JPS59207909A - エチレン重合法で用いられる流体を極めて高い圧力に圧縮するための往復圧縮機 - 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】 本発明は極めて高い圧力下で使用するための往復圧縮機
並びにエチレンとα−オレフィンとの重合法におけるそ
の使用に関する。

本発明は以下に記する３つの条件の少なくとも１つに対
応する流体を１５０バールもしくはそれ以上の圧縮圧下
で圧縮することに伴う技術上の諸問題点を解決すること
を目的とする。ここで、前記３つの条件とは ｉ、流体が痕跡量の研磨粒子を含む； １１、流体が自己潤滑性でなく、かつ外から潤滑剤が添
加されない工程Ｊご関与している：ｉｉｉ　、流体が自
己潤滑性で・なく、かつ外部から潤滑剤が添加される工
程に関与するが、場合によっては潤滑剤の媒質である。

本発明に係る問題点に関連する流体は液体もしくは気体
状態であり得る。また、その温度は圧縮機の全段階に対
して一３０〜２００℃の範囲内にあり、かつ該流体は多
岐に亘る化学物質、例えばヘリウム、アンモニア、エチ
レンと、α−オレフィン、水素、及び飽和炭化水素、例
えばプロパンまたはブタンからなる群から選ばれる少な
くとも１種の化合物との混合物であり得る。

１５０バールもしくはそれ以上の圧縮圧下での流体の圧
縮は、一般に１または複数の工程を有し、往復運動し、
その結果各シリンダは一方ではプランジャーまたはシリ
ンダジャケットおよび他方では複数部位における少なく
とも１つの静止パツキン（プランジャーの場合）または
ピストンに固定された少なくとも１つの可動セグメント
（シリンダジャケットの場合）などであり（昇る気密エ
レメントを含んでいる。パツキンの場合、動力学的気密
は１つのまたは複数のパツキンとプランジャーとの間で
達成され、セグメントの場合には該気密はシリンダジャ
ケットと少なくとも１つのセグメントとの間で達成され
る。

圧縮すべき流体が前に挙げた３つの条件にまったく相当
しない場合には、特に該流体が自己潤滑性であるかおよ
び／または痕跡の研磨粒子を含まない場合、および／ま
たは前記動力学的気密用構成体と接触している表面が潤
滑性とされている場合には、圧縮機は撹乱なしに、７０
００時間にも達する数千時間に亘り満足に動作し、該圧
縮機の異なる部分を構成する物質に特別な注意を払う必
要はない。例えば、エチレンまたはエチレンと極性コモ
ノマーとの混合物を１５０〜３０００バールの範囲内の
圧縮圧まで加圧する場合、特にフランス特許第１、５８
４．５２９号、同第２．０２５．８８７号、同第２．０
９９．２６７号および同第２．３１３．３９９号明細書
に記載されているような遊離基を有する開始剤の存在下
で高温度下で重合する方法においては、プランジャーま
たはシリンダジャケットが処理された鋼製または鋳造体
製またはタングステン等の金属の炭化物等の物質により
構成されており、かつ気密化エレメントが９％の錫、０
．３〜１％の燐および残部の銅からなる青銅ＵＢ９Ｐ等
の青銅で作製されているような、往復圧縮機を使用する
ことが普通である。これは、圧縮すべきエチレンフラッ
グスが痕跡の研磨粒子を含んでいないという事実に基づ
くものである。

逆に、圧縮すべき流体が前述の３つの条件の少なくとも
１つに対応する場合、各部分が普通に用いられている材
料で構成されているような往復圧縮機は殆ど満足できる
程に動作し得す、即ち、障害なくある期間、例えば数十
時間に制限された動作しかしない。該数十時間は潤滑が
ないかおよび／または流体中に研磨剤粒子を含んでいる
ことに対応する。この不満足な動作の原因の分析は、特
に例えば光学顕微鏡および電子顕微鏡で気密化エレメン
トの表面を調べることで行った。著しく急速な表面の損
耗は圧縮機の気密エレメントの回避し得ない摩耗に導く
。本発明はこのようにして発生する技術的諸問題点を解
決することを目的とする。

本発明の第１の目的は、鋳造体、鋼およびタングステン
炭化物からなる群から選ばれる１種の材料から作られた
少なくとも１つのプランジャーまたはシリンダジャケッ
トおよび少なくとも１つの気密化エレメントを含む著し
く高い圧力下で使用する往復圧縮機を提供することにあ
り、その特徴は前記気密化エレメントが少なくとも１種
の青銅およびチタンを主成分とする合金からなる群から
選ばれる金属合金および少なくとも１種のポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリイミドおよびポリイミド−アミド
から選ばれるポリマーまたはグラファイト−銀のフリッ
ト化化合物と配合された複合材料で作製されていること
にある。

本発明の圧縮機用気密化エレメントに対して有用な青銅
の中で特に上記青銅ＵＩＥ９Ｐを挙げることができる。

本発明の圧縮機の気密化エレメントに対して有用なチタ
ンを主成分とする合金として、チタンと銀との合金例え
ば９４重量％のチタンと６重量％の銀とを含む合金を挙
げることができる。本発明の圧縮機用気密化エレメント
に対して有用なポリマーには、場合によりグラファイト
および／またはガラスファイバを充填することもでき、
同様にまた青銅織物で強化することも可能である。

本発明の圧縮機用気密化エレメントに対して使用される
複合材料の２種の結合は以下に述べる２つの方法に従っ
て実施できる。第１の方法にょれば、該結合は接着剤に
より接着する形の結合系により達成される。好ましい接
着剤は大きさ１０ｍｍの試験片に対し、１００℃にて３
ＫＮ／ｍもしくはそれ以上の剥離抵抗を付与し得る。第
２の方法によれば、該結合は例えば金−ゲルマニウム合
金あるいはまた銀による真空はんだ形の結合系によって
達成される。この結合は、ポリマーまたはグラファイト
−銀のフリット化化合物を金属合金製リングに挿入する
こきからなる複合材の特定の幾何構造により使用される
方法に従って有利なものとなる。

本発明の圧縮機は１０００時間もしくはそれ以上の期間
に亘り、以下のような条件下においても充分に、即ち何
の障害もなしに動作する。即ち、（ａ）圧縮流体、即ち
液体もしくはガスが、該圧縮機の全工程において−３０
〜−１−２００℃の範囲内にある場合； （ｂ）該流体の圧縮圧が１５０バールもしくはそれ以上
である場合； （Ｃ）該圧縮機の往復運動が、圧縮圧に応じて、比較的
中程度の滑動速度が５ｍ／ｓに達するような運動である
場合； （ｄ）圧縮流体が０．５程度の摩擦係数に相当する量の
研磨粒子の痕跡を含んでいる場合；および（ｅ）圧縮流
体が自己潤滑性ではなく、かつ外部から潤滑剤を補給で
きない場合。

本発明による往復圧縮機は化学工業において種々の用途
があり、高圧下でのエチレンの重合またはエチレンとα
−オレフィンとの共重合のために利用される。事実、フ
ランス特許第２．０２１．９５２号によればエチレンの
重合は５００バ一ル以上の圧力下で、１４０〜３００℃
の範囲の温度下で、チーグラー型の触媒系の存在下で実
施されることが知られている。この種の多数の触媒系が
高圧、高温度下でのエチレンの重合並びにエチレンとα
−オレフィン類との共重合に採用されることが知られて
いる。これら触媒系は一般に少なくとも１種の遷移金属
ハロゲン化物と、元素周期律表の第１〜■族金属の水素
化物及び有機金属化合物の中から選ばれる少なくとも１
種の賦活剤とを含んでいる。多数存在する有用な遷移金
属のハロゲン化物の中で、クロム、ジルコニウムおよび
チタンのπ−アリルまたはベンジル錯体、バナジウムお
よびチタンのトリクロリド（これは、場合によっては、
ＴｉＣｌ３弓／３八ＩＣｌ３なる形の塩化アルミニウム
と共晶となっている）、場合によっては例えばマグネシ
ウムのハロゲン化物、モノハロゲン化物またはヒドロハ
ロゲン化物を含有する担体上に担持させた前記物質を挙
げることができる。

これらすべての化合物は、低級アルコール、金属アルコ
ラード、アルキルシリケート、アリールまたはアルキル
シロキサン、エーテルもしくはアミンなどの錯化剤の存
在下で使用することもできる。有用な賦活剤の中で、特
にトリアルキルアルミニウム、ハロゲノジアルキルアル
ミニウムおよびアルキルシロキサンを挙げることができ
る。

このような重合または共重合法において、反応器からの
混合物は５０〜５００バールの圧力下で動作する分離器
に送られ、そこでポリマーと未反応モノマーとが分離さ
れ、次いで分離器からのモノマーは反応圧まで圧縮され
、反応器に送られる。触媒残渣、特にアルミニウム化合
物または他の還元剤化合物を含む低級ポリマーの無視し
得ない量が圧縮すべき未反応ポリマーのフラックス中に
同伴されることがわかっている。圧縮機の作動時に、１
〜２５０μの範囲内の粒径の粒子として存在する低級ポ
リマ一部分は再循環すべき流体中の触媒残２渣の含有量
が圧縮されて０．５ｐｐｍを越えるので、圧縮機の気密
化エレメントの摩耗の原因の一つである。

本発明の第２の目的は、反応器内で、２００バールを越
える圧力下で、かつ１７０℃を越える温度にて、チーグ
ラー型の触媒系の存在下で行われるエチレンの重合法を
提供することにあり、該反応器からの混合物は５０〜５
００バールの範囲の圧力下にある分離器に送られ、そこ
でポリマーは未反応モノマーと分離され、分離器からの
エチレンは反応器の圧力にまで加圧され、そこに送られ
る。本発明の方法は該分離器からのエチレンの加圧を、
既に記載したような本発明による圧縮機により行なうこ
とを特徴とする。このような本発明の方法は、圧縮機の
作動が十分であることから高い信頼度を有している。

本発明の方法は、例えばプロパンまたはブタンなどの不
活性炭化水素１〜５０重量％の存在下で、および／また
は２モル％までの水素の存在下でエチレンの重合を実施
することができる。本発明の方法は連続的に行なうこと
ができ、またオートクレーブ、管状の反応器を使用でき
、更に各種型の反応器を使用することもできる。前記反
応器は夫々１または複数の反応領域を有してもよい。本
発明はまた、エチレンとα−オレフィン例えばプロピレ
ンおよび１−ブテンなどとの共重合に応用することもで
きる。更に、エチレンと、α−オレフィン例えばプロピ
レンと、非共役形のジオレフィンとのターポリマーの形
成にも応用できる。

特許出願人　ソシエテ　ンミック　デ シャルボナージュ　ニス、アー。

代　理　人　弁理士　新居　正彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも１つの鋳造体、鋼およびタングステン
   の炭化物から選ばれる物質で作られたプランジャーまた
   はシリンダジャケットおよび少なくとも１つの気密化エ
   レメントを含む極めて高い圧力下で使用される往復圧縮
   機であって、該気密化エレメントが少なくとも１種の、
   青銅およびチタンを主成分とする合金から選ばれる金属
   合金および少なくとも１種のポリテトラフルオロエチレ
   ン、ポリイミドおよびポリイミド−アミドから選ばれる
   ポリマーまたはグラファイト−銀のフリット化化合物を
   配合した複合材料から作られていることを特徴とする上
   記往復圧縮機。 （２）該ポリマーにグラファイトおよび／またはガラス
   繊維が充填されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の往復圧縮機。 （３）該ポリマーが青銅織物で強化されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１または２項記載の往復圧縮
   機。 （４）　　前記複合材の金属合金およびポリマーまたは
   グラファイト−銀フリット化化合物が接着剤および真空
   溶接による接着から選ばれる結合系により結合されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１
   項に記載の往復圧縮機。 （５）前記複合材の金属合金およびポリマーまたはグラ
   ファイト−銀のフリット化化合物が金属合金のリングに
   ポリマーを挿入する巳とにより強化されることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の往復圧縮機。 （６）特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載
   の往復圧縮機を、流体を１５０バールもしくはそれ以上
   の圧縮圧下に加圧するために使用することを特徴とする
   該往復圧縮機の使用法。 （７）該流体の温度が、該圧縮機の全段階に対し一３０
   〜＋２００℃の範囲にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の使用法。 （８）該流体が痕跡の研磨粒子を含んでいることを特徴
   とする特許請求の範囲第６または７項記載の使用法。 （９）前記流体が自己潤滑性でなく、かつ外部から潤滑
   剤を添加しない工程に関与するものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第６〜８項のいずれか１項に記載の
   使用法。 Ｑ［）　　前記流体が自己潤滑性でなく、かつ外部から
   潤滑剤を添加する工程に関与するが、潤滑剤の媒質とな
   り得るものであることを特徴とする特許請求の範囲第６
   〜９項のいずれか１項に記載の使用法。 （１１）　　前記流体がエチレンまたはエチレンと少な
   くとも１種のα−オレフィン、水素及び飽和炭化水素か
   らなる群から選ばれる化合物との混合物であることを特
   徴とする特許請求の範囲第６〜１０項のいずれか１項に
   記載の使用法。 （１２＞　　２００バ一ル以上の圧力下で、かつ１７０
   ℃以上の温度にて、チーグラー型の触媒系の存在下で、
   反応器中で行われ、該反応器からの混合物が５０〜５０
   ０バールの範囲内の圧力下にある分離器に送られ、該分
   離器内でポリマーと未反応エチレンとを分離し、該分離
   器からのエチレンを該反応器の圧力にまで加注し、反応
   器に再循環し、該分離器からのエチレンが少なくとも０
   ．５ｐｐｍの該触媒系の残渣を含んでいるエチレンの重
   合法に該圧縮機を使用することを特徴とする特許請求の
   範囲第１１項記載の使用法。