JPS6121245B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオレフインの乾燥方法および装置
に関するものである。

さらに詳しくは、チーグラー触媒で代表される
遷移金属化合物を一成分とする触媒を用いて製造
したポリオレフインを乾燥処理して得られるポリ
オレフインパウダー中に残存する炭素数１以上８
以下の炭化水素類（以下C₁〜C₈の炭化水素類と
称する。）および／または炭素数１以上８以下の
アルコール類（以下C₁〜C₈のアルコール類類と
称する。）の中から選ばれる一種以上の該炭化水
素類および／または該アルコール類の濃度を十分
低減する方法および装置に関するものである。

いわゆるチーグラー触媒で代表される遷移金属
化合物を一成分とする触媒を用いて炭化水素媒体
下で製造されたポリオレフインは、必要に応じて
脱灰処理等の後処理工程を経て炭化水素媒体から
分離され乾燥工程で乾燥される。乾燥工程におけ
る乾燥方法には従来から実用化されている種々の
方法があり、例えば通気式箱型流動乾燥法、円筒
回転式乾燥法、もしくはこれらの組合せによる方
法等が知られている。

しかし、これら従来から実用化されている乾燥
方法では、重合工程ならびに後処理工程において
通常使用される媒体、その他の薬剤類に起因する
該炭化水素類および／または該アルコール類のポ
リオレフインパウダー中の残存濃度を十分除去す
ることは困難であり、通常100重量ppm以上２重
量％以下の濃度で残存することが知られている。
乾燥工程出口のポリオレフインパウダー中に残存
する該炭化水素類および／または該アルコール類
の濃度は、次の造粒工程においてもほとんど減少
せず、ポリオレフインペレツト中においても、な
おパウダー中と同程度の濃度で溶媒が残存し、そ
れがその後の製品において印刷性、臭気、着色
（通称やけ）等に悪影響を与えることが知られて
いる。

そこで、これらの悪影響をさけるため残存溶媒
を除去することが必要であり、従来、これらの除
去のためには回転羽根をもつ横型乾燥機（通称パ
ドルドライヤー）による方法が知られているが、
本発明者等は先にこのような方法に替る、さらに
効果的な除去方法について鋭意検討を重ねた結
果、竪型円筒貯槽において該パウダーの温度を50
℃以上130℃以下に保ち、窒素ガスを該貯槽に導
入することによつてポリオレフインパウダー中の
該炭化水素および／または該アルコール類の残存
溶媒を効果的に除去できることを見出した。

（特願昭52−118432号、特願昭53−79382号） 該発明によれば、従来行なわれていたような、
パドルドライヤー等を新たに設置することなし
に、通常の竪型円筒貯槽で、効果的に、かつ十分
短い時間で、ポリオレフインパウダー中の残存溶
媒濃度を低減させることができる。該発明はま
た、パドルドライヤーのように特別の回転動力を
必要としない点からも優れた方法である。

従来の知見では、乾燥効果を上げるには、粉体
の拡散をよくしなければならず、その為に回転動
力等の多大の動力を必要としたことに比べると、
該発明の方法による効果は誠に驚くべき事実であ
ると言うことができる。尚、該発明の方法では、
ポリオレフインが保有する熱量を残存溶媒除去の
為に有効に利用できるという意味で省エネルギー
効果をも有しており、この点においても優れた方
法である事が確認された。

しかしながら該発明にも尚いくつかの未達の問
題点や新たな問題点が存在した。

即ち元の該発明では第１に窒素ガスの使用量が
必ずしも少くなく窒素ガスコスト費が無視できな
いきらいがあつた。第２に窒素ガスがポリオレフ
インと接触する際偏流を起しやすく全ポリオレフ
インを必ずしも均一に乾燥できないきらいがあつ
た。第３に先の発明になる該貯槽では、保温効果
が必ずしも十分期待できない為、特に冬期や夏期
でも夜間においてはポリオレフインの温度を所定
の温度範囲内に維持することが困難であり、その
為所期の目的を達し得ないおそれがあつた。

単位窒素ガスあたりの乾燥効果を上げるには、
換言すれば単位ポリオレフインを乾燥するに要す
る窒素ガスの使用量を削減するには、該貯槽２槽
以上使用して窒素ガスによる多槽向流接触乾燥を
施せばよいことが知られるが、貯槽の保温設備費
等を含めると設備費がかさむのみならず、肝心の
保温効果を計画通り期待することは必ずしも容易
ではない。

本発明者らは該発明の成果をもとにし、該発明
によつて尚達成し得なかつた、あるいは新たに招
来した上記の様な問題点を克服すべく鋭意検討を
重ねた結果、以下に述べるような多重構造式サイ
ロ型通気乾燥装置を使用すれば、これら諸問題を
克服できるのみならず、更に一層効果的にポリオ
レフイン中に残存する該炭化水素および／または
該アルコール類等を除去できることを見出した。

即ち、サイロ型通気乾燥貯槽の内部または内側
に１以上の同じ仕様の通気乾燥貯槽を擁してなる
多重構造式サイロ型通気乾燥装置を使用してポリ
オレフインの温度を50℃以上130℃以下に保ち、
不活性ガスを該装置に導入し、ポリオレフインを
向流接触乾燥することによつて一層効果的にポリ
オレフイン中に残存する該炭化水素および／また
は該アルコール類等を除去できることを見出し
た。

本発明において使用される多重構造式サイロ型
通気乾燥装置の形状ならびに仕様は、次のような
ものである。

即ち、外観は先の該発明になるものと同様
（たゞし必ずしも円筒下部円錐型貯槽であること
を要しない。）のサイロ型通気乾燥貯槽であり、
高さ／内径の比が1.0以上（主たる部分が円筒形
でない場合は同一断面積の円に換算して内径を算
出する。）のもので、内部もしくは内側に１以上
の同じ仕様のサイロ型通気乾燥貯槽を擁してなる
ものである。上部にポリオレフイン導入用設備
（通常サイクロン）を有し、底部または側部より
不活性ガスを導入する設備を有するものであり、
或いは必要に応じて最も外側の槽に限り保温設備
を付設すること、さらに予め不活性ガスを該装置
に導入する前に予熱する設備を付設することも可
能とするものである。このような多重構造式サイ
ロ型通気乾燥装置としては特別なものを設置する
ことも可能であるが、また特に特別なものを設置
せずに従来単にポリオレフインパウダーの貯槽と
して使用されていたものに必要な仕様を与えるべ
く改造したものでもよい。

本発明の多重構造式サイロ型通気乾燥装置の特
徴は第１にその構造上１槽当りの高さ／断面積の
比を大きくとり得ることであり、従つて、先の該
発明の場合には必ずしも避け得なかつた不活性ガ
スの貯槽内における偏流は本装置においては皆無
であり、その結果ポリオレフインの均一な乾槽を
行い得ることである。

第２に多重槽を直列に使用してポリオレフイン
を不活性ガスで向流接触乾燥することにより単位
ポリオレフインを乾燥するに要する不活性ガスの
使用量を削減し得ることである。

第３にその構造上保温設備は最少限最も外側の
槽に施すだけで十分であり、従つて保温設備費が
安価でありしかも保温効果にすぐれておりその結
果効率的な乾燥効果を期待し得ることである。

本発明において、ポリオレフインパウダー中に
残存している溶媒は、炭素数１以上８以下の炭化
水素類および／または炭素数１以上８以下のアル
コール類であり、具体的には、炭化水素類として
は、メタン、エタン、エテン、プロパン、プロペ
ン、ノルマルブタン、１−ブテン、ノルマルペン
タン、１−ペンテン、ノルマルヘキサン、シクロ
ヘキサン、メチルペンタン、４−メチル−１−ペ
ンテン、ジメチルブタン、メチルヘキサン、メチ
ルシクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ベンゼ
ン、トルエンなどであり、アルコール類としては
メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマル
プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、
ノルマルブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ノルマルアミルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、ノルマルオクチルア
ルコール、２−エチルヘキシルアルコールなどが
例示される。

本発明における該装置内部の該パウダーの温度
は50℃以上130℃以下の範囲が選ばれる。温度が
50℃に満たない場合には十分な効果を期待するこ
とができず、温度が130℃を越える場合にはポリ
オレフインの融着が問題となる。尚好ましくは50
℃以上120℃以下の範囲が採用される。

本発明における該装置に導入する不活性ガスと
しては窒素、アルゴン等が挙げられるが通常窒素
ガスが有利に使用される。使用される窒素ガスの
仕様は後述するが、上記の如き溶媒類を実質的に
含まれないものであればよく、工業用窒素ガスが
使用され、その使用量は乾燥の対象となるポリオ
レフイン中の残存溶媒濃度の初期値および最終到
達値等によつて左右されるが通常ポリオレフイン
１トンに対して20から40Nm³と少量である。

該装置に導入する窒素ガスの仕様について詳述
すればその露点−20℃以下、該炭化水素類およ
び／または該アルコール類が500容量ppm以下、
酸素が50容量ppm以下であることが好ましく、
窒素ガスの温度は20℃以上130℃以下であること
が好ましい。

本発明における該パウダーの該装置内平均滞留
時間は、通常0.5時間以上20時間以下の範囲が選
ばれる。

本発明において乾燥の対象とされるポリオレフ
インには、オレフイン類のホモポリマーおよび／
またはコポリマーが含まれる。オレフイン類とし
ては具体的にはエチレン、プロピレン、１−ブテ
ン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、４
−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙げ
られ、そのポリマーの具体例としては、高密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ
−４−メチル−１−ペンテン、エチレン−プロピ
レンコポリマー、エチレン−１−ブテンコポリマ
ー、プロピレン−１−ブテンコポリマー等が挙げ
られる。

また乾燥時のポリオレフインの態様としてはパ
ウダー、ペレツトのいずれでも可能であるが、通
常パウダー状態での乾燥が最も多く採用される。

本発明における多重構造式サイロ型通気乾燥装
置におけるポリオレフインの乾燥の為の運転方式
としては、多重構造を形成する各槽を直列に使用
して不活性ガスによるポリオレフインの向流接触
乾燥方式が採られる。その場合、あらかじめ一定
量のポリオレフインを該装置内に仕込み、次に上
記した運転条件の範囲内で一定時間乾燥を行い、
終了時に一括して取り出す方式（バツチ方式）で
もよく、または連続的にポリオレフインを該装置
内に上部より受込みしつつ下部より抜き出しなが
ら上記した運転条件の範囲内でポリオレフインを
乾燥する方式（連続方式）でもよく、また、バツ
チ方式と連続方式を間欠的に組み合せて行う方式
でもよい。

次に本発明の内容を一層明確にする為に付図を
もつて本発明の多重構造式サイロ型通気乾燥装置
と乾燥方法について説明する。第１図は本発明で
規定する多重構造式サイロ型通気乾燥装置の一例
である。

遠心分離機で該炭化水素および／または該アル
コール類の大部分を分離したポリオレフインのケ
ーキがライン１により第１段乾燥機２（例えば通
気式箱型流動乾燥機）に供給される。この段１段
乾燥機によりポリオレフインは該炭化水素およ
び／または該アルコール類が２重量％以下まで乾
燥さえる。段１段乾燥機２から排出されたポリオ
レフインはブロアー３の圧力でライン４、サイク
ロン５を通じて二重構造式サイロ型通気乾燥装置
の外側の槽６に供給される。ポリオレフインは保
温材１７で外面を被われた槽６の上部から窒素ガ
スと向流接触しつつ重力で下降し、ロータリーバ
ルブ７を経て下部より排出されたポリオレフイン
はブロアー８の圧力でライン９、サイクロン１０
を通して二重構造式サイロ型通気乾燥装置の内側
の槽１１に供給される。ポリオレフインは槽１１
の上部から窒素ガスと向流接触しつつ重力で下降
し、ロータリーバルブ１２、ライン１３を経て下
部より排出される。該炭化水素および／または該
アルコール類を実質的に含まない工業用窒素ガス
はライン１４により槽１１の下部より供給されポ
リオレフインと向流接触しながら、上部より排出
され一部はライン９′−９をブロアー８の圧力で
循環し、残部はライン１５を経て槽６の下部より
供給されポリオレフインと向流接触しながら、上
部より排出され一部はライン４′−４をブロアー
３の圧力で循環し、残部はライン１６を経て別途
設けられた処理装置へと導かれる。

最後に本発明の効果を列挙すれば次の様にな
る。本発明の効果は第１にポリオレフインを所定
の程度まで乾燥するに要する窒素量が先の該発明
の場合に比較して少なくてすむことである。本発
明の効果は第２に本装置においては先の該発明の
場合に比較して槽の高さ／断面積の比率を大きく
とることができるので窒素ガスの槽内における偏
流の悪影響がなくポリオレフインを均一に乾燥し
得ることである。本発明の効果は第３に先の該発
明になる槽を直列に接続した場合に比べて保温設
備は設けるとしても最も外側の槽に設ければ十分
であり保温設備費が割安であり、しかも保温効果
にすぐれる為その結果ポリオレフインの乾燥効果
を高めることができることである。

以下に実施例により本発明を説明するが、本発
明はこれらの実施例によつて限定されるものでは
ない。

実施例 １ 第１図の様な二重構造式サイロ型通気乾燥装置
において槽６は円筒下部円錐構造で円筒部が内径
3.8mφ、高さが10mであり、下部円錐部の高さが
4mであり槽６の円筒部の外壁には10cm厚のガラ
スウール製保温材を巻いたものである。又槽１１
は槽６と同心状で円筒部の内径が2.7mφ、高さ
が10mであり、下部円錐部の高さが2.8mの仕様で
ある。この乾燥装置にあらかじめ通気式箱型乾燥
機で乾燥してその出口で100℃の温度であり、プ
ロピレン、シクロヘキサン、メチルヘキサン、ノ
ルマルヘプタン、メチルシクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエン、イソプロピルアルコール、ノルマ
ルブチルアルコールの総残存溶媒濃度が330重量
ppmのポリプロピレンパウダーを槽６に12ト
ン、槽１１に11トン貯留し、続いてパウダーを１
時間当り、2.5トン（以下Ｔ／Hrで表示）の量で
各槽上部より受込み、同時に各槽下部より同じく
2.5T／Hrの量で抜き出す方法で、該パウダーの
全槽内平均滞留時間を9.2時間にとり、下部円錐
部の窒素ガス導入設備より水分露点−40℃、上記
残存溶媒と同じ成分の総濃度が、200容量ppm以
下、酸素50容量ppm以下の純度の窒素ガスを
280Nm³／Hrの流量で導入して、残存溶媒の除去
を開始した。開始後、連続運転にて９時間後に各
槽気相部の濃度が安定状態に到達し、その時の濃
度が槽６の気相部で340容量ppmであり槽１１の
気相部で200容量ppmであつた。

安定状態に達した後、２時間おきに３回該パウ
ダーを槽１１下部より採取して、温度と残存溶媒
濃度を測定したところ、温度は両槽共72〜75℃の
に保たれており総残存溶媒濃度は25重量ppmか
ら33重量ppmの間にあり平均28重量ppmであつ
た。

実施例 ２ 実施例１において窒素ガスの流量を140Nm³／
Hrの流量をかえた他は実施例１と同様の運転を
行つた。

連続運転開始後11時間後に各槽気相部の濃度が
安定状態に到達し、その時の濃度が槽６の気相部
で560容量ppmであり、槽１１の気相部で260容
量ppmであつた。安定状態に達した後、２時間
おきに３回該パウダーを槽１１下部より採取して
温度と残存溶媒濃度を測定したところ、温度は両
槽共74〜77℃の間に保たれており総残存溶媒濃度
は36重量ppmから41重量ppmの間にあり平均38
重量ppmであつた。

比較例 １ 実施例１，２の二重構造式サイロ型通気乾燥装
置に替えて槽１１を持たず、槽６（大きさ、形
状、保温材の巻きつけ方は実施例１，２と同様）
のみの単槽式サイロ型通気乾燥装置を使用した。

乾燥に供するポリプロピレンパウダーは実施例
１と同様のものを使用した。これを槽６にあらか
じめ23トン貯留した。以下パウダーの１時間あた
りの連続受込み量、抜き出し量、窒素ガス流量等
は実施例１と同様の運転を行つた。連続運転開始
後９時間後に槽気相部の濃度が安定状態に到達
し、その時の濃度が270容量ppmであつた。安定
状態に達した後、２時間おきに３回該パウダーを
槽１１下部より採取して温度と残存溶媒濃度を測
定したところ、温度は72〜75℃の間に保たれてお
り、総残存溶媒濃度は35重量ppmから50重量
ppmの間でばらつき平均45重量ppmであつた。

実施例 ３ 比較例１で使用した単槽式サイロ型通気乾燥装
置を２槽直列に接続したものを使用した。乾燥に
供するポリプロピレンパウダーは実施例１と同様
のものを使用した。これをあらかじめ各槽23トン
貯留した。窒素ガスの流量を140Nm³／Hrにした
他は各槽共比較例１と同様の運転を行つた。連続
運転開始後９時間後に各槽気相部の濃度が安定状
態に到達し、その時の濃度が削槽が310容量ppm
であり、後槽の気相部が180容量ppmであつた。
安定状態に達した後２時間おきに３回該パウダー
を各槽の下部より採取して温度と残存溶媒濃度を
測定したところ温度は前槽が72〜75℃に保たれて
いたが後槽は60〜65℃の間にあり、後槽から採取
した該パウダーの総残存溶媒濃度は38重量ppm
から45重量ppmの間でばらつき平均37重量ppm
であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例の一つを示したもので
この場合サイロ型通気乾燥装置は、二重構造式で
ある。 １……ライン、２……通気式箱型乾燥機、３…
…ブロアー、４，４′……ライン、５……サイク
ロン、６……槽、７……ロータリーバルブ、８…
…ブロアー、９，９′……ライン、１０……サイ
クロン、１１……槽、１２……ロータリーバル
ブ、１３……ライン、１４……ライン、１５……
ライン、１６……ライン、１７……保温材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素数１以上８以下の炭化水素類および／ま
   たは炭素数１以上８以下のアルコール類の中から
   選ばれた一種以上の炭化水素および／またはアル
   コールを100重量ppm以上２重量％以下含むポリ
   オレフインを多重構造式サイロ型通気乾燥貯槽を
   使用して不活性ガスで向流接触乾燥させることを
   特徴とするポリオレフインの乾燥方法。 ２ ポリオレフイン中の炭素数１以上８以下の炭
   化水素類および／または炭素数１以上８以下のア
   ルコール類の総濃度を100重量ppm以下まで乾燥
   させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のポリオレフインの乾燥方法。 ３ 炭素数１以上８以下の炭化水素類および／ま
   たは炭素数１以上８以下のアルコール類の中から
   選ばれた一種以上の炭化水素および／またはアル
   コールを100重量ppm以上２重量％以下含むポリ
   オレフインを乾燥する為のサイロ型通気乾燥貯槽
   の内部または内側に１以上の同様の仕様の貯槽を
   擁してなる多重構造式サイロ型通気乾燥装置。