JPH0332562B2 - - Google Patents

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JPH0332562B2
JPH0332562B2 JP20984781A JP20984781A JPH0332562B2 JP H0332562 B2 JPH0332562 B2 JP H0332562B2 JP 20984781 A JP20984781 A JP 20984781A JP 20984781 A JP20984781 A JP 20984781A JP H0332562 B2 JPH0332562 B2 JP H0332562B2
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JP
Japan
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fluidized bed
height
gas phase
bed zone
phase polymerization
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JP20984781A
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JPS58113208A (ja
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Akifumi Kato
Shigeo Kaminaga
Ryoichi Yamamoto
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/382Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオレフイン類の気相重合方法に関す
る。さらに詳しくは長期間連続して安定な運転が
可能であり、したがつて一定品質のオレフイン重
合体の製造が可能なオレフイン類の連続気相重合
方法に関する。
とくに、本発明は、撹拌器を具備した気相重合
槽中で、撹拌条件下に流動床層を形成させながら
連続的に気相重合を行うオレフイン類の気相重合
方法に於て、 (i) 該撹拌器の撹拌翼の高さ上端部が該流動床層
区域中に埋没する状態で該区域を撹拌しながら
気相重合を行うこと、 (ii) 該流動床層区域中で且つ該撹拌翼高さ上端部
を超える位置に設けた流動床層区域内圧力検出
端と、該流動床層区域より上方の上部空間区域
に設けた上部空間区域内圧力検出端とにより、
該両区域間の差圧を検知し、この検知された差
圧に応じて、該流動床層区域高さがほぼ一定に
維持されるように、該区域からオレフイン重合
体を抜き出すこと、を特徴とするオレフイン類
の連続気相重合方法に関する。
撹拌器を具備した気相重合槽中で、触媒を含有
するオレフイン重合体粒子層の中に、ガス状オレ
フインを吹き込むことによつて流動床層を形成し
つつ連続的にオレフイン類を気相重合させること
は公知である。
この際、微細なオレフイン重合体粒子や触媒粒
子のエントレインメントを防止するため、ガス流
速を小さくし、その代りに機械的撹拌によつて流
動層を撹拌して良好な混合状態を得ようとする試
みも知られている。しかしながらこのような試み
にもかかわらず、流動床層内の混合状態を均一に
することが困難であるため、オレフイン重合体の
塊状物が生成して、ガス吹込口やオレフイン重合
体抜き出し口を閉塞させ、長期間の運転を不可能
ならしめることが多い。また、このような気相重
合を連続して行う場合、流動床層区域の高さをで
きるだけ一定に維持するようにオレフイン重合体
を抜き出すことが均質な重合体を得、かつ安定な
運転を行うために必要である。
そのためには、流動床層区域高さを計測し、そ
れを一定に保つように重合体排出弁の開閉を調節
することが考えられる。本発明者等は、このよう
な着想にもとずいて、流動床層区域高さを計測す
る方法として気相重合槽内に上下2個所の圧力検
出端を設け、その一方は流動床層区域より上方の
上部空間区域中に、他方は流動床層区域上端又は
流動床層区域内に設け、両者の差圧を測定するこ
とによつて、流動床層区域高さを求める方法を試
みた。
その結果、流動床層区域上端に上記他方の圧力
検出端を設けた場合には、流動床層区域上端が圧
力検出端に達したときに、上記上部空間区域との
差圧が生ずることにより、これを検知し、この検
知された差圧に応じて重合体排出弁を開いて重合
体を抜き出し、そしてこの抜き出しに応じて流動
床層区域の高さが低下して上記他方の圧力検出端
より低レベルになると、上記上部空間区域との圧
力差がなくなることにより、これを検知して該重
合体排出弁を閉じるというコントロールシステム
を採用せざるを得ないが、このような手段による
場合には、流動床層区域高さの微調製を可能とす
るようなコントロールが操作上不可能であつて、
流動床層区域高さの変動がかなり大きくなり、安
定した運転がし難いという欠点があることがわか
つた。
一方、流動床層区域内に上記他方の圧力検出端
を設けた場合には、その設置の位置によつて検出
端が撹拌機の影響を受けるために正確に圧力が検
知されず、したがつて流動床層区域高さを一定に
調節することが困難となることがわかつた。更に
該検出端に詰りが生じ易く、測定が不能となる場
合さえでてくる不都合があることがわかつた。流
動床層区域の撹拌状態が不充分なところで計量す
ればこのような恐れはないが、そのような状態を
生ずるような撹拌条件を採用したときには、均一
な流動床状態の形成が阻害されるため、安定な重
合が行われず、塊状重合体の生成するトラブルが
あることがわかつた。
ところが、更に検討を続けた結果、前記(i)及び
(ii)を充足する条件下に、上記差圧の検知を行う方
法を採用することにより、流動床層区域の高さを
ほぼ一定にコントロールすることができ、しかも
流動床層区域の良好な混合状態が得られ、安定し
た重合が可能となり、塊状重合体の生成や重合体
の壁付着のトラブルが防止できることが発見され
た。従つて、本発明の目的は、オレフイン類の改
善された連続気相重合方法を提供するにある。
本発明のオレフイン重合は、定常状態において
は、オレフイン重合体および触媒からなる流動床
層区域へ、撹拌条件下に、触媒を連続的に供給す
るとともに、ガス状オレフインを該流動床層区域
の下部から吹き込むことによつて流動状態を維持
し、かつ重合を行わしめる。流動床層区域内は、
撹拌機、好ましくはイカリ型(アンカー型)撹拌
機によつて撹拌し、これにより横方向においても
良好な混合状態を得ることができる。
流動床層区域の下端部(底部)は好ましくは多
孔板となつており、ガス状オレフインの均一な分
散を助けるとともに、重合体粒子等の落下を防止
する。分子量調節の目的で水素を用いることがで
きるが、ガス状オレフインと共に流動床層区域下
端部から供給してもよく、あるいは流動床層区域
内に直接供給してもよい。
重合器の流動床層区域は、裁頭円錐状又は円柱
状のものが好ましく使用される。本発明において
用いられる撹拌器、好ましくはイカリ型撹拌機
は、これら裁頭円錐状、円柱状等をなす流動層の
底面(通常は多孔板からなる)および側壁面に近
接して撹拌翼が回転する構造となつているもので
あり、回転軸から流動床層区域の底面に沿つて側
壁部近辺まで伸び、そこからさらに側壁部に沿つ
て立上つて伸びる撹拌翼を複数枚有する構造をな
しているのが普通である。複数枚有する撹拌翼の
高さは必ずしも同一である必要はない。イカリ型
撹拌機はまた上記のような基本構造を有している
限り、補助的な撹拌翼が設けられていたり、その
他の変更態様設計のものであつてもよい。
オレフイン類の重合時において、流動床層区域
高さが、撹拌器の撹拌翼の高さ上端部までの高さ
の好ましくは1.02ないし1.4倍、より好ましくは
1.02ないし1.2倍となるように維持し、しかも好
ましくはできるだけ流動床層区域高さの変動がな
く、ほぼ一定に維持できるようにオレフイン重合
体を連続的又は間欠的に抜き出すのがよい。撹拌
器の撹拌翼の高さ上端部までの高さとは、流動床
層区域底面から該撹拌翼の上端部までの距離であ
つて、複数の撹拌翼を有し且つその高さが異なる
場合には、もつとも高いものを基準とする。
本発明においては、そのように撹拌器の撹拌翼
を流動床層区域内に埋没させるように運転する。
もし撹拌翼の上部の一部が流動床層区域から露出
して上部空間区域に延びていると、その部分でオ
レフイン重合体の付着や塊状化が起こり、安定運
転を妨げる。また、流動床層区域高さを前記好ま
しい範囲よりも高く維持すると、流動床層区域全
系の混合が不充分となり、壁付着等を起こすおそ
れがあるため、上記好ましい範囲で適宜に選択す
るのがよい。イカリ型撹拌器を用い、流動床層区
域高さを好ましくは前記範囲内の適当な位置に調
節することによつて、重合体の壁付着や塊状化を
防止することが可能でしかも安定した運転を行う
ことができる。
さらに、このような構成をとることにより差圧
方式による流動床層区域高さを正確に測定するこ
ともできるようになり、したがつて、該区域高さ
をほぼ一定に保つように、検知された差圧に応じ
てオレフイン重合体抜き出し弁の開閉を行うよう
に指示することによつて、自動制御が可能であ
る。すなわち流動床層区域内と上部空間区域の差
圧を測定すれば流動層高さを測定することが可能
である。しかし一般に流動床層区域内の圧力検出
端は詰り易く、しかも撹拌機の影響を受け易い。
ところが上記のように流動床層区域高さを撹拌翼
の高さ上端部までの高さよりも好ましくは1.02な
いし1.4倍程度の高さに維持し、該流動床層区域
中で且つ撹拌翼高さ上端部を超える位置に流動床
層区域内圧力検出端を設置すると、詰りもなく、
しかも撹拌機の影響も受けず、したがつて正確な
測定が長期間に亘つて行うことが可能となる。こ
の結果、流動床層区域内圧力検出端と上部空間区
域内圧力検出端とにより、該両区域間の差圧を検
知し、この検知された差圧に応じて流動床層区域
高さをほぼ一定にするように、オレフイン重合体
を抜き出すことが可能であり、長期間連続運転を
自動的に行うことができる。流動層側の圧力検出
端の位置は、好ましくは撹拌翼の高さ上端部まで
の高さの1.05ないし1.15倍の高さにするのがよ
い。
本発明においては、流動床層区域内圧力検出端
の少し上部にさらに他の圧力検出端を設け、これ
と流動層上部の圧力検出端との差圧を測定し、流
動床層区域高さの上限をこの差圧によつて制御す
る態様を、前記した制御と組合せて採用してもよ
い。
本発明におけるオレフイン重合は、オレフイン
の単独重合のみならず、オレフイン同志の共重
合、オレフインとジエンの共重合なども包含す
る。オレフインの例としては、エチレン、プロピ
レン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、
1−デセンなどを例示することができる。とくに
エチレン又はプロピレンを主体とし、例えばこれ
ら単量体を90モル%以上で含有する結晶性重合体
の製造に好適である。
重合触媒としては、チーグラー型触媒、フイリ
ツプス型触媒など種々の触媒系を使用することが
できる。例えばチタン、バナジウム、クロム、ジ
ルコニウムなどの化合物を触媒成分として用いる
ことができる。とくにマグネシウム化合物に担持
されたチタン触媒成分と有機アルミニウム化合物
触媒成分を使用すると触媒活性が大きいので好適
である。これら触媒系についてはすでに広く知ら
れている。重合においては、分子量、分子量分
布、立体規則性などを制御する目的で、水素、電
子供与体、ハロゲン化合物、その他各種添加剤を
使用することができる。これら触媒成分や添加剤
は、重合器の任意の場所に供給することができ
る。重合においてはまた除熱目的のため、易揮発
性の不活性炭化水素を共存させることもできる。
これらは重合器中で気化することによつて除熱目
的を果す。
オレフインの重合温度は、オレフインの種類に
よつても異なるが一般には約30℃ないし約90℃程
度の温度範囲が採用される。また反応圧力は、オ
レフインの液化する圧力より小さければ任意の圧
力でよく、例えば約2ないし約30Kg/cm2・Gであ
る。
オレフインは流動床層区域下部から、線速度が
1ないし60cm/sec、とくには約3ないし約40
cm/secとなるように吹込むのが好ましい。重合
熱除去のため、液状のオレフインを重合器に供給
してもよい。液状のオレフインを供給する場合に
は、流動層より上方に供給するのが好ましい。
オレフイン重合体は流動床層区域の側面から、
流動層高さが一定となるよう連続的又は間欠的に
抜き出される。このような方法を採用して連続重
合を長期間行うことができる。
本発明の一実施態様を第1図に示す。予備重合
槽1においてマグネシウム化合物に担持されたチ
タン触媒成分と有機アルミニウム化合物成分を用
いてオレフインを予備重合した後、管11を介し
て連続的に気相重合槽の流動床層区域3に供給す
る。追加の有機アルミニウム化合物を管12から
気相重合槽の流動床層区域3に供給する。気相重
合槽の反応床である流動床層区域3は、イカリ型
撹拌機4により撹拌する。ガス状オレフインは凝
縮器6で凝縮しなかつたものを管13を通り、あ
るいは新たに管14を通つて重合槽の下部に供給
し、多孔板5を通つて流動床層区域3に入り、反
応床を流動させるとともに重合に使用する。分子
量調節に使用される水素は、管15を通り重合槽
に供給する。重合槽から排出される未反応オレフ
インは管16を通り凝縮器6で凝縮させ、ドラム
7から管17を通り、散布部18から反応床に散
布させる。
流動床層区域3の高さは、上部空間区域2に検
出端を有する低圧側ライン20と流動床層区域3
中で且つ撹拌翼高さ(h1)上端部を超える位置に
検出端を有する高圧側ライン21の差圧をレベル
計23で測定し、流動床層区域高さ(h2)を一定
に保つように、レベルコントロールバルブ24の
開閉を指示して重合体を管19から抜き出す。高
圧側ライン21の詰りを防止するため管22より
パージガスを流しておくのがよい。
実施例 1 〈チタン触媒成分の調製〉 市販の無水塩化マグネシウム30g、安息香酸エ
チル7.5mlおよびメチルポリシロキサン(粘度
20c.s.(25℃))4.5mlを窒素雰囲気中、振動ポール
ミルで40時間接触させた。得られた固体処理物20
gを200mlのTiCl4中に懸濁させ、80℃で2時間
撹拌下に接触した。反応終了後、デカンテーシヨ
ンにより上澄部を精製ヘキサンで洗浄した。上澄
ヘキサン中に塩素が検出されなくなるまでこの操
作を繰り返した。得られたチタン触媒成分には原
子換算でチタン1.9wt%、塩素65wt%含有されて
いた。上記操作を数回繰り返すことにより、以下
の重合に供した。
〈予備重合処理〉 前記チタン触媒成分をヘキサン中、1.5mmol/
、トリエチルアルミニウム(以下TEAと略す)
6mmol/、p−トルイル酸メチル(以下MPT
と略す)2mmol/及び添加プロピレンはチタ
ン触媒成分に対して2倍重量で行つた。
〈ポリプロピレンの気相重合〉 前記のように予備重合処理された触媒を使用し
て第1図に示したフローダイヤグラムに従つて重
合を行つた。
気相重合槽の内径は300mm、イカリ型撹拌機4
の撹拌翼高さ上端部までの高さ(h1)は多孔板5
から450mm、高圧側ライン21は内径2mmのSUS
製であつて、その流動床層区域内圧力検出端は、
重合槽内壁から150mm、撹拌翼上端から30mm上部
に挿入した。
イカリ型撹拌機を200rpmで回転させる一方、
前記予備重合処理されたチタン触媒成分
1mmol/hr(チタン原子換算)、TEA50mmol/
hr、MPT12mmol/hr、プロピレンガス(循環
ガスを含む)を重合槽中4cm/secとなる速度で、
またプロピレン液を45Kg/hrの速度で散布部18
から散布し、重合温度70℃、重合圧力18Kg/cm2
の条件でプロピレンの連続重合を行つた。また流
動床層区域高さ(h2)が多孔板から490mmの高さ
となるようにレベル計の指示にしたがつてポリマ
ーを管19から10Kg/hrの速度で抜き出した。な
お高圧側ラインの詰り防止のため、管22よりプ
ロピレンガスを100N/hrの速度で供給した。
MI=9.1、n−ヘプタン不溶分が93.3重量%の
ポリプロピレンを長期間安定して製造することが
できた。
比較例 高圧側ライン21の検出端の位置を、撹拌翼の
高さ及び撹拌器上端部から400mm下部にした場合
はいずれもレベルの検出が難かしくレベルの増減
を検知することができなかつた。
【図面の簡単な説明】
添付第1図は、本発明方法実施の一態様を示す
畧示的装置図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 撹拌器を具備した気相重合槽中で、撹拌条件
    下に流動床層を形成させながら連続的に気相重合
    を行うオレフイン類の気相重合方法に於て、 (i) 該撹拌器の撹拌翼の高さ上端部が該流動床層
    区域中に埋没する状態で該区域を撹拌しながら
    気相重合を行うこと、 (ii) 該流動床層区域中で且つ該撹拌翼高さ上端部
    を超える位置に設けた流動床層区域内圧力検出
    端と、該流動床層区域より上方の上部空間区域
    に設けた上部空間区域内圧力検出端とにより、
    該両区域間の差圧を検知し、この検知された差
    圧に応じて、該流動床層区域高さがほぼ一定に
    維持されるように、該区域からオレフイン重合
    体を抜き出すこと、 を特徴とするオレフイン類の連続気相重合方法。 2 該流動床層区域高さが、該撹拌翼の高さ上端
    部までの高さの1.02〜1.4倍の範囲にある特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 3 該流動床層内のガス流速を1〜60cm/秒とす
    る特許請求の範囲第1項もしくは第2項記載の方
    法。
JP20984781A 1981-12-28 1981-12-28 オレフイン類の連続気相重合方法 Granted JPS58113208A (ja)

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