JP2006193747A - 気相重合装置およびブロワー - Google Patents
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Abstract
【課題】流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスが、ひも状のメルトポリマーとなったり、合一して粉末となり、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがない気相重合方法及びそのための気相重合装置、ならびにこのような気相重合方法及び気相重合装置に好適なブロワーを提供する。
【解決手段】粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるブロワー１００であって、ブロワー本体１０８のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部１６６を備えており、ガス止めシール部の間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【選択図】図６
【解決手段】粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるブロワー１００であって、ブロワー本体１０８のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部１６６を備えており、ガス止めシール部の間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【選択図】図６
Description
本発明は、例えば、エチレンなどのオレフィン単量体などを気相重合反応させて、ポリエチレンなどのポリオレフィンを得る気相重合反応、特にオレフィンの気相重合方法に関する。
また、本発明は、このような気相重合反応に用いる気相重合装置に関する。さらに、本発明は、粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるブロワーに関し、特に、前述したような気相重合反応における粉体を含んだ未反応ガスを循環したり、又はサイクロン処理するために、当該ガスを搬送又は昇圧するため用いられる気相重合用ブロワーに関する。
従来より、例えばポリエチレンなどのポリオレフィンを得る場合に、エチレンなどのオレフィン単量体などをチタン系固体状触媒、メタロセン触媒などの存在下で気相重合させる気相重合法が用いられている。
このような気相重合法では、たとえば、図５に示すように、固体状触媒Ａを供給ライン１２を介して流動床反応器１０内に供給するとともに、供給ライン１３を介して流動床反応器１０の底部から、流動床反応器１０底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板１１を介してガス状のオレフィンを吹き込んで、流動床（反応系）１４を流動状態に維持しつつ、流動床１４内で重合反応を行なっている。そして、流動床１４内で重合反応して生成されたポリマー粒子は、ライン１５を介して流動床反応器１０から、連続的に抜き出されるようになっている。また、流動床反応器１０の流動床１４を通過した未反応のガス状のオレフィンなどは、流動床反応器１０の上方部分に設けられた減速領域１６にて流速が減速されて、流動床反応器１０の上部に設けられたガス出口１０Ａを介して流動床反応器１０外に排出される。一方、流動床反応器１０より排出された未反応のガス状のオレフィンなどは、循環ライン１７を介して再び流動床反応器１０内の流動床１４内に吹き込まれるようになっている。なお、ガス状のオレフィンは、循環ライン１７に合流する供給ライン２０を介して連続的に供給されるようになっている。
ところで、流動床反応器１０より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスは、その重合反応熱を除去する必要があるため、再び流動床反応器１０内の流動床１４内に吹き込む前に熱交換器（冷却装置）で除熱する必要がある。この場合、冷却装置をガス循環設備の上流側、すなわち流動床反応器のガス出口とガス循環設備との間に配置すると、冷却装置において冷却されて発生したポリマー粉体を含んだオレフィンなどの単量体ガスの凝縮液が、ミスト（霧）状になってブロワーなどのガス循環設備に供給されて、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴してしまい、閉塞などの重大なトラブルの原因になる。したがって、従来では、このようなトラブルを防止するとともに、熱交換効率をも向上するために、図５に示したように、ブロワー１８などのガス循環設備の下流側、すなわち、ブロワー１８と供給ライン１３との間に冷却装置１９を配置するのが一般的であった。
しかしながら、このように冷却装置１９を配置する場合には、循環ガスの循環量が大きくなり、温度が高くなれば、ブロワーを大型のものにする必要があり、また、配管の寸法を大きくしたり、保温の強化のための設備、高耐熱シールが必要になってくるなど循環設備自体が過大になるなどの問題があった。
また、従来より、化学プラント、石油プラントなどにおいては、ガス体を搬送したり、サイクロン処理などのためにブロワーが広範に用いられている。このブロワーには、気体中で羽根車を回転させて、羽根の作用によってブロワーを通過する気体の速度と圧力を増加させるターボ型ブロワーと、一定体積内に封入した気体の体積を減少させたり、背圧を用いて圧力を増加させる容積型ブロワーがある。ターボ型ブロワーには、気体が羽根車内で半径方向に通過し、羽根車の遠心作用で昇圧する遠心式ブロワー、気体が羽根車内を軸方向に通過し、翼の揚力作用で昇圧する軸流式ブロワーなどがある。また、容積型ブロワーには、ケーシング内に収容されたロータの回転によって吸い込んだ気体を、ケーシング内壁とロータで形成された容積を、ロータの回転によって減少させて昇圧する回転式ブロワーなどがある。なお、回転式ブロワーでは、ケーシング内に２本の二葉式ロータを位相をずらして、相互に接触することなく回転するように取り付け、同期歯車を介して相互に逆向きに回転させて、気体を圧する圧送する二葉型（ルーツ式）ブロワーがある。
ところで、これらのブロワーにおいては、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止（ガスの縁切り）するために、メカニカルシールなどの接触タイプのガス漏止めシール、ラビリンスシール、カーボンリングシール、オイルフィルムシールなどの非接触式のガス漏止めシールを備えているのが一般的である。特に、ターボ式ブロワーにおいては、主軸に連結された羽根車と吸い込み口との間の回転摺動部にラビリンスシールを配設しており、ルーツ式ブロワーにおいては、ロータの外側部とケーシング内壁との間のクリアランス、ならびにロータ間のクリアランスを調整することによって、ガスの漏止めを実施している。
これらの非接触式シールの場合には、ラビリンスシールの間隙及び前記クリアランスは、機種、容量などによって異なるが、ガスの漏洩量を最少とし、ブロワーの効率（圧縮効率など）を高めるために、一般的には０. ５ｍｍ程度に設定されるのが通常である。
しかしながら、例えば、エチレンなどのオレフィンなどのオレフィン単量体などを気相重合反応させて、ポリエチレンなどのポリオレフィンを得るような気相重合処理において、粉体を含んだ未反応ガスを循環したり、またはサイクロン処理するために、前述したようなブロワーを用いて、ポリオレフィンの粉末を含んだガスを処理すると、ガス漏止めシールの間隙またはクリアランスを粉末が通過する際に、ラビリンスシール、羽根車、ロータ、およびケーシング内壁との間で摩擦力などが発生することがある。その結果、ガス漏止めシール部の間隙またはクリアランスを通過する粉末が発熱、溶融して、ひも状のメルトポリマーが生成し、これが重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴してしまい、閉塞などの重大なトラブルの原因にもなっていた。
また、このように気相重合処理において、未反応ガスの循環やサイクロン処理のために、粉末を含んだガス体の圧送及び昇圧にブロワーを用いるが、高圧部と低圧部のガス漏止めシール部の間隙またはクリアランスにおいて、粉体の粉砕、変形、及び合一が発生することがある。その結果、それらがガス漏止めシール部の間隙またはクリアランスにとどまり、発熱の原因となって、ブロワー自体の寿命を低下させることになり、また、微粉末が発生するために、後処理行程においてこの微粉末を取り除くなどの処理を施さなければならず工程が複雑になっていた。さらに、このように合一した粉末は、ガス循環配管などを閉塞することがあり好ましくなかった。
これらの問題を解決するために、ガス漏止めシール部の間隙またはクリアランスを大きくして、粉末を当該間隙またはクリアランスを、発熱などしないように通過させてしまうことが考えられるが、ガス漏止めシール部において多大なガス漏れが発生して、ブロワーのブロワー効率が低下してしまい、その結果、プラント操業コストがかかることになり経済的にも好ましくなかった。
本発明は、このような実情に鑑み、流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスが、ひも状のメルトポリマーとなったり、合一して粉末となり、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがない気相重合方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスを、その重合反応熱を除去する必要があるため、再び流動床反応器内の流動床内に吹き込む前に熱交換器（冷却装置）で除熱する場合に、冷却装置での冷却によって発生したポリマー粉体を含んだオレフィンなどの凝縮液が、ミスト状になって、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがなく、しかも循環設備自体もコンパクトな気相重合装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、ブロワーで処理する気体中に含まれる粉体が、このような間隙又はクリアランスを摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止できる大きさとした、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、これらのクリアランス又は間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生せず、また、ミストが存在しても振動が発生することなく、ミストを細かく再分散させて配管への付着が防止できるブロワーを提供することを目的とする。
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の気相重合方法は、流動床反応器内に重合用固体状触媒を供給するとともに、ブロワーにより流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に吹き込んで、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造する方法において、
前記ブロワーが、ブロワー本体のケーシング内において高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部を備え、前記ガス漏止めシール部の間隔が０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
前記ブロワーが、ブロワー本体のケーシング内において高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部を備え、前記ガス漏止めシール部の間隔が０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
また、本発明の気相重合方法は、前記ガス漏止めシール部の間隙が、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
このように構成することによって、流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスが、ひも状のメルトポリマーとなったり、合一して粉末となり、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがない気相重合方法を提供できる。
このように構成することによって、流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスが、ひも状のメルトポリマーとなったり、合一して粉末となり、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがない気相重合方法を提供できる。
さらに、本発明の気相重合方法は、前記ブロワーによって供給されるガス状単量体が、流動床内での気相重合反応の反応温度より５０℃低い温度から反応温度までの温度範囲において凝縮する成分を有するものであることを特徴とする。
また、本発明の気相重合方法は、前記ガス状単量体中の凝縮成分の凝縮温度よりも低い温度で流動床内に供給されることを特徴とする。
このように構成することによって、気相重合反応の反応熱の少なくとも一部を蒸発潜熱を用いて除去することができ、単位循環ガス当たりの除熱量を大きくすることができ、しかも熱交換器における熱交換効率も著しく向上する。
このように構成することによって、気相重合反応の反応熱の少なくとも一部を蒸発潜熱を用いて除去することができ、単位循環ガス当たりの除熱量を大きくすることができ、しかも熱交換器における熱交換効率も著しく向上する。
さらに、本発明の気相重合方法は、前記重合用固体状触媒が、オレフィン重合用固体状触媒であり、前記ガス状単量体が、オレフィンのガス状単量体であり、流動床内での気相重合反応によってオレフィンの重合体もしくは共重合体を得ることを特徴とする。
また、本発明の気相重合方法は、前記流動床反応器より排出された未反応のガス状の循環ガスを、ガス循環経路の上流側に配設した熱交換器と、ガス循環経路の下流側に配設したブロワーを介して、流動床反応器内にガス状単量体を吹き込むことを特徴とする。
このように構成することによって、熱交換器である冷却装置での冷却によって発生したポリマー粉体を含んだオレフィンなどの凝縮液が、ミスト状になって、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがなく安全に製造することが可能となり、しかも循環設備自体もコンパクトになるため、製造コストを安価にすることができる。
一方、本発明の気相重合装置は、流動床反応器内に重合用固体状触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を吹き込んで、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体若しくは共重合体を得るように構成した気相重合装置において、
前記流動床反応器の上部に未反応の単量体ガスを排出するガス出口と、
前記ガス出口に接続され流動床反応器の底部に至るガス循環経路と、
前記ガス循環経路の上流側に配設された熱交換器と、
前記ガス循環経路の下流側に配設されたガス循環装置と、
を備えることを特徴とする気相重合装置である。
前記流動床反応器の上部に未反応の単量体ガスを排出するガス出口と、
前記ガス出口に接続され流動床反応器の底部に至るガス循環経路と、
前記ガス循環経路の上流側に配設された熱交換器と、
前記ガス循環経路の下流側に配設されたガス循環装置と、
を備えることを特徴とする気相重合装置である。
なお、この場合、前記熱交換器が、多管円筒形熱交換器であって、熱交換するガスを通す伝熱管と、該伝熱管を熱交換器のシェルに固定する管板との溶接接合部分が、伝熱管開口部の先端が管板表面よりも内側に位置し、且つ前記伝熱管の開口部先端が丸くなるように形成されているのが好ましい。すなわち、このような熱交換器を用いることによって、循環ガスに含まれる粉末やミストが、管板部分に滞留することが防止でき、配管や熱交換器の閉塞トラブルを防止することが可能となる。
また、前記ガス循環装置が、後述するような構成のブロワーであるのが好ましい。この場合、熱交換器において冷却によって発生したポリマー粉体を含んだ単量体ガスのミスト状の凝縮液が、ブロワーを通過する際に、ガス漏止めシール部の間隙、回転摺動部又は摺動部において、摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止でき、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、これらの間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないので、重合装置の分散板、ガス循環配管などの閉塞などのトラブルを防止することができる。また、このようなブロワーを用いることによって、熱交換器において発生したミスト等が混合していても、これを除去することなく循環ガスを循環でき、しかも装置の破壊や異常振動等の問題が発生せずに効率よく重合を実施することが可能である。
さらに、本発明のブロワーは、粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるブロワーであって、
ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部を備えており、
前記ガス漏止めシール部の間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部を備えており、
前記ガス漏止めシール部の間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
また、本発明のブロワーは、前記ガス漏止めシール部の間隙が、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
さらに、この場合、対象とするブロワーとしては、特に限定されるものではなく、遠心式ブロワー、軸流式ブロワーなどのターボ型ブロワー、二葉型（ルーツ式）ブロワーなどの回転式ブロワーなどの容積型ブロワーなどに適用可能である。
さらに、この場合、対象とするブロワーとしては、特に限定されるものではなく、遠心式ブロワー、軸流式ブロワーなどのターボ型ブロワー、二葉型（ルーツ式）ブロワーなどの回転式ブロワーなどの容積型ブロワーなどに適用可能である。
また、非接触タイプのガス漏止めシール部としては、対象とする処理、ブロワーの種類によって適宜変更可能であるが、ラビリンスシール、カーボンリングシールなどの非接触タイプのシールが使用可能であり、また、後述するように、二葉型（ルーツ式）ブロワーにおいては、ロータの外側部とケーシング内壁との間のクリアランス、ならびにロータ間のクリアランスを調整してガス漏止めシール部とすることができる。
このように構成することによって、本発明のブロワーでは、ガス漏止めシール部の間隙を、粉体が摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止できる大きさとしているので、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、ガス漏止めシール部の間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないようになっている。
また、本発明のブロワーは、ターボ式ブロワーであって、ガス漏止めシール部が、ラビリンスシールからなり、ラビリンスシールの間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
なお、このラビリンスシールは、主軸に連結された羽根車と吸い込み口との間の回転摺動部に配設するのが好ましい。
さらに、本発明のブロワーは、ルーツ式ブロワーであって、ガス漏止めシール部が、ロータの外側部とケーシング内壁との間のクリアランス、ならびにロータ間のクリアランスから構成されており、クリアランスが、０．７〜〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
さらに、本発明のブロワーは、ルーツ式ブロワーであって、ガス漏止めシール部が、ロータの外側部とケーシング内壁との間のクリアランス、ならびにロータ間のクリアランスから構成されており、クリアランスが、０．７〜〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
本発明の気相重合方法によれば、冷却装置での冷却によって発生したポリマー粉体を含んだオレフィンなどの凝縮液が、ミスト状になって、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがなく安全に製造することが可能となり、しかも循環設備自体もコンパクトになるため、製造コストを安価にすることができる。
また、本発明に係る気相重合装置によれば、流動床反応器より排出された未反応のガス状のオレフィンなどの循環ガスを、その重合反応熱を除去する必要があるため、再び流動床反応器内の流動床内に吹き込む前に熱交換器（冷却装置）で除熱する場合に、ガス循環経路の上流側に熱交換器を、ガス循環経路の下流側にガス循環装置を配置し、しかも本発明のブロワーを用いることによって、冷却装置での冷却によって発生したポリマー粉体を含んだオレフィンなどの凝縮液が、ミスト状になって、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴して閉塞などを起こすことがなく、しかも循環設備自体もコンパクトにすることができる。
さらに、本発明の気相重合装置では、熱交換器を多管円筒形熱交換器であって、熱交換するガスを通す伝熱管と、外伝熱管を熱交換器のシェルに固定する管板との溶接接合部分が、伝熱管開口部の先端が管板表面よりも内側に位置し、且つ前記伝熱管の開口部先端が丸くなるように形成したものを用いることによって、循環ガスに含まれる粉末やミストが、伝熱管の開口部近傍の管板部分に滞留することを防止でき、配管や熱交換器の閉塞トラ
ブルを防止することが可能となる。
ブルを防止することが可能となる。
また、本発明に係るブロワーでは、ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出口と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に設けたラビリンスシール、ロータ間のクリアランスなどの、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部の間隙を、０．７〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲としたので、
（１） ガス漏止めシール部の間隙を、粉体が摩擦力などを発生せずに通過できるととも
に、ガスの漏洩を防止できる大きさとしているので、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが発生せず、しかも、ガス漏止めシール部の間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しない。
（２） 従って、後処理工程において微粉末を取り除くなどの処理も不要であり、ガス循
環配管などを閉塞することもない。
（３） ひも状のメルトポリマーが生成しないので、重合装置の分散板、ガス循環配管な
どへ同伴することがないので、閉塞などの重大なトラブルが発生することもない。
（１） ガス漏止めシール部の間隙を、粉体が摩擦力などを発生せずに通過できるととも
に、ガスの漏洩を防止できる大きさとしているので、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが発生せず、しかも、ガス漏止めシール部の間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しない。
（２） 従って、後処理工程において微粉末を取り除くなどの処理も不要であり、ガス循
環配管などを閉塞することもない。
（３） ひも状のメルトポリマーが生成しないので、重合装置の分散板、ガス循環配管な
どへ同伴することがないので、閉塞などの重大なトラブルが発生することもない。
以下、本発明に係る気相重合方法及びそのための気相重合装置、ならびにこのような気相重合方法及び気相重合装置に好適なブロワーについて図面に基いて具体的に説明する。
なお、本発明において、「重合」という語は単独重合のみならず、共重合を包含した意味で用いられることがあり、また「重合体」という語は、単独重合体のみならず、共重合体を包含した意味で用いられることがある。
なお、本発明において、「重合」という語は単独重合のみならず、共重合を包含した意味で用いられることがあり、また「重合体」という語は、単独重合体のみならず、共重合体を包含した意味で用いられることがある。
（１）気相重合方法
本発明の気相重合方法は、流動床反応器内に重合用固体状触媒を供給するとともに、ブロワーにより流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に吹き込んで、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造する方法において、前記ブロワーが、ブロワー本体のケーシング内において高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部を備え、前記ガス漏止めシール部の間隔が０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴としている。
本発明の気相重合方法は、流動床反応器内に重合用固体状触媒を供給するとともに、ブロワーにより流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に吹き込んで、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造する方法において、前記ブロワーが、ブロワー本体のケーシング内において高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部を備え、前記ガス漏止めシール部の間隔が０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴としている。
そして、前記重合用固体状触媒が、オレフィン重合用固体状触媒であり、前記ガス状単量体が、オレフィンのガス状単量体であり、流動床内での気相重合反応によってオレフィンの重合体もしくは共重合体を得るのが好ましい。
この場合、本発明で用いられるオレフィンとしては、具体的に、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセンなどの炭素数２〜１８のα−オレフィンおよびシクロオレフィンなどを用いることができる。これらは単独で重合させてもよく、共重合させてもよい。
また、これらのオレフィンと、他の重合性モノマーとを共重合させることもできる。たとえばスチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、テトラフルオロエチレン、ビニルエーテル、アクリロニトリルなどのビニル型モノマー、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン類、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、５−ビニル−２−ノルボルネンなどの非共役ポリエン類、アセチレン、メチルアセチレンなどのアセチレン類、ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類などを重合させることもできる。
一方、本発明で用いられる固体状触媒としては、チーグラー型チタン系触媒、フィリッ
プ型酸化クロム触媒などのオレフィン重合用触媒として公知の触媒を広く用いることができるが、このような触媒の触媒として、特に高活性のメタロセン系触媒を用いることが望ましい。
プ型酸化クロム触媒などのオレフィン重合用触媒として公知の触媒を広く用いることができるが、このような触媒の触媒として、特に高活性のメタロセン系触媒を用いることが望ましい。
このような特に望ましい触媒として
［Ａ］周期律表第IVＢ族から選ばれる遷移金属のメタロセン化合物、および
［Ｂ］(B-1) 有機アルミニウムオキシ化合物、
(B-2) 有機アルミニウム化合物、および
(B-3) メタロセン化合物［Ａ］と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも１種の化合物を含むメタロセン系触媒が好ましく用いられる。
［Ａ］周期律表第IVＢ族から選ばれる遷移金属のメタロセン化合物、および
［Ｂ］(B-1) 有機アルミニウムオキシ化合物、
(B-2) 有機アルミニウム化合物、および
(B-3) メタロセン化合物［Ａ］と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも１種の化合物を含むメタロセン系触媒が好ましく用いられる。
上記メタロセン化合物［Ａ］は、具体的に、次式(i) で示される。
ＭＬx …(i)
式中、ＭはＺr、Ｔi、Ｈf、Ｖ、Ｎb、ＴaおよびＣrから選ばれる遷移金属であり、Ｌは遷移金属に配位する配位子であり、少なくとも１個のＬはシクロペンタジエニル骨格を有する配位子であり、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のＬは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基またはＳＯ3Ｒ基（ここでＲはハロゲンなどの置換基を有していてもよい炭素
数１〜８の炭化水素基）であり、ｘは遷移金属の原子価である。
ＭＬx …(i)
式中、ＭはＺr、Ｔi、Ｈf、Ｖ、Ｎb、ＴaおよびＣrから選ばれる遷移金属であり、Ｌは遷移金属に配位する配位子であり、少なくとも１個のＬはシクロペンタジエニル骨格を有する配位子であり、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のＬは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基またはＳＯ3Ｒ基（ここでＲはハロゲンなどの置換基を有していてもよい炭素
数１〜８の炭化水素基）であり、ｘは遷移金属の原子価である。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては、たとえば、シクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、トリメチルシクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基、メチルエチルシクロペンタジエニル基、プロピルシクロペンタジエニル基、メチルプロピルシクロペンタジエニル基、ブチルシクロペンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタジエニル基、ヘキシルシクロペンタジエニル基などのアルキル置換シクロペンタジエニル基あるいはインデニル基、4,5,6,7-テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基などを例示することができる。これらの基は、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基などで置換されていてもよい。
これらの中では、アルキル置換シクロペンタジエニル基が特に好ましい。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外の配位子として、具体的にハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、炭素数１〜１２の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基などが挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられ、アリーロキシ基としては、フェノキシ基などが挙げられ、ＳＯ3Ｒ基としては、p-トルエンスルホナト基、
メタンスルホナト基、トリフルオロメタンスルホナト基などが挙げられる。
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外の配位子として、具体的にハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、炭素数１〜１２の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基などが挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられ、アリーロキシ基としては、フェノキシ基などが挙げられ、ＳＯ3Ｒ基としては、p-トルエンスルホナト基、
メタンスルホナト基、トリフルオロメタンスルホナト基などが挙げられる。
上記一般式で表される化合物がシクロペンタジエニル骨格を有する基を２個以上含む場合には、そのうち２個のシクロペンタジエニル骨格を有する基同士は、エチレン、プロピレンなどのアルキレン基、イソプロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換アルキレン基、シリレン基またはジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、メチルフェニルシリレン基などの置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。メタロセン化合物［Ａ］は２種以上組み合わせて用いることもできる。
また（B-1)有機アルミニウムオキシ化合物は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノキサンであってもよく、また特開平２−７８６８７号公報に開示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
有機アルミニウム化合物（B-2)は、たとえば下記一般式(i)または(ii)で示される。
Ｒ1 nＡｌＸ3-n … (i)
式(i) 中、Ｒ1 は炭素数１〜１２の炭化水素基であり、Ｘはハロゲン原子または水素原子であり、ｎは１〜３である。
Ｒ1 nＡｌＸ3-n … (i)
式(i) 中、Ｒ1 は炭素数１〜１２の炭化水素基であり、Ｘはハロゲン原子または水素原子であり、ｎは１〜３である。
上記一般式(i) において、Ｒ1 は炭素数１〜１２の炭化水素基たとえばアルキル基、シクロアルキル基またはアリ−ル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
Ｒ1 nＡlＹ3-n … (ii)
Ｒ1は上記(i) と同様であり、Ｙは−ＯＲ2基、−ＯＳiＲ3 3基、−ＯＡｌＲ4 2基、−ＮＲ5 2基、−ＳiＲ6 3基または−Ｎ(Ｒ7)ＡlＲ8 2基であり、ｎは１〜２であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ8はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、
フェニル基などであり、Ｒ5は水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニ
ル基、トリメチルシリル基などであり、Ｒ6 およびＲ7 はメチル基、エチル基などである。
Ｒ1は上記(i) と同様であり、Ｙは−ＯＲ2基、−ＯＳiＲ3 3基、−ＯＡｌＲ4 2基、−ＮＲ5 2基、−ＳiＲ6 3基または−Ｎ(Ｒ7)ＡlＲ8 2基であり、ｎは１〜２であり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ8はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、
フェニル基などであり、Ｒ5は水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニ
ル基、トリメチルシリル基などであり、Ｒ6 およびＲ7 はメチル基、エチル基などである。
メタロセン化合物［Ａ］と反応してイオン対を形成する化合物（B-3)としては、特開平１−５０１９５０号公報、特開平１−５０２０３６号公報、特開平３−１７９００５号公報、特開平３−１７９００６号公報、特開平３−２０７７０３号公報、特開平３−２０７７０４号公報、ＥＰ−Ａ−０４６８６５１号公報などに記載されたルイス酸、イオン性化合物およびカルボラン化合物を挙げることができる。
ルイス酸としては、トリフェニルボロン、トリス（4-フルオロフェニル）ボロン、トリス（p-トリル）ボロン、トリス（o-トリル）ボロン、トリス（3,5-ジメチルフェニル）ボロン、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボロン、ＭｇＣｌ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2-Ａｌ2Ｏ3 などを挙げることができる。
イオン性化合物としては、トリフェニルカルベニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリn-ブチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、フェロセニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレートなどを挙げることができる。
カルボラン化合物としては、ドデカボラン、1-カルバウンデカボラン、ビスn-ブチルアンモニウム（1-カルベドデカ）ボレート、トリn-ブチルアンモニウム（7,8-ジカルバウンデカ）ボレート、トリn-ブチルアンモニウム（トリデカハイドライド-7-カルバウンデカ
）ボレートなどを挙げることができる。
）ボレートなどを挙げることができる。
本発明では、共触媒成分［Ｂ］として、上記のような成分（B-1)、（B-2)および（B-3)から選ばれる少なくとも１種の化合物が用いられ、これらを適宜組合わせて用いることもできる。これらのうちでも共触媒成分［Ｂ］として少なくとも（B-2)または（B-3)を用いることが望ましい。
上記のようなメタロセン化合物［Ａ］および／または共触媒成分［Ｂ］は、通常粒子状担体化合物と接触させ、固体触媒を形成してから用いられる。
担体化合物としては、粒径１０〜３００μｍ好ましくは２０〜２００μｍの顆粒状ないしは微粒子状固体が用いられる。この担体の比表面積は通常５０〜１０００ｍ2／ｇであ
り、細孔容積は０.３〜２.５ｃｍ3／ｇであることが望ましい。
担体化合物としては、粒径１０〜３００μｍ好ましくは２０〜２００μｍの顆粒状ないしは微粒子状固体が用いられる。この担体の比表面積は通常５０〜１０００ｍ2／ｇであ
り、細孔容積は０.３〜２.５ｃｍ3／ｇであることが望ましい。
このような担体としては、多孔質無機酸化物が好ましく用いられ、具体的にはＳiＯ2、Ａl2Ｏ3、ＭgＯ、ＺrＯ2、ＴiＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＣaＯ、ＺnＯ、ＢaＯ、ＴhＯ2などまたはこ
れらの混合物、たとえばＳiＯ2-ＭgＯ、ＳiＯ2-Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2-ＴiＯ2、ＳiＯ2-Ｖ2Ｏ5、ＳiＯ2-Ｃr2Ｏ3、ＳiＯ2-ＴiＯ2-ＭgＯなどが用いられる。これらの中では、ＳiＯ2お
よび／またはＡl2Ｏ3を主成分とするものが好ましい。
れらの混合物、たとえばＳiＯ2-ＭgＯ、ＳiＯ2-Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2-ＴiＯ2、ＳiＯ2-Ｖ2Ｏ5、ＳiＯ2-Ｃr2Ｏ3、ＳiＯ2-ＴiＯ2-ＭgＯなどが用いられる。これらの中では、ＳiＯ2お
よび／またはＡl2Ｏ3を主成分とするものが好ましい。
上記無機酸化物には少量のＮa2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、ＣaＣＯ3、ＭgＣＯ3、Ｎa2ＳＯ4、Ａl2(ＳＯ4)3、ＢaＳＯ4、ＫＮＯ3、Ｍg(ＮＯ3)2、Ａl(ＮＯ3)3、Ｎa2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌi2Ｏなどの炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分が含有されていてもよい。
また担体として有機化合物を用いることもでき、たとえば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどの炭素数２〜１４のα-オレフィンを主成分として生成される（共）重合体あるいはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される重合体あるいは共重合体を用いることができる。
担体と上記各成分の接触は、通常−５０〜１５０℃好ましくは−２０〜１２０℃の温度で、１分〜５０時間好ましくは１０分〜２５時間行なうことが望ましい。この接触は、不活性炭化水素溶媒中で行なうこともできる。
上記のようにして調製される固体触媒は、担体１ｇ当り、メタロセン化合物［Ａ］が遷移金属原子として５×１０-6〜５×１０-4グラム原子、好ましくは１０-5〜２×１０-4グラム原子の量で、成分［Ｂ］は、担体１ｇ当りアルミニウム原子またはホウ素原子として１０-3〜５×１０-2グラム原子好ましくは２×１０-3〜２×１０-2グラム原子の量で担持されていることが望ましい。
さらに、本発明では、上記のような固体触媒をそのままで重合に用いることができが、この固体触媒にオレフィンを予備重合させて予備重合触媒を形成してから用いることもできる。
本発明では、固体状触媒または予備重合触媒は、重合容積１リットル当りメタロセン化合物［Ａ］中の遷移金属原子に換算して、通常０.００００１〜１.０ミリモル／時間、好ましくは０.０００１〜０.１ミリモル／時間の量で用いられることが望ましい。
また予備重合触媒を用いるときには成分［Ｂ］を用いても用いなくてもよいが、重合系中の遷移金属に対する成分［Ｂ］中のアルミニウムまたはホウ素の原子比（ＡｌまたはＢ／遷移金属）で、５〜３００好ましくは１０〜２００さらに好ましくは１５〜１５０となる量で必要に応じて用いることができる。
本発明に係る気相重合方法は、例えば、図１に示される流動床反応器を用いてオレフィン重合体を製造することができる。
このような流動床反応器では、固体状触媒Ａが供給ライン３１２を介して、流動床反応器３１０内に供給される一方、供給ライン３１３を介して流動床反応器３１０の底部から、流動床反応器３１０底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板３１１を介して、ガス状のオレフィンなどの単量体を吹き込んで、流動床（反応系）３１４を流動状態に維持しつつ、流動床３１４内で重合反応を行う。なお、ガス状のオレフィンは、循環ライン３１７に合流する供給ライン３２０を介して連続的に供給される。
このような流動床反応器では、固体状触媒Ａが供給ライン３１２を介して、流動床反応器３１０内に供給される一方、供給ライン３１３を介して流動床反応器３１０の底部から、流動床反応器３１０底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板３１１を介して、ガス状のオレフィンなどの単量体を吹き込んで、流動床（反応系）３１４を流動状態に維持しつつ、流動床３１４内で重合反応を行う。なお、ガス状のオレフィンは、循環ライン３１７に合流する供給ライン３２０を介して連続的に供給される。
そして、流動床３１４内で重合反応して生成されたポリマー粒子は、ライン３１５を介して流動床反応器３１０から連続的に抜き出される。一方、流動床３１４を通過した未反
応のガス状の単量体は、流動床反応器３１０の上方部分に設けられた減速領域３１６にて流速が減速されて、流動床反応器３１０の上部に設けられたガス出口３１０Ａを介して流動床反応器３１０外に排出される。
応のガス状の単量体は、流動床反応器３１０の上方部分に設けられた減速領域３１６にて流速が減速されて、流動床反応器３１０の上部に設けられたガス出口３１０Ａを介して流動床反応器３１０外に排出される。
また、流動床反応器３１０より排出された未反応の単量体は、再び流動床反応器３１０内の流動床３１４内に吹き込む前にその重合反応熱を除去することが好ましく、循環ライン３１７の上流側に配設された熱交換器（冷却装置）３１９に導入され冷却されるのが望ましい。
この場合、冷却装置３１９において冷却されて発生したオレフィンなどの凝縮液が、ミスト（霧）状になってブロワーなどのガス循環設備に供給されて、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴してしまい、閉塞などの重大なトラブルの原因にもなることがある。特に、ポリマー粒子とミストが併存している場合には、通常のブロワーでは、ポリマー粒子単独と比較して、摩耗、破損が大きくなるが、本発明では、後述するような本発明のブロワーを用いることによって、熱交換器において発生したミスト等が混合していても、これを除去することなく循環ガスを循環でき、しかも装置の破壊や異常振動等の問題が発生せずに効率よく重合を実施することが可能となる。
なお、ミストを捕集するために、ミストセパレータを、例えば、供給ライン３１３などに設けてもよいことは勿論である。
このような冷却装置３１９によって冷却された単量体のガスは、続いて、循環ライン３１７の下流側に配設されたブロワー３１８などの循環装置を介して、供給ライン３１３を介し、流動床反応器３１０の底部からガス分散板３１１を介して再び流動床反応器３１０内の流動床３１４内に吹き込まれるように構成されている。
このような冷却装置３１９によって冷却された単量体のガスは、続いて、循環ライン３１７の下流側に配設されたブロワー３１８などの循環装置を介して、供給ライン３１３を介し、流動床反応器３１０の底部からガス分散板３１１を介して再び流動床反応器３１０内の流動床３１４内に吹き込まれるように構成されている。
この場合、ブロワー３１８としては、ブロワー本体のケーシング内において高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との回転摺動部または摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触型ガス止めシール部を備えており、この非接触型ガス止めシール部の間隔が０．７〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは０．９〜１．２ｍｍの範囲であるブロワーを用いることによって、閉塞などのトラブルを確実に防止することができる。
また、冷却装置３１９として、前述したようなミスト除去機構を有していない従来の冷却装置を用いる場合には、ブロワー３１８として後述するような本発明のブロワーを用いることによって、循環ガス及びミスト中に含まれる粉体が、ガス漏止めシール部の間隙、回転摺動部、又は摺動部において、摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止でき、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、これらの間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないので、重合装置の分散板、ガス循環配管などの閉塞などのトラブルを防止することができる。
なお、本発明では、流動床に供給されるガス状単量体には、前記したようなエチレンなどのオレフィンなどとともに、窒素などの不活性ガスが含まれていてもよい。供給されるガス状単量体は、通常０．４〜１．５ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．６〜１．２ｍ／ｓｅｃ程度の線速度で吹き込まれる。
また、重合はオレフィンの種類および共重合割合、ガス状単量体のガス線速度などによっても異なるが、通常、重合圧力としては常圧〜１００ｋｇ／ｃｍ2 好ましくは常圧〜５０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲で、重合温度は、通常、５０〜１２０℃好ましくは６０〜１００℃の範囲で行われる。
ブロワーによって供給される循環ガス中には、凝縮性化合物を含有していてもよく、こ
の凝縮性化合物は重合に供される単量体（主モノマー、コモノマーのいずれでもよく、またこれらの両方であってもよい) でも、重合に不活性な化合物、プロパン、ブタンなどでもよい。
の凝縮性化合物は重合に供される単量体（主モノマー、コモノマーのいずれでもよく、またこれらの両方であってもよい) でも、重合に不活性な化合物、プロパン、ブタンなどでもよい。
気相重合を実施する上では、循環ガスを冷却する際に凝縮性成分が凝縮する条件とするほうが重合熱の除熱が効率的に実施できる。
蒸発潜熱は顕熱と比較して著しく大きく、単位循環ガス当たりの除熱量が大きくなり、さらに冷却器における伝熱効率も向上する。
蒸発潜熱は顕熱と比較して著しく大きく、単位循環ガス当たりの除熱量が大きくなり、さらに冷却器における伝熱効率も向上する。
このような凝縮成分は気相重合反応の反応温度より５０℃低い温度から反応温度まで、好ましくは反応温度より３０℃低い温度から反応温度の温度範囲において凝縮する成分を有するものであることを特徴とする。
なお凝縮成分は、通常、ガス状単量体中に数％以上含まれる。
また、本発明の気相重合方法は、前記ガス状単量体が、流動床内での気相重合反応の反応温度よりも低い温度で流動床内に供給されることを特徴とする。
また、本発明の気相重合方法は、前記ガス状単量体が、流動床内での気相重合反応の反応温度よりも低い温度で流動床内に供給されることを特徴とする。
なお、流動床内での気相重合反応の反応温度は、通常の方法、例えば反応器中に熱伝対を設置することによって測定される。このようなオレフィンの気相重合は、バッチ式、連続式、半連続式のいずれの方式で実施されてもよい。
本発明では、上記のような気相重合により、ポリオレフィンを顆粒状粒子で得ることができる。この粒子の平均粒径は、２５０〜３０００μｍ程度好ましくは４００〜１５００μｍ程度であることが望ましい。
（２）気相重合装置
次に、本発明に係る気相重合装置について具体的に説明する。
図１は、本発明に係る気相重合装置の第１の実施例を示す概略図、図２は、本発明に係る気相重合装置の冷却装置の縦断面図、図３は、図２のIII 部の拡大断面図である。
次に、本発明に係る気相重合装置について具体的に説明する。
図１は、本発明に係る気相重合装置の第１の実施例を示す概略図、図２は、本発明に係る気相重合装置の冷却装置の縦断面図、図３は、図２のIII 部の拡大断面図である。
気相重合装置３００では、固体状触媒Ａが供給ライン３１２を介して、流動床反応器３１０内に供給される一方、供給ライン３１３を介して流動床反応器３１０の底部から、流動床反応器３１０底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板３１１を介して、ガス状のオレフィンなどの単量体を吹き込んで、流動床（反応系）３１４を流動状態に維持しつつ、流動床３１４内で重合反応を行うようになっている。なお、ガス状のオレフィンは、循環ライン３１７に合流する供給ライン３２０を介して連続的に供給されるようになっている。
そして、流動床３１４内で重合反応して生成されたポリマー粒子は、ライン３１５を介して流動床反応器３１０から連続的に抜き出されるようになっている。
一方、流動床３１４を通過した未反応のガス状の単量体は、流動床反応器３１０の上方部分に設けられた減速領域３１６にて流速が減速されて、流動床反応器３１０の上部に設けられたガス出口３１０Ａを介して流動床反応器３１０外に排出されるようになっている。
一方、流動床３１４を通過した未反応のガス状の単量体は、流動床反応器３１０の上方部分に設けられた減速領域３１６にて流速が減速されて、流動床反応器３１０の上部に設けられたガス出口３１０Ａを介して流動床反応器３１０外に排出されるようになっている。
ところで、流動床反応器３１０より排出された未反応の単量体は、再び流動床反応器３１０内の流動床３１４内に吹き込む前にその重合反応熱を除去する必要があるため、循環ライン３１７の上流側に配設された熱交換器（冷却装置）３１９に導入され冷却されるようになっている。
この熱交換器３１９は、図２に示したように、多管円筒形熱交換器であって、円筒形のシェル３２０の内部に、循環ガスを通して冷媒と熱交換するためのシェルの長手方向に配設された複数の伝熱管３２１、３２１と、伝熱管３２１の周囲を冷媒を流通させるために配設された邪魔板３２３とから構成されている。なお、図中、３２４はガス循環入口、３２５は循環ガス出口、３２６は冷媒入口、３２７は冷媒出口である。
そして、この熱交換器３１９では、図３の拡大断面図に示したように、伝熱管３２１と管板３２２との溶接接合部分３２８が、伝熱管開口部の先端３２１Ａが管板表面３２２Ａよりも内側に位置し、且つ伝熱管の開口部先端３２１Ｂが丸くなるように、すなわちＲを有するように形成されているのが好ましい。すなわち、このような熱交換器３１９を用いることによって、循環ガスに含まれる粉末やミストが、伝熱管の開口部近傍の管板部分に滞留することが防止でき、配管や熱交換器の閉塞トラブルを防止することが可能となる。
この場合、冷却装置３１９において冷却されて発生したオレフィンなどの凝縮液が、ミスト（霧）状になってブロワーなどのガス循環設備に供給されて、ガス循環配管などを閉塞したり、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴してしまい、閉塞などの重大なトラブルの原因にもなることがある。特に、ポリマー粒子とミストが併存している場合には、通常のブロワーでは、ポリマー粒子単独と比較して、摩耗、破損が大きくなるが、本発明では、後述するような本発明のブロワーを用いることによって、熱交換器において発生したミスト等が混合していても、これを除去することなく循環ガスを循環でき、しかも装置の破壊や異常振動等の問題が発生せずに効率よく重合を実施することが可能となる。
なお、ミストを捕集するために、ミストセパレータを、例えば、供給ライン３１３などに設けてもよいことは勿論である。このような冷却装置３１９によって冷却された単量体のガスは、続いて、循環ライン３１７の下流側に配設されたブロワー３１８などの循環装置を介して、供給ライン３１３を介し、流動床反応器３１０の底部からガス分散板３１１を介して再び流動床反応器３１０内の流動床３１４内に吹き込まれるように構成されている。
この場合、ブロワー３１８としては、従来のブロワーを用いてもよいが、後述するような本発明のブロワーを用いることによって、閉塞などのトラブルを確実に防止することができる。また、冷却装置３１９として、前述したようなミスト除去機構を有していない従来の冷却装置を用いる場合には、ブロワー３１８として本発明のブロワーを用いることによって、循環ガス及びミスト中に含まれる粉体が、ガス漏止めシール部の間隙、回転摺動部、又は摺動部において、摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止でき、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、これらの間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないので、重合装置の分散板、ガス循環配管などの閉塞などのトラブルを防止することができる。
（３）ブロワー
以下、本発明のブロワーについて具体的に説明する。
図６は、本発明のブロワーをターボ式のブロワーに適用した第１の実施例の縦断面図、図７は、図６のII部分の拡大図である。
以下、本発明のブロワーについて具体的に説明する。
図６は、本発明のブロワーをターボ式のブロワーに適用した第１の実施例の縦断面図、図７は、図６のII部分の拡大図である。
図６において、１００は全体で、本発明のブロワーを示しており、ブロワー１００は、床面などに据え付けられたブロワーベース１０２に、フランジ１０４、１０６を介して固定されたブロワー本体１０８を備えている。なお、図中、１１０、１１２は、ブロワー本体１０８の共振、振動を防止するための振れ止めコッターである。このブロワー本体１０８は、略円筒形状の軸受ケーシング１１４と、軸受ケーシング１１４に接続された吐出ケーシング１１６と、吐出ケーシング１１６に接続され、吸込口１１８が形成された吸込ケ
ーシング１２０を備えている。
ーシング１２０を備えている。
軸受ケーシング１１４の内部には、駆動軸となる主軸１２２が、スラスト軸受１２４、軸受メタル１２６、１２８、ならびに軸受グランド１３０、１３２、１３４を介して、回転可能に装着されている。そして、シール製を確保して、主軸１２２側の潤滑油などが、被処理気体中に混入しないように、また、逆に被処理気体が主軸１２２側、すなわち軸受ケーシング１１４の内部に侵入しないように、主軸１２２の軸スリーブ１２２Ａと軸受グランド１３４の間には、グランドラビリンス１３６が介装されているとともに、軸スリーブ１２２Ａと吐出ケーシング１１６のフランジ部１１６Ａとの間には、メカニカルシール１３８が設けられている。なお、図中、１４０はメカニカルシール給油口、１４２はメカニカルシール排油口、１４４、１４６はメカニカルシールドレン、１４８は空気抜き口である。
また、主軸１２２の一端１２２Ｂ（図において右側）は、ギアカップリング１５０を介して、モータ（図示せず）の駆動軸に連結されており、主軸１２２が回転するようになっている。そして、吐出ケーシング１１６と吸込ケーシング１２０の内壁との間に形成された羽根車回転用スペース１５２には、羽根車１５４が配設されており、羽根車のハブ１５４Ｄにおいて、羽根車１５６、及び羽根車ナット１５８を介して、主軸の他端１２２Ｃに固着され、主羽根車１５４が主軸１２２とともに回転するようになっている。
なお、この羽根車１５４は、主板１５４Ａと、側板１５４Ｂと、羽根１５４Ｃとを備えており、羽根車１５４が高速で回転することによって、吸込ケーシング１２０の吸込口１１８から気体が矢印Ａのように吸い込まれて、羽根の作用によってブロワーを通過する気体が遠心されてその速度と圧力が増加するようになっている。そして、この速度と圧力が増加した気体が、吸込ケーシング１２０と吐出ケーシング１１６の内壁間に形成された高圧室１６０を介して、高圧室１６０に連通され吐出ケーシング１１６に形成された吐出口１６２より矢印Ｂのように吐出されるようになっている。
また、羽根車１５４の側板１５４Ｂの先端部１５４Ｅと、吸込ケーシング１２０の吸込口内端部１２０Ａとの間の回転摺動部には、高圧側である吐出側の高圧室１６０と、低圧側である吸込側のある吸込ケーシング１２０の吸込口に形成された吸込空間１６４との間のガスの漏洩を防止（ガスの縁切り）するために、ガス漏止めシール部として、ラビリンスシールリング１６６が介装されている。
本実施例の場合、図７の拡大図に示したように、ラビリンスシールリング１６６の突設部１６６Ａと羽根車１５４の側板１５４Ｂの先端部１５４Ｅとの間の間隙Ｓを、０．７〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲としている。すなわち、この範囲の間隙の大きさでは、ブロワーで処理する気体中に含まれる粉体が、この間隙を摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止できる大きさであるので、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、ガス漏止めシール部の間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないようになっている。
なお、本実施例では、羽根車１５４の側板１５４Ｂの先端部１５４Ｅと、吸込ケーシング１２０の吸込口内端部１２０Ａとの間にラビリンスシールリング１６６を介装したが、このラビリンスシールリング１６６は、図４に示したように、吸込ケーシング１２０の吸込口内端部１２０Ａの凹溝部１２０Ｂ内に嵌着して、羽根車１５４の側板１５４Ｂの先端部１５４Ｅの外周との間でシール部分を構成し、シール間隙Ｓとして構成してもよい。
図８は、本発明のブロワーをルーツ式のブロワーに適用した第２の実施例の断面図、図９は、図８のIII −III 線での縦断面図である。
図８及び図９において、２００は全体で、本発明のブロワーを示しており、ブロワー２００は、ケーシング本体２０２と、ギアケース２０４と、サイドカバー２０６、２０８と、ベアリングカバー２１０を備えており、これらを貫通して延び、相互に水平方向に離間して駆動軸２１２と従動軸２１４とが回転可能に配設されている。
図８及び図９において、２００は全体で、本発明のブロワーを示しており、ブロワー２００は、ケーシング本体２０２と、ギアケース２０４と、サイドカバー２０６、２０８と、ベアリングカバー２１０を備えており、これらを貫通して延び、相互に水平方向に離間して駆動軸２１２と従動軸２１４とが回転可能に配設されている。
駆動軸２１２は、サイドカバー２０６、２０８内に配設されたベアリング２１６、２１８によって回転可能に装着されているとともに、メカニカルシール２２０、２２２、オイルシール２２４、２２６が設けられており、駆動軸２１２の回転部の潤滑油などが、被処理気体中に混入しないように、また、逆に被処理気体が駆動軸２１２の回転部側に浸入しないように構成されている。なお、これらの構成は、従動軸２１４側においても同様な構成となっている。
そして、駆動軸２１２の一端（図９において左側）は、ベアリングカバー２１０から突設しており、カップリング２２８を介してモータなどの駆動軸（図示せず）に連結されており、駆動軸２１２が回転するようになっている。一方、駆動軸２１２の他端（図９において右側）は、ギアケース２０４内に突設し、駆動ギア２３０が固着されており、図１１に示されるように、この駆動ギア２３０と噛合する従動ギア２３２が従動軸２１４に固着されている。これによって、従動軸２１４が、駆動軸２１２と同期して反対方向に回転し、ケーシング本体２０２に設けられたブロワー室２３４内を位相をずらして駆動軸２１２と従動軸２１２４にそれぞれ固着された二葉形のロータ２３６、２３８を、反対方向（図８の矢印のように）に回転させて気体を圧送するようになっている。
また、ケーシング本体２０２には、上端にブロワー室２３４に連通した吸込口２４０が形成されるとともに、下端にはブロワー室２３４に連通した吐出通路２４２と吐出口２４４が設けられている。なお、図中、２４６はシール液入口ノズル、２４８はシール液出口ノズル、２５０は冷却出入口ノズルである。
そして、本実施例では、ロータ２３６、２３８が回転する際に、図１０（Ａ）〜（Ｄ）及び図１１に示したように、ガス漏止めシール部として機能する、ロータ２３６、２３８の間のクリアランスＣＲ１〜ＣＲ４、ならびにロータ２３６、２３８の外側部とケーシング本体２０２に設けられたブロワー室２３４の内壁との間のクリアランスＣ１〜Ｃ６及びＳ１〜Ｓ４（サイド側のクリアランス）を、０．７〜２．５ｍｍの範囲、好ましくは、０．９〜１．２ｍｍの範囲としている。すなわち、この範囲の間隙の大きさでは、ブロワーで処理する気体中に含まれる粉体が、この間隙を摩擦力などを発生せずに通過できるとともに、ガスの漏洩を防止できる大きさであるので、粉末が発熱、溶融してひも状のメルトポリマーなどが生成せず、しかも、ガス漏止めシール部の間隙において粉末の粉砕、変形、及び合一が発生しないようになっている。
下記の表１に示した組成のポリプロピレンの粉体Ａを用いて、図８および図９に示した本発明のルーツ式ブロワーを、表２に示したような運転条件で運転し本発明例１とした。一方、図８及び図９に示した本発明のルーツ式ブロワーと同様な構成で、表２に示したような従来のクリアランスを有するルーツ式ブロワーを用いて、表２に示したような運転条件で運転し、その結果を比較例１〜２とした。
下記の表３に示した組成の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の粉体Ｂを用いて、図６に示した本発明のターボ式ブロワーを、表４に示したような運転条件で運転し本発明例２〜および参考例１とした。一方、図６に示した本発明のターボ式ブロワーと同様な構
成で、表４に示したような従来のラビリンスクリアランスを有するターボ式ブロワーを用いて、表４に示したような運転条件で運転し、その結果を比較例３〜４とした。
成で、表４に示したような従来のラビリンスクリアランスを有するターボ式ブロワーを用いて、表４に示したような運転条件で運転し、その結果を比較例３〜４とした。
表２及び表４の結果から明らかなように、従来のクリアランスを有するルーツ式ブロワー及びターボ式ブロワー（比較例１〜４）では、ヒモ状のポリマーが発生してしまい、重合装置の分散板、ガス循環配管などへ同伴してしまい、閉塞などの重大なトラブルの原因となる。これに対して、本発明例１〜４および参考例１では、ほとんどヒモ状のポリマーが発生せず、０．７〜２．５ｍｍの範囲のクリアランス、ブロワー効率からすれば、本発明例１〜３のクリアランス、すなわち、０．９〜１．２ｍｍの範囲とすることが好ましいことがわかる。
図１に示すように、流動床３１４の直径が１ｍ、高さが１．８ｍ、流動層容積１４００リットル、減速領域３１６の最大直径１．４ｍからなる流動床反応器３１０を用いて、エチレン１５０ｋｇ／ｈｒを流動床反応器３１０内で、連続的に供給し、重合温度８０℃にて気相重合反応させた。
この場合、冷却装置として、図１に示したように、図２の冷却装置を用いて、循環ガスを冷却した後、本発明のブロワー（図４に示したように、羽根車とラビリンスとのクリアランスＳを１ｍｍとしたターボ式ブロワー）を用いた。
その結果を表５に示した。表５の結果から明らかなように、本発明のように、ブロワー手前に冷却用熱交換器を設置することによって循環ガスを低減することができた。また、ブロワーは、長時間安定して運転することができ、運転後に点検したところ摩耗も損傷も生じていなかった。
一方、比較として、羽根車とラビリンスとのクリアランスＳを０．２ｍｍとした従来のターボ式ブロワーを用いて運転したところ、ブロワーに異常振動が生じて運転が不安定になった。運転後に点検したところ、ヒモ状のパウダー（ポリマー）とともに羽根車、ケーシング、ラビリンスシールの摩耗、損傷が認められた。
１００・・・ブロワー
１０８・・・ブロワー本体
１１４・・・軸受ケーシング
１１６・・・吐出ケーシング
１１８・・・吸込口
１２０・・・吸込ケーシング
１２２・・・主軸
１５２・・・羽根車回転用スペース
１５４・・・羽根車
１６０・・・高圧室
１６２・・・吐き出し口
１６６・・・ラビリンスシールリング
２００・・・ブロワー
２０２・・・ケーシング本体
２０４・・・ギアケース
２１０・・・ベアリングカバー
２１２・・・駆動軸
２１４・・・従動軸
２３０・・・駆動ギア
２３２・・・従動ギア
２３４・・・ブロワー室
２３４、２３８・・・ロータ
２４０・・・吸込口
２４４・・・吐出口
３００・・・気相重合装置
３１０・・・流動床反応器
３１１・・・分散板
３１２・・・供給ライン
３１３・・・供給ライン
３１４・・・流動床
３１６・・・減速領域
３１７・・・循環ライン
３１８・・・ブロワー
３１９・・・熱交換器（冷却装置）
３２０・・・供給ライン
１０８・・・ブロワー本体
１１４・・・軸受ケーシング
１１６・・・吐出ケーシング
１１８・・・吸込口
１２０・・・吸込ケーシング
１２２・・・主軸
１５２・・・羽根車回転用スペース
１５４・・・羽根車
１６０・・・高圧室
１６２・・・吐き出し口
１６６・・・ラビリンスシールリング
２００・・・ブロワー
２０２・・・ケーシング本体
２０４・・・ギアケース
２１０・・・ベアリングカバー
２１２・・・駆動軸
２１４・・・従動軸
２３０・・・駆動ギア
２３２・・・従動ギア
２３４・・・ブロワー室
２３４、２３８・・・ロータ
２４０・・・吸込口
２４４・・・吐出口
３００・・・気相重合装置
３１０・・・流動床反応器
３１１・・・分散板
３１２・・・供給ライン
３１３・・・供給ライン
３１４・・・流動床
３１６・・・減速領域
３１７・・・循環ライン
３１８・・・ブロワー
３１９・・・熱交換器（冷却装置）
３２０・・・供給ライン
Claims (10)
- 流動床反応器内に重合用固体状触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を吹き込んで、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体若しくは共重合体を得るように構成した気相重合装置において、
前記流動床反応器の上部に未反応の単量体ガスを排出するガス出口と、
前記ガス出口に接続され流動床反応器の底部に至るガス循環経路と、
前記ガス循環経路の上流側に配設された熱交換器と、
前記ガス循環経路の下流側に配設されたガス循環装置と、
を備えることを特徴とする気相重合装置。 - 前記熱交換器が、多管円筒形熱交換器であって、熱交換するガスを通す伝熱管と、該伝熱管を熱交換器のシェルに固定する管板との溶接接合部分が、伝熱管開口部の先端が管板表面よりも内側に位置し、且つ前記伝熱管の開口部先端が丸くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気相重合装置。
- 粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるブロワーであって、
ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部又は摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部を備えており、
前記ガス漏止めシール部の間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とするブロワー。 - 前記ガス漏止めシール部の間隙が、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載のブロワー。
- 粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるターボ式ブロワーであって、
ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部であるラビリンスシールを備えており、
前記ラビリンスシールの間隙が、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とするターボ式ブロワー。 - 前記ラビリンスシールの間隙が、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項５に記載のターボ式ブロワー。
- 前記ラビリンスシールが、ブロワー本体のケーシング内において主軸に連結された羽根車と吸い込み口との間の回転摺動部に配設されていることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載のターボ式ブロワー。
- 粉体を含んだガスを循環又はサイクロン処理するために用いられるルーツ式ブロワーであって、
ブロワー本体のケーシング内において、高圧側である吐出側と低圧側である吸込側との間の回転摺動部に、ガスの漏洩を防止する非接触タイプのガス漏止めシール部を備えており、
前記ガス漏止めシール部が、ロータの外側部とケーシング内壁との間のクリアランス、ならびにロータ間のクリアランスから構成されており、
前記クリアランスが、０．７〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とするルーツ式ブロ
ワー。 - 前記クリアランスが、０．９〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項８に記載のルーツ式ブロワー。
- 前記ガス循環装置が、請求項３から９のいずれかに記載のブロワーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の気相重合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006012398A JP2006193747A (ja) | 1996-05-14 | 2006-01-20 | 気相重合装置およびブロワー |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11935596 | 1996-05-14 | ||
| JP25845096 | 1996-09-30 | ||
| JP2006012398A JP2006193747A (ja) | 1996-05-14 | 2006-01-20 | 気相重合装置およびブロワー |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9068233A Division JPH10152509A (ja) | 1996-05-14 | 1997-03-21 | 気相重合方法及びそのための気相重合装置ならびにブロワー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006193747A true JP2006193747A (ja) | 2006-07-27 |
Family
ID=36800060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006012398A Pending JP2006193747A (ja) | 1996-05-14 | 2006-01-20 | 気相重合装置およびブロワー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006193747A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234841A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Alstom Technology Ltd | 電気アーク炉用の一体化されたガス冷却システム |
| JP2020200763A (ja) * | 2020-09-28 | 2020-12-17 | 三菱重工業株式会社 | 分離回収装置及びガスハイドレートの回収システム |
-
2006
- 2006-01-20 JP JP2006012398A patent/JP2006193747A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2020200763A (ja) * | 2020-09-28 | 2020-12-17 | 三菱重工業株式会社 | 分離回収装置及びガスハイドレートの回収システム |
| JP6994098B2 (ja) | 2020-09-28 | 2022-01-14 | 三菱重工業株式会社 | 分離回収装置及びガスハイドレートの回収システム |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060920 |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070327 |