氣相聚合系統(tǒng)及其噴嘴裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣相聚合系統(tǒng)及其噴嘴裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤化工領(lǐng)域，通過(guò)霧化噴嘴將液體催化劑注入反應(yīng)器形成均勻的催化劑霧滴以引發(fā)聚合反應(yīng)被廣泛用于氣相聚合技術(shù)。典型的漿液催化劑如齊格勒-納塔催化劑、茂金屬催化劑、鉻系、釩系，鎳系及其混合物等，這些催化劑可以單獨(dú)加入反應(yīng)器中引發(fā)反應(yīng)，也可以和助催化劑(三乙基鋁、正己基鋁等)一起加入反應(yīng)器引發(fā)聚合反應(yīng)以提高反應(yīng)活性。
[0003]然而，通過(guò)霧化噴嘴將上述金屬基漿液催化劑加入反應(yīng)器面臨催化劑堵塞噴頭問(wèn)題，噴嘴堵塞使得催化劑進(jìn)料中斷，干擾聚合反應(yīng)，頻繁的堵塞可能引起重大事故，反應(yīng)器停車，影響裝置產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]其次，噴嘴被堵塞或者部分堵塞，將引起催化劑進(jìn)料不穩(wěn)，在反應(yīng)器中形成大小不均一、粒徑不可控的催化劑霧滴，這些催化劑霧滴將引發(fā)反應(yīng)生成大量塊料，增加了廢料產(chǎn)量，同時(shí)塊料有可能堵塞振動(dòng)篩，造成造粒機(jī)組停車。
[0005]另外，催化劑一旦堵塞噴嘴，使得已經(jīng)混合備用的催化劑不能及時(shí)注入反應(yīng)器導(dǎo)致活性降低或者失效，造成了催化劑浪費(fèi)。堵塞擴(kuò)大到整個(gè)催化劑進(jìn)料系統(tǒng)時(shí)，可能損壞催化劑進(jìn)料通道、閥門以及相應(yīng)設(shè)備，引起昂貴的維護(hù)成本，降低設(shè)備和霧化噴嘴的壽命。催化劑在噴頭和通道中堆積造成堵塞后，需用有機(jī)溶劑進(jìn)行清理，清理過(guò)程中將釋放有機(jī)毒性氣體，將引起環(huán)境污染，形成潛在人身危險(xiǎn)，加了大生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。引起催化劑堵塞噴嘴的原因有很多，其中一個(gè)原因是漿液催化劑中含有金屬成分，長(zhǎng)時(shí)間不間斷進(jìn)料過(guò)程中，金屬成分會(huì)逐漸在霧化噴嘴注射管、噴頭以及管道內(nèi)沉積，從而誘發(fā)噴嘴堵塞。在冬季，隨著溫度的降低，漿液催化劑變稠，流動(dòng)性減弱，也可能誘發(fā)催化劑堵塞霧化噴嘴。
[0006]此外，在氣相聚合反應(yīng)中，由于反應(yīng)器中存在粉料樹脂，當(dāng)催化劑通過(guò)霧化噴嘴注入反應(yīng)器內(nèi)部時(shí)，在噴嘴周圍存在大量樹脂粉料，循環(huán)氣攜帶著樹脂粉料不斷撞擊噴頭，然后粘結(jié)在噴頭上。粘結(jié)在噴頭上的樹脂影響催化劑霧滴粒徑的均一性，改變了催化劑霧滴噴射方向和角度，減少了催化劑霧滴的生成量，破壞了催化劑進(jìn)料的連續(xù)性和均一性。
[0007]在工業(yè)界，通常通過(guò)控制催化劑進(jìn)料溫度、增加輔助氣體速度、控制漿液催化劑速度以及在系統(tǒng)中加入防堵添加劑以解決上述問(wèn)題，這些方法只能一定程度減輕堵塞，并不能徹底根除漿液催化劑進(jìn)料霧化噴嘴堵塞這一難題。
[0008]目前，還沒(méi)有一個(gè)可以從根本上徹底消除堵塞問(wèn)題的方法。如上文所述，噴嘴堵塞將引起反應(yīng)中斷，嚴(yán)重情況下需要對(duì)反應(yīng)器停車清理，在反應(yīng)過(guò)程中形成大量廢料和塊料，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。定期對(duì)霧化噴嘴進(jìn)行清理以避免堵塞問(wèn)題將引起高昂的運(yùn)營(yíng)和維修成本，同時(shí)反應(yīng)器產(chǎn)量因此而降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種氣相聚合系統(tǒng)及其噴嘴裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴裝置容易被阻塞的問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種噴嘴裝置，包括噴嘴本體和沿其軸向延伸的噴射孔，噴嘴裝置還包括與噴射孔連通的催化劑進(jìn)料孔和第一氣體通入孔，噴嘴裝置還包括第二氣體通入孔，催化劑進(jìn)料孔的出口和第一氣體通入孔的出口與噴射孔的進(jìn)料口連通，且第二氣體通入孔的出口設(shè)置在噴嘴本體的出口端。
[0011 ] 優(yōu)選地，第二氣體通入孔沿噴嘴本體的軸向延伸，且第二氣體通入孔的進(jìn)口設(shè)置在噴嘴本體的入口端。
[0012]優(yōu)選地，第二氣體通入孔的為環(huán)形孔，且噴射孔位于第二氣體通入孔的內(nèi)側(cè)。
[0013]優(yōu)選地，噴嘴本體的出口端為錐體端，且第二氣體通入孔包括沿錐體端的延伸方向設(shè)置的窄道增速孔段。
[0014]優(yōu)選地，第一氣體通入孔和催化劑進(jìn)料孔均沿噴嘴本體的軸向延伸，且催化劑進(jìn)料孔為環(huán)形孔，第一氣體通入孔位于催化劑進(jìn)料孔的內(nèi)側(cè)。
[0015]優(yōu)選地，催化劑進(jìn)料孔的出口朝向噴嘴本體的軸線傾斜，且催化劑進(jìn)料孔的兩個(gè)孔壁直徑之差沿靠近催化劑進(jìn)料孔的出口的方向的逐漸減小。
[0016]優(yōu)選地，第一氣體通入孔沿噴嘴本體的軸向延伸，催化劑進(jìn)料孔沿噴嘴本體的徑向延伸。
[0017]優(yōu)選地，第一氣體通入孔為錐體孔，且第一氣體通入孔的出口的孔徑小于第一氣體通入孔的進(jìn)口的孔徑。
[0018]優(yōu)選地，噴射孔的與催化劑進(jìn)料孔連通的一端為錐形孔段。
[0019]優(yōu)選地，噴射孔內(nèi)安裝有混合旋流片。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種氣相聚合系統(tǒng)，包括依次連接的壓縮機(jī)、換熱器和流化床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器上安裝有噴嘴裝置，且壓縮機(jī)、換熱器和流化床反應(yīng)器之間形成循環(huán)流路，噴嘴裝置為上述的氣相聚合系統(tǒng)。
[0021]本發(fā)明中的噴嘴裝置包括第二氣體通入孔，該第二氣體通入孔的出口設(shè)置在噴嘴本體的出口端，該第二氣體通入孔可以吹動(dòng)從噴射孔內(nèi)噴出的物料，即可以增強(qiáng)霧化效果，又可以徹底消除該噴嘴裝置的出口被阻塞的問(wèn)題，維持漿液催化劑長(zhǎng)周期、不間斷地進(jìn)料。
[0022]本發(fā)明中的噴嘴裝置可以向反應(yīng)器內(nèi)噴射粒徑均一、大小可控的催化劑霧滴，同時(shí)徹底消除進(jìn)料過(guò)程中樹脂堵塞噴頭問(wèn)題，維持反應(yīng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，減少停車清理噴嘴次數(shù)，減少了廢料和塊料產(chǎn)率，提高了反應(yīng)器產(chǎn)量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1示出了本發(fā)明中的第一個(gè)實(shí)施例的噴嘴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2示出了本發(fā)明中的第二個(gè)實(shí)施例的噴嘴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3示出了本發(fā)明中的第三個(gè)實(shí)施例的噴嘴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4示出了本發(fā)明中的第四個(gè)實(shí)施例的噴嘴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5示出了圖4中的混合旋流片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6示出了本發(fā)明中的氣相聚合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7示出了圖6中的A-A剖視圖；以及
[0031]圖8示出了噴嘴裝置的注入角度示意圖。
[0032]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0033]10、噴嘴本體；11、噴射孔；12、催化劑進(jìn)料孔；13、第一氣體通入孔；14、第二氣體通入孔；15、窄道增速孔段；16、錐形孔段；20、混合旋流片；30、壓縮機(jī)；40、換熱器；50、流化床反應(yīng)器；61、循環(huán)氣入口 ；62、進(jìn)料口 ；63、分布板。
【具體實(shí)施方式】
[0034]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0035]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種噴嘴裝置，請(qǐng)參考圖1至5，該噴嘴裝置包括噴嘴本體10和沿其軸向延伸的噴射孔11，噴嘴裝置還包括與噴射孔11連通的催化劑進(jìn)料孔12和第一氣體通入孔13，噴嘴裝置還包括第二氣體通入孔14，催化劑進(jìn)料孔12的出口和第一氣體通入孔13的出口與噴射孔11的進(jìn)料口連通，且第二氣體通入孔14的出口設(shè)置在噴嘴本體10的出口端。
[0036]本發(fā)明中的噴嘴裝置包括第二氣體通入孔14，該第二氣體通入孔14的出口設(shè)置在噴嘴本體10的出口端，該第二氣體通入孔14可以吹動(dòng)從噴射孔11內(nèi)噴出的物料，即可以增強(qiáng)霧化效果，又可以徹底消除該噴嘴裝置的出口被阻塞的問(wèn)題，維持漿液催化劑長(zhǎng)周期、不間斷地進(jìn)料。
[0037]本發(fā)明中的噴嘴裝置可以向反應(yīng)器內(nèi)噴射粒徑均一、大小可控的催化劑霧滴，同時(shí)徹底消除進(jìn)料過(guò)程中樹脂堵塞噴頭問(wèn)題，維持反應(yīng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，減少停車清理噴嘴次數(shù)，減少了廢料和塊料產(chǎn)率，提高了反應(yīng)器產(chǎn)量。
[0038]優(yōu)選地，第二氣體通入孔14沿噴嘴本體10的