JPH01213315A - ポリプロピレン・スラリー法における溶融流量および反応器スラリー濃度の進歩的制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明ｋｉポリプロピレン・スラリー法におい℃反応器
から生成されるポリプロピレンの分子栴造すなわち溶融
流量な制御するための、そして、反応器スラリーａ度を
制御してこの工程の能力を最大化しかつ溶剤回収コスト
を減らすための、方法と装置に関するものである。

ポリプロピレン（ＰＰＪスラリー法における二つの重要
な変数は溶融流量（ＭＦＲＪと反応器スラリー濃度（５
ＣＯＮ］とである。ＶＦＲと５ＣＯＮをスラリー反応器
中で直接に測定することは不可能でないとしてもきわめ
て困難である。従つて、それらの工程変数を慣用的な制
御方策を使つて制御することはむつかしい。現在で）−
ｊ、ＭＦＲと５ＣＯＮは直接的に測定できる工程′Ｋ１
５Ｉを相互に調節することによって制御される。

あとできわめて詳細に述べるとおり、本発明の進歩的な
制御力′ｊｉ／Ｌ’＋１オンラインのプロセスシミュレ
ーション・プログラムをＭＦＲおよび５ＣＯＨのモニタ
ーおよび制御のために利用するものであり、そし−Ｃ，
ＭＦＦｉおよび５ＣＯＮのｈｔｌｌ　Ｘｉを改善するこ
とによって、改善された製品品質、最大化された能力、
および軽減された溶剤回収コストが得られろ。

これまでにおいて、ポリプロピレン・スラリー法におい
て溶融流量と反応器スラリー濃度を制御するための各種
の制御方策が提唱され℃きた。その種の従来の制御方策
の例は次の米国特許において示さね℃いる。

３．０８７，９１７　　　　スコギン ３．２５０．７５７　　　スミス　ら ３．２５７，３６３　　　　ミラー　ら３．３５６．６
６７　　　スミス　ら ３．４７６，７２９　　　　スミス　ら３．４９２．２
　８３　　　　　　　　ミ　ラー３．５５１．４０３　
　　　デルプイユ　ら３．６　］　４．６８２　　　ス
ミス ３．９５１．６０４　　　スミス　ら ３．９９８，９９５　　　　ブス　　ら４．４６９，８
５３　　　　モリ スコギンの米国特許＆　３．０８７，９１７は稀釈剤を
使用し１重合槽中でスラリー中に懸濁する粒子形態の固
体ポリマーを製造する重合法を開示している。このスラ
リーは、スラリーから分離される稀釈剤の一部をとり、
その稀釈剤部分を冷却し、それを槽へ戻し、冷却再導入
された稀釈剤の温度を制御することによって、所望温度
で維持される。

スミスらの米国特許Ａ　３．２５０，７５７は重合反応
器への装填原料を制御する方法と装置を開示している。

開示された方法によると２循還七ツマ−流。

補給モノマー流、組合せモノマー流、および権釈剤桶給
流を含めた。いくつかの装填流の一つまたは一つ以上が
、未反応モノマーおよび稀釈剤の実質的循還流を用いる
ときに、その組合せ流について実質上一定であるモノマ
ー濃度と合計流速を維持するよう制御される。

ミラーらの米国特許Ａ３．２５７，３６３は、液体炭化
水素媒体存在下における反応帯中の１−オレフィン反応
剤の液相取合法を開示しており、その中で、ポリマー生
成物はその密度が非生産物相すなわち生成反応混合物の
密度と異なるものが形成され、そして、上記帯へ送られ
る上記媒体の流速がその反応混合物中の生成物の計算さ
れる一度に応答して操作されて１反応混合物中の生成物
の予定濃度が保たれる。本特許におい℃開示される改善
は、反応混合物の密度を徂］定してそれに比例する信号
をつくらせ１反応混合物を分析して反応混合物中の反応
剤と媒体の一度を測定してそれに比例する信号をつくら
せ、そして１反応帯への媒体の流速を後者の信号に応答
して制御して反応混合物中の生成物の予定ａ度を維持す
る。ことから成る。

スミスらの米国特許Ａ　３．３５６．６６７は１重合帯
への装填物中の水素濃度を代表する第一の出力信号を確
立し１反応帯中の固体（ポリマー固体ツバ−セントを代
表する第二出力信号を確立し１重合反応帯へのモノマー
の流速を代表する第三出力信号を確立し１反応帯内の反
応混合物の温度を代表する第四出力信号を確立し１反応
帯中の反応混合物における―量的ポリマー・メルトイン
デックを代表する第一制御出力信号をつくり、そして、
このように決定された。ＭＦＲに等しいポリマー・メル
トインデックス（＠量的〕の変化に応答して反応帯への
水素添加速度を変える、ことによってポリプロピレンポ
リマーの品ηを制御することを開示している。

スミスらの米国特許Ａ　３．４７６．７２９’＋！　重
合方法の制御とそれのための装置を開示している。重合
性モノマー流への変性剤添加量は、モノマー流中の変性
剤の一度の試料採取な行ない、この濃度につい℃代表的
な信号を発生させ、この信号に応答して、モノマー流中
の変性剤濃度を予定水準で保つように添加モノマー流を
調節することによって。

制御される。変性剤流の調節は重合系中のいかなる圧力
変動とも独立に維持される。

ミラーの米国特許Ａ　３，４９４．２８３は化学反応の
制御方法を開示している。重合系においＣは１反応混合
物の実際の密度が測定され１反応混合物中のポリマー濃
度が測定される。一つの実施態様においては、測定され
たポリマー濃度と所望モノマー濃度と一緒に反応混合物
がもつ密度の代表的な信号が得らね、そして、実際の密
度と比較さねて、反応器へのモノマー流量を操作するた
めの信号を制御し、実際のモノマー濃度をそれの所望値
において実質的に維持する。第二の実施態様においては
、実際のモノマー濃度が測定され、所望モノマー濃度と
比較さｉ℃制御信号を得る。所望モノマー濃度と所望反
応温度は生成されるべきポリマーの溶融ηＣ量とメルト
インテックスとの所望値に応答して確立され得る。

デルプイユらの米国特許＆　３．５５１．４０３ｔ！、
低温においてかつ稀釈剤１重合触媒および連鎖移動剤の
存在下におい℃連続的に稼動する反応器の中のガス状オ
レフィンの重合を規制する方法を開示している。温度と
圧力の一定条件下でかつ実質上一定の濃度で以℃実施さ
れるこの方法は、工程からのガス状排出物中の変動に応
答して反応器中へのオレフィン投入流な直ちに調節し１
次いで反応器中の触媒投入普を調節して、オレフィン投
入流をそのはじめ値へ戻すことによって規制される。

この方法を実施するための装置は連続式反応器。

反応器と連通する分離器、反応器および分離器中で一定
条件を保つための手段、および１反応器中のオレフィン
および触媒の一度を分離器からのガス状排出流に応答し
て調節する手段、を含む。

スミスの米国特許Ａ　３．６１４．６８２は、工程変数
の値を画定し、そねら工程変数の数値に相当するデジタ
ル信号を発生および記憶させ、工程を制御するためのプ
ログラムを記憶させ、そして２周期的にそのプログラム
を実行することによる、重合工程のデジタルコンピュー
ター制御を開示している。

スミスらの米国特許Ａ　３．９５１，６０４は第一およ
び第二の装填流、稀釈剤流および循還される稀釈剤流、
および反応器へ制御的に供給される変性剤流を開示して
おり、得られる生成物流は反応器から送られ、ガス流は
反応器の得られる底部生成物から取出される。ガス流が
分析され、分析に応答して信号がおくられる。信号は、
循還される稀釈剤流、またＩｉ、柿択剤流の流速によっ
て修正された第二装填流の流速の一つに応する修正信号
へ修正および比較されて、変性剤流の流れを相対的に制
御＠ｌ′ｆるための制御信号を提供する。

ブスらの米国特許＆　３．９９８，９９５は「管状反応
器」中でのポリエチレン重合を記述しており、その中に
おいて、反応帯へのモノマー流は与えられたポリマー生
成速度を保つように制御される。この特許は反応器周り
の熱収支をとることによるポリマー形成速度の決定を教
示していろ。一つの制（財）系が所望のポリマー生成速
度を生じさせるのに必要とされる主要モノマー装填速度
を決定する。

七の主要モノマー装填速度は次にモノマー装填速度のこ
の決定によって設定されかつそれに応答して調節されて
１反応器中の主要モノマー畠度が予定される高限界をこ
え℃増丁ことがないかぎり。

熱収支で決定された生成速度を保つ。

対照的に、本発明の方法と装置は１反応器への稀釈剤（
ヘキサンノ装填を操作することによって。

プロピレン重合用の撹拌タンク反応器の中のポリマース
ラリー濃度を制＃する方法に関係する。生産速度および
モノマー装填速度は変ることができ。

それでも、スラリー濃度は、稀釈剤装填を調節して生産
速度またはモノマー装填速度の変化を補償することによ
っ℃、与えらねた讃度において制御される。

そりの米国特許＆　４．４６９，８５３は、予定された
メルトインデックス（ポリプロピレンについてはメルト
インデックスはまた溶融流量としても知られる〕のポリ
オレフィンを１反応源度を一定に保ち、ガスクロマトグ
ラフィにより℃気相中のオレフィンと水素との濃度を検
出し、オレフィンと水素との濃度を制御して、与えられ
たメルトインデックスのポリオレフィンを生成させるこ
とによって、製造する方法を記述している。

対照的に１本発明の方法と装置ハ、プロピレンと水素の
濃度を検出し、水素濃度対プロピレン濃度の比を所望値
で保って生成されつつあるポリマーのメルトフローを制
御するために１反応器の測定された温度と圧力において
上記の比を制御する。

反応器の温度または圧力はそれらが別々の制御回路によ
って制御されるので変ることができるが。

しかし、水素対プロピレンの比は測定された反応器温度
および圧力に基づい℃、与えられたＭＦＲのポリマー生
成物を生成するよう変えられる。

発明の登約 スラリー反応器中で生成されるＰＰ０）ＭＦＲは′温度
と液相中の水素対プロビレ／比との関数である。不幸に
して、ポリプロピレン・スラリー反応器中のＭ　Ｆ’　
Ｒあるいは液の組成を測定することは不０Ｔ能である。

しかし、気相の組成はガスクロマトグラフによって容易
に測定できる。平衡時の液体組成は気相の組成と反応器
の圧力および温度とによって決定されるので、ＭＦＲは
圧力、温度および気相組成の関数として表現できる。

上述の関係はＭＦＨの制御のために本発明の方法を実施
する際に利用される。本発明の教示によると、ＶＦＲ制
御方法および反応器制御系とが提供されるのであり、そ
の際、気相中の水素対プロピレン比は反応器への水素装
填用のアナライザー・コントローラー（ａｎａｌｙｓｅ
ｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）によっ℃一定の値で保たれ
る。一定のＭＦＲを保つには、アナライザー・コントロ
ーラーの設定点は圧力または温度の変化を補償するよう
調節される必要がある。本発明のＭＦＲ制御方法および
反応器制御系はこれらの調節を自動的に行なって、測定
される温度と圧力におい℃所望ＭＦＲを生成するのに必
要とされる水素対プロピレン比を決定するプロセス・シ
ミエレーシ３ン・プログラムラ利用して、所望ＭＦＲを
維持させる。

ＭＦＨの場合と同様に、５ＣＯＮを直接に測定する実際
的方途は存在しない。しかし、惠合速度および反応器投
入流の流速が知られている場合には、物質収支計算から
決めることができる。５ＣＯＮを制御するための現在利
用される制御方策においては、ヘキサン装入速度および
／または循還流のへキサン含量に影響する運転条件はＰ
Ｐへのプロピレンの一定的変換を仮定することによって
決定される重合速度を基準に１手動で調節される。

重合速度を決定するこの方法は長期間（若干の反応器滞
留回数）にとっ℃適切であり、ロスが一定であっ℃未反
応プロピレンが反応器へ循還されるので、平均化する。

しかし、それは車台速度における短時間変動を適切には
反映しない。

本発明の教示によると、瞬間的重合速度は反応器周りの
エネルギー収支を使ってオンラインのコンピューター・
プログラムによって計算される。

次にそのプログラムは所望５ＣＯＮを維持するのに必要
とされるヘキサン装入速度を計算し、ヘキサン装入原料
用の流量制御器の設定点を自動的に調節する。

好ましい実施態様の説明 ここで図面をより詳細に、特に図１について言及すると
、そこには、ポリプロピレン反応器糸ｌＯが描かｉｔ″
′Ｃいる。ポリプロピレン反応器系１０はＰＰスラリー
反応器１２を営み、それは図２において示す冷却コイル
１４によるように、冷却される。代表的には１反応器１
２は連続撹拌タンク反応器である。

投入配管または投入流１６は触媒および助触媒を反応器
１２へ供給し、もう一つの投入流１８は投入装填流、す
なわち１次の流れ：プロピレン２０゜ヘキサン補給（お
よびフラッシェ）２２．水素２４゜および循還２６の組
合せであり、それらの流れは組合されて反応器１２中へ
供給される。

反応器の排出物はへキサンおよび未反応プロピレンの稀
釈剤混合物の中の、主要成分としてのポリプロピレン粒
子と触媒残笛物のような少量成分とのスラリーである。

このスラリーは流れ２８を経℃フラヴシャータンク３０
へ供給さね、そのタンクはまた投入流３１を経て稀釈剤
（ヘキサンノを受入れる。熱がまたフラッシャ−タンク
３０へ供給される。プロピレンとへキサンとの蒸気化混
合物がフラヴシャータンク３０から排出配管３２を経て
ひき出される。より軍い液体生成物と固体はホールド・
ドラム３４へ供給され、それはスチームで以て加熱され
る。ホールド・ドラム３４によって受けとられるフラッ
シャ−・タンク３０からのボトムはキル・ドラム（図示
せスノへ供給される。

一方、蒸気化されたプロピレン−ヘキサン混合物は吸引
分離器３８へ供給さね、それはまたヘキサン洗液が供給
さｉる。吸引分離器３８からの清浄な蒸気排出物は遠心
圧縮器４０へ供給され、−方では、固体の痕跡を含む液
体ヘキサンが流ｔ１４１を経てフラッシャ−３０への稀
釈剤（ヘキサン混合物３１へ循還して戻される。

遠心圧縮機４０からの鳥圧蒸気は凝縮器４２へ供給さね
、凝縮液はアキエムレータ−タンク４４中で蓄積され、
それは存在してもよい他のガスのためのベント４６をも
つ。プロピレンとヘキサン稀釈剤との凝縮液混合物が次
に流れ１８中で反応器１２へ流４る流ｎと組合わさｎる
循還流２６へ供給される。

ＰＰスラリー反応器１２の拡大したブロック線図である
図２をここで参照すると、この反応器はモーター５２に
よって運転される撹拌器５０をもつ撹拌型のものである
ことは明らかである。

反応器１２への投入流は別々の投入物として示さｔ１℃
いるが、ただし、それらは図１に示すとおりに組合わす
ことができ、あるいは図２において示されるとおりに別
々であることかできる。この点においては、水素投入流
２４．モノマーすなわちプロピレン投入流２０．触媒お
よび助触媒投入流１６．ヘキサン補給物投入流２２およ
び循還物膜入流２６．が参照される。

反応器スラリーはヘキサン稀釈剤とプロピレンモノマー
とから成る液体混合物の中のポリプロピレン固体粒子の
懸濁体である。

反応ｉ１２中でおこる反応は発熱的（熱放出性ノ重合で
ある。液体稀釈剤中で懸濁される固体ボリマーの温度と
生成速度を制Ｈするために１反応器中の冷却コイル１４
には投入流５４および排出流５６を経て冷却水が供給さ
れ１反応熱を除去する。

あとでさらに詳細に述べるとおり、スラリーの固体含量
をできるだけ＾く保り″′Ｃ細釈剤を節約することが望
ましい。この目的で、そして、本発明の教示に従って１
図２に示すとおりの反応器は温度センサー５８．圧力セ
ンサー６０．および１個または１個より多くσ〕ガスク
ロマトグラフ６２をもち、これらは反応の変数を感知し
潰１１定するように作動する。また、慣用的な温度およ
び答積的流ねのセンサーが投入配管１６．２０．２２．
２４゜および２６と冷却水投入配管および排出配管５４
および５６において設けられて、特定流の温度および容
積的流速について測定がなされることを可能にし、かつ
、その特定流の密度および質量流につい−（ｉｌｌを可
能にさせる。次に、プロセス・コンビエータ−６４（図
３〕は次の変数：（１１反応器温度、（２）反応器投入
流の温度、密度および流速。

（３１反反応器投入流温度と流速、（４）反応器投入流
モーター５２によっ℃用いられる電力、を看視しあるい
ハｇ↑算する。ＨＰＡ−９００コンピユーターとしてヒ
ユーレット−パラカードによって販売されるタイプのも
のであり得るプロセス・コンピューター（ＰＣＪ６４の
内部のプログラムは１次に１反応器エネルギー収支から
瞬間的重合速度を計算し、そして、この値を使って反応
器物質収支からスラリー濃度（ＳＣＯＮ〕を計量−ｆる
。計算された５ＣＯＮが規定された悔的範囲内にない場
合には、プログラムは標的５ＧＯＮが測定条件におい′
Ｃ得られるのに８装とされるヘキサン供給速度（流れ２
２）を計算し、そして、流量制御器（ＦＣ）６６Ｃ図３
ノの設定点（ＳＰＪを新装ヘキサン装入速度へ再設定す
る。その現在のへキサ／装入速度はフロー・トラスミツ
ター（ＦＴＪ６８によって感知される。

こ０）過程５１図３において一層明らかに描か１１℃お
り、そこでは、プロセスコンピューター６４へ入カフ０
において供給されるかあるいはプロセスコンピューター
６４中で計算される測定変数は上述の変数、−ｆなわち
、反応器温度；反応器投入流の温度、密度、および流速
；反応器冷却水流の温度および流速；および、撹拌器モ
ーター５２によって用いられる電力；である。

反応器周りのエネルギー収支は、ｆべての投入流および
排出流の熱（エンタルピー〕含普と撹拌の機械的仕事と
につい℃適切な調節を行なったのちにおいて、冷却コイ
ルによって除かれる熱が発熱的惠合反応によって発生さ
する熱に等しいように、なされる。ポリプロピレン生成
速度は２生成３ｔ’＋るポリプロピレンの単位あたりの
既知重合熱によって割った調節された熱放出速度から計
算される。

反応器周りの物質収支は縁７時で液体スラｌ）　−アウ
ト（５ｌｕｒｒｙ　ｏｕｔ　Ｊを決定する。測定された
リキッド・イン（１ｉｑｕｉｄ　ｉｎ〕　から計算され
た生成物を引くとリキッド・アウトｔｌｉｑｕｉｄ　ｏ
ｕｔノに等しい。そこで、スラリ濃度は次式から計算さ
れる： 本発明の教示によると、投入流と排出丸な含む反応器と
モーター付き撹拌器とをもつポリプロピレンスラリ工程
を制御して反応器中で所望スラリー濃度を得る方法は。

ｔａｌ各々の投入流および排出流について温度と容積的
流速を画定し、。

ｌｂｌ各々の投入流および排出流の測定さ４た温度と容
積的流速が有効であるかを決定し。

＋ｃ＋４々の投入流と排出流の相当する測定温度を使っ
て各々の投入流および排出ωＬについて密度と熱容量を
計算し。

＋ａ＋各々の投入流と排出流につい℃質）流とエンタル
ピーを計算する。

ことを含む、反応器周りのエネルギー収支計算を行ない
、そのエネルギー計算から反応によっ℃発生される熱を
計算し、その計算された発生熱と生成ポリプロピレン単
位あたりの重合熱とからポリプロピレンの生成速度を計
算し、各々の投入流と排出流の計算された質量流から反
応器周りの物餉収支を計算し、計算された物質収支と計
算されたポリプロピレン生ａ速度とからスラリー濃度を
計算し、所望のポリプロピレン生成速度と関係する所望
スラリー濃度に必要とされる権択剤の量を計算し、そし
て、権釈削設°入流中で？Ａ蓋制Ｎ器を調節して所望の
スラリー濃度を得る。ことから成る。

エネルキー収支ｉｉ＋Ｂは撹拌器モーターによって用い
られるエネルギーｋ　測定し、そのエネルギーなこのエ
ネルギー収支計算の中で含める段階なさらに含む。上述
のとおりの所望スラリー濃度な制動する方法はさらに、
権釈剤とＬ℃のヘキサン；モノマー投入流、触媒投入流
、稀釈剤投入流を含めたスラリー反応器中への投入流；
スラリー反応器と協同する冷却用コイルへの冷却水投入
流；を含み、そして、排出流は反応器スラリー排出流と
冷却コイルからの冷却水排出流を含む。

図４と５は、５ＣＯＮを制御するためにプロセスコンピ
ューター６４におけるプログラムがスタート後にこの径
路に従うことを描いている：″ｆなわち ステップｌにおいて、反応器流についての温度および容
積的流速のプロセスデーターを得よ。

ステップ２において、データが妥当であるかどうかの決
定を行なう。

ステップ３において、データが妥当でない場合にはプロ
グラムが終り（ｅｘｉｔ）、予めきめらねたタイムシー
ケンスにおい℃スタートオーバー　（ｓｔａｒｔ　ｏｖ
ｅｒ）する。データか妥当である場合に）ヱ、ステップ
４へ進め。

ステップ４において、流ねについて孔′度と熱容量を計
算せよ。

ステップ５において、各種の流れについて質量流とエン
タルピーを計算せよ。

ステップ６において１反応器１２周りの熱収支から反応
によって発生される熱を計算せよ。

ステップ７におい℃、車台熱と反応によっ℃発生′：！
−ねる熱とからポリプロピレン生成速度を計算せよ。

ステップ８におい℃１反応器１２％ｌｊりの物質収支か
ら反応器スラリー濃度（５ＣＯＮＪを計算せよ。

ステップ９におい℃、温度と流速の現在条件において作
業者によっ℃設定された標的スラリー濃度にとって必要
とされるヘキサン装入速度を計算せよ。

ステップ１０におい℃、ヘキサン装装入原料流側制御器
６６よって制御される反応器１２中へ供給さねつつある
ヘキサンの速度についての設定点を阿説定せよ。

次に、プログラムが終り予めきめらねたタイムシーケン
スにおいてスタートオーバーする。

投入流と排出流を含む反応器とモーター付き撹拌器とを
もつポリプロピレンスラリー工程ヲ制御して反応器中の
所望スラリー濃度を得る装置は。

ｔａｌ各々の投入流と排出流についての温度と容積的流
速を測定する手段。

（ｂｌ各々の投入流と排出流の測定された温度と容積的
流速か有効であるかどうかな決定する手段。

ｔｅｌ各々の投入流および排出流の相当する測定温度を
使って各々の投入流および排出流についての密度と熱容
量を計算する手段。

ｌｄ＋各々の投入流と排出流についてのａｔ流とエンタ
ルピーを計算する手段、 を含む反応器周りのエネルギー収支計算を行な５手段；
反応によって発生される熱をそのエネルギー収支計算か
ら計算する手段；計算された発生熱と生成ポリプロピレ
ンの単位あたりの重合熱とからポリプロピレン生成速度
を計算する手段；反応器周りの物淘収支を各々の投入流
および排出流の計算された質量流から計算する手段；そ
の計算された物質収支と計算されたポリプロピレン生産
速度とからスラリー濃度を計算する手段；所望のポリプ
ロピレン生産速度に関係する所望スラリー濃度に必要と
される稀釈剤量を計算する手段；および、稀釈剤投入流
中の＃Ｌ量制御器を調節して所望のスラリー９度を得る
手段；から成る。上述のとおりのスラリー−開制御装置
においＣは、撹拌器モーターによって用いられるエネル
ギーを計算する手段、および、そのエネルギーをエネル
ギー収支計算の中に含める手段がさらに含まれる。その
装置はまた２反応器と協同する冷却コイル、および、水
素投入流、モノマー投入流、触媒投入流。

稀釈剤投入流の反応器への投入流、スラリー反応器と協
同する冷却コイルへの冷却水投入流を含み、そして、排
出流は反応器スラリー排出Ｍｅと冷却コイルからの冷却
水排出流とを含む。

図６はプロセスコンピューター（ＰＣＪ６４を連結させ
た反応器１２を示し、本発明の教示に従って溶融流量（
ＭＦＲＪを制御するための本発明の装置のその他のデバ
イス、すなわち、アナライザー−トランスミツター（Ａ
ＴＪ７２およびアナライザー・コントローラー（ＡＣノ
ア４を示している。この点におい℃１反応器からの測定
された変数が投入配管７０を経てプロセスコンピュータ
ー６４へ供給される。これらの測定された変数は、反応
器温度５反応益圧力、および気相中の水素対プロピレン
の比であり、これらは温度センサー５８、圧力センサー
６０、およびガスクロマトグラフ６２から図２に示すと
おりにそれぞれ得られる。ガスクロマトグラフ６２は図
６に示されるアナライザー・トランス・ミツターフ２へ
連結される。これらのセンサーによっ℃発生される信号
はプロセスコンピューター６４へ供給される。

プロセスコンピューター６４におけるプログラムは次に
実験結果からさきに展開された相関関係から生成さねつ
つあるＰＰ１７）ＭＦＲを計算１−る。

計算されたＭＦＲが規定された標的範囲内にない場合に
は、そのプログラムは測定された圧力と温度において標
的ＭＦＲを生成させるのに必要とされる水素対プロピレ
ン比を計算し、水素対プロピレン比を測定するアナライ
ザー・トランスミツター（ＡＴＪ７２へ結合されるアナ
ライザー・コントローラー（ＡＣＪ７４の設定点を再設
定する。

アナライザー・コントローラー７４はハネウェルＴＤ（
３ｏｏｏコントローラであっ１１図６に示されるとおり
、水素装入原料投入流についての流飯制＃器（ＦＣノア
６へ結合される。

代表的には、プログラムは次のとおりに定義される算術
を用い。

Ａｎ（ＭＦＲＪ　＝ａ＋ｂ／Ｔ＋Ｃ６ｎ（ＲＬＪ式中、
ＲＬｉｉ液相中の水素対プロピレンのモル比であり、Ｔ
は℃の温度であり、ａ、ｂおよびＣは用いられる触媒の
特性の関数である恒数であり。

その触媒は代表的にはチーグラー・ナツタ遷移金属触媒
である。

ＲＬの液体組成比を計算するためには、相平衡・。

は灰化、語中の気相および液相の間と仮定され、そして
、液体組成物の直接計算は、ガスクロマトグラフによっ
て測定される気相の水素およびプロピレンの組成と一緒
に反応器の測定温度および圧力から得られる。

本発明は所望の溶融流量をもつポリプロピレンを得るた
めに気相と液相とを含む反応器をもつポリプロピレンス
ラリー工程を制御する方法であって、液相の温度を画定
してそれと比例する第一測定値信号をつくらせ、気相の
圧力を測定してそれと比例する第二測定値信号をつくら
せ、気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を測定して
それと比例する第三測定値信号をつ（らせ、それらの第
一、第二、および第三の測定値信号を自動的に組合せて
計算された出力信号をつくらせ、第一、第二、および第
三測定値信号に応答して反応器中で生成されつつあるポ
リプロピレンの−間的溶融流惜を決定し、その決定され
た一間的溶融流葦をポリプロピレンの所望溶融流量と比
較し、そして。

気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を所望値に保つ
ようにその比を調節して所望流速をもつポリプロピレン
な生成させる。ことから成る。気相中の水素θ反対プロ
ピレン痕度の比は反応器中へ装填される水素の流速を調
節することによって調節することができる。

図７に示すとおり、水素対プロピレンの計算比と関連す
る溶融流量を制御するためのプログラムは次のとおりで
あるニ プログラムをスタートしたのち、ステップ１へ進む。

ステップｌにおいて２反応器の温度、圧力および蒸気組
成のプロセス・データが得られる。

ステップ２におい℃、データが有効であるかどうかの決
定がなされる。

ステップ３において、データが有効でない場合には、プ
ログラムが終り、予めきめられたタイム・シーケンスに
おいてスタート・オーバーする。

もしデータが有効である場合には、ステップ４へ進む。

ステップ４において１反応器液体組成は相平衡計算から
計算されろ。

ステップ５において、１ｌＩｋＩ間的ＭＦＲは実験結果
から展開される相関から計算される。

ステップ６において、温度と圧力の現在条件における標
的ＭＦＲを得るのに必要とされる水素対プロピレン比が
計算される。

ステップ７におい℃、所望ＭＦＲを得る水素対プロピレ
ンの設定点を次にアナライザー・コントローラーＡＣの
比で再設定される。

次に、プログラムは終り予めきめられたタイム・シーケ
ンスにおいてスタート・オーバーする。

所望の溶融＃ｔ、＊をもつポリプロピレンを得るために
気相と液相とを含む反応器をもつポリプロピレンスラリ
ー工程を制＠する本発明の装置は。

液相の温度を測定してそれと比例する第−廁定値信号を
つくらせる手段、気相の圧力を測定してそれと比例する
第三測定値信号をつ（らせる手段。

気相中の水素濃度対プロピレン種度の比を肺」定してそ
れと比例する第三測定値信号をつくらせる手段、第一、
第二、および第三の測定値信号を自動的に組合せて電算
機で算定された出力信号をつくらせ、第一、第二および
第三測定値信号に応答して反応器中で生成されつつある
ポリプロピレンの糾問的溶融流量を決定する手段、決定
された糾問的溶融並置をポリプロピレンの所望の＃融＃
Ｌ量と比較する手段、および、気相中の水素嬢度対プロ
ビレ／濃度の比を所望溶融流量をもつポリプロピレンを
生成させろ所望値におい℃その比を保つようにその比を
調節する手段、から成る。

水素−開封プロピレン濃度の比を調節する手段は反応器
中へ装填される水素の流速する手段を含む。測定手段ハ
温度センサーと圧力センサー、ガスクロマトグラフ、お
よび上記反応器へ結合されるトランスミツターを含み、
そして、自動的組合セ手段）’！プロセス・コンピュー
ターを含む。調節用手段はプロセス・コンピューター、
アナライザー・コントローラー、および反応器への水素
投入流中の流量制御器を含む。

ポリプロピレンスラリー工程の反応器制御、特に５ＣＯ
ＮおよびＭＦＨの制御のための本発明は多数の利点をも
ち、それらのいくらかははっきりと上記に記載されてお
り、その他は本発明において固有のものである。

【図面の簡単な説明】

図１＄”！ＰＰスラリー反応器を含むポリプロピレン反
応器系のブロック線図である。 図２は図１に示すＰＰスラリー反応器のブロック線図で
あり反応器への投入流１反応器用の冷却コイル、反応器
中の撹拌器、圧力センサー、温度センサー、および反応
器へ結合させたガスクロマトグラフを示している。 図３はへキサン装入原料投入流または配管と。 ヘキサン装入原料投入流中の流量制御器へ結合されてい
るコンピューター・ペースのプロセスコントローラと、
だけを示すＰＰスラリー反応器のブロック線図である。 図４と５はスラリー濃度を制御するために１図３におい
℃示されるプロセスコントローラーにより℃実施される
プログラムあるいは径路のフローチャートである。 図６はＰＰスラリー反応器と図２および３に示すレルプ
ロセスコントローラーのブロック線図であり、アナライ
ザー・コントローラーへ連結されたプロセスコントロー
ラーを示し、これは次に水素装入原料投入流または配管
の中の流量制御器へ連結されている。 図７４’！ＰＰスラリー反応器中の水素対プロピレン比
を制御してポリプロピレン生成物の溶融流量を制御する
ための、プロセスコントローラー１ｃヨって実施される
プログラムまたは径路のフローチャートである。 図２ 辺　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気相と液相とを含む反応器をもつポリプロピレン・
   スラリー工程を制御して所望の溶融流量をもつポリプロ
   ピレンを得る方法であって、 液相の温度を測定しかつそれに比例的である第一の測定
   値信号をつくり； 気相の圧力を測定しかつそれに比例的である第二の測定
   値信号をつくり； 気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を測定しかつそ
   れに比例的である第三の測定値信号をつくり； 第一、第二、および第三の測定値信号を自動的に組合わ
   せて、反応器中で生成されつつあるポリプロピレンの瞬
   間的溶融流量を第一、第二、および第三の測定値信号に
   応答して決定する計算された出力信号を生成させ； 決定された瞬間的溶融流量をポリプロピレンの所望の溶
   融流量と比較し；そして 水素濃度対プロピレン濃度の比を所望値において維持す
   るように気相中のその比を調節して所望の溶融流量をも
   つポリプロピレンを生成させる；ことから成る、方法。 ２、気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を調節する
   段階が、反応器中へ供給される水素の流量を調節する段
   階を含む、請求項１記載の方法。 ３、投入流と排出流およびモーター付き撹拌器を含む反
   応器をもつポリプロピレン・スラリー工程を制御して反
   応器中の所望スラリー濃度を得る方法であって、 （ａ）各々の投入流および排出流について温度と容積流
   量を測定し、 （ｂ）各々の投入流と排出流の測定された温度と容積流
   量が妥当であるかどうかを決定し、 （ｃ）各々の投入流と排出流についての密度と熱容量を
   、各々の投入流および排出流の相当する測定温度を使っ
   て計算し、 （ｄ）各々の投入流と排出流について質量流とエンタル
   ピーを計算する、 ことを含む反応器周りのエネルギー収支計算を行ない、 そのエネルギー計算から反応によって発生される熱を計
   算し、 その計算された発生熱と生成ポリプロピレンの単位あた
   りの重合熱とからポリプロピレンの生成速度を計算し、 各々の投入流と排出流の計算された質量流から反応器周
   りの物質収支を計算し、 その計算された物質収支とポリプロピレンの計算された
   生成速度とからスラリー濃度を計算し、所望のポリプロ
   ピレン生成速度と関係する所望スラリー濃度にとって必
   要とされる稀釈剤の量を計算し、そして、 稀釈剤投入流内の流量制御器を調節して所望のスラリー
   濃度を得る、 ことから成る、方法。 ４、撹拌器モーターによって用いられるエネルギーを測
   定する段階をさらに含み、かつそのエネルギーをエネル
   ギー収支計算中に含める、請求項３記載の方法。 ５、上記稀釈剤がヘキサンである、請求項３記載の方法
   。 ６、スラリー反応器中への上記投入流が、モノマー投入
   流、触媒投入流、稀釈剤投入流；スラリー反応器と協同
   する冷却用コイルへの冷却水投入流を含み、そして、排
   出流が反応器スラリー排出流と冷却用コイルからの冷却
   水排出流を含む、請求項３記載の方法。 ７、気相と液相とを含む反応器をもつポリプロピレン・
   スラリー工程を制御して所望の溶融流量をもつポリプロ
   ピレンを得るための装置であって、液相の温度を測定し
   かつそれと比例する第一の測定値信号をつくらせる手段
   ； 気相の圧力を測定しかつそれと比例する第二の測定値信
   号をつくらせる手段； 気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を測定しかつそ
   れと比例する第三の測定値信号をつくらせる手段； 第一、第二、および第三の測定値信号を自動的に組合せ
   、反応器中で生成されつつあるポリプロピレンの瞬間的
   溶融流量を第一、第二、第三の測定値信号に応答して測
   定するための計算された出力信号をつくらせる手段； その測定された瞬間的溶融流量をポリプロピレンの所望
   溶融流量と比較する手段；および 気相中の水素濃度対プロピレン濃度の比を所望値へ維持
   するようにその比を調節して所望溶融流量をもつポリプ
   ロピレンを生成させる手段；から成る装置。 ８、水素濃度対プロピレン濃度の比を調節する手段が反
   応器中へ供給される水素の流量を調節するための手段を
   含む、請求項７記載の装置。 ９、上記測定用手段が温度センサーと圧力センサーを含
   み、上記測定用手段がガスクロマトグラフと上記反応器
   へ結合されたトランスミッターを含み、そして、上記の
   自動的組合せ手段がプロセスコンピューターを含む、請
   求項７記載の装置。 １０、上記の調節手段か上記プロセスコンピューター、
   アナライザーコントローラー、および、反応器への水素
   投入流中の流量制御器を含む、請求項８記載の装置。 １１、投入流と排出流を含む反応器とモーター付き撹拌
   器とをもつポリプロピレン・スラリー工程を制御して反
   応器中で所望スラリー濃度を得る装置であって、 （ａ）各々の投入流と排出流について温度と容積流量を
   測定する手段、 （ｂ）各々の投入流と排出流の測定された温度と容積流
   量が妥当であるかどうかをきめる手段、（ｃ）各々の投
   入流と排出流についての密度と熱容量とを各々の投入流
   と排出流の相当する測定温度を使って計算するための手
   段、 （ｄ）各々の投入流と排出流について質量流とエンタル
   ピーを計算する手段、 を含む、反応器周りのエネルギー収支計算を行なう手段
   ； そのエネルギー収支計算から反応によって発生する熱を
   計算する手段； 計算された発生熱と生成ポリプロピレンの単位あたりの
   重合熱とからポリプロピレン生成速度を計算する手段； 各々の投入流と排出流の計算された質量流から反応器周
   りの物質収支を計算する手段； 計算された物質収支と計算されたポリプロピレン生成速
   度とからスラリー濃度を計算する手段；ポリプロピレン
   生成所望速度と関係する所望スラリー濃度にとって必要
   とされる稀釈剤の量を計算する手段；および 稀釈剤投入流中の流量制御器を調節して所望のスラリー
   濃度を得る手段； から成る、装置。 １２、撹拌器モーターによって用いられるエネルギーを
   計算する手段および、そのエネルギーをエネルギー収支
   計算の中に含めるための手段をさらに含む、請求項１１
   記載の装置。 １３、反応器と協同する冷却用コイルを含み、反応器中
   への投入流が水素投入流、モノマー投入流、触媒投入流
   、稀釈剤投入流、スラリー反応器と協同する冷却用コイ
   ルへの冷却水投入流を含み、そして、排出流が反応器ス
   ラリー排出流と冷却用コイルからの冷却水排出流を含む
   、請求項１１記載の装置。