JP2023554571A - スパージャおよびそれを含む反応器 - Google Patents
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Abstract
複数の孔を含む本体と、前記複数の孔の外周面に沿って上方向に延びた突出配管と、前記突出配管の側面から延びた側面配管と、を含むスパージャを提供する。
Description
本出願は、２０２１年１１月１８日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１５９８５５号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、スパージャに関し、ミキシング（ｍｉｘｉｎｇ）効果とファウリング（ｆｏｕｌｉｎｇ）の防止効果を同時に改善することができるスパージャ、およびそれを含む反応器に関する。
アルファオレフィン（ａｌｐｈａ－ｏｌｅｆｉｎ）は、共単量体、洗浄剤、潤滑剤、可塑剤などに用いられる重要な物質として商業的に広く用いられており、特に、１－ヘキセンと１－オクテンは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の製造時に、ポリエチレンの密度を調節するための共単量体として多く用いられている。
前記１－ヘキセンおよび１－オクテンのようなアルファオレフィンは、代表的に、エチレンのオリゴマー化反応により製造されている。前記エチレンオリゴマー化反応は、エチレンを反応物として使用し、触媒の存在下でエチレンのオリゴマー化反応（三量体化反応または四量体化反応）により行われるが、前記反応により生成された生成物は目的の１－ヘキセンおよび１－オクテンを含む多成分炭化水素混合物だけではなく、触媒反応中に、Ｃ２０＋の高分子物質を含む副生成物が少量生成される。かかる生成物および副生成物は相対的に重いため、反応器内における反応領域の下部に下降することになる。これにより、スパージャ（ｓｐａｒｇｅｒ）の孔（ｈｏｌｅ）が詰まるファウリングが発生するだけでなく、スパージャの上部に生成物が沈積する恐れがある。
そこで、従来は、ファウリングの発生によるメンテナンスコストが発生するという問題があり、ミキシング効率の低下により、生成物が円滑に得られないという問題がある。
本発明で解決しようとする課題は、上記の発明の背景となる技術で述べた問題を解決するために、ミキシング効率を高め、ファウリングの発生を低減することができるように設計したスパージャ、およびそれを含む反応器を提供することにある。
上記の課題を解決するための本発明の一実施形態によると、本発明は、複数の孔を含む本体と、前記複数の孔の外周面に沿って上方向に延びた突出配管と、前記突出配管の側面から延びた側面配管と、を含むスパージャを提供する。
また、本発明は、気相の単量体ストリームが供給される単量体供給ラインと、前記単量体供給ラインを介して供給される気相の単量体ストリームを分散させるための請求項１に記載のスパージャと、を含む反応器を提供する。
本発明のスパージャによると、反応物である気相物質が、スパージャの孔の外周面に沿って上方向に延びた突出配管を介して反応器内の反応領域に供給されることで、スパージャの孔が反応生成物乃至重質の副生成物によって詰まるファウリング現象を最小化することができる。これにより、反応器の運転周期を長くすることができ、ファウリングによるメンテナンスコストを低減することが可能である。
また、前記突出配管の側面から延びた側面配管を介して下方に前記気相物質を噴射することで、スパージャの上部のミキシング効率を改善することができる。これにより、反応生成物が生成物排出口に円滑に排出されるようにし、転換率の改善など、反応設計に適う運転を可能とする。
本発明の説明および特許請求の範囲で用いられた用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念で解釈すべきである。
本発明において、用語「ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）」は、工程内における流体（ｆｌｕｉｄ）の流れを意味し、また、移動ライン（配管）内を流れる流体自体を意味し得る。具体的に、前記「ストリーム」は、各装置を連結する配管内を流れる流体自体および流体の流れを何れも意味し得る。また、前記流体は、気体（ｇａｓ）、液体（ｌｉｑｕｉｄ）、および固体（ｓｏｌｉｄ）の何れか１つ以上が含まれているものを意味し得る。
本発明において、「＃」が正の整数である「Ｃ＃」という用語は、＃個の炭素原子を有する全ての炭化水素を表すものである。よって、「Ｃ１０」という用語は、１０個の炭素原子を有する炭化水素化合物を表すものである。また、「Ｃ＃＋」という用語は、＃個以上の炭素原子を有する全ての炭化水素分子を表すものである。よって、「Ｃ１０＋」という用語は、１０個以上の炭素原子を有する炭化水素の混合物を表すものである。
以下、本発明が容易に理解されるように、本発明を図１から図４を参照してより詳細に説明する。
先ず、図１、および図１のＡ－Ａ’を基準とした縦断面図である図２を参照すると、本発明に係るスパージャ１００は、複数の孔１３０を含む本体と、前記複数の孔の外周面に沿って上方向に延びた突出配管１１０と、前記突出配管の側面から延びた側面配管１２０と、を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、前記スパージャ１００は、例えば、反応器２００の下部に備えられ、前記反応器２００に供給される気相の単量体ストリームを上方向に分散させるとともに、前記反応器２００内の液相の反応媒体をミキシング（ｍｉｘｉｎｇ）することで、単量体の転換率を向上させることができる。
前記スパージャ１００の本体は反応器２００の形態によって自由に設計可能であり、例えば、前記スパージャ１００の本体は、反応器２００の内面と同一の構造の外周面を有する円板状で形成されることができる。この際、前記本体の外周面は、反応器２００の内面と密着するように設計されることができる。
前記本体の直径は、例えば、１００ｍｍ～１５００ｍｍ、１００ｍｍ～１０００ｍｍ、または１００ｍｍ～５００ｍｍであり、前記本体の厚さは、例えば、０ｍｍ超過～１００ｍｍ、１ｍｍ～５０ｍｍ、または１０ｍｍ～３０ｍｍであることができる。
本発明の一実施形態によると、前記スパージャ１００の本体は、前記スパージャ１００の本体の上面と下面を貫通して形成された孔１３０を含むことができる。前記孔１３０は、前記本体の中心部および円周に沿って等間隔に複数個が形成されることができる。具体的に、前記本体の中心部および円周に沿って等間隔に形成された孔１３０を介して反応器の下部から供給される気相物質、例えば、単量体ストリームを反応器２００の内部の反応媒体が備えられた反応領域に均一に噴射することができる。
前記本体が円板状である場合、前記孔１３０の直径は、本体の直径の１％～５０％、１％～３０％、または１％～１０％であることができる。前記孔１３０の直径が上記の範囲である場合に、スパージャのファウリングによる反応器のシャットダウン（ｓｈｕｔ ｄｏｗｎ）を防止するとともに、反応器内におけるミキシング効率を向上させてデッドボリューム（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ）を最小化することができ、これにより、反応転換率を増加させる効果を得ることができる。
前記複数の孔は互いに直径が同一であってもよく、直径が相対的に大きい孔と直径が相対的に小さい孔を含んでもよい。このように孔を互いに異なる直径で構成する場合、相対的に直径が大きい孔を通過した気相物質で混合できない部分は、直径が小さい孔を通過した気相物質で混合することができるため、反応器２００内の液相の反応媒体のミキシング効率を向上させることができる。
一方、本発明の一実施形態によると、前記スパージャ１００は、前記複数の孔１３０のそれぞれの外周面に沿って上方向に延びた突出配管１１０を含むことができる。前記外周面は、スパージャ１００の本体の上面のうち、孔１３０により形成された開口部の外周面を意味し得る。したがって、前記スパージャ１００の本体と前記突出配管１１０は一体に形成されることができる。一方、前記上方向は、反応器２００内の反応媒体が備えられている反応領域に向かう方向を意味し得る。
スパージャ１００の下部から孔１３０を介して供給される気相物質、例えば、気相の単量体ストリームは、孔を介して前記スパージャ１００の本体を貫通し、突出配管１１０を介して反応領域上に分散されて供給されることができる。このような気相物質の流れは、図２において点線で示した。
すなわち、従来のスパージャ１４０を示した図５ａおよび図５ｂを参照すると、スパージャ１４０の本体の上面と孔１５０の開口部の上面の表面高さが同一または類似であることが分かる。スパージャ１４０を介して、スパージャ１４０の上部の反応媒体が備えられた反応領域に気相物質（反応物）を供給する場合、反応により生成された反応生成物および重質の副生成物などは反応媒体よりも密度が高いため、下に沈むことになる。そのため、孔１５０が詰まる現象（ファウリング）が生じやすい。さらに、反応が進行するにつれて、これらの反応生成物および重質の副生成物はスパージャ１４０の本体の上面に沈積することになるため、 均一な混合が不可能であった。
これに対し、本発明の一実施形態に係るスパージャ１００は、突出配管１１０を備えることで、スパージャ１００の本体の上面の表面高さよりも突出配管１１０の表面高さを高く形成することができる。これにより、スパージャ１００を通過して反応器に供給される気相の単量体ストリームの線速度を一定に維持するとともに、ファウリングの発生確率を低減することができる。また、反応器２００を運転停止（ｓｈｕｔ ｄｏｗｎ）して反応器２００の内部とスパージャ１００などの装置を洗浄しなければならない洗浄周期を延ばすことができる。さらに、突出配管１１０を介して気相の単量体を反応領域に供給する本発明では、より深い反応領域まで気相の単量体を供給可能であって、均一な反応領域を従来よりも大きく確保し、反応の性能、例えば、転換率などを向上させることができる。
そのために、前記突出配管の高さ（ＬＰ）、すなわち、スパージャ１００の上面の表面高さと前記突出配管の表面高さの差（ＬＰ）と、前記スパージャ１００の本体の厚さ（ＬＢ）との関係が、下記数式１を満たすことができる。
［数式１］
ＬＰ≧ＬＢ
ＬＰ≧ＬＢ
前記式１中、ＬＰは前記突出配管の高さであり、前記ＬＢは前記本体の厚さである。
より具体的に、前記突出配管の高さ（ＬＰ）は１０ＬＢ≧ＬＰ≧ＬＢであり、より具体的には、５ＬＢ≧ＬＰ≧ＬＢであることができる。上記の範囲である場合、均一な反応領域の極大化と、孔のファウリング防止の効果を達成することができる。
一方、本発明の一実施形態によると、本発明のスパージャ１００は、前記突出配管１１０の側面から延びた側面配管１２０を含むことができる。前記側面配管１２０は、前記突出配管１１０の側面から水平方向に延びる水平配管部１２１と、前記水平配管部の末端から下方に延びる下方配管部１２２と、を含むことができる。前記下方配管部１２２の末端と前記本体の上端は離間して形成されることができる。
具体的に、前記スパージャ１００の本体の下部から複数の孔１３０を介して供給される気相物質（気相の単量体）は、前記突出配管１１０を通過して上方向に移動し、この過程で、前記突出配管１１０を介して移動する気相物質の一部は前記側面配管１２０を介して排出されることができる。すなわち、前記気相物質の一部は、側面配管１２０において前記スパージャ１００の上面に平行な方向に延びる水平配管部１２１、および側面配管１２０において前記スパージャ１００の上面に向くように下方に延びる下方配管部１２２を順に通過することで、スパージャ１００の本体の上面に噴射されることができる。
ここで、前記側面配管１２０を介して排出される気相物質の流量は、前記孔を介して供給される気相物質の流量の５％～１５％であることができる。すなわち、側面配管１２０を介して排出される気相物質の流量が５％以上である場合、後述のスパージャ１００の本体の上面に対するミキシング効率増大の効果が達成されることができ、前記流量が１５％以下である場合、気相物質を突出配管１１０を介して反応領域に十分に伝達し、反応領域を最大に確保することで、転換率の増大などの効果を得ることができる。
前述のように、反応により生成された反応生成物および重質の副生成物などは相対的に密度が高いため、スパージャ１００の方に沈んだり、スパージャ１００に沈積されたりする恐れがある。本発明の前記下方配管部１２２を介して排出されて噴射される気相物質の流れ乃至流動により前記反応生成物および重質の副生成物が混合されることができ、これにより、ミキシング効率を向上させてデッドボリューム（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ）を最小化することができ、一方では反応転換率を増加させる効果を得ることができる。
本発明の一実施形態によると、前記下方配管部１２２の末端は、前記突出配管１１０に隣接した部分の表面高さが高いように、傾斜部を含むことができる。すなわち、図３ａおよび図３ｂを参照すると、前記下方配管部１２２の末端の表面高さを、図３ａのように同一に形成してもよく、図３ｂのように、前記下方配管部１２２の末端の表面高さを、前記突出配管１１０に隣接した部分の表面高さが高いように形成することで、全体的に傾斜部が導入されるように形成してもよい。前記下方配管部１２２の末端に傾斜部が導入される場合、下方配管部１２２を介して排出される気相物質の噴射強度を増加させることができ、これにより、スパージャ１００の本体の上面に対するミキシング効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態によると、前記水平配管部１２１と前記下方配管部１２２が成す角度は、７５度～１３５度であることができる。前述のように、前記スパージャ１００は、本体の中心部で外周に沿って形成された複数の孔１３０を含むことができる。例えば、孔１３０の位置がスパージャ１００の本体の外周に隣接した孔１３０である場合、すなわち、反応器の側壁に隣接した孔１３０においては、前記水平配管部１２１と前記下方配管部１２２が成す角度を９０度より大きい角度で形成することができる。これにより、反応器の側壁とスパージャ１００が連結された部分に沈積した反応生成物および重質の副生成物などに対して気相物質をより直接的に噴射および分散することで、ミキシング効率をさらに向上させることができる。
同様に、一つの突出配管１１０から延びた側面配管１２０は２個～４個であることができる。例えば、スパージャ１００の孔１３０と孔１３０との間の間隔が密になっている場合には、前記一つの突出配管１１０から延びた側面配管１２０の個数を２個として形成することができ、前記孔１３０と孔１３０との間の間隔が長い場合には、前記個数を４個として形成することで、気相物質の噴射によるミキシング効率を改善することができる。
一方、本発明によると、前記スパージャ１００を含む反応器２００が提供される。具体的に、添付の図４を参照すると、前記反応器２００は、気相の単量体ストリームが供給される単量体供給ライン２１０と、前記単量体供給ライン２１０を介して供給される気相の単量体ストリームを分散させるための、本発明に係るスパージャ１００と、を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、前記反応器２００は連続工程に適した反応器であることができる。例えば、前記反応器２００は、連続攪拌槽型反応器（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｔｉｒｒｅｄ－ｔａｎｋ ｒｅａｃｔｏｒ）、プラグ流反応器（ｐｌｕｇ ｆｌｏｗ ｒｅａｃｔｏｒ）、および気泡塔反応器（ｂｕｂｂｌｅ ｃｏｌｕｍｎ ｒｅａｃｔｏｒ）からなる群から選択される何れか一つ以上の反応器を含むことができる。具体的な例として、前記反応器２００は気泡塔反応器であることができる。これにより、連続的に単量体を反応させることができる。
本発明の一実施形態によると、前記反応器２００は、触媒および溶媒の存在下で、単量体をオリゴマー化反応させてオリゴマーを製造するためのものであることができる。
すなわち、図４を参照すると、前記反応器２００の側部から触媒、助触媒、および溶媒がそれぞれの供給ライン２２０を介して反応器内の反応領域に供給されることができる。前記触媒、助触媒、および溶媒は、図４に示されたように、それぞれ別の供給ライン２２０を介して供給されてもよく、触媒および溶媒、助触媒および溶媒を混合して２つの供給ラインを介して供給されてもよい。
前記単量体はエチレンを含むことができる。具体的に、エチレン単量体を含む気相の単量体ストリームを、反応器２００の下部に備えられた単量体供給ライン２１０を介して反応器２００内に導入し、前記気相の単量体ストリームがスパージャ１００を介して分散され、反応器２００内の反応媒体でオリゴマー化反応を経て、目的のアルファオレフィン生成物が製造されることができる。
本発明の一実施形態によると、前記単量体供給ラインから延びて備えられた噴射部をさらに含むことができる。前記単量体供給ライン２１０を介して移送される気相のエチレン単量体は、噴射部を介して噴射されてスパージャ１００を通過することができる。
前記噴射部は、単量体供給ライン２１０から延びて複数の配管に分岐されるように形成されることができ、前記分岐された複数の配管のそれぞれの端には、噴射ノズルが形成されることができる。具体的に、前記単量体供給ライン２１０を介して移送される気相のエチレン単量体は噴射部の噴射ノズルを介して反応器２００に導入されることができる。このように、反応器２００に導入された気相のエチレン単量体は、スパージャ１００を通過して反応器２００の上方向に噴射されることができる。このように、噴射部を備えることで、従来の転向板などの装置の追加が不要であり、従来の転向板の使用時に気相の単量体ストリームの線速度を一定に維持しにくいという問題を解決することができる。このように、気相の単量体ストリームの線速度を一定に維持することで、反応器内の反応液および副生成物の分散程度を均一に維持することにより、副生成物が一方に蓄積されることを防止することができる。
前記オリゴマー化反応は、反応器２００の下部乃至中部領域の反応領域で行われ、触媒および助触媒の存在下で、溶媒に溶解された液体状態で単量体のオリゴマー化反応が行われることができる。
前記オリゴマー化反応は、単量体が多量体化される（ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚｅｄ）反応を意味し得る。重合される単量体の個数によって、三量化（ｔｒｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、四量化（ｔｅｔｒａｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれ、これらを総称して多量化（ｍｕｌｔｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）と言う。
前記単量体のオリゴマー化反応において、反応器２００で未反応の単量体および気化した溶媒は、反応器２００の上部に排出されることができ、これは、反応器２００に循環させて単量体のオリゴマー化反応で再使用することができる。また、前記単量体のオリゴマー化反応により生成されたオリゴマーは、反応器２００の下部の側面を介して分離して得ることができる。
前記アルファオレフィンは、共単量体、洗浄剤、潤滑剤、可塑剤などに用いられる重要な物質として商業的に広く用いられており、特に、１－ヘキセンと１－オクテンは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の製造時に、ポリエチレンの密度を調節するための共単量体として多く用いられている。前記１－ヘキセンおよび１－オクテンのようなアルファオレフィンは、例えば、エチレン単量体の三量体化反応または四量体化反応により製造することができる。
前記単量体のオリゴマー化反応は、前記反応系と通常の接触技術を応用して、溶媒の存在または非存在下で、均質液相反応、触媒が一部溶解されないか全部溶解されない形態であるスラリー反応、２相液体／液体反応、または生成物が主媒質として作用するバルク相反応または気相反応により行われることができる。
前記溶媒、触媒、および助触媒は、液相で反応器２００の下部の側面に供給されることができる。
前記触媒は遷移金属供給源を含むことができる。前記遷移金属供給源は、例えば、クロム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート、クロム（ＩＩＩ）クロリドテトラヒドロフラン、クロム（ＩＩＩ）２－エチルヘキサノエート、クロム（ＩＩＩ）トリス（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオネート）、クロム（ＩＩＩ）ベンゾイルアセトネート、クロム（ＩＩＩ）ヘキサフルオロ－２，４－ペンタンジオネート、クロム（ＩＩＩ）アセテートヒドロキシド、クロム（ＩＩＩ）アセテート、クロム（ＩＩＩ）ブチレート、クロム（ＩＩＩ）ペンタノエート、クロム（ＩＩＩ）ラウレート、およびクロム（ＩＩＩ）ステアレートからなる群から選択される１種以上を含む化合物であることができる。
前記助触媒は、例えば、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、トリエチルアルミニウム（ｔｒｉｅｔｈｙｌ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、トリイソプロピルアルミニウム（ｔｒｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、トリイソブチルアルミニウム（ｔｒｉｉｓｏｂｕｔｙｌ ａｌｕｍｉｎｕｍ）、エチルアルミニウムセスキクロリド（ｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｅｓｑｕｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ジエチルアルミニウムクロリド（ｄｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、エチルアルミニウムジクロリド（ｅｔｈｙｌ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）、メチルアルミノキサン（ｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｏｘａｎｅ）、改質されたメチルアルミノキサン（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｏｘａｎｅ）、およびボレート（Ｂｏｒａｔｅ）からなる群から選択される１種以上を含むことができる。
前記単量体のオリゴマー化反応で用いられる溶媒は、ｎ－ペンタン、ｎ－ヘキサン、ｎ－ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、シクロオクタン、デカン、ドデカン、ベンゼン、キシレン、１，３，５－トリメチルベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、およびトリクロロベンゼンからなる群から選択される１種以上を含むことができる。
このように、触媒および溶媒の存在下で単量体をオリゴマー化させる過程では、オリゴマー生成物の他に、高分子などの粘着性を有する副生成物が生成される。かかる副生成物は、スパージャ１００に形成された孔を詰まってファウリングを発生させる恐れがある。
これに対して、本発明に係る反応器２００では、上述の本発明に係るスパージャ１００を用いることで、ファウリングによりスパージャ１００の孔が詰まることを防止して反応器２００の洗浄周期を延ばすことができ、これにより、運転時間の減少による生産量の減少を防止し、洗浄過程でかかるコストを低減することができる。
本発明の一実施形態によると、前記反応器２００は、必要に応じて、弁、凝縮器、再沸器、ポンプ、冷却施設、フィルタ、撹拌器、圧縮器、および混合器などの、オリゴマーの製造に必要な装置をさらに設けることができる。
以上、本発明に係るスパージャおよびそれを含む反応器について記載および図示したが、上記の記載及び図示は、本発明の理解のための核心的な構成のみを記載及び図示したものであり、上記に記載及び図示した工程及び装置の他に、別に記載及び図示していない工程及び装置が、本発明に係るスパージャおよびそれを含む反応器を用いるために適宜応用されて利用可能である。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。しかし、下記実施例は、本発明を例示するためのものにすぎず、本発明の範疇および技術思想の範囲内で多様な変更および修正が可能であることは、通常の技術者にとって明白なことであり、これらにのみ本発明の範囲が限定されるものではない。
実施例１
添付の図４のように、気泡塔反応器２００に、本発明に係る図１のスパージャ１００を備え、エチレン単量体のオリゴマー化反応を行った。具体的に、前記反応器２００の下部の側面に溶媒、触媒、および助触媒を供給し、反応器２００の下部に備えられた単量体供給ライン２１０を介して気相のエチレン単量体ストリームを供給し、スパージャ１００を用いて上方向に分散させることで、反応器２００内の液相の反応媒体内でオリゴマー化反応させた。オリゴマー化反応により生成されたアルファオレフィンは、反応器２００の下部の側面に分離して得、未反応の単量体および気化した溶媒は、反応器２００の上部に排出した。
添付の図４のように、気泡塔反応器２００に、本発明に係る図１のスパージャ１００を備え、エチレン単量体のオリゴマー化反応を行った。具体的に、前記反応器２００の下部の側面に溶媒、触媒、および助触媒を供給し、反応器２００の下部に備えられた単量体供給ライン２１０を介して気相のエチレン単量体ストリームを供給し、スパージャ１００を用いて上方向に分散させることで、反応器２００内の液相の反応媒体内でオリゴマー化反応させた。オリゴマー化反応により生成されたアルファオレフィンは、反応器２００の下部の側面に分離して得、未反応の単量体および気化した溶媒は、反応器２００の上部に排出した。
この際、前記スパージャ１００の本体の直径は３００ｍｍ、スパージャ１００の本体の厚さは２０ｍｍ、突出配管１１０の高さは６０ｍｍとして形成し、前記突出配管１１０の側面には側面配管１２０を備えた。
この場合、一部の気相のエチレン単量体ストリームはスパージャ１００の突出配管１１０を通過して反応領域に供給され、残りの気相のエチレン単量体ストリームは側面配管を通過してスパージャ１００の本体の上面に噴射されることを確認した。
実施例１の結果、エチレン単量体のミキシング効率が向上し、アルファオレフィンの生産量が増加した。また、スパージャ１００のファウリングの発生が低下したため、反応器２００の洗浄のためのシャットダウン周期を延ばすことができた。
比較例１
前記実施例１において、スパージャ１４０として、添付の図５ａおよび図５ｂのように、突出配管および側面配管が備えられておらず、孔１５０の表面高さと前記スパージャ１４０の本体の表面高さが同一であるスパージャ１４０を使用したことを除き、前記実施例１と同様に行った。
前記実施例１において、スパージャ１４０として、添付の図５ａおよび図５ｂのように、突出配管および側面配管が備えられておらず、孔１５０の表面高さと前記スパージャ１４０の本体の表面高さが同一であるスパージャ１４０を使用したことを除き、前記実施例１と同様に行った。
この場合、実施例１に比べて、エチレン単量体のミキシング効率が減少してアルファオレフィンの生産量が減少し、スパージャ１４０のファウリング発生率が増加したため、反応器２００の洗浄のためのシャットダウン周期が短くなるという問題を確認した。
１００・・・スパージャ
１１０・・・突出配管
１２０・・・側面配管
１２１・・・水平配管部
１２２・・・下方配管部
１３０・・・孔
２００・・・反応器
２１０・・・単量体供給ライン
２２０・・・供給ライン
１４０・・・スパージャ
１５０・・・孔
１１０・・・突出配管
１２０・・・側面配管
１２１・・・水平配管部
１２２・・・下方配管部
１３０・・・孔
２００・・・反応器
２１０・・・単量体供給ライン
２２０・・・供給ライン
１４０・・・スパージャ
１５０・・・孔
Claims (10)
- 複数の孔を含む本体と、
前記複数の孔の外周面に沿って上方向に延びた突出配管と、
前記突出配管の側面から延びた側面配管と、を含む、スパージャ。 - 前記側面配管は、前記突出配管の側面から水平方向に延びる水平配管部と、前記水平配管部の末端から下方に延びる下方配管部と、を含む、請求項１に記載のスパージャ。
- 前記下方配管部の末端と前記本体の上端が離間している、請求項２に記載のスパージャ。
- 前記下方配管部の末端は、前記突出配管に隣接した部分の表面高さが高いように傾斜部を含む、請求項２に記載のスパージャ。
- 前記水平配管部と前記下方配管部が成す角度が７５度～１３５度である、請求項２に記載のスパージャ。
- 前記本体の下部から複数の孔を介して供給される気相物質は前記突出配管を通過して上方向に移動し、前記突出配管を介して移動する気相物質の一部は前記側面配管を介して排出される、請求項１又は２に記載のスパージャ。
- 前記側面配管を介して排出される気相物質の流量が、前記孔を介して供給される気相物質の流量の５％～１５％である、請求項６に記載のスパージャ。
- 下記数式１を満たす、請求項１に記載のスパージャ。
［数式１］
ＬＰ≧ＬＢ
（前記数式１中、ＬＰは前記突出配管の高さであり、前記ＬＢは前記本体の厚さである。） - 一つの突出配管から延びた側面配管が２個～４個である、請求項１に記載のスパージャ。
- 気相の単量体ストリームが供給される単量体供給ラインと、
前記単量体供給ラインを介して供給される気相の単量体ストリームを分散させるための請求項１に記載のスパージャと、を含む、反応器。
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