RU2053014C1

RU2053014C1 - Device for production of ethylene polymer and method for production of ethylene polymer

Info

Publication number: RU2053014C1
Authority: RU
Inventors: Дуглас Хоттови Джон; Кристофер Лоренс Фредерик; В.Лауе Барри; Стефен Фэнгмайер Джеймс
Original assignee: Филлипс Петролеум Компани
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: device for production of ethylene polymer has pipelines including tied vertically installed pipes in which, at least, one of vertical tied pipes has coaxial outer pipe tied with it. Outer pipe forms heat-exchange jacket, means for introduction of reagent for polymerization and cold carrier, means for discharge of reaction products and cold carrier, and means for producing flow in pipelines. Vertically installed pipes are connected to form closed circuit, and, at least, one vertical pipe has outer surface made of rolled sheet whose two edges are connected to form seam. Method for production of ethylene polymer includes introduction into reaction pipeline of, at least, one monomer, catalyst and diluent to form polymerization reaction mixture passing through pipeline. Polymerization process is effected in closed circuit of pipeline. In this case, at least, one monomer includes, mainly, ethylene, or at least, one monomer contains ethylene and the other monomer contains olefin whose weight amounts to less than 25%. EFFECT: higher efficiency. 9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройству и способу получения этиленового полимера в реакторе с циркуляцией, который представляет собой трубопровод в форме замкнутой петли. The invention relates to a device and method for producing ethylene polymer in a loop reactor, which is a closed loop pipeline.

Реакция полимеризации является экзотермической реакцией, при протекании которой выделяется значительное количество тепла. Для поддержания температуры реакции на требуемом уровне желательно, чтобы охлаждающая среда, такая как вода, циркулировала, контактируя вокруг внешней поверхности некоторых трубных секций реактора с циркуляцией. The polymerization reaction is an exothermic reaction, during the course of which a significant amount of heat is released. In order to maintain the reaction temperature at the desired level, it is desirable that the cooling medium, such as water, circulate in contact with the circulation around the outer surface of some tube sections of the reactor.

Весьма желательно, чтобы удаление тепла от содержимого реактора было оптимизировано либо по максимуму скорости образования полимера при некоторой определенной температуре, либо по минимуму температуры реакции при некоторой определенной скорости образования полимера с тем, чтобы обеспечивалось получение полимеров с низкими плотностями. It is highly desirable that the removal of heat from the contents of the reactor be optimized either by maximizing the rate of polymer formation at a certain specific temperature, or by minimizing the reaction temperature at a certain specific rate of formation of the polymer so that polymers with low densities are obtained.

Известны устройство для получения этиленового полимера, содержащее трубопроводы, включающие связанные вертикально установленные трубы, в котором по меньшей мере часть одной из вертикально установленных труб имеет связанную с ней соосно установленную внешнюю трубу, образующую теплообменную рубашку, средства для введения реагентов полимеризации и хладоносителя, средства для создания потока в трубопроводах, и способ получения этиленового полимера, в соответствии с которым вводят в реакционный трубопровод по меньшей мере один мономер, вводят катализатор и разбавитель для образования реакционной смеси полимеризации, проходящей по трубопроводу. A known device for producing ethylene polymer containing pipelines, including connected vertically mounted pipes, in which at least a portion of one of the vertically installed pipes has a coaxially mounted external pipe forming a heat exchange jacket, means for introducing polymerization reagents and a coolant, means for creating a stream in the pipelines, and a method for producing an ethylene polymer, according to which at least one monomer is introduced into the reaction pipeline, lead catalyst and diluent to form a polymerization reaction mixture passing through the pipeline.

Предложенные устройство и способ получения этиленового полимера в реакторе с циркуляцией и теплообменной рубашкой из прокатного листа эффективно осуществляют отвод тепла от содержимого реактора, что в значительной мере позволяет оптимизировать процесс получения полимера. The proposed device and method for producing ethylene polymer in a loop reactor and a heat exchange jacket from a rolling sheet efficiently remove heat from the contents of the reactor, which significantly optimizes the polymer production process.

Сущность изобретения сводится к тому, что в устройстве для получения этиленового полимера, содержащем трубопроводы, включая связанные вертикально установленные трубы, в котором по меньшей мере часть одной из вертикально установленных труб имеет связанную с ней соосно установленную внешнюю трубу, образующую теплообменную рубашку, средства для введения реагентов полимеризации и хладоносителя, средства для выведения продуктов реакции полимеризации и хладоносителя и средства для создания потока в трубопроводах, вертикально установленные трубы соединены для образования замкнутого контура, и по меньшей мере одна часть одной вертикально установленной трубы имеет внешнюю поверхность, выполненную из прокатного листа, два края которого соединены с образованием шва. The essence of the invention is that in a device for producing ethylene polymer containing pipelines, including connected vertically mounted pipes, in which at least a portion of one of the vertically mounted pipes has a coaxially mounted external pipe forming an heat exchange jacket, means for introducing polymerization reagents and a coolant, means for removing the products of the polymerization reaction and a coolant, and means for creating a flow in pipelines, vertically installed th pipe are connected to form a closed loop, and at least one part of one vertically mounted pipe has an outer surface made of a rolling sheet, the two edges of which are connected to form a weld.

Согласно способу получения этиленового полимера, сущность которого сводится к тому, что в реакционный трубопровод, вводят по меньшей мере один мономер, катализатор и разбавитель для образования реакционной смеси полимеризации, проходящей по трубопроводу, процесс полимеризации осуществляют в замкнутом контуре трубопровода, причем по меньшей мере один мономер включает в себя в основном этилен или указанный по меньшей мере один мономер содержит этилен и по весу менее 25 другой олефин. According to a method for producing an ethylene polymer, the essence of which is that at least one monomer, catalyst and diluent are introduced into the reaction pipeline to form a polymerization reaction mixture passing through the pipeline, the polymerization process is carried out in a closed pipe loop, at least one the monomer includes primarily ethylene or the at least one monomer contains ethylene and by weight less than 25 another olefin.

Применение прокатанного листа для изготовления упомянутой выше трубы (труб) обеспечивает возможность использования более тонкой стенки у трубы в сравнении с прежними трубами бесшовной конструкции, что и демонстрируется надлежащим примером. Минимизация толщины стенки ведет в этом отношении к повышению коэффициента теплопередачи, чем обеспечивается возможность ускоренного отвода тепла от содержимого реактора, что позволяет либо максимизировать скорость получения полимера при некоторой заданной температуре взаимодействия, либо минимизировать температуру взаимодействия при некоторой заданной скорости получения полимера, чем обеспечивается возможность получения полимеров с пониженными плотностями. The use of a rolled sheet for the manufacture of the aforementioned pipe (s) makes it possible to use a thinner wall at the pipe in comparison with previous pipes of seamless construction, which is demonstrated by a proper example. Minimization of the wall thickness in this regard leads to an increase in the heat transfer coefficient, which makes it possible to accelerate the removal of heat from the contents of the reactor, which allows either to maximize the rate of polymer production at a given interaction temperature, or to minimize the interaction temperature at a given polymer production rate, thereby making low density polymers.

Изобретение относится к получению этиленового полимера путем пропускания по крайней мере одного мономера, который представляет собой этилен, катализатора и разбавителя в виде смеси через реактор с циркуляцией. The invention relates to the production of an ethylene polymer by passing at least one monomer, which is ethylene, a catalyst and a diluent in the form of a mixture through a loop reactor.

Мономерный питающий поток может включать в себя этилен как таковой или этилен в смеси с небольшим количеством (менее примерно 25 от общего количества подаваемого мономера) еще один олефин. Таким другим олефином может быть 1-олефин с числом атомов углерода от 3 до 8 на молекулу, такой как пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 4-метил-1-пентен, 4-этил-1-гексен и им подобные соединения, или сопряженный диолефин, такой как бутадиен или изопрен. The monomeric feed stream may include ethylene per se or ethylene mixed with a small amount (less than about 25 of the total amount of monomer supplied), another olefin. Such another olefin may be a 1-olefin with a carbon number of 3 to 8 per molecule, such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 4-ethyl -1-hexene and the like, or a conjugated diolefin such as butadiene or isoprene.

Катализатором может быть любой подходящий катализатор, пригодный для проведения полимеризации указанных выше мономеров, наиболее желательным катализатором является оксинохромовый катализатор, содержащий шестивалентный хром. The catalyst may be any suitable catalyst suitable for the polymerization of the above monomers, the most desirable catalyst being an oxinochrome catalyst containing hexavalent chromium.

Разбавителем может быть, например, углеводород, такой как нормальный пентан, нормальный бутан, изобутан, нормальный гексан, нормальный декан, циклогексан, метилциклопентан, метилциклогексамн и им подобные вещества. The diluent may be, for example, a hydrocarbon such as normal pentane, normal butane, isobutane, normal hexane, normal decane, cyclohexane, methylcyclopentane, methylcyclohexamine and the like.

Получаемый этиленовый полимер находится в виде зерен и может, в соответствии с некоторыми особенностями изобретения, представлять собой либо гомополимер этилена, либо сополимер этилена и еще одного олефина, упомянутого выше. Под термином полимер этилена и этиленовый полимер подпадают как гомополимеры этилена, получаемые исключительно из этиленового мономера, так и сополимеры этилена и еще одного олефина, получаемые из этилена и еще одного олефина. The resulting ethylene polymer is in the form of grains and may, in accordance with some features of the invention, be either an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and another olefin, as mentioned above. The term ethylene polymer and ethylene polymer include both ethylene homopolymers obtained exclusively from ethylene monomer and ethylene-another olefin copolymers derived from ethylene and another olefin.

На фиг. 1 представлена схема устройства, предназначенного для получения этиленового полимера; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. In FIG. 1 is a diagram of a device for producing ethylene polymer; in FIG. 2 same side view; in FIG. 3, section AA in FIG. 2.

Реактор 1 с циркуляцией схематически изображается в виде замкнутого контура, представляет собой проход, образованный трубопроводными средствами, которые включают в себя множество в основном вертикально ориентированных секций 2, 3, 4, 5, а также множество в основном горизонтально ориентированных секций 6, 7, 8, 9. Секции 2 и 3 соединяются своими верхними концами посредством секции 6, секции 4 и 5 аналогично соединяются своими верхними концами посредством секции 7. Секции 3 и 4 соединяются своими нижними концами посредством секции 9, а секции 2 и 5 аналогично соединяются своими нижними концами посредством секции 8. Каждая из разных секций образуется трубами. The reactor 1 with a circulation is schematically depicted as a closed loop, represents a passage formed by pipeline means, which include many mainly vertically oriented sections 2, 3, 4, 5, as well as many basically horizontally oriented sections 6, 7, 8 , 9. Sections 2 and 3 are connected by their upper ends by means of section 6, sections 4 and 5 are likewise connected by their upper ends by means of section 7. Sections 3 and 4 are connected by their lower ends by means of section 9, and sections 2 and 5 are anal tech are connected at their lower ends by section 8. Each of the various sections forming pipe.

Конфигурация реактора 1 с циркуляцией является одним из возможных вариантов реализации изобретения, могут быть реализованы другие конфигурации и формы с разнообразным внутренним соединением секций, создающих замкнутый контур. The configuration of the reactor 1 with circulation is one of the possible options for implementing the invention, can be implemented in other configurations and shapes with a variety of internal connections of the sections, creating a closed loop.

Устройство содержит средство 10 для введения мономера, средство 11 для ввода шлама из твердых частиц. Содержимое реактора перемещается в определенном направлении с помощью средства 12 с двигателем 13. Вывод полимера осуществляется с помощью средства 14 для выведения в виде осадительного колена с клапаном 15. Труба 16, по которой перемещается реакционная смесь, расположена коаксиально в трубе 17, имеющей расширенные участки, нижний из которых 18 снабжен средством 19 для ввода охлаждающей среды. Верхний конец трубы 17 также снабжен расширенным участком 20 с отводным средством 21, через которое выводится охлаждающая среда 22. Уширенные участки 18 и 20 соединены с концевыми кольцами 23 и 24. Труба 16 и концевые кольца 23 и 24 имеют ребра 25 и 26 жесткости и соединены с коленами 27 и 28 через фланцы 29. Трубы 16 и 17 расположены с кольцевым зазором 30. Труба 16 имеет шов 31, труба 17 также может иметь шов 32. The device comprises means 10 for introducing monomer, means 11 for introducing sludge from solid particles. The contents of the reactor are moved in a certain direction by means of 12 with the engine 13. The polymer is withdrawn by means of the means for outputting 14 in the form of a precipitation elbow with a valve 15. The pipe 16 along which the reaction mixture moves is located coaxially in the pipe 17 having extended sections, the lower of which 18 is provided with means 19 for introducing a cooling medium. The upper end of the pipe 17 is also provided with an expanded section 20 with drainage means 21 through which the cooling medium 22 is discharged. The widened sections 18 and 20 are connected to the end rings 23 and 24. The pipe 16 and the end rings 23 and 24 have stiffeners 25 and 26 and are connected with elbows 27 and 28 through the flanges 29. The pipes 16 and 17 are located with an annular gap 30. The pipe 16 has a seam 31, the pipe 17 may also have a seam 32.

Подаваемый мономер в жидком виде поступает в секцию 3 по средству 10 для введения мономера, а шлам из твердых частиц катализатора и жидкий разбавитель поступают в секцию 9 с помощью средства 11. Хотя катализатор и разбавитель и изображаются поступающими в секцию 9 только в одной точке ввода, желательно, чтобы у промышленного реактора таких точек ввода было несколько (т. е. от 3 до 10). The supplied monomer in liquid form enters section 3 by means 10 for introducing monomer, and the slurry from the solid particles of the catalyst and liquid diluent enter section 9 by means of 11. Although the catalyst and diluent are shown entering section 9 only at one entry point, it is desirable that the industrial reactor has several entry points (i.e., from 3 to 10).

Движение содержимого реактора устанавливается в предварительно выбранном направлении, таком как направление, указанное стрелками, что достигается использованием внутренней крыльчатки или аналогичных средств 12 для создания потока в трубопроводах с двигателем 13. У потока реакционной смеси желательно поддерживать скорость, достаточную для удержания твердого вещества в суспендированном состоянии. The movement of the contents of the reactor is set in a preselected direction, such as the direction indicated by arrows, which is achieved by using an internal impeller or similar means 12 to create a flow in pipelines with an engine 13. It is desirable to maintain a sufficient velocity at the flow of the reaction mixture to hold the solid in a suspended state .

Скорость течения среды, выражаемую через число Рейнольдса, желательно поддерживать в области чисел примерно от 1 000 000 и примерно до 35 000 000. The speed of the medium, expressed in terms of the Reynolds number, is preferably maintained in the range of numbers from about 1,000,000 to about 35,000,000.

Касательно других условий проведения процесса следует сказать, что температуру содержимого реактора с циркуляцией обычно поддерживают в области примерно от 65^оС (150^оФ) и примерно до 121^оС (250^оФ). Относительное давление обычно поддерживают в области примерно от 32 кг/см² (450 фунт/кв.дюйм) и примерно до 56 кг/см² (800 фунт/кв.дюйм) (манометрическое давление среды, измеренное относительно атмосферного давления).For other process conditions should be said that the temperature of the reactor contents loop is typically maintained in the range from about 65 ^{° C} ⁽¹⁵⁰ ° F) to about 121 ^{° C} ^{(250 °} F). Relative pressure is usually maintained in the range of about 32 kg / cm ² (450 psi) and about 56 kg / cm ² (800 psi) (gauge pressure measured relative to atmospheric pressure).

Этиленовый полимер соответственно получают в реакторе 1 с циркуляцией, он выводится посредством средства 14 в виде осадительного колена с клапаном 15. При течении содержимого реактора через секцию 8 полимер стремится осесть в осадительном колене 14 с последующим перемещением от клапана 15, находящегося в закрытом положении. Клапан 15 периодически открывают, используя надлежащие средства управления (не показаны), чем обеспечивается выпуск очень плотного шлама, состоящего из полимера и разбавителя. Считая, что различные трубы, задающие проход у реактора, характеризуются внешним диаметром в пределах примерно от 254 мм (10 дюймов) и примерно до 762 мм (30 дюймов) и номинальной толщиной стенки в пределах примерно от 12,7 мм (1/2 дюйма) и примерно до 19,05 мм (3/4 дюйма), находят, что скорости образования полимера оказываются обычно лежащими в области примерно от 13 608 кг/ч (30 000 фунт/ч) и примерно до 40 802 кг/ч (50 000 фунт/ч). Плотность полимера может находиться в области примерно от 0,89 и примерно до 0,97, что зависит от температуры взаимодействия использованных мономеров и скорости подачи мономеров. Понижение температуры взаимодействия при неизменной скорости подвода мономера ведет к получению полимера пониженной плотности. The ethylene polymer, respectively, is obtained in the reactor 1 with circulation, it is removed by means of the means 14 in the form of a precipitation elbow with a valve 15. When the contents of the reactor pass through section 8, the polymer tends to settle in the precipitation elbow 14 with subsequent movement from the valve 15, which is in the closed position. The valve 15 is periodically opened using appropriate controls (not shown), thereby ensuring the release of a very dense slurry consisting of a polymer and a diluent. Assuming that the various pipes that define the passage at the reactor are characterized by an outer diameter ranging from about 254 mm (10 inches) to about 762 mm (30 inches) and a nominal wall thickness ranging from about 12.7 mm (1/2 inch) ) and up to about 19.05 mm (3/4 inch), it is found that the polymer formation rates are usually lying in the region from about 13,608 kg / h (30,000 lb / h) and up to about 40 802 kg / h (50 000 lb / h). The density of the polymer can range from about 0.89 to about 0.97, which depends on the reaction temperature of the monomers used and the feed rate of the monomers. Lowering the temperature of the interaction at a constant feed rate of the monomer leads to a polymer of reduced density.

На фиг. 2 показана секция 2 реактора с циркуляцией, а случае которой средняя часть секции удалена, секция 2 содержит трубу 16, через которую проходит поток мономера, разбавителя, катализатора и полимера и которая проходит через трубу 17, обычно расположенную коаксиально. Нижний конец трубы 17 присоединен к уширенному участку 18, на котором имеется вводное средство 19 для подачи охлаждающей среды. Верхний конец трубы 17 аналогичным образом присоединен к участку 20 с отводным средством 21, через который выводится охлаждающая среда 22. Охлаждающую среду вынуждают протекать в общем случае в кольцевом пространстве, заключенном между трубами 16 и 17, в результате чего поток обтекает и контактирует с внешней поверхностью трубы 16. За счет теплопередачи через стенку трубы 16 с теплообменом между охлаждающей средой и содержимым трубы 16 происходит удаление тепла от содержимого трубы 16. In FIG. 2 shows a circulation section 2 of the reactor, in the case of which the middle part of the section is removed, section 2 comprises a pipe 16 through which a flow of monomer, diluent, catalyst and polymer passes and which passes through a pipe 17, usually coaxial. The lower end of the pipe 17 is connected to the broadened section 18, on which there is an introduction means 19 for supplying a cooling medium. The upper end of the pipe 17 is likewise connected to the portion 20 with the outlet means 21 through which the cooling medium 22 is discharged. The cooling medium is forced to flow in the general case in the annular space enclosed between the pipes 16 and 17, as a result of which the stream flows around and contacts the external surface pipes 16. Due to heat transfer through the wall of the pipe 16 with heat exchange between the cooling medium and the contents of the pipe 16, heat is removed from the contents of the pipe 16.

Уширенные участки 18 и 20 соответственно соединены с концевыми кольцами 23 и 24, через которые проходит труба 16. Для дальнейшей стабилизации положения трубы 16 предусмотрены ребра 25 и 26 жесткости, обеспечивающие соответственно крепление колец 23 и 24 к трубе 16. Нижний и верхний концы трубы 16 через соответствующие фланцевые соединения присоединяются к надлежащим коленам 27 и 28. Колено 27 идет к секции 8, а колено 28 к секции 6 (фиг. 1). Фланец 29 (фиг. 2) располагается в том месте, где начинается в основном горизонтально ориентированная секция 6. The broadened sections 18 and 20 are respectively connected to the end rings 23 and 24 through which the pipe 16 passes. To further stabilize the position of the pipe 16, stiffeners 25 and 26 are provided, which ensure the rings 23 and 24 are respectively attached to the pipe 16. The lower and upper ends of the pipe 16 through the corresponding flange connections are connected to the proper elbows 27 and 28. Elbow 27 goes to section 8, and elbow 28 to section 6 (Fig. 1). The flange 29 (Fig. 2) is located in the place where begins mainly horizontally oriented section 6.

На фиг. 3 показаны вид в поперечном сечении труб 16 и 17, а также в общий кольцевой зазор 30, находящийся между внешней поверхностью трубы 16 и внутренней поверхностью трубы 17. In FIG. 3 shows a cross-sectional view of pipes 16 and 17, as well as a common annular gap 30 located between the outer surface of the pipe 16 and the inner surface of the pipe 17.

Труба 16 изготовлена из прокатанного листа, два края которого соединены продольно идущим швом 31. Трубу 16 делают, прокатывая лист до достижения требуемой формы трубы. Концы прокатанного листа желательно соединять посредством использования какого-либо приемлемого способа сварки, такого как электродуговая сварка, чем обеспечивается получение сварного шва. The pipe 16 is made of a rolled sheet, the two edges of which are connected by a longitudinally extending seam 31. The pipe 16 is made by rolling the sheet to achieve the desired pipe shape. It is desirable to join the ends of the rolled sheet by using any suitable welding method, such as electric arc welding, thereby providing a weld.

Прокладочный металл, используемый для образования шва, в металлургическом отношении должен быть совместим и равноценен по прочности на растяжение металлу прокатанного листа, а также желательно, чтобы он проходил от внешней поверхности трубы 16 к внутренней поверхности трубы 16 с образованием совершенно гладкого шва. Такой совершенно гладкий шов может быть получен, например, в виде двухстороннего сварного стыковочного шва, который затем подвергают полному радиографическому обследованию. Этим достигается стыковочная эффективность (отношение допустимого напряжения в сварном шве к допустимому напряжению в прокатанном листе) в 100 что находится в согласии с Правилами для сосудов под давлением (часть VIII, раздел I) Американского общества инженеров механиков. The gasket metal used to form the weld should be metallurgically compatible and equivalent in tensile strength to the metal of the rolled sheet, and it would also be desirable to extend from the outer surface of the pipe 16 to the inner surface of the pipe 16 to form a completely smooth weld. Such a perfectly smooth seam can be obtained, for example, in the form of a double-sided welded butt joint, which is then subjected to a complete radiographic examination. This achieves joint efficiency (the ratio of the allowable stress in the weld to the allowable stress in the rolled sheet) of 100, which is in accordance with the Rules for Pressure Vessels (Part VIII, Section I) of the American Society of Mechanical Engineers.

Прокатанный лист у трубы 16 желательно делать из стали с теплопроводностью по крайней мере примерно равной 34,6 Вт/м^оС (20 ВТЕ/ч^оФ.фут) и с минимальной прочностью на расстояние, по крайней мере примерно равной 344,5 Мн/м² (50 000 фунт/кв.дюйм).The rolled sheet of the pipe 16 desirably made of steel with a thermal conductivity of at least approximately equal to 34.6 W / m ^{° C} (20 VTE / h ^of F.fut) and with a minimum strength for a distance at least about equal to 344.5 MH / m ² (50,000 psi).

Что касается состава стали у прокатанного листа трубы 16, то желательно, чтобы сталь по весу содержала менее примерно 0,5 мас. углерода, менее примерно 1,5 мас. марганца, менее примерно 1,0 мас. кремния, менее примерно 2,5 мас. хрома и менее примерно 1,0 мас. никеля. With regard to the composition of the steel of the rolled sheet of the pipe 16, it is desirable that the steel by weight contains less than about 0.5 wt. carbon, less than about 1.5 wt. manganese, less than about 1.0 wt. silicon, less than about 2.5 wt. chromium and less than about 1.0 wt. nickel.

При внешних диаметрах трубы 16, находящихся в области примерно от 254 мм (10 дюймов) и примерно до 762 мм (30 дюймов), желательно, чтобы прокатанный лист у такой трубы обладал номинальной толщиной стенки, находящейся в области примерно от 12,7 мм (1/2 дюйма) и примерно до 19,05 мм (3/4 дюйма), причем сказанное относится к типичным условиям проведения процесса полимеризации этилена; и при этом допуск на прокатку должен составлять менее 0,254 мм (0,01 дюйма) (колебание размера от листа к листу) или 6 (относительное колебание размера), что соответствует требованиям Правил для сосудов под давлением (часть VIII, раздел I) Американского общества инженеров механиков). With external diameters of pipe 16 ranging from about 254 mm (10 inches) to about 762 mm (30 inches), it is desirable that the rolled sheet of such a pipe has a nominal wall thickness in the region of about 12.7 mm ( 1/2 inch) and up to about 19.05 mm (3/4 inch), with the foregoing referring to typical conditions for carrying out an ethylene polymerization process; and the rolling tolerance should be less than 0.254 mm (0.01 in.) (size variation from sheet to sheet) or 6 (relative size variation), which meets the requirements of the Pressure Vessel Rules (Part VIII, Section I) of the American Society mechanical engineers).

Труба 17 может быть также изготовлена из прокатанного листа с образованием продольного сварного шва 32 (фиг. 3). По производственным соображениям труба 17 может быть изготовлена из того же материала, что и труба 16. The pipe 17 can also be made of a rolled sheet with the formation of a longitudinal weld 32 (Fig. 3). For operational reasons, pipe 17 may be made of the same material as pipe 16.

Трубы у горизонтально ориентированных секций 6, 7, 8 и 9 (фиг. 1) могут быть бесшовной конструкции, а не изготовленными из прокатанного листа. У таких труб бесшовной конструкции конструктивная толщина должна быть больше в сравнении с трубами, изготовленными из прокатанного листа, поскольку в этом случае производственные допуски выше. Однако в случае горизонтально ориентированных секций, у которых отсутствует охлаждающая рубашка, повышенная конструктивная толщина и связанный с этим пониженный коэффициент теплопередачи являются менее существенными факторами. The pipes of the horizontally oriented sections 6, 7, 8 and 9 (Fig. 1) can be of a seamless design, and not made of a rolled sheet. For such pipes of seamless design, the structural thickness should be greater in comparison with pipes made of rolled sheet, since in this case the manufacturing tolerances are higher. However, in the case of horizontally oriented sections that do not have a cooling jacket, the increased structural thickness and the associated lower heat transfer coefficient are less significant factors.

Бесшовная реакторная труба обладает несколько более высокой теплопроводностью, чем реакторная труба из прокатанно- го листа, реакторная труба из прокатанного листа обладает значительно более высоким почти на 37 коэффициентом теплопередачи. Этот повышенный коэффициент теплопередачи h_r, использованный в тепловых расчетах в сочетании с коэффициентом теплопередачи через пленку шлама для содержимого реактора величиной порядка 0,284 Вт/см², ^оС (500 БТЕ/ч.фут.².^оФ) и коэффициентом теплопередачи через пленку охлаждающего вещества (воды) величиной порядка 0,54 Вт/см²·^оС (950 БТЕ/ч.фут.².^оФ), ведет к повышению на 12,8 скорости образования полимера при температуре взаимодействия 103,33^оС (218^оФ) или к понижению на 3,7^оС (6,6^оФ) температуры взаимодействия при скорости получения величиной 17 373,58 кг/ч (38 270 фунт/ч), если считать, что происходит образование сополимера этилена с гексаном (при весовом содержании гексана менее 1) с плотностью 0,955 г/см³ при следующих технологических условиях: избыточное давление в реакторе примерно составляет 0,438 МН/м² (636 фунт/кв. дюйм); скорость содержимого реактора составляет 8,32 м/с (27,3 фут/с); скорость охлаждающей воды составляет 2,68 м/c (8,8 фут/с); температура охлаждающей воды на входе равна 70^оС (185^оФ) и содержимое реактора на 62 по объему состоит из твердых веществ, находящихся в изобутановом разбавителе.A seamless reactor tube has a slightly higher thermal conductivity than a reactor tube made of a rolled sheet, and a reactor tube made of a rolled sheet has a significantly higher heat transfer coefficient by almost 37. This increased heat transfer coefficient h _r, used in heat calculations in combination with a heat transfer coefficient of the slurry through the film to the reactor contents of the order of 0.284 W / cm ² ^{° C} (500 BTU / ch.fut. ^2. ^To P) and the heat transfer coefficient through the sheet coolant (water) of the order of 0.54 W / cm ² · ^{° C} (950 BTU / ch.fut. ^2. ^to P), leads to an increase of 12.8 polymer formation rate at reaction temperature of 103.33 ^{° C} ( ^about 218 F) or a decrease by 3.7 ^{° C} ^(about 6.6 F) reaction temperature at a production rate of 17 magnitude 373.58 kg / h (38,270 lb / h), if we assume that the formation of a copolymer of ethylene with hexane (with a weight content of hexane of less than 1) with a density of 0.955 g / cm ³ under the following process conditions: the overpressure in the reactor is approximately 0.438 MN / m ² (636 psi); the speed of the contents of the reactor is 8.32 m / s (27.3 ft / s); the cooling water speed is 2.68 m / s (8.8 ft / s); the cooling water inlet temperature is 70 ^{° C} ^(about 185 F) and the reactor contents to 62 by volume is composed of solids that are in isobutane diluent.

Claims

1. A device for producing ethylene polymer containing pipelines, including connected vertically mounted pipes, in which at least a portion of at least one of the vertically installed pipes has a coaxially mounted external pipe forming a heat exchange jacket, means for introducing polymerization reagents and a coolant, means for isolating the products of the polymerization reaction and a coolant, and means for creating a flow in pipelines, characterized in that the vertically installed tr loss are connected to form a closed loop and at least one part of at least one vertically mounted pipe has an outer surface made of a rolling sheet, two edges of which are connected to form a seam.

2. The device according to claim 1, characterized in that the rolling sheet is made of steel with a mass content of 0.5% for carbon, less than 1.5% for manganese, less than 1.0% for silicon, less than 2.5% for chromium and less than 1.0% for nickel having a thermal conductivity of at least 34.6 W / m ² , a minimum tensile strength of at least 344.5 Mn / m ² or a thermal conductivity of 43.25-51.9 W / m ² and minimum tensile strength 413.4-620.1 Mn / ² .

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the edges of the rolling sheet are connected by welding with the formation of a longitudinal seam.

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that at least one vertically mounted pipe is made with a diameter of 254-762 mm and a pipe wall thickness of the rolled sheet in the range of 12.7 - 19.06 mm.

5. The device according to claim 1, characterized in that the coaxially mounted outer pipe forming the heat exchange jacket is made of a rolling sheet.

6. A method for producing an ethylene polymer, according to which at least one monomer is introduced into the reaction pipeline, a catalyst and a diluent are introduced to form a polymerization reaction mixture passing through the pipeline, characterized in that the polymerization process is carried out in a closed loop of the pipeline, at least at least one monomer includes mainly ethylene or the specified at least one monomer contains ethylene and by weight less than 25% another olefin.

7. The method according to claim 6, characterized in that it further passes coolant in heat transfer contact with at least one pipe in the reaction pipeline.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the process is carried out in at least one pipe of the reaction pipeline at a temperature of 65.56 - 121.11 ^o C, at a pressure of 3.1-5.51 Mn / m ² and at a rate of ethylene polymer production of 13608 - 22680 kg / h.