JP2015517592A - 液−液分離器界面検出系およびそれを利用する重合方法 - Google Patents

液−液分離器界面検出系およびそれを利用する重合方法 Download PDF

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Abstract

ポリマー濃化相と溶媒濃化相との間の界面の検出系であって、入口供給を通して溶媒ベースの重合反応器中に生成される溶媒、ポリマーおよび非反応モノマーを含む入口流としてポリマー溶液を受容するよう設計された液−液分離器（この場合、槽は、少なくとも２０分の滞留時間を提供するよう、そして流れをポリマー濃化相および溶媒濃化相に分離させるよう設計される）；液−液分離器の上部または底部のいずれかからの第一音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第一反射部分を受信するための第一音波応答機（前記音波シグナルの前記反射部分は、溶媒濃化相とポリマー濃化相との間の液−液界面を通した音波シグナルの通過により生成される）であって、液−液界面に対して直角に進むシグナルを送信するよう配置される第一音波応答機を包含する系が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、液−液分離器界面検出系およびそれを利用する重合方法に関する。
液−液分離器は、異なる密度を有する２つの液相を分離するために種々の用途で用いられる。液−液分離器は、溶液ポリオレフィン法において溶媒およびポリマーを分離するために用いられ得る。溶液の安定性のために、ポリマー溶液と純溶媒との間の界面層（ラグ層）を制御することは非常に重要である。この層の位置は、２つの液体間の分離の程度を決定する。残念ながら、分離器は、界面を見るためのいかなるサイドガラスも含有せず、炭素鋼容器中のポリマーおよび溶媒界面を検出するために音波プローブが用いられた。
本発明は、液−液分離器界面検出系およびそれを利用する重合方法である。
一実施形態において、本発明は、ポリマー濃化相と溶媒濃化相との間の界面の検出系であって、入口供給を通して溶媒ベースの重合反応器中に生成される溶媒、ポリマーおよび非反応モノマーを含む入口流を受容するよう設計された液−液分離器（ＬＬＳ）（この場合、槽は、少なくとも２０分の滞留時間を提供するよう、そして流れをポリマー濃化相および溶媒濃化相に分離させるよう設計される）；液−液分離器の上部または底部のいずれかからの第一音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第一反射部分を受信するための第一音波応答機（前記音波シグナルの前記反射部分は、溶媒濃化相とポリマー濃化相との間の液−液界面を通した音波シグナルの通過により生成される）であって、液−液界面に対して直角に進むシグナルを送信するよう配置される第一音波応答機を包含する系を提供する。
本発明を例証する目的のために、例示的である形態を図で示している。しかしながら、本発明は、示された精確な配置および手段性に限定されない。
本発明の一実施形態による２つの音波応答機を有する液−液分離器の模式図である。 液−液分離の発生時の分離剤濃度の一関数としての溶媒濃化相およびポリマー濃化相の溶液密度の変化、ならびに２つの液相の生成時の２相間の液−液界面の存在を検出する音波応答機の能力を示すグラフである。
本発明の詳細な説明
本発明は、液−液分離器界面検出および制御系、ならびにそれを利用する重合方法である。
本発明による液−液分離器界面検出系は、以下の：入口供給を通して溶媒ベースの重合反応器中に生成される溶媒、ポリマーおよび非反応モノマーを含む入口流を受容するよう設計された液−液分離器（ＬＬＳ）（この場合、槽は、少なくとも２０分の滞留時間を提供するよう、そして流れをポリマー濃化相および溶媒濃化相に分離させるよう設計される）；液−液分離器の上部または底部のいずれかからの第一音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第一反射部分を受信するための第一音波応答機（前記音波シグナルの前記反射部分は、溶媒濃化相とポリマー濃化相との間の液−液界面を通した音波シグナルの通過により生成される）であって、液−液界面に対して直角に進むシグナルを送信するよう配置される第一音波応答機を包含する。
本発明の実施形態における用途を一般的に有する液−液分離器は、一般的に、米国特許出願公開番号２０１２００８８８９３（この記載内容は参照により本明細書中で援用される）に記載されている。そこで考察されているように、液−液分離器は、溶液重合法における低臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）の現象を用いることにより、ポリマー溶液から溶媒を除去するために用いられ得る。本発明は、ポリマー濃化相と溶媒濃化相の間の液−液界面の位置を検出するための音波応答機の使用に関する。
本発明による重合方法は、以下の：Ａ）反応溶媒の存在下で１つ以上のモノマーを重合して、ポリマー溶液を生成すること；Ｂ）溶液を加熱せずに、液−液分離器中に入口流としてポリマー溶液を移すこと（この場合、ポリマー溶液の圧力は、液−液分離器の前に、または液−液分離器内で、制御方式で能動的に低減されて、少なくとも２つの液相、すなわちポリマー濃化相および溶媒濃化相を誘導し、そしてこの場合、ポリマー濃化相中のポリマーの濃度は、液−液分離器に移されるポリマー溶液中の濃度より高い）；Ｃ）液−液分離器内に配置される音波応答機の使用により、ポリマー濃化相と溶媒濃化相との間の界面を検出すること；そしてＤ）溶媒濃化相とポリマー濃化相の一方または両方を取り出すこと、を包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ポリマー溶液は少なくとも２０分の滞留時間を有する。少なくとも４０分からの個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に包含され、本明細書中で開示される；例えば、滞留時間は、２０、２４、２８、３２、３６または４０分の下限からであり得る。例えば、滞留時間は少なくとも２０分、あるいは代替的には、滞留時間は少なくとも３０分からであり得るし、あるいは代替的には、滞留時間は少なくとも４０分からであり得る。滞留時間は、流体（典型的には２相）はＬＬＳ中で費やす時間の平均量である。この時間は、「ＬＬＳ容器の容積」／「ＬＬＳ中への入口流の容積流量」の比として算定される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、第一音波応答機はスリーブ中に部分的に取り囲まれる。このような実施形態では、スリーブは、音波応答機により発生される音波の経路を遮断しないかまたは影響を及ぼさないよう、設計され、配置される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、入口供給物は、液−液分離器の底部にポリマー溶液を供給する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は被覆される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は比重分離器である。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、当該系は、流量計および流量計のいずれかの側面に位置する差圧伝送器を含むポリマー濃化相出口弁をさらに包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、当該系は、液−液分離器中のポリマー濃化相のレベルを制御するための自動制御弁をさらに包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、当該系は、液−液分離器の上部または底部からの第二音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第二反射部分を受信するための第二音波応答機をさらに包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、当該系は、第一音波応答機から、ならびに任意に第二音波応答機から回収されるデータを受け取り、解析するための制御系をさらに包含する。
音波応答機およびその制御系は、当該技術分野で既知であり、市販されている。市販の音波応答機および制御系の一例は、ＩＮＴＥＲＦＡＺＥＲの商品名でＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ ＵＳＡ（テキサス州ヒューストン）から入手可能である。
本明細書中で用いる場合、「音波応答機」という用語は、音波送信機と音波受信機の両方を含む装置を意味する。音波応答機は、本発明の系および工程において有用であり、能動的ＳＯＮＡＲの原理に基づいている。能動的音波探知機は、音のパルス、音波を作成し、次いで、パルスの反射を検出する。音のこのパルスは、一般的に、シグナル発生器、電力増幅器および電子音響変換器／アレイからなるソナー・プロジェクターを用いて電子工学的に作成される。ビーム形成機は、音響出力をビームに濃縮するために用いられ得る。音波の一部分は、異なる密度を有する２つの液相間の、または液相および固相間の界面から反射される。反射部分は、音波応答機により受信され、界面までの距離は、液体中の音波の速度に基づいた既知の原理を用いて算定され得る。市販の系、例えばＩＮＴＥＲＦＡＺＥＲは、典型的には、反射音波を電子信号に変換するための、そして反射音波を発生する界面の位置を算定するための、標準電子機器およびソフトウェアを包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、音波応答機は連続界面検出を提供する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、音波応答機は間欠的界面検出を提供する。このような実施形態では、音波応答機は特定時間間隔で、または要求に応じて、シグナルを送信し、受信し得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、反応溶媒は、重質炭化水素溶媒（例えば、Ｃ６−Ｃ１０炭化水素構成成分を含有する）および軽質炭化水素溶媒（例えば、Ｃ２−Ｃ５炭化水素構成成分を含有する）の混合物である。液−液分離は、圧力を下げ、それにより、２つの相、すなわちポリマー濃化相および溶媒濃化相の形成を誘導することにより達成され得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、重質炭化水素溶媒は、６〜１０個の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含む。代替的一実施形態では、少なくとも１つの炭化水素は、７〜９個の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含み得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、重質炭化水素溶媒は、６個未満の炭素原子を含有する炭化水素を含まないが、しかしこのような炭化水素の残余量（典型的には、重質炭化水素溶媒の総重量を基礎にして、１００００ｐｐｍ未満）は存在し得る。「炭化水素」は、本明細書中で用いる場合、炭素および水素原子のみで構成される有機分子を指す。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒は、２〜５個の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含む。一実施形態では、軽質炭化水素溶媒は、２〜４個の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含む。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒は、５個より多い炭素原子を含有する炭化水素を含まないが、しかしこのような炭化水素の残余量（典型的には、軽質炭化水素溶媒の総重量を基礎にして、１００００ｐｐｍ未満）は存在し得る。「炭化水素」は、本明細書中で用いる場合、炭素および水素原子のみで構成される有機分子を指す。
一実施形態では、軽質炭化水素溶媒は、エタン、プロパン、イソブタンまたはイソペンタン、あるいはその混合物、好ましくはプロパンまたはイソブタンから選択される。
一実施形態では、軽質炭化水素溶媒の量は、ポリマー溶液の重量を基礎にして、５〜４０重量％である。５〜４０重量％の個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、ポリマー溶液中の軽質炭化水素溶媒の量は、５、１５、２５または３５重量％の下限から、１０、２０、３０または４０重量％の上限までであり得る。例えば、ポリマー溶液中の軽質炭化水素溶媒の量は、５〜４０重量％の範囲であり得るし、代替的には、ポリマー溶液中の軽質炭化水素溶媒の量は２０〜３５重量％の範囲であり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、重質炭化水素溶媒は、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンまたはその混合物、好ましくはｎ−オクタン、イソ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンまたはその混合物、さらに好ましくはｎ−オクタンから選択される。
一実施形態では、溶媒は、軽質炭化水素溶媒および重質炭化水素溶媒の合計重量を基礎にして２０〜５０重量％である。２０〜５０重量％の個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、軽質炭化水素溶媒および重質炭化水素溶媒の合計重量を基礎にした軽質炭化水素溶媒の量は、２０、３０または４０重量％の下限から、２５、３５、４５または５０重量％の上限までであり得る。例えば、軽質炭化水素溶媒および重質炭化水素溶媒の合計重量を基礎にした軽質炭化水素溶媒の量は、２０〜５０重量％の範囲であり得るし、代替的には、２０〜４０重量％の範囲であり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒はＣ３炭化水素を含み、そして重質炭化水素溶媒は８個以上の炭素原子を有する炭化水素を含む。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒はＣ３炭化水素を含み、そして重質炭化水素溶媒は１０個以上の炭素原子を有する炭化水素を含む。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、互いから溶媒の重質および軽質炭化水素構成成分を分離するための特別な操作（例えば、蒸留）は、当該重合方法においては存在しない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、モノマーおよびコモノマーから溶媒を分離するための特別な単位操作（例えば、蒸留）は、当該重合方法においては存在しない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ポリマーから溶媒を分離するための特別な操作（例えば、蒸留）は、当該重合方法においては存在しない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、液−液分離器に進入するポリマー溶液中のポリマー濃度は、ポリマー溶液の重量を基礎にして、５〜３０重量％である。５〜３０重量％の個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、ポリマー溶液中のポリマー濃度は、５、１５または２５重量％の下限から、１０、２０または３０重量％の上限までであり得る。例えば、ポリマー溶液中のポリマー濃度は、５〜３０重量％の範囲であり得るし、代替的には、ポリマー溶液中のポリマー濃度は１０〜１５重量％の範囲であり得るし、あるいは代替的には、ポリマー溶液中のポリマー濃度は１５〜２０重量％であり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は、２０〜５０重量％である。２０〜５０重量％の個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は、２０、３０、４０または４５重量％の下限から、２５、３５、４５または５０重量％の上限までであり得る。例えば、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は、２０〜５０重量％の範囲であり得るし、代替的には、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は３５〜５０重量％の範囲であり得るし、あるいは代替的には、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は２０〜３５重量％であり得るし、代替的には、液−液分離器を出るポリマー濃化相中のポリマーのポリマー濃度は３０〜４０重量％の範囲であり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、各反応器および液−液分離器間に熱は付加されない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、当該方法は、ステップＡとステップＢの間に加熱装置、例えば熱交換器を含有しない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、熱交換器により、ステップＡおよびステップＢにおけるポリマー溶液に熱は付加されない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、高温蒸気（高エネルギー）により、ステップＡおよびステップＢにおけるポリマー溶液に熱は付加されない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢは反復されない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢは反復される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、ポリマー溶液は２つの液相のみを形成する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒はステップＢに付加されない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、軽質炭化水素溶媒はステップＢに付加される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、１つ以上の相分離剤が、液−液分離器の前に、または液−液分離器内で、ポリマー溶液に付加される。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器の前に、または液−液分離器内で、ポリマー溶液に相分離剤は付加されない。さらなる一実施形態では、相分離剤は液−液分離器後にポリマー溶液に付加されない。
相分離剤のいくつかの例としては、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｃ３Ｈ８およびＣＨ４が挙げられる。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ポリマー濃化相は、これら２つの相の合計重量を基礎にして、５重量％より多い伴出「溶媒濃化相」を含有しない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、液−液分離器中の圧力は８００ｐｓｉｇ以下である。８００ｐｓｉｇ以下からの個々の値および部分範囲は、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、液−液分離器中の圧力は、８００ｐｓｉｇの上限からであり得る。例えば、液−液分離器中の圧力は、７００ｐｓｉｇの上限からであり得るし、代替的には、液−液分離器中の圧力は６００ｐｓｉｇの上限からであり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、液−液分離器中の圧力は４００ｐｓｉｇ〜８００ｐｓｉｇである。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器中の圧力は４５０ｐｓｉｇ〜７００ｐｓｉｇである。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器中の圧力は５００ｐｓｉｇ〜６００ｐｓｉｇである。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器中の温度は１５０℃以上である。１５０℃以上からの個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される。例えば、液−液分離器中の温度は、１５０℃の上限からであり得るし、代替的には、液−液分離器中の温度は１６０℃の上限からであり得るし、あるいは代替的には、液−液分離器中の温度は１７０℃の上限からであり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップＢにおいて、液−液分離器中の温度は１５０℃〜２２０℃である。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器中の温度は１６０℃〜２１０℃である。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器中の温度は１６５℃〜２０５℃である。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は容器である。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は１０ガロン以上の容量を有する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は１００ガロン以上の容量を有する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は１０００ガロン以上の容量を有する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は１０，０００ガロン以上の容量を有する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は５０，０００ガロン以上の容量を有する。
一実施形態では、液−液分離器は、１０〜５０，０００ガロンの容量を有する。一実施形態では、液−液分離器は、１００〜２５，０００ガロンの容量を有する。好ましい一実施形態では、液−液分離器中では機械的混合は行われない。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、液−液分離器は、ステップＢにおいて、少なくとも２つの液相を含有する。液相は、重量測定で確定されるように、０．２ｇ／ｃｃ以上、好ましくは０．３ｇ／ｃｃ以上の密度を有する。
液−液分離器は、本明細書中に記載されるような２つ以上の実施形態の組合せを含み得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、溶媒濃化相は、１０００ｐｐｍ未満のポリマーを含む。１０００ｐｐｍ未満ポリマーからの個々の値および部分範囲はすべて、本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、溶媒濃化相中のポリマーの量は、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８５０、９５０または１０００ｐｐｍの上限からであり得る。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップ（Ａ）は、溶液重合反応器中で生じる。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、ステップ（Ａ）は、連続撹拌槽反応器中で生じる。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、重合方法は、音波応答機により受信される反射音波シグナルから界面の垂直位置を算定することをさらに包含する。
代替的一実施形態では、本発明は、前記実施形態のいずれかに従って、液−液分離器界面検出系および重合方法を提供するが、但し、重合方法は、界面の垂直位置に基づいて、溶媒濃化相およびポリマー濃化相の一方または両方を取り出すことにより流量を調整することをさらに包含する。
図１は、２つの音波応答機２、４を有する液−液分離器の模式図である。液−液分離器１は、溶媒濃化相６およびポリマー濃化相８を含む。図１に示したように、音波応答機２および４は、各応答機からの音波が液−液界面に対して直角であるよう、各々配置される。重合反応器からのポリマー溶液は、入口１０を通って液−液分離器１に進入する。
「ポリマー」という用語は、本明細書中で用いる場合、同一または異なる型のモノマーを重合することにより調製される高分子化合物を指す。したがって、ポリマーという一般用語は、ホモポリマーという用語（モノマーのうちの１つの型のみから調製されるポリマーに言及するために用いられる）、ならびに本明細書中で後述されるインターポリマーという用語を包含する。「インターポリマー」という用語は、本明細書中で用いる場合、少なくとも２つの異なる型のモノマーの重合により調製されるポリマーを指す。一般用語インターポリマーは、したがって、コポリマー（２つの異なる型のモノマーから調製されるポリマーに言及するために用いられる）、ならびに２つより多い異なる型のモノマーから調製されるポリマーを包含する。
「オレフィン系ポリマー」という用語は、本明細書中で用いる場合、ポリマーの重量を基礎にして少なくとも過半数の重量％の重合オレフィン（例えばエチレンまたはプロピレン）および任意に１つ以上の付加的コモノマーを含有するポリマーを指す。
「エチレン系ポリマー」という用語は、本明細書中で用いる場合、少なくとも過半数の重量％の重合エチレン（ポリマーの重量を基礎にして）および任意に１つ以上の付加的コモノマーを含有するポリマーを指す。
「プロピレン系ポリマー」という用語は、本明細書中で用いる場合、少なくとも過半数の重量％の重合プロピレン（ポリマーの重量を基礎にして）および任意に１つ以上の付加的コモノマーを含有するポリマーを指す。
「ポリマー濃化相」という用語は、本明細書中で用いる場合、考察中の２つ以上の相に関して、ポリマー濃化相の総重量を基礎にして、その重量分率により測定した場合、より高濃度のポリマーを含有する相を指す。
「溶媒濃化相」という用語は、本明細書中で用いる場合、考察中の２つ以上の相に関して、溶媒濃化相の総重量を基礎にして、その重量分率により測定した場合、より高濃度の溶媒を含有する相を指す。
「重質炭化水素溶媒」という用語は、本明細書中で用いる場合、６個以上の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含有する非反応性（重合触媒との関連）炭化水素を指す。典型的には、重質炭化水素溶媒は、９５℃より高い標準沸点を有する。重質炭化水素溶媒は６個未満の炭素原子を含有する炭化水素を含まないが、しかし残余量（典型的には、重質炭化水素溶媒の総重量を基礎にして、１００００ｐｐｍ未満）のこのような炭化水素が存在し得る。「炭化水素」は、本明細書中で用いる場合、炭素および水素原子のみで構成される有機分子を指す。実例は、アルカン、例えばｎ−オクタン、ｎ−ノナン、イソ−オクタン、およびアルケン、例えばオクテンの内部異性体（末端炭素原子上に位置しない二重結合を有するもの）である。
「軽質炭化水素溶媒」という用語は、本明細書中で用いる場合、５つ以下の炭素原子を含有する少なくとも１つの炭化水素を含有する非反応性（重合触媒との関連）炭化水素を指す。典型的には、軽質炭化水素溶媒は、４０℃より低い標準沸点を有する。軽質炭化水素溶媒は５つより多い炭素原子を含有する炭化水素を含まないが、しかし残余量（典型的には軽質炭化水素溶媒の総重量を基礎にして、１００００ｐｐｍ未満）のこのような炭化水素が存在し得る。「炭化水素」は、本明細書中で用いる場合、炭素および水素原子のみで構成される有機分子を指す。例としては、エタン、プロパン、イソブテン等が挙げられる。
相は、本明細書中で用いる場合、その全体を通して材料のすべての物理的特性が本質的に均一である空間（熱力学的系）の一領域を指す。物理的特性の例としては、密度、屈折率および化学組成が挙げられる。
液−液相は、混和性でない２つの別個の液相の組合せである。
「液−液分離器（ＬＬＳ）」という用語は、本明細書中で用いる場合、２つ以上の液相の分離のために用いられる装置を指す。分離は、２つ以上の液相を誘導するためになされる特異的作用、例えば圧力における低減に起因する。
「ポリマー溶液」という用語は、本明細書中で用いる場合、均質（最も多くは液体状態）相を形成するための、１つ以上の溶媒（典型的には、ポリマーより分子量がはるかに低い）中のポリマーの完全溶解を指す。溶液はポリマーおよび溶媒を含み、非反応モノマーおよび重合反応の他の残余物も含み得る。
「溶媒」という用語は、本明細書中で用いる場合、当該種、例えばモノマーおよび／またはポリマーを溶解して、液相を生じる物質（炭化水素または２つ以上の炭化水素の混合物（モノマーおよびコモノマーを除く））を指す。
「混合溶媒」という用語は、本明細書中で用いる場合、２つ以上の溶媒の混合物（例えば、２つ以上の炭化水素の混合物）を指す。
「単一溶媒」という用語は、本明細書中で用いる場合、１つの溶媒（例えば、１つの炭化水素）を指す。
「溶液重合」という用語は、本明細書中で用いる場合、生成されるポリマーが重合溶媒中に溶解される重合方法を指す。
「相分離剤」という用語は、本明細書中で用いる場合、現存ポリマー溶液に付加される場合に、所定のポリマー重量分率で下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）を下げるという作用を有する物質を指す。
下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）は、本明細書中で用いる場合、それより上では一定組成の溶液が、一定圧力で、２つの液相に分離し、そしてこの温度より低いと、溶液は単一液相として存在する温度として定義される。
「重合系」という用語は、本明細書中で用いる場合、モノマー、溶媒および触媒を含み、適切な条件下で重合反応を受ける混合物を指す。重合系は、反応器への総供給物に対応する。
「断熱反応器」という用語は、本明細書中で用いる場合、能動的熱除去機序を有さず、能動的熱付加機序を有さない反応器を指す。
「減圧手段」という用語は、本明細書中で用いる場合、液体の連続蒸気または液体の一定バッチの圧力における低減を可能にする装置、例えば制御弁を指す。
「制御方式で能動的に低減される」という語句は、本明細書中で用いる場合、所望レベルに、所望速度で、圧力を低減するための作用、例えば制御弁の使用を指す。
「単一相ポリマー溶液」という用語は、本明細書中で用いる場合、均質（最も多くは液体状態）相を形成するための、１つ以上の溶媒（典型的には、ポリマーより分子量がはるかに低い）中のポリマーの完全溶解を指す。
「ポリマー濃化相中のポリマーの濃度」という語句は、本明細書中で用いる場合、ポリマーを含有する溶液（ポリマー濃化相）の総重量を基礎にした、ポリマーの重量分率を指す。
「溶媒濃化相中のポリマーの濃度」という語句は、本明細書中で用いる場合、ポリマーを含有する溶液（溶媒濃化相）の総重量を基礎にした、ポリマーの重量分率を指す。
「未臨界領域」という用語は、本明細書中で用いる場合、重合媒質（溶媒（単数または複数）、モノマーおよびコモノマー（単数または複数）の混合物と定義される［触媒（単数または複数）または共触媒（単数または複数）なし］）の臨界温度より低い重合温度、ならびに重合媒質の臨界圧より低い重合圧力を指す。
「臨界温度」という用語は、本明細書中で用いる場合、それより上では、いかなる圧力変化にも関係なく、重合媒質が相分離しない重合媒質の温度を指す。
「臨界圧」という用語は、本明細書中で用いる場合、それより上では、いかなる温度変化にも関係なく、重合媒質が相分離しない重合媒質の圧力を指す。
「曇り点圧」という用語は、それより低いと、一定温度での一定組成のポリマー溶液が２つの液相に分離する圧力である。この圧力より高いと、ポリマー溶液は単一液相である。
「曇り点温度」は、それより高いと、一定圧での一定組成のポリマー溶液が２つの液相に分離する温度（閾値温度）である。この温度より低いと、ポリマー溶液は単一液相である。さらに、曇り点温度は、それより低いと２つの相が存在し、それより高いと１つの相が存在する天井温度である。
以下の実施例は本発明を例証するものであるが、しかし本発明の範囲を限定するよう意図されない。図２は、ＩＮＴＥＲＦＡＺＥＲ音波応答機により検出した場合の、溶媒濃化相およびポリマー濃化相の分離を示す。半結晶性の極低ジエン含有エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）の生成のための単一溶液連続撹拌反応器からのポリマー溶液を用いて、図２における情報を得た。高反応器圧を用いて、均質重合のための単一液相環境を保証した。ポリマー溶液を反応器圧制御弁に通すと、ポリマー溶液の圧力は、２２００ｐｓｉｇから８００ｐｓｉｇに急速に低減された。液−液分離後にその結果として生じるポリマー濃化流の密度を、ＶＸＬＥモデリングソフトウェア（ＶＸＬＥ ＡｐＳ，コペンハーゲン、デンマーク）を用いて、７８３ｐｓｉｇで３５．５ ｌｂｓ／ｆｔ３であると予測し、ポリマー濃化相と溶媒濃化相の間の溶液密度差は９ ｌｂｓ／ｆｔ３であった。図２は、時間および相分離剤濃度の一関数としての相分離を示す。図２では、左端位置は、相分離剤の注入に関する開始時間を示す。その時点で、ポリマー濃化相および溶媒濃化相の密度は互いに非常に近く、そして反応器流出（ポリマー溶液）密度と非常に近い。分離剤であるプロパンは、ｙ軸の左端により示される時間で開始して、液−液分離器中に供給される。液−液分離器中のプロパン濃度が増大すると、溶媒濃化相の溶液密度は減少する。１３％のプロパン濃度で、溶媒濃化相は密度の急速な減少を示す。その同一プロパン濃度で、音波応答機は４０〜５０％の液−液界面レベル（「第一大規模密度低下」）を示す。１５％プロパンに達すると、プロパンレベルを一定に保持し、その時間中、密度差は保持され、音波応答機は、明瞭な界面を示した。その後、プロパンを除去した。プロパンが１３％より低くなると、ポリマー濃化相および溶媒濃化相の粘度は互いに近づき、音波応答機は明瞭な相分離を示さない。図２において、長破線はポリマー濃化相密度を示し、ダッシュ−ドット−ダッシュ線は溶媒濃化相密度を示し、実線はプロパン含量を示し、音波応答機シグナルは点線により示される。
本発明は、その精神および本質的属性を逸脱しない限り、他の形態で具体化され得るし、したがって、本発明の範囲を示す場合、前記明細書よりむしろ、添付の特許請求の範囲を参照すべきである。

Claims (15)

  1. ポリマー濃化相と溶媒濃化相との間の界面の検出系であって、以下の：
    入口供給を通して溶媒ベースの重合反応器中に生成される溶媒、ポリマーおよびモノマーを含む入口流を受容するよう設計された液−液分離器（この場合、槽は、少なくとも２０分の滞留時間を提供するよう、そして流れをポリマー濃化相および溶媒濃化相に分離させるよう設計される）；
    液−液分離器の上部または底部のいずれかからの第一音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第一反射部分を受信するための第一音波応答機（前記音波シグナルの前記反射部分は、溶媒濃化相とポリマー濃化相との間の液−液界面を通した音波シグナルの通過により生成される）であって、液−液界面に対して直角に進むシグナルを送信するよう配置される第一音波応答機
    を包含する系。
  2. 前記第一音波応答機を部分的にまたは全体的に取り囲むスリーブをさらに包含する請求項１記載の系。
  3. 前記入口供給物が前記液−液分離器の底部に前記流れを供給する前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  4. 前記液−液分離器が被覆される前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  5. 前記液−液分離器が比重分離器である前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  6. 流量計および流量計のいずれかの側面に位置する差圧伝送器を含むポリマー濃化相出口弁をさらに包含する前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  7. 液−液分離器中のポリマー濃化相のレベルを制御するための自動制御弁をさらに包含する前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  8. 液−液分離器の上部または底部からの第二音波シグナルを送信するための、ならびに音波シグナルの第二反射部分を受信するための第二音波応答機をさらに包含する前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  9. 第一音波応答機から、ならびに任意に第二音波応答機から回収されるデータを受け取り、解析するための制御系をさらに包含する前記請求項のいずれか一項に記載の系。
  10. 以下の：Ａ）溶媒の存在下で１つ以上のモノマーを重合して、ポリマー溶液を生成すること；Ｂ）溶液を加熱せずに、液−液分離器にポリマー溶液を移すこと（この場合、ポリマー溶液の圧力は、液−液分離器の前に、または液−液分離器内で、制御方式で能動的に低減されて、少なくとも２つの液相、すなわちポリマー濃化相および溶媒濃化相を誘導し、そしてこの場合、ポリマー濃化相中のポリマーの濃度は、液−液分離器に移されるポリマー溶液中の濃度より高い）；Ｃ）液−液分離器内に配置される音波応答機の使用により、ポリマー濃化相と溶媒濃化相との間の界面を検出すること；そしてＤ）溶媒濃化相とポリマー濃化相の一方または両方を取り出すこと、を包含する重合方法。
  11. 前記溶媒濃化相が前記液−液分離器から取り出され（前記取り出された溶媒濃化相は１０００ｐｐｍ未満のポリマーを含む）、１５０℃より高いかまたは等しい温度に保持される請求項１０記載の重合方法。
  12. ステップ（Ａ）が溶液重合反応器中で生じる請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の重合方法。
  13. ステップ（Ａ）が連続撹拌槽反応器中で生じる請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の重合方法。
  14. 音波応答機により受信される反射音波シグナルから前記界面の垂直位置を算定することをさらに包含する請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の重合方法。
  15. 前記界面の垂直位置に基づいて、溶媒濃化相およびポリマー濃化相の一方または両方を取り出す流量を調整することをさらに包含する請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の重合方法。
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