JPH0618822B2 - オレフイン重合用ル−プ反応器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はオレフィン重合用ループ反応器に関し、さら
に詳しく言うと、スタートアップまでの時間の短縮およ
びスラリーの滞留時間の制御を可変することのできるオ
レフィン重合用ループ反応器に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 従来、オレフィン重合用の反応器として用いられている
ループ反応器には、セットリングレグと称する下向き抜
出し管が設けられている（米国特許第３３７４２１１
号、米国特許第３３２４０９３号、米国特許第３２４２
１５０号参照）。

一般に、未反応モノマーのロスを防ぐために、反応器か
ら抜出すポリマーのスラリー濃度はできるだけ高くしな
ければならない。これに対し、ループ反応器内では、攪
拌器の保護および流動状態を一定に保持する必要性か
ら、反応器内のスラリー濃度はあまり高くすることがで
きない。したがって、下向き抜出し管付きループ反応器
では、反応器内のスラリー濃度を余り高くせずに一定に
しておき、下向き抜出し管でスラリー濃度を高めてか
ら、この下向き抜出し管からスラリーを取り出してい
る。

しかしながら、従来のこの下向き抜出し管付きループ反
応器には、次のような問題点がある。

スタートアップ時の問題点 ループ反応器は、終始、ループ反応管内に原料等を供給
する一方、供給量とほぼ同じ量を排出しなればならな
い。したがって、スタートアップ時に、供給量と同じ量
のポリマースラリーを下向き抜出し管から抜き出してし
まうと、折角、重合したポリマースラリーを抜き出して
しまうこととなり、定常状態に到達するまでに時間がか
かる。

定常運転時の問題点 スラリーの滞留時間の変更の必要性を生じたとき、複数
の下向き抜出し管を作動して運転中であれば、その中の
何本かの下向き抜出し管の作動を停止することで滞留時
間を長くすることができる。また、下向き抜出し管の作
動本数を増すことにより、滞留時間の短期化を図ること
ができる。しかしながら、一旦停止した下向き抜出し管
を再起動するときは、バルブに付着したパウダーにより
作動不良を起こし、滞留時間の変動を行なうことに問題
があった。

この発明は前記事情に基づいてなされたものである。

すなわち、この発明の目的は、前記問題点を解決し、ス
タートアップまでの時間を短縮すると共に管の閉塞事故
を生じることなくスラリーの滞留時間を自由に可変する
ことのできるループ反応器を提供することを目的とする
ものである。

［前記目的を達成するための手段］ 前記目的を達成するためのこの発明の概要は、下向き抜
出し管を備えたループ反応管に、開閉バルブを有する上
向き抜出し管を設け、前記下向き抜出し管と前記ループ
反応管との間で、かつ前記ループ反応管の近傍に第１開
閉バルブを、前記第１開閉バルブの下方に第２開閉バル
ブをそれぞれ設けたことを特徴とするオレフィン重合用
ループ反応器である。

さらに図面を参照しながら詳述すると、次のとおりであ
る。

第１図はこの発明を示す説明図である。

第１図に示すように、オレフィン重合用ループ反応器１
は、上昇管２、下降管３、上方および下方の水平移行管
４および５よりなる環状のループ反応管を備え、この下
方水平移行管４には、たとえば原料モノマー、コモノマ
ー、触媒、助触媒、溶媒、必要に応じて分子量調節剤等
を供給する導入管６，７を結合すると共に管内に攪拌機
８を備え、前記上昇管２および下降管３の外周には、管
内で発生する反応熱を除去するために、冷却媒体が循環
可能な冷却ジャケット９を備えている。また、上方また
は下方に位置する水平移行管４あるいは５には、複数の
たとえば３基の下向き抜出し管１０を備える。

前記構成のオレフィン重合用ループ反応器１は、一般
に、導入管６，７から原料モノマー、触媒等を供給して
ループ反応管内を満液状態とし、攪拌機８によりループ
反応器内を３〜１０ｍ／秒程度の速度の乱流状態にして
前記原料モノマー等を循環する。循環中に原料モノマー
が重合してポリマースラリーとなり、重合により発生す
る熱は冷却ジャケット９により除去する。

この発明では、前記構成のオレフィン重合用ループ反応
器１における上方または下方の水平移行管４あるいは５
に、上向き抜出し管１１を配設し、ループ反応管内の溶
媒を抜き取ることができるようになっている。

この上向き抜出し管１１の「上向き」とは水平線より上
方に向く意であり、本来、この上向き抜出し管１１の上
向き角度（水平線に対する鋭角）αは、水平線に対して
０°を超えるものであれば良い。とは言っても、この発
明の効果を十分に奏するためには、この上向き抜出し管
１１の上向き角度αは、通常、１０°以上とし、特に３
５°以上とするのが好ましい。

この上向き抜出し管１１の配設本数には特に制限がな
い。

また、この上向き抜出し管１１の直径についても特に制
限がなく、通常は、ループ反応管の規模等により適宜に
決定するものである。

さらにこの上向き抜出し管１１には、言うまでもない
が、バルブ１２を設けていて、ループ反応管内の溶媒等
を抜き取るときにはこのバルブ１２を作動し、抜き取ら
ないときにはこのバルブ１２を閉状態にするようになっ
ている。

この上向き抜出し管１１を有してなるオレフィン重合用
ループ反応器１は、配設する下向き抜出し管１０の本数
に特に制限がないが、通常、１〜４本程度が適当であ
る。

この発明では、この下向き抜出し管１０には、水平移行
管４，５の極く近傍に第１バルブ１３を設ける。また、
この第１バルブ１３よりもさらに下方に第２バルブ１４
を取り付けておく。第１バルブ１３を設け、閉状態にし
ておくと、下向き抜出し管１０内にポリマーが詰まって
閉塞することがなくなる。前記バルブ１２および第２バ
ルブ１４については、たとえばループ反応管内に圧力検
出手段を設けておき、この圧力検出手段から出力される
検出信号に基づき、中央制御手段により、これらバルブ
１２および第２バルブ１４の作動状態および閉状態を自
動制御可能に構成しておくのが好ましい。なお、バルブ
１２および第２バルブ１４の作動状態としては、ループ
反応管内の圧力調整のために、バルブ開閉を交互に瞬間
的にくりかえして行なうものである。

［作用］ 次に以上構成の作用について説明する。

このオレフィン重合用ループ反応器の運転を次のように
する。

導入管６，７から原料モノマー等をループ反応管に満液
状態で供給する。攪拌器８でループ反応管内に原料モノ
マー等を循環する。また、重合開始後に発生する重合熱
を除去するために、冷却ジャケット９内に冷却媒体を循
環する。なお、第１バルブ１３は閉状態とし、第２バル
ブ１４は作動させず、バルブ１２を作動状態にしてお
く。

次いで、導入管６または７から触媒、助触媒等をループ
反応管内に導入する。ループ反応管内で直ちに重合反応
がスタートする。重合反応の進行と共にループ反応管内
の液は、スラリーとなっていく。スラリー濃度が目標値
に達するまで、バルブ１２を作動状態にしたままループ
反応管内でスラリーを循環すると、上向き抜出管１１か
らは溶媒が排出されて行く。このように上向き抜出し管
１１から溶媒を抜出し、ポリマーを排出しないので、ル
ープ反応管内では、スラリー濃度が急速に高まっていく
こととなる。

スラリー濃度が所定値に達して定常状態となったなら
ば、第１バルブ１３を開状態にする。そうすると、下向
き抜出し管１０における第２バルブ１４までの部分にス
ラリーが侵入し、この部分でポリマーの沈降により、濃
縮されたポリマースラリーとなる。次いで、前記バルブ
１２を閉状態にすると共に第２バルブ１４を作動状態に
する。ポリマースラリーは、この下向き抜出し管１０か
ら排出される。なお、第１バルブ１３は水平移行管５の
極く近傍に配設しているので、水平移行管５から第１バ
ルブ１３までの間にポリマーが沈積することによる管閉
塞事故のおこる心配がない。

なお、定常状態に達した後に、ループ反応管内でのスラ
リーの滞留時間を長期化するときは、閉状態としていた
上向き抜出し管を作動状態にすれば良く、これとは逆に
滞留時間を短期化するときには、上向き抜出し管の作動
を止めるか、または下向き抜出し管の作動本数を増加す
れば良い。

［実施例］ 次にこの発明の実施例を示す。なお、この発明はこの実
施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

第１図において、内径１５０ｍｍおよび内容積３７０
のループ反応器の上方水平移行管５に、内径38.4ｍｍお
よび長さ１ｍの寸法を有する３本の下向き抜出し管１０
と、内径25.0ｍｍおよび長さ0.4ｍの寸法を有する３本
の上向き抜出し管１１と、1/4インチのバルブ１２、第
１バルブ１３および第２バルブ１４と、導入管６，７と
攪拌器８と、冷却ジャケット９とを備えたオレフィン重
合用ループ反応器を使用した。なお、前記上向き抜出し
管１１の上向き角度は９０°である。

そして、第２バルブ１４の作動時間を0.9秒、バルブ１
２の作動時間を0.7秒とし、プロピレンをそれぞれ導入
管からループ反応管内に供給すると共に、重合温度７０
℃、圧力３６Ｋｇ／cm²Ｇ、重合時間２時間で５０Ｋｇ
のポリプロピレンが生産可能となるように、所定の触媒
量および助触媒比で触媒および助触媒を溶媒であるヘプ
タン１０Ｋｇ／時間とともに導入管７よりループ反応管
内に供給して、次のような実験を行なった。結果を第１
表に示す。

（実験例１〜３、比較実験例１〜３） 第１表に示すスタート方法により、第１表に示すプロピ
レンの供給量で重合反応を行なった。

スラリー濃度が目標値に達するまでの時間、定常状態と
なったときのスラリー濃度、および定常状態に達するま
での時間を第１表に示す。

（比較実験例４） 比較実験例２と同様にして重合反応をスタートし、定常
状態となった後、滞留時間を長期化するために１本の下
向き抜出し管の第２バルブを閉とし、つまり、２本の下
向き抜出し管から１本の下向き抜出し管にすることによ
りスラリー密度を６１０Ｋｇ／m³までに高めた。１８時
間後に、停止していた下向き抜出し管の第２バルブを再
び開状態としたが、第２バルブが作動不良となり使用不
能となった。

（実験例４） 実験例１と同様の方法で重合反応を開始し、定常運転と
なった後、滞留時間を長期化するために１本の上向き抜
出し管のバルブを作動状態にし、つまり、２本の下向き
抜出し管による定常運転から１本の上向き抜出し管と２
本の下向き抜出し管とによる定常運転をすることにより
スラリー密度を６１０Ｋｇ／m³にまで高めることができ
た。

４８時間後、１本の上向き抜出し管を閉状態にして運転
すると、スラリー密度は再び５８８Ｋｇ／m³となった。

［発明の効果］ 以上に詳述したように、この発明によると、下向き抜出
し管を備えたループ反応器に上向き抜出し管を設けたの
で、重合スタート時には、下向き抜出し管を閉状態と
し、上向き抜出し管を作動状態とすることにより、折角
重合したポリマースラリーを無駄にすることなく、溶媒
を除去することができて、これによって所定のスラリー
濃度に迅速に達成することができる。しかも、定常運転
に達した後には、下向き抜出し管を止めずに上向き抜出
し管の作動本数を調節することによりポリマースラリー
の滞留時間を長短自由に制御することができる。

この発明によると、前述の重合開始後定常状態に達する
までの時間の短縮および滞留時間の制御を、上向き抜出
し管を設置するとの簡単な構成で達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す概略説明図および第２図
は水平移行管に上向き抜出し管と下向き抜出し管とを配
設した状態を示す一部切欠断面図である。 １……オレフィン重合用ループ反応器、１０……下向き
抜出し管、１１……上向き抜出し管、１３……第１バル
ブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下向き抜出し管を備えたループ反応管に、
   開閉バルブを有する上向き抜出し管を設け、前記下向き
   抜出し管と前記ループ反応管との間で、かつ前記ループ
   反応管の近傍に第１開閉バルブを、前記第１開閉バルブ
   の下方に第２開閉バルブをそれぞれ設けたことを特徴と
   するオレフィン重合用ループ反応器。
2. 【請求項２】前記上向き抜出し管の上向き角度が水平方
   向に対して１０°以上である前記特許請求の範囲第１項
   に記載のオレフィン重合用ループ反応器。