聚合过程中的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于监测聚合过程中生长的聚合物颗粒在两相物流中流动速度的方法，所述方法包括利用光度测定仪测量在两相物流中光传播的衰减程度，所述光度测定仪包括：一个或多个将一个或多个光源连接到所述两相物流的发射光波导，一个或多个将所述两相物流连接到光检测器的接收光波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过监测过程中聚合物颗粒的流动以便安全地且以可再现的方式运转聚合过程的方法。更具体地说，本专利技术涉及一种利用光度测定仪监测烯烃聚合过程中聚合物颗粒的速度的方法。众所周知，在液体或气体介质中流动的固体颗粒速度的测量在许多工业过程，诸如化学品生产和聚合过程中，是非常重要的。液体-固体混合物或气体-固体混合物的特征在于各种性质，如密度、导电性和入射光行为的不连续性。通过利用上述性质的不同，发展了许多器件，以便测量由气流或液流夹带的固体颗粒的流速。特殊情况下，例如对于竖管，有可能通过测量在两部分导管之间的压差测定所述速度，以便确定包括固体和气体的二相混合物的总密度。从由普通气体流量计测定的气体流速值出发，可能利用特殊的经验公式(参见Perry，R.H.和Green，D.W.Perry’s Chemical Engineer’s Handbook，第6版.，McGraw Hill，1984，5-47页)获得固体粒子相对于气体速度的相对速度。毫无疑问的是，不确定性与所使用的经验公式有关，特别是，不确定性随着固相浓度的增加而升高。另一种体系，由Auburn International Inc.提供，测量当非导电性液体或固体在管中流动时，由于摩擦带电产生的少量电荷，通称摩擦电效应。这些在异质材料之间摩擦接触期间形成的电荷，如果不容许它们耗散，即如果导管不接地，则通常导致静电累积。该器件由绝缘材料制造的传感器导管组成，所述绝缘材料被插入到管线之中，并与所述管线的实际内径相匹配。两种敏感的环状电极以一定设定相隔距离环绕放置在传感器导管的外面。当液体或固体中积累的电荷流过电极时，少量但可测量的电流由于电容耦合被感应到。来自每一传感器的感应电流被放大并以波形数字化。如果环形电极相隔不太远，则当流动物流中摩擦电荷由第一电极流向第二电极时，其分布没有显著地改变。因此，测量的每一传感器波形在形状上是相似的，但由于由第一到第二电极通过所需的时间，存在时间上的漂移。通过已知的环形传感器间距除以所测量的时间延迟，得到所述固体速度。遗憾的是，该体系仅适合于小直径导管，因此对大直径导管或反应器是完全无用的。除了利用不同仪器的物理机理，大部分商业上可得到的体系包括穿过导管壁中横向孔的试样。在传感器的机械部分与被取样的产品之间的相互作用可在流动条件下引起不可接受的干扰。另外，当固体粒子属于反应体系，例如在聚合过程中，重要的是避免反应条件的任何改变。出于以上原因，当妨碍聚合条件时，侵入的器件就不适于进行速度测量。其它本领域已知的方法不适于在聚合过程中使用。例如，添加放射性微粒到聚合物流中以便测量固体在体系中的循环是不可行的，因为放射性微粒将不可避免地与排出的聚合物一起被除去。另外，在反应介质中放射性微粒的存在将妨碍由γ-射线仪器进行的测量，其一般用于聚合过程以便提供密度测定。还有，以电磁波和固体之间的相互作用为基础的光学系统，包括纤维光学系统，早已用于一些工业过程。在分散体系中以光传播衰减程度为基础的光度测定仪已经被描述过。例如DE-A-38 33 899公开了一种用于遥测的分光光度计，其中利用窗口将在测量光单元和用于处理残余光的单元之间的光波导连接到样品，并将可操纵的滤光轮设置在用作测量光源的闪光灯和光束分裂器之间。相对于通常光度计其改进在于，参比和测量信号的测量精确度通过脉冲而改善。然而当需要连续过程控制时，利用脉冲体系是不利的。另外，该光度计不能用于高浓缩的体系。另外，在US 4,752,131中描述的激光-光学装置具有相似的结构，其用于分析分散液和悬浮液的单个颗粒以便确定分散度，所述装置显示出与前面装置相同的缺点。当在聚合过程中所涉及的苛刻压力和温度条件下应用于大直径管和/或反应器时，现有技术的方法和器件不能提供高精度的速度测量。在EP 472 899中公开了用于测量分散体系中光传播衰减程度的光度测定仪。所述光度测定仪建议用于确定悬浮液的颜色或分布其中的固体颗粒的粒度或固体的浓度。利用所述仪器测量固体颗粒在气体或液体介质中流动速度没有在EP 472899中公开。希望提供一种非侵入式的测量仪器，其能够在苛刻的压力和温度条件下工作，提供对聚合过程中聚合物颗粒速度的有效和精确测量。现在，出乎意料地发现，当进行需要高温度和压力的聚合过程时，非常准确的固体颗粒速度测量可以通过利用特殊的光度测定仪连续地获得。因此本专利技术的目标是提供一种方法用于监测聚合过程中生长的聚合物颗粒在两相物流中的流动速度，该方法包括利用一种光度测量仪测量光在所述两相物流中的衰减程度，所述光度测量仪包括一个或多个将一个或多个光源连接到所述两相物流的发射光波导，一个或多个将所述两相物流连接到光检测器的接收光波导。根据本专利技术的方法适合于监测在两相物流中流动的固体颗粒的速度，所以它可以有利地应用于控制聚合过程中的固体循环。在聚合过程中，在反应介质存在下，催化剂颗粒和单体一起给料进入反应区。在大多数过程诸如聚合过程中，形成含有聚合物颗粒的两相物流。取决于聚合是在气相或液相进行，所述两相物流可以是气体/固体物流或液体/固体物流，并且包括与一种或多种单体接触而生长的固体聚合物颗粒。本专利技术的方法优选应用于任何聚合过程，其中在所述两相物流中包含的聚合物浓度在5-70体积％之间，并且其中聚合物颗粒的流动基本上沿着一个方向。例如，在环形反应器或管式反应器中进行的气相或液相聚合包括在本专利技术的范围之内。本专利技术的控制方法利用EP 472 899中描述的光度测定仪，应用于在导管或反应器内部流动的聚合物颗粒的速度测量。所述光度测定仪的工作基于从光源到达检测器的光强度的测定，其是在气体或液体介质中流动的聚合物颗粒性质的函数。取决于光源、光检测器和两相物流的配置，存在各种测定信号对物流性质的依赖性。其原因是光的传播或衰减是两相物流的流化条件，更一般而言是其散射和吸收性质的函数。两相物流光学性质允许在聚合物流动上作出这样的结论，所述聚合物流动是建立在过程控制的基础之上的。本专利技术使用的光度测定仪可以如EP 472 899描述的那样工作，根据三个不同类型的测量配置透射、准反向散射和反射模式。在透射模式中，测量穿过两相物流透射的光。在准反向散射模式中，测量在入射方向上作为光在分散介质中扩散传播的结果而反向散射且进入到另一纤维中的光。在反射模式中，测量以漫射方式在终止光波导的透明平板元件的介质侧界面上反射且通常并非界面自身反射的光。已经发现，光波导连接的准反向散射配置显示出特别有利于实现本专利技术的目的，即准确并连续控制聚合过程中聚合物颗粒的速度。该光度测量仪可以方便地被放入聚合反应器中任一点，固定到反应器的壁上。一个或多个发射光波导和一个或多个该光波导连接的接收光波导可以以准反向散射配置设置在反应器壁上。聚合过程中准确过程控制结果可以由尽可能避免任何对聚合条件的干扰而获得。这通过设置发射和接受光波导的尾端以便不明显地在反应器的内部突出而完成。优选地，该发射和接受光波导的反应器侧尾端位置相对于反应器壁齐平。来自光源的光经由发射光波导到达含有聚合物颗粒的两相物流，然后在入射方向上被聚合物反向散射进入接收光波导。在光波导连接领域中已知的是，每一发射光波导可以含有一个或多个发射纤维，并且每一接收光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测聚合过程中生长的聚合物颗粒在两相物流中流动速度的方法，所述方法包括利用光度测定仪测量在所述两相物流中光传播的衰减程度，所述光度测定仪包括：一个或多个将一个或多个光源连接到所述两相物流的发射光波导，一个或多个将所述 两相物流连接到光检测器的接收光波导。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CU施密德特，S齐格勒，G梅，S贝尔托利尼，G迈尔，
申请(专利权)人：巴塞尔聚烯烃意大利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]