施加脉冲振动运动的设备，该预定的方向优选是基本上平行于流体流动的方向，该反应器还设置许多固定的障碍物，即挡板，它们在与流体流动方向成基本上横向的方向上固定。通过将振动运动施加于反应器中的物料，使反应物通过或再通过固定的挡板，由此产生剧烈地混合。这种设备在公布的EP-A-0229139号中已经描述和要求专利保护，而且也在我们已公开的共同未决申请EP-A-0540180号中公开，这些文献已公开的技术方案在此引入作为参考。

水平定位或垂直定位的PUFR都可以使用。在水平定位这种方式中，反应物进入反应器的一端，沿反应器的长度方向流动，在其另一端排出。在这种情况下，反应器中的挡板与反应器的底部适当隔开，以阻止在挡板与反应器底端的接触处积累固相。这样，通过反应器的流体物流将冲洗掉/置换掉通过反应器底部和挡板之间空间所积累的固相。