JPS61293202A - 重合用反応器 - 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】 合反応を実施するに適する新しい着想に基く反応器に係
る。

さらに詳述すれば、本発明は、上部ヘッド及Ｖ下部ヘッ
ドを具備すると共に、垂直方向の軸線を有する円筒状本
体を包含してなる反応器に係る。

かかる反応器では、円筒体の母線に一致して、円筒体の
内部と押出機の本体（垂直方向の軸線を有すると共に、
反応器と一体となっている）とを連通させる開口が設け
られている。

重合体が有機溶媒の溶液中又は懸濁液中で生成される反
応法の場合には、重合反応器をできるだけ高い重合体濃
度で稼動させることが極めて有利であることは公知であ
る。このような操作法では、特に、反応器出口での重合
体の濃度が上昇する場合、消費するエネルギをかなり節
約できる。

しかしながら、エネルギ消費の節約を目的として、でき
るかぎり高い値まで重合体濃度を上昇させるために、こ
れまで多くの方法が提案されているが、これらはいずれ
も有効な経済上の効果をもたらしてはおらず、従って、
重合体が有機溶媒の！！濁液又は溶液中で生成される従
来の方法が、現在でも依然として、３０重量％を越えな
い濃度範囲において実施されている。これに対し、理論
上では、エネルギ節約の目的を満足する条件は重合〆度
６０−７０重量％にあることが示唆されている。

このように、高重合体濃度の系で操作することが経済的
に有利でないとの現在までの結果のため、流動床での重
合法又は水性溶媒のエマルジョン又は懸濁液中での方法
がもっばら採用されている。

しかしながら、水性溶媒中での操作では、たとえば使用
する触媒の種類（チーグラー・ナツタ、アニオン系触媒
、カヂオン系触媒）に関する理由から、流動床での操作
では、たとえば生成する重合体の特性により、あるいは
いずれの場合にも、生成するエラストマーが極めて高い
粘着性を有するため、これらの実施は必ずしも可能でな
い場合も多い。これらの場合には、工業的規模での生成
は、現在までのところ、重合反応を有機溶媒（重合体は
溶解又は懸濁した状態で存在する）中で行なうことによ
り実施されているが、重合体は上述の如き低蟲度で生成
されるため、前述した欠点をすべ１有している。

兵役ジオレフィンの如き特殊な場合では、重合は、重合
反応温度を制御し、これにより、ゲルを含有せず又は実
質的に含有せず、制御されＪこ分子量を有する可溶性の
直線状重合体を得ることを目的として、炭化水素溶液中
で主として行なわれている。

なわれる従来の方法に比べて明らかな利点を有するにも
拘わらず、工業的実施に関しては、あまり重要な進歩は
見られない。

その理由は、適切な触媒系が確立されていないこと及び
／又は高粘度重合体塊状物を取扱う際の技術上、レオロ
ジー上及び熱交換に関する問題によって生ずる困難性に
ある。すなわち、反応熱は反応溶媒の蒸発潜熱として除
去されなければならず、反応中の系から発生する蒸気は
、これに伴われて、反応器の出口ノズルを遮断するよう
な量の重合体塊状物が運ばれるのを防止するためへ、中
位の速度で系から放出されなければならない。さらに、
重合体生成の過程で例外とならないような方法で反応条
件の正確な制御が可能でなければならない。

発明者らは、本発明に係る反応器において、共役ジオレ
フィンの塊重合を行なうことにより、上記欠点の解消が
達成でき、しかも、かかる反応器は他の利点、たとえば
自浄性等の他の利点を示すことを見出した。

このように、本発明の目的は、重合反応、特に兵役ジオ
レフィンの塊重合又は塊共重合を、高重合体濃度の系に
おいて実施できる反応器を提供することにある。

本発明による反応器は、上部ヘッド及び下部ヘッドを具
備する垂直方向の軸線を有する円筒状の本体（円筒体）
１を包含し、この円筒体の母線に一致して開口２が設け
られ、これにより、円筒体の内部は押出機の本体３と連
通ずる。この押出機の本体も垂直方向の軸線を有し、反
応器と一体となっている。

図面を参照して述べれば、反応器は垂直方向の撹拌機を
具備しており、この撹拌機の軸は反応器の底部又は頂部
から反応器内に伸長している。この軸に１又はそれ以上
のアーム４が直角方向で固着され、これらは一定数の垂
直方向のブレード５を支持している。

かかるブレードは上から下に向ってテーパが付けられて
おり、撹拌機の回転方向に応じて反応器の底部に向って
推力を与える。

さらに、反応器は、撹拌機のブレード５の間の自由空間
に一致してｌセット以上の固定ブレード６を具備する。

回転ブレード５と固定ブレード６の相対位置は、回転ブ
レードが開口２に対面する時、反応器の中心に近い位置
にある回転ブレードが周辺位置にある固定ブレードより
も先に対応する固定ブレードに達するような位置関係に
ある（第１図参照）。このような配置により、回転の際
、回転ブレードが開口２に相対する位置にある固定ブレ
ードに達する時、反応器の内容物に対し常に周辺に向か
う推ツバ従って開口２に向かう推力を与える。

反応器の他の域においても、固定ブレードは、周辺への
全体の移送率に基いて同時に又は上述の様式で回転ブレ
ードと係合する。

撹拌機の軸は、反応系と接触しながら軸が回転する際に
発生しうるｌｅｉｓｓｅｎｂｅｒｇ効果を回避する目的
で、反応器の下部ヘッドに一体化されたパイプで構成さ
れる外部ジャケット１１を具備する。

反応器は、軸ジャケットの近くの位置に、重合反応に使
用される触媒を供給するためのノズル７を有すると兵に
、単量体（又は単量体と可能であれば溶媒）を供給する
ためのノズル８を有している。

さらに、反応熱を除去する目的で気化した反応溶媒を排
出するため（又は塊重合の場合には、常時、温度を制御
する目的で単量体の蒸気を排出するため）の排出ノズル
９、及び濃縮単量体溶液又は溶媒との混合物の状態で重
合体を取出すための取出ノズル１０を有する。

押出機は単一スクリュー又はツインスクリュー押出機で
ある。かかるスクリューは、反応器からの重合体人口に
一致して運び出し域（この域は開口２の長さに少なくと
も等しい）及び押上げ域を提供するものである。

もちろん、反応器には、通常の測定装置、たとえば温度
測定用装置、反応している系の最大レベルを測定するた
めの装置等が存在する。

上述の反応器は、高重合体濃度（６０重量％以下又はそ
れ以上）の系において各種の重合反応を行なうために使
用される。

特殊な使用法としては、共役ジオレフィンの塊重合の場
合であり、これによれば、触媒はｌ又はそれ以上の単量
体を含有する単一の均−系に添加される。

このような重合反応に関する実施例について後述する。

かかる実施例から、本発明による反応器の詳細について
、より明確になるであろう。下記実施例は、操作の間に
、反応器内部で生ずる事実関係を明らかにすることを目
的とし、本発明の詳細な説明するためのものであり、本
発明の精神はこれに限定されない。

実施例 回転ブレード３個を１セツトとして２セツト及び固定ブ
レード２個を１セツトとして３セツトを具備する内径２
５０ｍｍの反応器（各ブレードの長さ３００ｍｍ）を使
用し、連続法に従って、テストを行なった。このテスト
の間に、下記組成を有するネオジム系触媒を使用して、
４媒の不存在下でブタジェンを重合させた。

（ａ）ネオジムの酸化物、アルコラード、フェネート及
びカルボキシラード又はこれと他の希土類成分との混合
物から選ばれる少なくともｌのネオジム化合物、 （ｂ）アルコール、フェノール及びカルボン酸の中から
選ばれる水酸基（アルコール性又はフェノール性）又は
カルボキシ基を含有する少なくとら１の有機化合物、 （Ｃ）少なくともｌの有機アルミニウム化合物又はその
相当する水素化誘導体、 （（１）第２又は第３アルキルハロゲン化物、アリール
又はアルギルアリールハ〔１ゲン化物、有機酸のハロゲ
ン化物、金属又は有機金属ハロゲン化合物　ハｒｔ　）
ｆ　’ノ什ル麦乃ｔトハロｔｙンの巾から肩ばれる少な
くとも１のハロゲン化合物。

特に、以下の如く調製された組成物を使用した。

すなわち、撹拌機はび熱交換器を具備する容積５Ｑの容
器に、窒素雰囲気下で、 ９５％酸化ネオジム（Ｎｄ、０３）　　２２０９（０，
６２モル）ナフテン酸（酸度２３（１）　　　　９４５
ｆ（３，９モル）９８％塩化第３ブヂル　　　　１８０
９（１，９モル）ワセリン油　　　　　　　　２．８に
９３７％（重量］１ｃＩ水溶液　　　　ＩＱｉＱを充填
した。

この混合物を、容器内において、窒素雰囲気下、温度６
０℃で３時間攪拌した。この時間の経過後、油状の混合
物を得た。

このようにして得られた混合物を、撹拌機を具備する容
積１２０１２の容器に充填した。この容器に、ワセリン
油中にモノ水素化シイブチルアルミニウム０．８モル／
Ｑを含有する溶液５０１２を充填した。

反応塊状物を、窒素雰囲気下、室温（約２０℃）で２時
間攪拌した。

この時間の経過後、ネオジム、アルミニウム及び塩素を
下記濃度で含有してなる触媒溶液が得らアルミニウム　
：　　０．７４ 塩　　　素　　　　　：　　０．０３４これを重合に使
用した。

撹拌機の速度を２０ないし８０回転／分の範囲で変化さ
せると共に、温度（６０℃）及び排出押出機の速度（８
０ｇ／分）を一定に維持することにより、重合体４ない
し２０に９７分の範囲の各種の生産量でテストを行なっ
た。

代表的な操作は下記の条件に相当する。

ブタジェンの供給量　　　　　　　５５に９／時間凝縮
後、再循環されるブタジェン　３５に９７時間触媒の供
給量　　　　　　　　８ＩＩＩＭ／時間（Ｎｄ）生産量
　　　　　　　　　１１ｋｇ／時間（重合体）九 重合体のムーニー粘度　　　　　　４１１２押出機出口
における重合体濃度　　約　６２％ポリブタジェンは単
量体に不溶である。安定状態条件下では、反応器内にお
いて、底部から上に同職って下記の状態が確立される。

〜攪拌ブレードが前述の如く、下方に向かう推力を有す
るため、反応器の最下部分に形成される平衡条件下にあ
る単量体−膨潤重合体の層（固層） 一極微量の重合体が溶解する単量体の層−ガス頂部層 軸ジャケットの近くで供給された触媒は、回転ブレード
による作用のため、かかるジャケットを包囲する固層内
に均一に分散される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反応器の横断面図、第２図は縦断
面図、及び第３図は攪拌ブレードを示す図である。 １・・円筒体、２・・開口、３・・押出機、４・・アー
ム、５・・回転ブレード、６・・固定ブレード、７・・
触媒供給ノズル、８・・単量体供給ノズル、９・・排出
ノズル、１０・・取出ノズル、１１・・ジャケット。 図面の浄青（内容に変艶なし） 手続補正書（方式） ％式％ ■、事件の表示　　　特顆昭６１年１２９３４４号２、
発明の名称　　　重合用反応器 ３、補正をする者　　事件との関係　特許出願人名称　
　　エニーケム・エラストメーリ・エセ・ピ・ア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高重合体濃度の反応系で重合を行うための重合用反応器
   において、上部ヘッド及び下部ヘッドを具備しかつ母線
   上に形成された開口を介して押出機と連通する垂直方向
   の軸線を有する円筒状本体を包含すると共に、垂直方向
   の撹拌機を具備し、この撹拌機の軸は該軸に直交する１
   以上のアームを支持し、該アーム自体垂直方向のブレー
   ドを支持し、さらに、これらブレードが占める空間以外
   の空間に位置する１セット以上の固定ブレードを具備す
   ることを特徴とする、重合用反応器。