JPH0249322B2 - Orefuinjugoyoshokubaiseibunnokyokyuhohooyobikyokyusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オレフイン重合用触媒成分を反応槽
に供給する方法およびその実施装置に関する。

従来、例えばポリオレフインを製造するために
用いるチーグラー系触媒はポンプによる移送供給
方法が採られることが一般的であつた。このよう
なポンプによる触媒供給方法にあつては、触媒ス
ラリーの濃度が高い触媒供給ラインを詰まらせて
しまい又濃度が高いと触媒の定量供給が困難にな
るなど触媒の円滑な供給ができないため、不活性
溶剤により触媒を希釈して供給せざるを得なかつ
た。しかしながら不活性溶剤により触媒を希釈し
て用いると不活性溶剤中の不純物等により触媒活
性が低下してしまい、しかも、後処理工程におい
て不活性溶剤を分離除去する必要があり、そのた
め多くのエネルギーを要し省資源化の要請にも反
するという欠点を有していた。

本発明の目的は、触媒は高濃度のまま円滑に反
応槽に供給する触媒の供給方法および供給装置を
提供するにある。

本発明に係る供給方法は、反応槽へと流入する
搬送流体の流れ中に、互いに交差することのない
２つの流路を有する回転体を配置し、一方の流路
により搬送流体が流されているときには他方の流
路には高濃度触媒が充填されるようにしながら、
前記回転体を回転させて搬送流体中に前記高濃度
触媒が適宜供給されるようにし、高濃度触媒は搬
送流体に搬送されて前記反応槽へと供給されるよ
うにして前記目的を達成しようとするものであ
る。

また、本発明に係る供給装置は、互いに交差す
ることのない第１および第２の流路を有する回転
体を適宜回転させ、この回転体が所定の回転角度
に位置するときは第１の流路により搬送流体の流
入する搬送流体流入口と反応槽に触媒を供給する
触媒供給ラインとが連通されて搬送流体の反応槽
への流れが形成され、かつ、第２の流路には触媒
貯槽に連通された触媒流入口が連通されてこの流
路内に触媒が充填されるようにし、この状態から
回転体を所定の回転角度だけ回転させると第１の
流路が搬送流体を排除するための搬送流体排除口
に連通されて流路内の搬送流体が流路外へと排除
され、更に回転体を所定の回転角度だけ回転する
と、前記第２の流路は搬送流体流入口および触媒
流出口に連通され第２の流路内の触媒は反応槽へ
と流入する搬送流体の流れの中に搬送流体に置き
換えられるようにして供給されて触媒は前記搬送
流体に搬送されて触媒供給ラインを介して反応槽
へと供給されるとともに、前記第１の流路には触
媒流入口が連通されて触媒が充填されるようにし
て前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には、本発明によるオレフイン重合用触
媒成分の供給装置の一実施例が重合反応プロセス
に適用された場合のプロセス工程が示されてい
る。この図において、触媒成分の供給装置１は触
媒供給ライン２を介して反応槽としての重合反応
槽３と連結され、触媒供給ライン２の所定の位置
には助触媒供給ライン４より助触媒が適宜供給さ
れるようになつている。

また、供給装置１には触媒流入ライン５を介し
て触媒貯槽６が連結され、触媒貯槽６内の触媒７
は供給装置１に供給され、適宜必要に応じて触媒
返還ライン８により触媒貯槽６へと返還されるよ
うになつている。さらに、供給装置１には搬送流
体供給ライン９および搬送流体排除ライン１０が
連結されている。

第２図には前記供給装置１の外観が示され、第
３図および第４図はそれぞれ一部を切欠いた正面
図および要部の一部を切欠いた右側面図が示され
ている。これらの図において、略肉厚筒状の本体
１１内には回転体としての円錐台状の弁体１２が
軸方向回転自在に嵌入され、供給装置１はいわゆ
るロータリバルブ形式に構成されている。

本体１１には、搬送流体流入口１３および触媒
流出口１４が図中水平方向に沿つた仮想同一直線
上を前記弁体１２を中心として互いに反対方向に
向つて設けられ、また触媒流入口１５および触媒
返還口１６が、弁体１２を中心として互いに反対
方向に向つて且前記搬送流体流入口１３および触
媒流出口１４と同一仮想水平面上でしかも搬送流
体流入口１３および触媒流出口１４に対して直角
方向に向つて設けられている。ここにおいて、搬
送流体流入口１３には搬送流体供給ライン９が、
触媒流出口１４には触媒供給ライン２が、触媒流
入口１５には触媒流入ライン５が、また触媒返還
口１６には触媒返還ライン８がそれぞれ連通され
ている。

前記弁体１２は、本体１１の中央部に設けられ
た円柱形状の中空部２１内に収納されるととも
に、弁体１２の底面中心位置には円錐形状の凹部
２２が形成され、この凹部２２に所定量だけ挿入
された超硬ボール２３により弁体１２は回転自在
に支持されている。超硬ボール２３は、弁体１２
の下方に位置する円盤状の軸受材２４の上端面中
心に形成された円錐形状の凹部２５に所定量だけ
挿入され、また、軸受材２４は、本体１１の下部
に取付けられた蓋部２６と軸受材２４との間に介
装された圧縮コイルばね２７により図中上方に付
勢されており、これにより弁体１２は図中上方に
付勢された状態で支持されている。

弁体１２の外周部には、短寸円筒状の案内リン
グ２８が被嵌固定され、この案内リング２８によ
り弁体１２の中空部２１内における回転が案内さ
れるとともに、弁体１２の上下方向の移動量が規
制されている。また、案内リング２８の所定の位
置には連通孔２９が穿設されている。

弁体１２には第１の流路３１Ａおよび第２の流
路３１Ｂが弁体１２内部において互いに交差する
ことのないよう穿設されている。これら２つの流
路３１Ａ，３１Ｂは図中上方から見て互いに垂直
方向に向いて配置され、流路３１Ａ，３１Ｂの両
端開口部は弁体１２の外周部において略同一高さ
に位置され且周方向に沿つて互いに90度間隔とな
るようにされている。これらの流路３１Ａ，３１
Ｂにより、弁体１２が第３図に示される回転角度
に位置するときは、第１の流路３１Ａにより搬送
流体流入口１３および触媒流出口１４が連通され
るとともに第２の流路３１Ｂにより触媒流入口１
５および触媒返還口１６が連通され、この回転角
度から90度だけ弁体１２が回転されると、第１の
流路３１Ａにより触媒流入口１５および触媒返還
口１６が連通されるとともに、第２の流路３１Ｂ
により搬送流体流入口１３および触媒流出口１４
が連通されるようになつている。なお、前記案内
リング２８の連通孔２９は、流路３１Ａ，３１Ｂ
のそれぞれの両端開口部の位置に設けられてお
り、案内リング２８によつて触媒７が搬送流体の
流れが遮られることはない。

本体１１の搬送流体流入口１３と触媒流入口１
５との中間位置には、第５図および第６図に示さ
れるように、搬送流体排除口４１が設けられ、弁
体１２が所定の回転角度に位置されると流路３１
Ａまたは３１Ｂが接手８０を介して搬送流体排除
ライン１０に連通されるようになつている。

弁体１２にはステム５１が設けられ、このステ
ム５１はＯリング５２を介して本体１１に回転自
在に支持されている。ステム５１は、第２，３図
に示されるように、ラチエツト５３を介して駆動
軸５４に連結され、駆動源としてのアクチユエー
タ５５により駆動軸５４が回転されるとステム５
１も回転されるが、前記ラチエツト５３によりス
テム５１は常に一方向のみに回転されるようにな
つており、本実施例においては、図中上方から見
て弁体１２は反時計方向にのみ回転するようにな
つている。

ラチエツト５３の上方には、ヨーク６１を介し
て本体１１の上部に支持された制御部５６が設け
られている。制御部５６は、駆動軸５４の回転数
を検出するリミツトスイツチ５７のほかに電磁弁
５８、アクチユエータ５５、スピードコントロー
ル６０を有し、これらの作用により弁体１２は適
宜回転あるいは停止されるようになつている。

なお、第３図に示されるように、弁体１２には
弁体１２の上端面側および底面側を連通する第１
の調整穴７１が穿設されるとともに、本体１１に
は触媒流出口１４および中空部２１を連通する第
２の調整穴７２が穿設され、これらの調整穴７
１，７２により弁体１２の周囲の圧力調整がはか
られている。

次に本実施例の作用につき、第７図Ａ〜Ｃをも
参照して説明する。

触媒貯槽６に高濃度スラリー状の触媒７を充填
し、窒素等の不活性ガスにより加圧して、槽内の
内圧が重合反応槽３より若干高圧となるように維
持しておく。

供給装置１の回転体１２が第７図Ａに示される
状態に停止されているときには、第１の流路３１
Ａにより搬送流体供給ライン９と触媒供給ライン
２とが連通されて搬送流体が重合反応槽３へと供
給される。搬送流体としては重合反応用のモノマ
ー自身であることが最も好ましい。

一方、第２の流路３１Ｂには、触媒流入ライン
５が連通され、第２の流路３１Ｂ内には触媒７が
充填される。この際、余分な触媒７は搬送返還ラ
イン８により触媒貯槽６へと戻される。

これより、回転体１２を第７図中反時計方向に
回転させて第７図Ｂ示される状態にすると、搬送
流体供給ライン９と触媒供給ライン２、および、
触媒流入ライン５と触媒返還ライン８のそれぞれ
は一旦非連通状態となるとともに、第１の流路３
１Ａは搬送流体排除ライン１０に連通され、第１
の流路３１Ａ内の搬送流体は搬送流体排除ライン
１０へ排除される。一方、第２の流路３１Ｂ内に
は一定量の触媒７が充填されたままとなつてい
る。

さらに回転体１２を反時計方向に回転させ、第
７図Ｃに示される状態、すなわち第７図Ａに示さ
れる状態から丁度90度回転して停止されると、第
２の流路３１Ｂにより搬送流体供給ライン９と触
媒供給ライン２とが連通され、搬送流体供給ライ
ン９から供給装置１内に流入する搬送流体により
第２の流路３１Ｂ内を充填していた触媒７は触媒
供給ライン２へと押し出され、搬送流体の流れと
ともに重合反応槽３へと供給される。一方、空と
なつた第１の流路３１Ａには触媒流入ライン５が
連通され、第１の流路３１Ａ内には触媒７が充填
される。

このようにして回転体１２を適宜回転、停止さ
せることを繰り返していくことにより、重合反応
槽３へと流入する搬送流体の流れの中に、適宜、
所定量の触媒７が希釈されることなく高濃度スラ
リー状態のままで、前記搬送流体と置き換わるよ
うにして供給され、触媒７は搬送流体に搬送され
て重合反応槽３へと供給される。

回転体１２が第７図ＡからＢに示される状態に
至る間は搬送流体供給ライン９と触媒供給ライン
２とは一時的に不通になるが、この間の時間は通
常数秒以内の極めて短時間であるため、触媒供給
ライン２における流れが停溜して詰りを起こすよ
うなことは全く無い。なお、回転体１２は第７図
Ａ〜Ｃに示される状態に一旦停止される必要は必
らずしも無く、回転体１２を常に連続回転してお
いてもよく、回転体１２の回転状態は必要に応じ
て適宜選択される。すなわち、流路３１Ａ，３１
Ｂ内に充填される触媒７の量は一定であるから、
例えば一定流速の搬送流体に対してより多くの触
媒７を供給しようとする場合には前記制御部５６
の操作により回転体１２の回転数を速くすればよ
いし、あるいはまた、制御部５６の働きにより、
変動する搬送流体の流量に回転体１２の回転数を
対応させて搬送流体の流量が変動しても常に一定
の割合で触媒７が供給されるようにしてもよい。

また、搬送流体として重合反応用のモノマーを
用いるときなどは、助触媒供給ライン４より助触
媒を供給して触媒供給ライン２内において予備重
合が行なわれるようにしてもよい。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

触媒７を高濃度スラリーのままで希釈すること
なく極めて円滑に重合反応槽３へと供給できる。
例えば、従来のポンプ移送により触媒を供給する
方法にあつては、ヘプタン等の不活性溶剤や固体
成分の性状にもよるが通常固体（ｇ）と不活性溶
剤（）との比が10g／〜0.1g／の範囲まで
不活性溶剤で希釈しなければならなかつたが、本
実施例によれば不活性溶剤を多くとも従来の0.02
％〜２％程度しか必要でなくなつた。すなわち、
従来の50倍〜5000倍の高濃度で供給することがで
きる。

したがつて触媒７の活性低下が防止されるばか
りでなく、後処理工程を複雑にする不活性溶剤を
極力使用しないで済むため省資源化の要請にも応
じられ、製造単価の向上にも大きく貢献すること
ができる。また、生成ポリマー乾燥工程での不活
性溶剤に起因する製品中の揮発分を著しく低下さ
せることができる。

さらに、触媒７の供給量は、回転体１２の回転
状態を制御することにより容易に調整することが
できるという効果がある。

また、搬送流体として重合反応用のモノマー自
身を用いる場合には、搬送流体の分離工程が不要
となり、しかも、モノマー自身は重合反応物であ
るから任意の量を供給することができるので、高
濃度触媒スラリーを供給しても触媒供給ライン２
の閉塞を来すことは全く無い。

なお、上述の触媒成分供給装置１にあつては、
流路３１Ａ，３１Ｂはいずれも回転体１２の回転
軸と垂直方向に向いているものとしたが、例えば
挙統の回転式弾装の如く、回転体の複数の流路は
それぞれ回転体の回転軸と平行方向に沿つて設け
られているものでもよい。

さらに上述においては、重合反応における場合
について説明したが、本発明の重合反応に限ら
ず、触媒を要する化学反応工程全般に適用でき
る。

上述のように本発明によれば、触媒を高濃度の
まま円滑に反応槽に供給するオレフイン重合用触
媒成分の供給方法および供給装置を提供すること
ができる。

次に、以下の実施例により本発明を更に詳細に
説明する。

実施例 搬送流体として重合反応用モノマーであるプロ
ピレンを用い、重合反応槽３において塊状重合を
行つた。この際、触媒７としては固体成分中の溶
剤（ヘプタン）の割合が50ωt％である触媒スラ
リー（Mgに担持したTi触媒）で、その濃度が
700g（固体）／（ヘプタン）、
触媒／酸化マグネシウム＝１／２（重量比）であるもの
を 用いた。触媒固体成分の性状よつては流動性改良
剤を用いてもよく、本実施例では酸化マグネシウ
ムを流動性改良剤として用いた。

触媒貯槽６は内容量が１のものを用い、窒素
ガスにより内圧を36Kg／cm²に維持するようにし
た。また、搬送流体供給ライン９には液状プロピ
レンを流速0.3m／秒で流した。

流路３１Ａ，３１Ｂの容積はともに５mlとし、
回転体１２は第７図ＡおよびＣに示される状態に
あつては約５分間停止させ、回転動作自体は数秒
間程度の比較的迅速なものとし、１時間で12回転
するようにした。したがつて、第７図Ｂで示され
る状態に回転体１２は特に停止されないが、液状
プロピレンは搬送流体排除ライン１０より速やか
に減圧パージされてしまう。また、回転体１２の
回転動作中は搬送流体供給ライン９と触媒供給ラ
イン２とは不通状態となるが、この間の時間は数
秒以内の極めて短いものであり、触媒供給ライン
２の流速が滞つて触媒供給ライン２が閉塞してし
まうことはない。

本実施例によれば製品ポリマー中の揮発成分は
0.5％以下であつた。これに対し、従来のポンプ
移送によると製品ポリマー中の揮発成分は２％で
あつた。また、本実施例では、ポンプ移送の場合
に比して70倍のスラリー濃度の触媒を供給するこ
とができ、その触媒活性は単位チタン当りの生成
ポリプロピレンの量で比較して4.9倍に達した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による触媒成分の供給装置が重
合反応プロセスに適用された場合の一実施例を示
す概略構成図、第２図は前触媒成分の供給装置の
一実施例の外観を示す斜視図、第３図は前記実施
例の一部を切欠いて示す正面図、第４図は第３図
の要部を一部を切欠いて示す右側面図、第５図は
第３図の一部を切欠いて示す底面図、第６図は第
５図の−線に従う矢視断面図、第７図Ａ〜Ｃ
はそれぞれ前記実施例の動作状態を示す概略構成
図である。 １……触媒成分の供給装置、２……触媒供給ラ
イン、３……反応槽としての重合反応槽、５……
触媒流入ライン、６……触媒貯槽、７……触媒、
９……搬送流体供給ライン、１０……搬送流体排
除ライン、１１……本体、１２……回転体として
の弁体、１３……搬送流体流入口、１４……触媒
流出口、１５……触媒流入口、３１Ａ，３１Ｂ…
…第１、第２の流路、４１……搬送流体排除口、
５６……制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応槽へと流入する搬送流体の流れ中に、互
   いに交差することのない２つの流路を有する回転
   体を配置し、一方の流路により搬送流体が流され
   ているときには他方の流路には高濃度触媒が充填
   されるようにするとともに、前記回転体を回転さ
   せて搬送流体中に前記高濃度触媒が適宜供給され
   るようにし、高濃度触媒は搬送流体に搬送されて
   前記反応槽へと供給されるようにすることを特徴
   とするオレフイン重合用接触成分の供給方法。 ２ 互いに交差することのない第１および第２の
   流路を有する回転体と、触媒貯槽に連通された触
   媒流入口と、反応槽に触媒を供給する触媒供給ラ
   インへの流出口と、搬送流体の流入する搬送流体
   流入口と、前記流路内の搬送流体を排除するため
   の搬送流体排除口とが備えられ、前記回転体が所
   定の回転角度に位置するときには第１の流路によ
   り搬送流体流入口と触媒流出口とが連通され且第
   ２の流路には触媒流入口が連通されるとともに、
   回転体が所定角度だけ回転されると第１の流路は
   搬送流体排除口に連通され、更に回転体が所定角
   度だけ回転されると第１の流路は触媒流入口に連
   通され且第２の流路は搬送流体流入口および触媒
   流出口に連通されるよう構成されていることを特
   徴とするオレフイン重合用触媒成分の供給装置。