JPH0477502A - 気相重合流動床の床高さ制御方法 - Google Patents

気相重合流動床の床高さ制御方法

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JPH0477502A
JPH0477502A JP18673490A JP18673490A JPH0477502A JP H0477502 A JPH0477502 A JP H0477502A JP 18673490 A JP18673490 A JP 18673490A JP 18673490 A JP18673490 A JP 18673490A JP H0477502 A JPH0477502 A JP H0477502A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は気相流動床を用いてオレフィンを重合する場合
における流動床高さの制御方法に関するものである。更
に詳しくは、圧力取り出し口の構造を改善して、流動床
内部と流動床上部空間との差圧を正確に測定し、これに
より流動床高さを鯖度よく制御する方法に関するもので
ある。
[従来の技術] 流動床を利用したオレフィンの気相重合装置はすでに知
られている。例えば、特公昭47−13962号公報に
よれば、流動床気相重合装置の主要構成要素として、 (I)重合体粒子による流動床の形成、(IT)カス分
散板によるオレフィンカス分散の均一化、 (nl)オレフィンガスによる粒子の流動化および重合
熱の除去、 (TV)オレフィンガスの循環と外部熱交換器による冷
却、 (V)固体触媒のフィート、 (VI)助触媒のフィード、および (■)流動床の床高さの制御および重合体粒子の抜き出
しなどが挙げられている。
流動床気相重合装置を安定に運転するためには、流動床
の床高さを一定に制御することがきわめて重要である。
すなわち、床高さ、が一定てあれば、他の条件が一定で
ある限り反応器内の重合体粒子の量はほぼ一定てあり、
従フて粒子の平均滞留時間も一定となる。床高さか高過
きる時は、滞留時間か延長されるばかりてなく、重合体
粒子が流動床外へ飛び出し易くなる。飛び出した粒子は
循環カスの配管に入り、反応器以外の部分に蓄積されて
重合反応を引き起し、塊状の重合体を生成するため望ま
しくない。また、床高さが低過ぎる時は、滞留時間が短
くなるため、活性の残った触媒を含む重合体粒子か製品
として取り出されるので好ましくない。
運転中に触媒を流動床式反応器に供給すれば、重合体粒
子か生成することにより流動床の床高さは必ず増大する
。前述の理由から、この増大した高さに相当する量の重
合体粒子を排出して床高さを一定に保持することが必要
であり、そのためには、先ず流動床の床高さを精度よく
測定する方法か重要となる。
通常の工業装置では床高さを肉眼て観察することか不可
能であるため、従来一般には流動床のカス分散板下部と
流動床上部空間とに圧力検出端を取り付け、この全差圧
を測定して流動床の床高さを推定している。この場合に
測定される全差圧は一般的に次式で表わされる (全差圧) =(ガス分散板の圧力損失)+(流動床の重量)=(α
°p°u2+pB°HB°g)×76g ここて ρ :カス密度(kg/m3) U :ガス分散板の孔内ガス流速(m/5ee)ρB 
=流動化状態における粒子床平均密度(kg/m3) HB :流動化状態における床高さ(m)g :重力の
加速度(m/sec2) g :重力換算係数(kg−tIl/にg−sec2)
α :定数 上式において他の条件がまったく変化しない場合には、
全差圧を一定に保つと、床高さHBは一定になっている
はすである。しかしながら、実際の重合反応装置の運転
においては、種々の条件が変動するので、全差圧が一定
となるように制御するのみては、床高さHBを必すしも
一定にすることはてきない。例えば、他の条件が一定で
あっても以下のような場合に変動が生ずる: (a)カス分散板の孔に目詰まりか生じた場合(重合体
粒子の溶融などによる) →U が大きくなる。
(b 、)循環カスの組成が変化した場合→ρ が変化
する。
(−C)循環ガスの流量が変化した場合→U か変化す
る。
(d)重合体粒子のかさ密度が変化した場合(触媒、温
度、圧力の変化による) →ρ、が変化する。
このように、運転中に通常起こり得る変動によってug
、ρ8、ρ8などは変化し、このため全差圧を一定に制
御してもHBの値は変動を免れず、正確な床高さを維持
することは不可能に近い。
上記のトラブルを避ける一つの方法として、攪拌流動床
でオレフィンを気相重合させる装置の場合に、流動床層
区域中でかつ攪拌翼高さ上端部を超える位置に設けた下
部圧力検出端と流動床層区域より上方の上部空間区域に
設けた上部圧力検出端との両枝出端の差圧を検知し、こ
れを一定とするように制御することが開示されている(
特開昭58−113208号公報)。しかしこの場合に
は、下部圧力検出端の詰まりを防止するためパージカス
を流しておくのがよいとされており、パージカスの使用
に起因する各種の問題点およびその流量変動による圧力
検出精度の低下などの点から、必ずしも満足てきるもの
てはない。
また、ポリプロピレンの気相重合檀のパラターレベル検
出用に考案された装置もある(米国特許第4,387,
593号)、、シかしながら、これは床高さかあ、る一
定値に到達したか否かを示す機能を持つに過ぎないため
、床高さの連続的測定はできない。
さらに検出端の構造には可動部や空間部が含まれるので
、ここに触媒が侵入して重合反応を起こし、生成ポリマ
ーによる閉塞を生ずる可能性が大きい。
[発明か解決しようとする課題] 本発明は、上記の点に鑑み、流動床式反応器を利用した
オレフィンの気相重合装置におしXて、圧力測定用配管
にパージカスを使用することなく、しかも安定かつ確実
に床高さの測定および制御を行なう方法を提供すること
を目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記の目的に沿って鋭意検討した結果、流
動床式反応器の圧力検出端の形状を工夫することによっ
て、常時床高さを測定することか可能となり、これによ
り床高さの制御か極めて容易になることを見出し本発明
に到達した。
すなわち本発明は、流動床式反応器を用し\てオレフィ
ンの気相重合を行なうに際し、流動床上部空間区域およ
び流動床区域の圧力を検出し、両者の差圧により床高さ
を制御する方法において、圧力取り出し口が断面積1 
cm2以上の空室からなること、および該圧力取り出し
口の内部にあらかじめ粉粒体を充填しておくことを特徴
とする床高さの制御方法を提供するものである。
以下に本発明の内容を詳述する。
本発明でいう流動床式反応器とは、攪拌機を有する場合
および攪拌機を有しない場合の何れであってもよい。
本発明において使用する圧力取り出し口は、断面積が1
 cm2以上、好ましくは4〜40 cm2以上の範囲
である。断面積か1 cm2未満の場合には、長時間運
転を継続する間に上記圧力取り田し[]の内部に重合体
粒子の詰まりを生して測定が困難になる。この欠点を避
けるためパージガスを流すことも行なわれるが、この場
合にも比較的短時間てその効果は減少し、ついには粒子
の詰まりを生ずるに至る。また、圧力取り出し口の長さ
かあまり短いと、該取り出し口以降の検出配管内に粒子
か侵入して上記と同様の障害を引き起すため、空室の相
当直径と同等以上が好ましい。
さらに、本発明においては、圧力取り出し口の内部に予
め粉粒体を充填しておくことが必要である。粉粒体を充
填しないで重合反応を開始すると、運転の初期に圧力取
り出し口以降の検出配管内に上記同様重合体粒子が侵入
する恐れがあるため望ましくない。ここで充填する粉粒
体としては、平均粒径が500〜2,000μmの不活
性なものが好ましく、とくに不活性なポリオレフィン粒
子が好ましい。通常の流動床式反応器においては、運転
開始前に反応器内に重合体粒子と同種の種ポリマーを充
填するが、この際充填された種ポリマーをそのまま利用
することが特に望ましい。
なお、本発明の圧力取り出し口が円管である場合の構造
の一例を第1図に示す。
すなわち、流動床反応l!!1の中の流動床3に接する
位置に下部圧力検出端9を設ける。圧力検出端9の先端
は細管を経て差圧測定装置11に接続し、上部圧力検出
端(図示せず)から導かれた圧力との差圧を測定する。
なお、上記の構造は流動床区域の圧力取り出し口(下部
圧力検出端)においては必須であるが、流動床上部空間
区域の圧力取り出し口(上部圧力検出端)では、通常粒
子の詰まりによる障害が殆ど生じないので、必ずしも必
要ではない。ただし、運転条件などの予期しない急激な
変動による重合体粒子の挙動を考慮して、上部圧力検出
端にも本発明の構造を使用することが望ましい。
本発明における圧力取り出し口の取り付は位置は次の通
りである。即ち、下部圧力検出端はガス分散板より上方
て、かつ流動床区域の範囲内に、また、上部圧力検出端
は流動床区域より上方の上部空間区域の範囲内に設置す
る。取り出し口の取り付は方法は、通常の場合と同様に
、反応器側壁を貫通して器壁と直角に、外側へ突き出し
て取り付ける。ただし、内部に粉粒体を保持することが
できる構造であることが必要であり、通常は水平に取り
付けられる。
次に本発明でいう流動床式反応器の一例を第2図により
説明する。
反応器1にはブロワ−13、冷却器14および流量調節
計(図示せず)を含むループにより反応ガスを循環する
。反応器1に入ったガスは、ガス分散板4により均一に
分散された後、流動床3を形成しつつ、反応器1内を上
昇する。下部圧力検出端9および上部圧力検出端10の
間の差圧を差圧測定装置11に導いて測定し、流動床高
さを確認する。同圧力検出端9.10と差圧測定装置1
1との間の検出配管は、プロピレン、1−ブテンなとの
凝縮を防くためにスチームを通した鋼管を巻くなとの方
法で加熱することか好ましい。
水素は配管6、オレフィン混合物は配管7、窒素は配管
17より、それぞれ系内へ供給される。
また、触媒は配管8から反応器1へ、助触媒は配管5を
経てガス流と共に系内に供給される。
上記差圧測定装置11て測定した差圧が一定となるよう
に、生成した重合体粒子を排出用のボールバブル15お
よび16を通して、適宜系外に取り田す。
[発明の効果コ 気相流動床によるポリオレフィンの重合反応において、
反応器の圧力取り田し口の形状を改善することにより、
流動床高さを精度よく測定し、制御することが著しく容
易となり、該重合反応の長期に及ぶ安定運転が可能とな
った。
[実施例および比較例コ 以下に本発明を実施例および比較例に基ついて具体的に
説明するか、本発明はこれらによって限定されるものて
はない。
〈実施例1〉 第2図に示したものと同様な、直径25CI[lの流動
床反応器を使用した。下部および下部圧力検出端として
は、分散板から上方85cmおよび240cmの位置に
、内径25IDI11、長さ130mmの同一形状の短
管(圧力取り出し口)をそれぞれ設置した。
あらかじめ乾燥した平均粒径t、sooμmの直鎖低密
度ポリエチレン12Kgを種ポリマーとして反応器へ充
填したが、この充填量は下部圧力検出端を覆うに充分な
高さに達した。次いでブロワ−により系内のガスを流量
88fI13/h「て循環し、循環ガス温度の調節によ
り温度を60℃に保持した。
気相中の水素/エチレン比(モル比、以下同様)0.1
4、プロピレン/エチレン比0.45、および窒素濃度
25モル%となるように各ガス量の調節を行ない、全圧
は20 kg/cm2・Gに保持した。
助触媒としてトリエチルアルミニウムを0.2g/h 
rの速度でヘキサン溶液として供給し、触媒成分子j 
、Mg、AIをシリカに担持した高活性固体触媒を0.
5 g/hrの速度で供給し、重合反応を開始した。
得られたエチレン−゛プロピレン共重合体の生成速度は
2.4 kg/hrであり、その性状は、MFRO,!
58 g/10 min、密度0.9015 g/ct
n3であり、外観は白色で、平均粒径1,450μmの
きれいな粒子であった。
差圧は極めて良好に測定され、運転は順調に経過した。
運転開始後13日目に点検のため停止したところ、反応
器の内部は極めて清浄であった。
〈比較例1〉 実施例1と同一の装置を使用し、圧・力取り出し口の位
置も同様にした。上部圧力検出端の形状は実施例1と同
様であるが、下部圧力検出端としては、内径2mmのス
テンレス管を糟壁より内部へ30mm差し込んだものを
使用し、そのステンレス管内に窒素を流!50ON1/
h?で常時流した。
あらかしめ実施例1の場合と同種の種ポリマーの同量を
反応器へ充填した。
実施例1と同一の触媒を用い、同様の方法てエチレン・
1−ブテン共重合体の重合反応を実施し、水素/エチレ
ン比0.28.1−ブテン/エチレン比0.38、気相
中の窒素濃度46モル%、触媒供給速度1.0 g/h
rとした他は実施例1と同じ条件で実施した。
重合体の生成速度は3 kg/hrであり、その性状は
M F Ro、90g/10 lll1n、密度0.9
07537cm3であり、外観は白色で、平均粒径1,
590μmののさ−らさらした粒子であった。
触媒供給開始後23hr経過した時点で差圧計の指示が
不良となったため運転を停止した。反応器内部を点検し
たところ、下部圧力検出端に使用したステンレス管の先
端に溶融した重合体の詰まりが認められた。
〈比較例2〉 下部圧力検出端に窒素を流さない点を除き、比較例1と
同一の装置、触媒および条件によりエチレン・1−ブテ
ン共重合体の重合反応を実施した。
触媒供給開始後BhrH通時に、下部圧力検出端に使用
した内径2mmのステンレス管の先端に詰まりか発生し
たため運転を停止した。
〈実施例2〉 実施例1と同一の装置および圧力取り出し口を使用して
、エチレン・1−ブテン共重合体の重合反応を実施した
あらかしめ乾燥した平均粒径800μmの直鎖低密度ポ
リエチレン1214gを種ポリマーとじて反応器へ充填
し、下部圧力検出端にも充満させた。
触媒としては実施例1て用いたものを改良したシリカ担
持型のT i−M g−A I系高活性固体触媒を使用
した。また、温度80℃、水素/エチレン比0.10.
1−ブテン/エチレン比0.40、トリエチルアルミニ
ウム供給速度0.8 g/hrとした他は実施例1と同
し条件を用いた。
重合体の生成速度は3.1 kg/hrであり、その性
状はM F Ro、86g/10 min、密度0.9
203 g/cm”であり、外観は白色で平均粒径85
0μmのさらさらした杓子てありだ。
差圧のfil+定および運転は正常に継続し、運転開始
後26日間継続した後停止してFi応茶器内部点検した
か、極めて清浄であった。
く比較例3〉 実施例1と同一の装置および圧力取り出し口を使用した
あらかしめ実施例1の場合と同種の種ポリマー6kgを
反応器へ充填したか、この場合には種ポリマーの充填高
さか下部圧力検出端の高さまで到達せず、従って検出端
に種ポリマーを充満させることかできなかった。
実施例2と同一の触媒を用い、同様の条件てエチレン・
1−ブテン共重合体の重合反応を実施した。
触媒供給開始後3hr経過した時点て、重合体粒子の生
成に伴い上昇した床高さの指示か差圧測定装置に現れ始
め、その後順調に床高さは上昇を続けたのて、これを一
定に制御しつつ、適宜生成重合体粒子を抜き出した。
しかるに、12hrを経過した頃から差圧の指示か不良
となったため運転を停止した。反応器内部を点検したと
ころ、下部圧力検出端の内部に重合体粒子の充満は見ら
ねだが、その一部が溶融して実質的に圧力取り出し口を
閉塞していることか分かった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の圧力取り出し口の実施例の拡大縦断面
図、および第2図は流動床式反応装置の実施例の説明図
である。 特許出願人 日本石油化学株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流動床式反応器を用いてオレフィンの気相重合を
    行なうに際し、流動床上部空間区域および流動床区域の
    圧力を検出し、両者の差圧により流動床高さを制御する
    方法において、圧力取り出し口が断面積1cm^2以上
    の空室からなること、および該圧力取り出し口の内部に
    あらかじめ粉粒体を充填しておくことを特徴とする床高
    さの制御方法。
JP2186734A 1990-07-13 1990-07-13 気相重合流動床の床高さ制御方法 Expired - Fee Related JP2875361B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1578808A4 (en) * 2002-12-30 2006-02-08 Univation Tech Llc PROCESS FOR TRANSITION BETWEEN DIFFERENT POLYMERIZATION CATALYSTS
JP2013119058A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Kurita Water Ind Ltd 充填塔からの液抜き方法及び充填塔システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1578808A4 (en) * 2002-12-30 2006-02-08 Univation Tech Llc PROCESS FOR TRANSITION BETWEEN DIFFERENT POLYMERIZATION CATALYSTS
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