JP2016514186A - 溶液重合プラントにおける改善されたエネルギー利用 - Google Patents
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Abstract
Description
i)温度及び圧力で操作されている少なくとも1つのアップストリーム反応器中に、エチレン、1以上の脂肪族炭化水素溶媒、触媒、任意の1以上のα−オレフィン及び任意の水素を注入して、単一液相溶液中でエチレンポリマーを生成すること;
ii)エチレン、溶媒、触媒、エチレンポリマー、任意のα−オレフィン及び任意の水素を含む単一液相溶液中に、前記アップストリーム反応器のダウンストリームで、触媒不活性化剤を注入して、不活性化反応器溶液を形成すること;
iii)不活性化反応器溶液を熱交換器に通過させて、温度を上昇させ、次に圧力を低減させ、次にV/L分離器中で、エチレンポリマー濃厚溶媒、不活性化触媒及び任意のα−オレフィンのボトムストリーム並びに、エチレン、溶媒、オリゴマー、任意のα−オレフィン、及び任意の水素のガス状オーバーヘッドストリームを生成すること;
iv)40%以下のガス状オーバーヘッドストリームを蒸留カラムに通過させること;
v)残りのガス状オーバーヘッドストリームをハロゲン化物除去カラムに通過させて、次に温度を低減させることによりガス状オーバーヘッドストリームを凝縮して、凝縮オーバーヘッドストリームを形成すること;
vi)凝縮オーバーヘッドストリームをオリゴマー除去手段に通過させ、冷却再利用ストリームを生成すること;
vii)冷却再利用ストリームを光分離器に通過させて、揮発性成分を除去して、排出再利用ストリームを生成すること;
viii)少なくとも2つの精製容器に排出再利用ストリームを通過させ、精製再利用ストリームを生成すること;
ix)再利用ドラムに精製再利用ストリームを集め、精製再利用ストリームをポンプに通過させ、前記アップストリーム反応器に高圧再利用ストリームを注入すること。
特に他に示されない以外は、明細書及びクレームで使用される、プロセス条件(温度、圧力など)、内容物の量などに関するすべての数字は、すべての場合において用語「約」で修飾されているものとして理解される。従って、反対に示されない限り、下記明細書及び添付クレームにおいて示される数値パラメータは、使用される原材料及び本願発明が生成することを所望する所望の製品に依存して変化することができる近似値である。最低でも、そして請求の範囲に関する均等原則の適用を制限しようとする試みでないとしても、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁数に照らして、及び通常の切上げ法の適用によって解釈されるべきである。
非撹拌又は撹拌された球状、円筒形又はタンク様の容器、並びに再循環ループ反応器又はチューブ反応器が利用されうる。図1に示されるとおり、加工前フィードもまた、反応器22に注入されうる。溶媒16、エチレン17及び任意のα−オレフィン18は反応器フィードRF2を生成するために混合され、反応器22に注入される。触媒はライン19を通じて反応器22に注入される。任意で水素20は反応器22に注入されてもよい。
(L)n−M−(Y)p
(ここで、MはTi、Zr及びHfからなる群から選択され;Lは、シクロペンタジエニルタイプ配位子並びに合計で5以上の原子(典型的には、そのうちの少なくとも20%、好ましくは少なくとも25%は数値的に炭素原子である)を含み、ホウ素、窒素、酸素、リン、硫黄及びケイ素からなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を更に含む、嵩高いヘテロ原子配位子から独立して選択される、モノアニオン性配位子であり、前記嵩高いヘテロ原子配位子は、Mとシグマ又はpi−結合し;Yは活性化可能配位子から独立して選択され;nは1〜3であってよく;pは1〜3であってよく;但し、n+pの合計はMの価数と等価であり、及び更に2つのL配位子は架橋されていてもよい。)
を含む。
(ここで、MはTi,Hf及びZrからなる群から選択される遷移金属であり;Dは独立して(下記に記載するような)嵩高いヘテロ原子配位子であり;Lはシクロペンタジエニルタイプ配位子からなる群から選択されるモノアニオン性配位子であり;Yは活性化可能配位子からなる群から独立して選択され;mは1又は2であり;nは0、1又は2であり;pは整数であり;及びm+n+pの合計はMの価数と等価であり、ただしmが2の場合、Dは嵩高いヘテロ原子配位子と同じ又は異なっていてよい。)
を有していてよい。
(ここで、各R21は水素原子;ハロゲン原子;非置換であるか、ハロゲン原子によって更に置換されるC1−20好ましくC1−10ヒドロカルビル基;C1−8アルコキシ基;C6−10アリール又はアリールオキシ基;アミド基;式−Si−(R22)3のシリル基(ここで各R22は水素、C1−8アルキル又はアルコキシ基、及びC6−10アリール又はアリールオキシ基からなる群から独立して選択される);並びに式−Ge−(R22)3(ここでR22は上記で定義される)からなる群から独立して選択される)
によって定義される。
(a) 金属−窒素原子結合を介して遷移金属に結合しており、
(b) 窒素原子に単一の置換基を有し(該単一の置換基はN原子に二重結合している炭素原子である)、
(c) 炭素原子に結合している(下記に記載する)2の置換基Sub1及びSub2を有する配位子を意味する。
a、b、cの状態は下記に例示する:
ここで置換基Sub1及びSub2は同じでも異なっていてもよく、環を形成するために架橋基を通じて更に一緒になって結合していてもよい。置換基の例は、1〜20炭素原子、好ましくは3〜6炭素原子を有するヒドロカルビル、(下記に記載されるような)シリル基、(下記に記載されるような)アミド基及び(下記に記載されるような)ホスフィド基を含む。コスト及び利便性のため、これらの置換基の両者はヒドロカルビル、特に単純なアルキル及び最も好ましくは三級ブチルが好ましい。
i)温度及び圧力で操作されている少なくとも1つのアップストリーム反応器中に、エチレン、1以上の脂肪族炭化水素溶媒、触媒、任意の1以上のα−オレフィン及び任意の水素を注入して、単一液相溶液中でエチレンポリマーを生成すること;
ii)エチレン、溶媒、触媒、エチレンポリマー、任意のα−オレフィン及び任意の水素を含む単一液相溶液中に、前記アップストリーム反応器のダウンストリームで、触媒不活性化剤を注入して、不活性化反応器溶液を形成すること;
iii)不活性化反応器溶液を熱交換器に通過させて、温度を上昇させ、次に圧力を低減させ、次にV/L分離器中で、エチレンポリマー濃厚溶媒、不活性化触媒及び任意のα−オレフィンのボトムストリーム並びに、エチレン、溶媒、オリゴマー、任意のα−オレフィン、及び任意の水素のガス状オーバーヘッドストリームを生成すること;
iv)40%以下のガス状オーバーヘッドストリームを蒸留カラムに通過させること;
v)残りのガス状オーバーヘッドストリームをハロゲン化物除去カラムに通過させて、次に温度を低減させることによりガス状オーバーヘッドストリームを凝縮して、凝縮オーバーヘッドストリームを形成すること;
vi)凝縮オーバーヘッドストリームをオリゴマー除去手段に通過させ、冷却再利用ストリームを生成すること;
vii)冷却再利用ストリームを光分離器に通過させて、揮発性成分を除去して、排出再利用ストリームを生成すること;
viii)少なくとも2つの精製容器に排出再利用ストリームを通過させ、精製再利用ストリームを生成すること;
ix)再利用ドラムに精製再利用ストリームを集め、精製再利用ストリームをポンプに通過させ、前記アップストリーム反応器に高圧再利用ストリームを注入すること。
特に他に示されない以外は、明細書及びクレームで使用される、プロセス条件(温度、圧力など)、内容物の量などに関するすべての数字は、すべての場合において用語「約」で修飾されているものとして理解される。従って、反対に示されない限り、下記明細書及び添付クレームにおいて示される数値パラメータは、使用される原材料及び本願発明が生成することを所望する所望の製品に依存して変化することができる近似値である。最低でも、そして請求の範囲に関する均等原則の適用を制限しようとする試みでないとしても、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁数に照らして、及び通常の切上げ法の適用によって解釈されるべきである。
非撹拌又は撹拌された球状、円筒形又はタンク様の容器、並びに再循環ループ反応器又はチューブ反応器が利用されうる。図1に示されるとおり、加工前フィードもまた、反応器22に注入されうる。溶媒16、エチレン17及び任意のα−オレフィン18は反応器フィードRF2を生成するために混合され、反応器22に注入される。触媒はライン19を通じて反応器22に注入される。任意で水素20は反応器22に注入されてもよい。
(L)n−M−(Y)p
(ここで、MはTi、Zr及びHfからなる群から選択され;Lは、シクロペンタジエニルタイプ配位子並びに合計で5以上の原子(典型的には、そのうちの少なくとも20%、好ましくは少なくとも25%は数値的に炭素原子である)を含み、ホウ素、窒素、酸素、リン、硫黄及びケイ素からなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を更に含む、嵩高いヘテロ原子配位子から独立して選択される、モノアニオン性配位子であり、前記嵩高いヘテロ原子配位子は、Mとシグマ又はpi−結合し;Yは活性化可能配位子から独立して選択され;nは1〜3であってよく;pは1〜3であってよく;但し、n+pの合計はMの価数と等価であり、及び更に2つのL配位子は架橋されていてもよい。)
を含む。
(ここで、MはTi,Hf及びZrからなる群から選択される遷移金属であり;Dは独立して(下記に記載するような)嵩高いヘテロ原子配位子であり;Lはシクロペンタジエニルタイプ配位子からなる群から選択されるモノアニオン性配位子であり;Yは活性化可能配位子からなる群から独立して選択され;mは1又は2であり;nは0、1又は2であり;pは整数であり;及びm+n+pの合計はMの価数と等価であり、ただしmが2の場合、Dは嵩高いヘテロ原子配位子と同じ又は異なっていてよい。)
を有していてよい。
(ここで、各R21は水素原子;ハロゲン原子;非置換であるか、ハロゲン原子によって更に置換されるC1−20好ましくC1−10ヒドロカルビル基;C1−8アルコキシ基;C6−10アリール又はアリールオキシ基;アミド基;式−Si−(R22)3のシリル基(ここで各R22は水素、C1−8アルキル又はアルコキシ基、及びC6−10アリール又はアリールオキシ基からなる群から独立して選択される);並びに式−Ge−(R22)3(ここでR22は上記で定義される)からなる群から独立して選択される)
によって定義される。
(a) 金属−窒素原子結合を介して遷移金属に結合しており、
(b) 窒素原子に単一の置換基を有し(該単一の置換基はN原子に二重結合している炭素原子である)、
(c) 炭素原子に結合している(下記に記載する)2の置換基Sub1及びSub2を有する配位子を意味する。
a、b、cの状態は下記に例示する:
ここで置換基Sub1及びSub2は同じでも異なっていてもよく、環を形成するために架橋基を通じて更に一緒になって結合していてもよい。置換基の例は、1〜20炭素原子、好ましくは3〜6炭素原子を有するヒドロカルビル、(下記に記載されるような)シリル基、(下記に記載されるような)アミド基及び(下記に記載されるような)ホスフィド基を含む。コスト及び利便性のため、これらの置換基の両者はヒドロカルビル、特に単純なアルキル及び最も好ましくは三級ブチルが好ましい。
Claims (37)
- 下記を含む、エネルギー消費が低減された、改善された連続的溶液重合プロセス:
i)温度及び圧力で操作されている少なくとも1つのアップストリーム反応器中に、エチレン、1以上の脂肪族炭化水素溶媒、触媒、任意の1以上のα−オレフィン及び任意の水素を注入して、単一液相溶液中でエチレンポリマーを生成すること;
ii)エチレン、溶媒、触媒、エチレンポリマー、任意のα−オレフィン及び任意の水素を含む単一液相溶液中に、前記アップストリーム反応器のダウンストリームで、触媒不活性化剤を注入して、不活性化反応器溶液を形成すること;
iii)不活性化反応器溶液を熱交換器に通過させて、温度を上昇させて、次に圧力を低減させ、次にV/L分離器中でエチレンポリマー濃厚溶媒、不活性化触媒及び任意のα−オレフィンのボトムストリーム並びにエチレン、溶媒、オリゴマー、任意のα−オレフィン、及び任意の水素のガス状オーバーヘッドストリームを生成すること;
iv)40%以下のガス状オーバーヘッドストリームを蒸留カラムに通過させること;
v)残りのガス状オーバーヘッドストリームをハロゲン化物除去カラムに通過させて、次に温度を低減させることによりガス状オーバーヘッドストリームを凝縮して、凝縮オーバーヘッドストリームを形成すること;
vi)凝縮オーバーヘッドストリームをオリゴマー除去手段に通過させ、冷却再利用ストリームを生成すること;
vii)冷却再利用ストリームを光分離器に通過させて、揮発性成分を除去して、排出再利用ストリームを生成すること;
viii)少なくとも2つの精製容器に排出再利用ストリームを通過させ、精製再利用ストリームを生成すること;
ix)再利用ドラムに精製再利用ストリームを集め、精製再利用ストリームをポンプに通過させ、前記アップストリーム反応器に高圧再利用ストリームを注入すること;
工程を含む、エネルギー消費が低減された、改善された連続的溶液重合プロセス。 - 前記アップストリーム反応器が100℃〜300℃の温度及び3MPa〜45MPaの圧力で操作される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記アップストリーム反応器が125℃〜270℃の温度で操作される、請求項2に記載のプロセス。
- 前記アップストリーム反応器が6MPa〜20MPaの圧力で操作される、請求項3に記載のプロセス。
- 工程iii)における前記熱交換器の出口における不活性化反応器溶液の温度が150℃〜300℃である、請求項4に記載のプロセス。
- 工程iii)における前記熱交換器の出口における不活性化反応器溶液の温度が220℃〜280℃である、請求項5に記載のプロセス。
- 前記V/L分離器の温度が100℃〜300℃である、請求項6に記載のプロセス。
- 前記V/L分離器の圧力が1MPa〜20MPaである、請求項7に記載のプロセス。
- 工程v)において生成される凝縮オーバーヘッドストリームが145℃〜180℃の温度及び0.5MPa〜5MPaの圧力である、請求項8に記載のプロセス。
- 工程vi)において生成される冷却再利用ストリームが−25℃〜60℃の温度である請求項9に記載のプロセス。
- 工程ix)において生成される前記高圧力再利用ストリームが3MPa〜45MPaの圧力である、請求項10に記載のプロセス。
- 脂肪族炭化水素溶媒が1以上のC5〜C12アルカンであり;該アルカンは直鎖又は分枝である、請求項11に記載のプロセス。
- 任意のα−オレフィンが1以上のC4〜C8α−オレフィンである、請求項12に記載のプロセス。
- 任意のα−オレフィンが1−ヘキセン及び1−オクテンからなる群から選択される、請求項13に記載のプロセス。
- 工程ix)において形成される0%〜100%の高圧力再利用ストリームが第1のアップストリーム反応器に供給され、及び残りの高圧力再利用ストリームが第2のアップストリーム反応器に供給される、請求項14に記載のプロセス。
- エチレン及び任意のα−オレフィンを重合するために使用される触媒が不均一系触媒である、請求項15に記載のプロセス。
- エチレン及び任意のα−オレフィンを重合するために使用される触媒が均一系触媒である、請求項15に記載のプロセス。
- 均一系触媒は前記第1のアップストリーム反応器に供給され、不均一系触媒は前記第2のアップストリーム反応器に供給される、請求項15に記載のプロセス。
- 下記を含む、エネルギー消費が低減された、改善された連続的溶液重合プロセス
i)温度及び圧力で操作されている少なくとも1つのアップストリーム反応器中に、エチレン、1以上の脂肪族炭化水素溶媒、触媒、任意の1以上のα−オレフィン及び任意の水素を注入して、単一液相溶液中でエチレンポリマーを生成すること;
ii)エチレン、溶媒、触媒、エチレンポリマー、任意のα−オレフィン及び任意の水素を含む単一液相溶液中に、触媒不活性化剤、前記アップストリーム反応器のダウンストリームで、触媒不活性化剤を注入して、不活性化反応器溶液を形成すること;
iii)不活性化反応器溶液を熱交換器に通過させて、温度を上昇させて、次に圧力を低減させ、次にV/L分離器中で、エチレンポリマー濃厚溶媒、不活性化触媒及び任意のα−オレフィンのボトムストリーム並びにエチレン、溶媒、オリゴマー、任意のα−オレフィン、及び任意の水素のガス状オーバーヘッドストリームを生成すること;
iv)40%以下のガス状オーバーヘッドストリームを蒸留カラムに通過させること;
v)残りのガス状オーバーヘッドストリームをハロゲン化物除去カラムに通過させて、次に温度を低減させることによりガス状オーバーヘッドストリームを凝縮し、同時に低圧力スチームストリームを生成して、凝縮オーバーヘッドストリームを形成すること;
vi)凝縮オーバーヘッドストリームをオリゴマー除去手段に通過させ、冷却再利用ストリームを生成すること;
vii)冷却再利用ストリームを光分離器に通過させて、揮発性成分を除去して、排出再利用ストリームを生成すること;
viii)少なくとも2つの精製容器に排出再利用ストリームを通過させ、精製再利用ストリームを生成すること;
ix)再利用ドラムに精製再利用ストリームを集め、精製再利用ストリームをポンプに通過させ、前記アップストリーム反応器に高圧再利用ストリームを注入すること。 - 前記アップストリーム反応器が100℃〜300℃の温度及び3MPa〜45MPaの圧力で操作される、請求項19に記載のプロセス。
- 前記アップストリーム反応器が125℃〜270℃の温度で操作される、請求項20に記載のプロセス。
- 前記アップストリーム反応器が6MPa〜20MPaの圧力で操作される、請求項21に記載のプロセス。
- 工程iii)における前記熱交換器の出口における不活性化反応器溶液の温度が150℃〜300℃である、請求項22に記載のプロセス。
- 工程iii)における前記熱交換器の出口における不活性化反応器溶液の温度が220℃〜280℃である、請求項23に記載のプロセス。
- 前記V/L分離器の温度が100℃〜300℃である、請求項24に記載のプロセス。
- 前記V/L分離器の圧力が1MPa〜20MPaである、請求項25に記載のプロセス。
- 工程v)において生成される凝縮オーバーヘッドストリームが145℃〜180℃の温度及び0.5MPa〜5MPaの圧力である、請求項26に記載のプロセス。
- 工程vi)において生成される冷却再利用ストリームが−25℃〜60℃の温度である請求項27に記載のプロセス。
- 工程ix)において生成される前記高圧力再利用ストリームが3MPa〜45MPaの圧力である、請求項28に記載のプロセス。
- 工程v)において形成される前記低圧力スチームストリームが前記連続的溶液重合プロセスから送出され、及びエネルギー回復手段を通過する、請求項29に記載のプロセス。
- 脂肪族炭化水素溶媒が1以上のC5〜C12アルカンであり、該アルカンは直鎖又は分枝である、請求項30に記載のプロセス。
- 任意のα−オレフィンが1以上のC4〜C8α−オレフィンである、請求項31に記載のプロセス。
- 任意のα−オレフィンが1−ヘキセン及び1−オクテンからなる群から選択される、請求項32に記載のプロセス。
- 工程ix)において形成される0%〜100%の高圧力再利用ストリームが第1のアップストリーム反応器に供給され、及び残りの高圧力再利用ストリームが第2のアップストリーム反応器に供給される、請求項33に記載のプロセス。
- エチレン及び任意のα−オレフィンを重合するために使用される触媒が不均一系触媒である、請求項34に記載のプロセス。
- エチレン及び任意のα−オレフィンを重合するために使用される触媒が均一系触媒である、請求項34に記載のプロセス。
- 均一系触媒は前記第1のアップストリーム反応器に供給され、不均一系触媒は前記第2のアップストリーム反応器に供給される、請求項34に記載のプロセス。
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