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1、测量反应器表面上颗粒积聚的系统与方法专利名称：测量反应器表面上颗粒积聚的系统与方法测量反应器表面上颗粒积聚的系统与方法背景技术：在气相聚合中，含一种或更多种单体的气态物流在催化剂存在下在反应条件下流经流化床。从反应器中引出聚合物产物，将新鲜单体引入到反应器中，替换除去的聚合物产物，且将任何未反应的单体循环回到反应器中。在反应器内的工艺扰动常常涉及在反应器内部，催化剂和/或聚合物颗粒在侧壁和/或其他表面，例如分配板上积聚或累积(“颗粒积聚”)。颗粒积聚常常称为结片(sheeting),形成大块(chunking),流挂(drooling)或堵塞(plugging)。当颗粒的积聚变得足够大时,可干
2、扰流化,这可能要求反应器停工。使用许多技术测量颗粒积聚量和/或估计在反应器内可能发生颗粒积聚的可能性。一种方法牵涉测量催化剂/反应器内产生的聚合物上的静电荷。反应器内生成静电荷的主要原因是通过称为摩擦起电或摩擦带电效应的物理过程，不同的物质的摩擦接触。在气相聚合反应器中，通过催化剂和聚合物颗粒以及反应器壁之间的摩擦接触，生成静电荷。然而，观察到静电荷不一定且常常没有对应于同样在反应器内发生的颗粒积聚和尤其催化剂颗粒积聚。常规的静电荷测量系统不可能区分当发生颗粒积聚时存在的静电荷和当没有发生颗粒积聚时的静电荷。因此，需要测量在聚合反应器内催化剂和/或聚合物颗粒的颗粒积聚的改进系统与方法。发明概述
3、提供监控颗粒/流体混合物的系统与方法。该方法可包括使含带电颗粒和流体的混合物流过颗粒积聚探针。该方法也可包括当一些带电颗粒在没有接触探针的情况下流过探针，而其他带电颗粒接触探针时，测量通过探针检测到的电信号。可操作所测量的电信号，提供输出值。该方法也可包括从输出值确定接触探针的带电颗粒的电荷平均是否不同于流过探针但没有接触探针的带电颗粒。监控颗粒/流体混合物的系统可包括具有流动路径的流体传输结构，以供含带电颗粒和流体的混合物流经该流体传输结构。颗粒积聚探针可与流动路径连通，且适应于检测当带电颗粒流过探针但没有接触探针时和当带电颗粒接触探针时生成的至少一种电信号。静电计可与颗粒积聚探针连通，且适
4、应于测量通过探针检测到的电信号。处理器可与静电计连通。处理器可接收测量的电信号，管理该电信号，并提供输出值，所述输出值表明接触探针的带电颗粒平均带正电还是带负电。附图简述图1描绘了为检测从颗粒/流体混合物中分离的颗粒而构造的例举颗粒积聚检测系统的不意图。图2描绘了为检测在聚合系统的内表面上的催化剂积聚而构造的具有颗粒积聚探针的例举气相聚合系统的示意图。图3是在稳态操作过程中，在监控流经气相聚合反应器循环线路的循环流体过程中，通过颗粒积聚探针检测到的测量的夹带静电荷的图形描绘。图4是聚焦在0(零)秒时滞的图3所示的绝对自相关的夹带静电荷数据的图形描绘的特写视图。图5是在反应器启动过程中，监控流经
5、气相聚合反应器循环管线的循环流体过程中通过颗粒积聚探针检测的所测量的夹带静电荷的图形描绘。图6是图5所示的绝对自相关的夹带静电荷数据的图形描绘。图7是聚焦在0(零)秒时滞的图6所示的图形描绘的特写视图。图8是在反应器启动过程中，监控流经气相聚合反应器循环管线的循环流体过程中通过颗粒积聚探针检测的所测量的夹带静电荷的另一图形描绘。图9是图8所示的绝对自相关的夹带静电荷数据的图形描绘。图10是聚焦在0(零)秒时滞的图9所示的图形描绘的特写视图。详细说明图1描绘了为检测从颗粒/流体混合物105中分离的颗粒107，109而构造的例举颗粒积聚检测系统100的示意图。颗粒积聚检测系统100可包括一个或更多
6、个颗粒积聚探针或传感器(示出了一个)103，静电计(示出了一个)140，和处理器(示出了一个)150。可构造颗粒积聚探针或“探针” 103,检测在颗粒/流体混合物105内的来自带电颗粒(示出了两个107，109)的一种或更多种电信号或性能。例如，探针103的尖端104可定位或位于流体传输结构115的内部体积117内，以便当颗粒/流体混合物105流经流体传输结构115时，可通过探针103检测带电颗粒107，109的电信号或性能。正如图1所示的，描绘了两个单独的带电颗粒107，109，且每一颗粒107，109分别沿着独立的路径108，110通过流体传输结构115。颗粒107，109各自可以是单独或
7、离散的颗粒(正如所示的)，和/或是多个颗粒的结块或聚集体(没有示出)。当带电颗粒107，109接近并流过和/或接近并接触探针103时，探针103可检测颗粒107，109的电信号。例如，在下述路径108中，带电颗粒107在没有接触探针103的情况下流过探针103。当颗粒107接近探针103时，可借助探针尖端104检测接近的电信号或“超前波瓣(leading lobe)”。在颗粒107流过并提前(advance)远离探针103之后,可借助探针尖端104检测离开的电信号或“滞后波瓣(lagging lobe) ”。借助线路106的检测的电信号可连通到静电计140上，然后接地。当颗粒107流过探针10
8、3时，静电计140可测量或者在其他情况下估计借助探针103检测到的电信号。在另一实例中，在下述路径110中，带电颗粒109与探针103直接接触。颗粒109的电信号可转移到探针103上。例如，带电颗粒109可将其电荷转移到探针尖端104上，和借助线路106的转移的电荷可连通到静电计140上，然后接地。静电计140可测量或者在其他情况下估计从颗粒109转移到探针103上的电荷。换句话说，探针103可检测流过探针103但没有接触探针103的颗粒107的一种或更多种电信号以及接近探针103并接触探针103的颗粒109的一种或更多种电信号。正因为如此，当一些带电颗粒107流过探针但没有接触探针，而其他带
9、电颗粒109接触探针时，静电计可测量或者在其他情况下估计通过探针103检测到的电信号。带电颗粒107,109可以带正电或者带负电。例如,带电颗粒107可以带正电,和带电颗粒109可以带负电。在另一实例中，带电颗粒107可以带负电,和带电颗粒109可以带正电。在另一实例中，带电颗粒107,109可以均带正电或带负电。令人惊奇地且预料不到地发现，可利用通过探针103检测到的一种或更多种电信号或性能，确定颗粒/流体混合物105内的颗粒107，109是否是或者可能从颗粒/流体混合物105中分离并累积在流体传输结构115的内表面116上。还令人惊奇地且预料不到地发现，通过流过探针103，即没有接触探针1
10、03的颗粒107生成的一种或更多种电信号可区别于接触或撞击(striking)探针103的颗粒109生成的电信号。颗粒107和109，即流过探针103的颗粒和撞击或接触探针103的颗粒之间的区分，可提供颗粒/流体混合物105内的颗粒是否可能从颗粒/流体混合物中分离且累积在流体传输结构115的内表面116上的指示。例如，撞击探针103的颗粒109多于流过探针103的颗粒107可表明颗粒是或者可能从颗粒/流体混合物105中分离并累积在流体传输结构115的内表面116上。在另一实例中，若撞击探针103的颗粒109的电荷平均不同于接近探针103的颗粒107，则这一测定也可表明颗粒109从颗粒/流体混合
11、物105中分离并累积在流体传输结构115的内表面116 上。探针103可检测正的电信号和负的电信号二者。例如，探针103能够检测正电流和负电流二者。正因为如此，在至少一个实例中，探针103可被称为“双极”探针。合适的且可商购的探针 103 可以是获自 Progression, Inc 的 Electrostatic Monitor Probe (型号 ESM3400)。静电计140可测量或估计例如借助探针103检测到的电流和/或电压。测量的电流和/或电压也可称为“夹带的静电荷”，它由在流体内夹带或携带的带电颗粒引起。检测电流从探针尖端104流动到接地的静电计140可包括，但不限于，电表，皮可安
12、培计(高灵敏度的安培计)，或万用表。在另一实例中，当电流流经电阻器时，通过测量或估计生成的电压，静电计140也可间接检测电流流动。正因为如此，探针103可包括任何探针，传感器，或能借助静电计140测量，估计或在其他情况下检测一种或更多种电信号，例如电流和/或电压而监控的其他装置。静电计140可具有小于或等于约0.05秒(sec)，小于或等于约0.01秒，小于或等于约0.009秒，小于或等于约0.007秒，或小于或等于约0.005秒的响应时间。例如，静电计 140 可具有范围为约 0.0OOlsec-约 0.0lsec,约 0.001-约 0.008sec,或约 0.003sec_ 约0.006
13、sec的响应时间。静电计140也可包括4mA_约20mA的发射机(transmitter)。发射机也可以能在约0.0OOlsec-约0.0lsec的响应时间下操作。颗粒积聚探针103和静电计140可在任何所需的取样速度或频率下检测并测量电信号。例如，探针103和静电计140可在约90Hz,约IOOHz，约125Hz，约150Hz，或约200Hz或大于200Hz的取样频率下，检测并测量电信号。借助探针103检测并借助静电计140测量的电信号可作为“原始(raw) ”数据借助线路142连通到处理器150上。处理器150可操作借助在线路142内接收的检测的电信号或“原始”数据，以提供输出值或者借助线
14、路152操作电信号。在线路152内的输出值可提供关于流体传输结构115内颗粒/流体混合物105的一种或更多种状况的信息。可引入借助线路152的输出值到显示器，例如监控器，报警器，自动控制系统或类似物或其结合物上。借助线路152的输出值可表明颗粒107，109是否是或者可能从颗粒/流体混合物105分离，并积聚到流体传输结构115的内表面116上。例如，借助线路152的输出值可表明平均接触或撞击探针103的特定颗粒的电荷。取决于特定的颗粒/流体混合物105，接触或撞击探针103的带正电或带负电的颗粒(平均)表明颗粒积聚在流体传输结构115的内表面116 上。利用任何所需的方法或方法的结合，处理器1
15、50可操作借助线路142接收的电信号或“原始”数据。例如，在线路142内的电信号可经历一种或更多种数学操作，产生输出值或借助管线152操作的电信号。在一个实例中，使用绝对的自相关(autocorrelation)方法，处理器150可操作或处理借助线路142接收的来自静电计140的电信号。例如，借助线路142从静电计140连通到达处理器150的数据可经历关联平均中心数据(centereddata)的一些关联工艺。在线路142内关联平均中心电信号可提供一种信号处理工具，所述信号处理工具能从线路142内的电信号中提取信息，所述信息可表明颗粒/流体混合物105内的颗粒107，109是否是或者可能从颗粒
16、/流体混合物105中分离，并积聚在流体传输结构115的内表面116上。可以以视觉上可理解的形式呈现借助线路152提供的输出值或输出数据，其中在控制于其内产生，使用颗粒/流体混合物105或类似操作的系统或工艺中，所述形式可被操作工人，自动控制系统，或类似系统使用。在线路142内的测量的电信号，例如电流并且借助线路152以输出值形式提供的绝对自相关的主要或基本特征可包括，但不限于，逼近曲线或“超前波瓣”，离开曲线(leaving curve)或“滞后波瓣”,和零-滞后峰或在O时滞处的峰。超前和滞后波瓣可以是颗粒107上电荷的指示，分别是因为颗粒107接近探针103和因为颗粒107流过并远离探针103移动。在零时滞处的峰可以是撞击或接触探针103的颗粒109上的电荷的指示。撞击或接触探针103的在颗粒109上的电荷平均不同于接近探针103的颗粒107上的电荷，这可表明颗粒109从颗粒/流体混合物105中分离。可使用在可商购的Matlab软件(获自The Mathfforks)中的xcorr函数,进行相关计算。或者，可在计算机或以另一合适的方式程序设计的其他处理
