JP2726179B2 - エチレンポリマーの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、閉鎖されたループ状の
導管により規定されたループ反応器中でエチレンポリマ
ーを製造する装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】ポリエチレンのようなオレフィ
ンポリマーは、典型的には、ループ反応器中でモノマ
ー、触媒、及び希釈剤を混合して循環することによって
製造される。重合反応は、かなりの熱を発生する発熱反
応である。したがって、反応温度を好ましいレベルに維
持するためには、ループ反応器の或るパイプ部分の外表
面に水のような冷却液をなるべく循環させて接触させ
る。低密度のポリマーを製造することができるように、
特定の反応温度でポリマー製造速度を最大にするか、又
は特定のポリマー製造速度での反応温度を最小にすべく
反応器の内容物からの熱の除去を最適にすることが、特
に望ましい。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、閉鎖ループを
形成するための流路を規定する導管手段であって、その
少なくとも一部が、両端を合わせ目で結合した圧延板か
らなる少なくとも一つの管を有する導管手段、前記の少
なくとも一つの管の外表面と熱交換する冷却液を流す冷
却手段、エチレンを含む少なくとも一種のモノマーの前
記流路への導入手段、重合触媒及び希釈剤の前記流路へ
の導入手段、前記の少なくとも一種のモノマー、触媒及
び希釈剤の混合物を前記流路及び前記閉鎖ループのまわ
りを流し、それにより流路中でエチレンポリマーを製造
する手段、前記流路からポリマーを取出す手段、からな
るエチレンポリマーの製造装置を提供することである。

【０００４】本発明を別の局面からみれば、管の内容物
は導管手段によって規定された流路を流れるのに対し
て、冷却液は管の外表面と熱交換して流れる、上記の装
置を使用してエチレンポリマーを製造する方法が提供さ
れる。

【０００５】以下に更に詳細に説明するように、上述の
管として圧延板構造を採用することにより、以下の実施
例で示すようにシームレス構造の従来技術の管と比べて
肉厚の薄い管を使用することができる。肉厚を小さくす
ることにより、熱伝達係数が増加し、反応内容物からの
熱の除去を増大させることができる。上述のごとく、こ
のような熱除去容量の向上は、特定の反応温度でのポリ
マーの生産速度を最大にするか、または低密度のポリマ
ーの製造を可能にするような特定の生産速度での反応温
度を最小にするのに有用である。

【０００６】本発明はエチレンを含む少なくとも一種の
モノマー、触媒及び希釈剤の混合物をループ型反応器を
通すことにより、エチレンポリマーを製造するのに一般
に適用できる。モノマー原料は基本的にエチレンのみで
あってもよく、又はエチレンと少量の他のオレフィン
（全体のモノマー原料に対して約２５重量％より少な
い）との混合物であってもよい。そのような他のオレフ
ィンは、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−
ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン、
４−エチル−１−ヘキセン、等の分子中に３〜８個の炭
素原子を有する１−オレフィン、又はブタジエン、イソ
プレンのような共役ジオレフィンであってもよい。触媒
は上記モノマーの重合に適したどんな触媒でもよく、好
ましくは六価のクロムを含むクロム酸化物触媒である。
希釈剤は例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ブタン、イソブタ
ン、ｎ−ヘキサン、ｎ−デカン、シクロヘキサン、メチ
ルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、等の炭化水
素があげられる。

【０００７】製造されるエチレンポリマーは粒状であ
り、本発明の態様によれば、エチレンのホモポリマーで
あっても又はエチレンと上記の他のオレフィンとのコポ
リマーであってもよい。ここで使用される用語の“エチ
レンのポリマー”及び“エチレンポリマー”は、エチレ
ンモノマー単独から製造されるエチレンホモポリマー、
及びエチレンと上記の他のオレフィンから製造されるエ
チレンと他のオレフィンとのコポリマーを含む。

【０００８】図１では、ループ反応器は１０で図示され
ている。例示された閉鎖ループは、ほぼ垂直方向の部分
１２、１４、１６及び１８と、ほぼ水平の部分２０、２
２、２４及び２６を含む導管手段によって規定された通
路を図示している。部分１２及び１４はその上端で部分
２０によって結合され、部分１６及び１８は同様にその
上端で部分２２によって結合されている。部分１４及び
１６はその下端で部分２６によって結合され、部分１２
及び１８は同様にその下端で部分２４によって結合され
ている。それぞれの部分は、図２でさらに説明する管に
よって規定される。図１で例示されるループ反応器１０
の配置は一つの可能な態様にすぎず、種々の相互連結部
分が閉鎖ループを規定するならば、他の配置および形状
をとることができる。

【０００９】液状のモノマー原料は２８で図示したよう
に例示した態様の部分１４に導入され、固体粒状触媒の
スラリー及び液体希釈剤は３０に図示したように部分２
６に導入される。触媒と希釈剤はただ一つの注入箇所で
部分２６に導入されるように図示されているが、市販の
反応器では数個（すなわち３〜１０）のそのような注入
箇所があるのが好ましい。

【００１０】反応器の内容物は、事前に定められた方向
例えば矢印で示された方向に、適当な動力源３４と結合
された駆動リンク３２によって駆動される（図示されて
はいない）内部プロペラ又は同様の手段によって流され
る。反応混合物の流れは固体を懸濁状態に維持するに充
分な速度に保つのが好ましい。レイノルズ数で表される
流体の流れは、好ましくは約１，０００，０００〜約３
５，０００，０００の範囲内である。

【００１１】他のプロセス条件については、ループ反応
器の内容物の温度は、通常約６５．６℃〜約１２１．１
℃（約１５０゜Ｆ〜約２５０゜Ｆ）の範囲内に維持され
る。圧力は、通常約３０．６〜約５４．４ａｔｍ（約４
５０〜約８００ｐｓｉｇ）（大気圧で測定されたゲージ
流体圧）の範囲内に維持される。

【００１２】エチレンポリマーはループ反応器１０にお
いて製造され、セトリングレッグ（ｓｅｔｔｌｉｎｇ
ｌｅｇ）３６及びバルブ３８によって取り出される。反
応器内容物が部分２４を通って流れると、ポリマーはバ
ルブ３８の上流のセトリングレッグ３６の閉鎖された部
分に沈降する傾向がある。バルブ３８は、ポリマー及び
希釈剤の非常に濃厚なスラリーを排出させる（図示され
てはいない）適当な調節装置によって定期的に開かれ
る。反応器流路を定める種々の管の外径が約２５．４ｃ
ｍ〜約７６．２ｃｍ（約１０インチ〜約３０インチ）で
あり、見かけの肉厚が約１．２７ｃｍ〜１．９０５ｃｍ
（約１／２インチ〜約３／４インチ）であると仮定する
と、ポリマー製造速度は、通常約１３，６００ｋｇ／ｈ
ｒ〜約２２，７００ｋｇ／ｈｒ（約３０，０００ｌｂｓ
／ｈｒ〜約５０，０００ｌｂｓ／ｈｒ）の範囲内であ
る。ポリマー密度は、反応温度、使用されるモノマー、
及びモノマー供給速度に応じて、約０．８９〜約０．９
７の範囲内にありうる。一般的に言えば、一定のモノマ
ー供給速度で反応温度を下げると、低密度のポリマーが
得られる。

【００１３】図２はループ反応器の部分１２を示したも
のであり、その真中の部分が説明のために切断されてい
る。部分１２はモノマー、希釈剤、触媒及びポリマーの
流れを受ける管４０を有し、管４０は一般的に共軸（ｃ
ｏａｘｉａｌ）になるように管４２の中を通っている。
管４２の下端は、冷却液（ｃｏｏｌａｎｔｆｌｕｉｄ）
の入口４６を有する拡大部（ｅｎｌａｒｇｅｄ ｐｏｒ
ｔｉｏｎ）４４と結合され、水のような冷却液の流れが
４８に示すように冷却液入口４６から入れられる。管４
２の上端は同様に冷却液出口５２を有する拡大部５０と
結合され、５４に示すように冷却液出口５２から冷却液
が排出される。したがって、冷却液は管４０と管４２の
間の一般に環状の空間を管４０を囲むように且つ管４０
の外表面と接触するように流れる。管４０の壁を通して
冷却液と管４０の内容物の熱交換をさせることによっ
て、管４０の内容物から熱を除去する。

【００１４】拡大部分４４及び５０は各々、末端リング
５６及び５８と結合され、その末端リングを通して管４
０は伸びている。管４０を更に安定化させるために、リ
ング５６及び５８をそれぞれ管４０と結合させるブレー
ス部材（ｂｒａｃｅ ｍｅｍｂｅｒｓ）６０及び６２が
ある。結局、管４０の下端及び上端は、対応するフラン
ジ部品（ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）を介してそれぞれエル
ボ６４及び６６と結合される。エルボ６４は部分２４
（図１）まで伸びており、エルボ６６は部分２０（図
１）まで伸びている。図２で見られるフランジ６８は、
図２では見られないほぼ水平方向の部分２０に沿ってそ
の中間にある。

【００１５】図３は、管４０及び４２の断面、及び管４
０の外表面と管４２の内表面の間のほぼ環状の空間７０
を示している。管４０は二つの端を持つ圧延板（ｒｏｌ
ｌｅｄ ｐｌａｔｅ）を長さ方向に伸びる合わせ目７２
に沿って合わせて製造される。管４０は、板が圧延され
所望の管状になるように公知の従来のプロセスで製造さ
れる。圧延板の端は好ましくはアーク溶接のような適切
な溶接技術によって一緒にされ合わせ目が溶接される。
最も好ましくは、溶接に使う溶加材（ｆｉｌｌｅｒ ｍ
ｅｔａｌ）は、圧延板と冶金学上適合し、引張強度が同
等なものであり、また好ましくは管４０の外表面から管
４０の内表面まで伸びて完全な（“ｃｏｍｐｌｅｔ
ｅ”）突合せ接続（ｂｕｔｔ ｊｏｉｎｔ）をすること
である。このような「完全な」突合せ接続は、例えば、
完全放射線透過試験が行われる二重溶接（ｄｏｕｂｌｅ
−ｗｅｌｄｅｄ）突合せ接続の形式であってもよい。こ
れによって継手効率（ｊｏｉｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙ）（圧延板に許容される応力に対する溶接部（ｗｅｌ
ｄ）に許容される応力の比）が１００％になる。これは
米国機械学会（ＡＳＭＥ）圧力容器の基準（Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ ＶｅｓｓｅｌＣｏｄｅ）セクションＶＩＩＩ、
区分（Ｄｉｖ．）１による。管４０の圧延板は好ましく
は、熱伝導度が少なくとも約２９．８ｋｃａｌ／ｍ・ｈ
ｒ・℃（約２０Ｂｔｕ／（ｈｒ）（゜Ｆ）（ｆｔ））で
あり、最小引張強度が約３，５００ｋｇ／ｃｍ ^２ （約５
０，０００ｐｓｉ）の鋼からなる。例示のために、その
ような性質を有し、本発明の用途に好適な幾つかの特定
の炭素及び低−合金（ｌｏｗ−ａｌｌｏｙ）スチール
を、それらの熱伝導度、及び最小の引張強度と共に表Ｉ
に示す。

【００１６】

【表１】

【表２】

【００１７】表Ｉの熱伝導度は後の実施例で詳細に述べ
る方法により各々のスチールについて計算したものであ
り、温度範囲約５６．７℃〜約１１１．７℃（約１３４
゜Ｆ〜約２３３゜Ｆ）に対応する。本明細書及び請求項
に記載された全ての熱伝導度は、この温度範囲に対応す
るものである。最小引張強度は、“Ｌｕｋｅｎｓ １９
８８−８９ Ｐｌａｔｅ Ｓｔｅｅｌ Ｓｐｅｃｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅ”、Ｌｕｋｅｎｓ Ｓｔｅｅ
ｌＣｏｍｐａｎｙ、Ｃｏａｔｅｓｖｉｌｌｅ、Ｐｅｎｎ
ｓｙｌｖａｎｉａ、１９８８からとったものである。ル
ープ反応器がＡＳＭＥ基準の検印を受けるためには、使
用されるスチールはＡＳＭＥ圧力容器基準の表ＵＣＳ−
２３に載っているスチールでなければならないことに注
意を要する。

【００１８】管４０の圧延板に使用されるスチールの組
成については、スチールには炭素が約０．５重量％より
少なく、マンガンが約１．５重量％より少なく、シリコ
ンが約１．０重量％より少なく、クロムが約２．５重量
％より少なく、ニッケルが約１．０重量％より少ないも
のが好ましい。表Ｉにあげられたスチールの各々は、こ
のような成分上の特性を有する。上記の各々の成分は一
般にスチールの熱伝導度を小さくすることが分かってい
る。逆にスチール中のコバルト、モリブデン、銅、硫
黄、及びリンはその熱伝導度を増大させることも分かっ
ている。

【００１９】熱伝導度、最小引張強度、溶接性（ｗｅｌ
ｄａｂｉｌｉｔｙ）及びコストの特に好ましいバランス
は、約３７．２〜約４４．６ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃
（約２５〜約３０Ｂｔｕ／（ｈｒ）（゜Ｆ）（ｆｔ））
の熱伝導度、約４，２００〜約６，３００ｋｇ／ｃｍ ^２
（約６０，０００〜約９０，０００ｐｓｉ）の最小引張
強度を有し、さらに炭素、マンガン及びシリコンの上記
の組成限定、クロムが約０．２５重量％より少なく、ニ
ッケルが約０．２５重量％より少ないという特徴を有す
るスチールで実現される。表Ｉにあげられたスチールの
中では、Ａ５１６Ｇｒ ７０がこれらの基準を満たす特
に好ましいスチールである。管４０の寸法に関しては、
管４０の外径が約２５．４ｃｍ〜約７６．２ｃｍ（約１
０インチ〜約３０インチ）であるときの、典型的なエチ
レン重合プロセス条件を想定すると、そのような管の圧
延板は好ましくは名目の（ｎｏｍｉｎａｌ）肉厚が約
１．２７ｃｍ〜約１．９０５ｃｍ（約１／２インチ〜約
３／４インチ）であり、ＡＳＭＥ圧力容器基準セクショ
ンＶＩＩＩ、区分１による関連圧延公差（ａｓｓｏｃｉ
ａｔｅｄ ｍｉｌｌ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）が０．０２
５４ｃｍ（０．０１インチ）（寸法変動）又は６％（割
合（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）変動）である。圧延板のこ
のような圧延公差は十分小さく、設計上の厚さ（許容し
得る最小厚み）を計算する目的でＡＳＭＥ基準に従えば
ゼロとみなし得る。本明細書及び請求項で用いられる
「みかけの厚さ」（ｎｏｍｉｎａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓ
ｓ）とは、製造プロセスで製造すべく設計された圧延板
の肉厚である。また本明細書及び請求項で用いられる
「圧延公差」（ｍｉｌｌ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）とは、
名目厚さに対する実際の肉厚の最大変動である。次の実
施例で更に説明する「設計厚さ」（ｄｅｓｉｇｎ ｔｈ
ｉｃｋｎｅｓｓ）とは、予め決められたある設計圧に対
して必要であると計算される厚さである。

【００２０】管４２は、図３にみられるように縦方向の
合わせ目７４を有する圧延板構造であってもよい。製造
上の便宜のため、管４２は管４０と同じ物質から製造す
ることもできる。水平方向部分２０、２２、２４及び２
６（図１）を規定する管は、圧延板構造よりもむしろ合
わせ目のない構造とすることができる。以下の実施例か
ら明らかなように、このような合わせ目のない構造は溶
接公差が大きいために圧延板構造よりも大きな設計厚さ
を必要とする。しかしながら、冷却ジャケットのない水
平方向部分では、設計厚さが大きく、関連（ａｓｓｏｃ
ｉａｔｅｄ）熱伝達係数が低いことはあまり重要ではな
い。

【００２１】以下に記載する計算例は本発明をさらに説
明し、シームレス管を用いた従来のループ反応器よりも
優れた点を示すためのものである。この例をいかなる意
味においても本発明を制限するものとして解釈してはな
らない。

【００２２】シリンダー状の反応管の壁の設計厚さは、
次の式で表される。 ｔ＝［Ｐ（Ｒ＋Ｃｉ）／（ＳＥ−０．６Ｐ）］［１−Ｍ］ ＋Ｃ (1) ここでｔは設計厚さ（インチ）、Ｐは設計（内部）圧
（psia) （ゼロ圧で測定された絶対流体圧）、Ｒは管の
内径（インチ）、Ｓは許容応力（psi ）、Ｅは継手効率
（ｊｏｉｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）因子（単位な
し）、Ｃｉは管の内表面の内部腐れ代（ｃｏｒｒｏｓｉ
ｏｎ ａｌｌｏｗａｎｃｅ）（インチ）、Ｃは合計腐れ
代（内部腐れ代Ｃｉと、Ｃ₀ が管の外表面の腐れ代であ
るときの外部腐れ代Ｃ₀ との合計）（インチ）、及びＭ
はこの式においては小数（ｆｒａｃｔｉｏｎ）であり且
つ単位なしである圧延公差を示す。

【００２３】表IIは、式（Ｉ）の変数の想定値（ａｓｓ
ｕｍｅｄ ｖａｌｕｅ）、及びシームレス構造を有する
Ａ１０６ Ｇｒ Ｂスチール製の従来の反応管（「先行
技術」（Ｐｒｉｏｒ Ａｒｔ）とする）と本発明による
圧延及び溶接板構造を有するＡ５１６ Ｇｒ ７０スチ
ール製の反応管（「本発明」とする）の計算値ｔとを説
明するものである。表IIはまた、最も入手しやすい板又
はシームレス・パイプの見かけの厚さｔ_n を設計厚さｔ
の上に示したものである。

【００２４】

【表３】

【表４】

【００２５】各々の場合、設計圧Ｐはエチレン重合反応
器の最大操作圧よりも実質的に大きく想定されており、
水圧及びポンプ差圧が考慮されている。許容される応力
Ｓは各々の型のスチールの最小引張強度の１／４に想定
されている。シームレス管の継手効率Ｅは継手がないの
で勿論、１（又は１００％）であり、圧延板管のＥは完
全放射線透過試験が行われ完全な突合せ接続の場合は１
（又は１００％）であると想定される。シームレス管の
溶接公差Ｍ０．１２５（１２．５％）は、ＡＳＭＥ圧力
容器の基準セクションＶＩＩＩ、区分１によって測定す
る。シームレス・パイプのこの大きな溶接公差は、例え
ば、押出によるようなシームレス・パイプを製造するた
めの製造方法によるものである。圧延板管は、厚さの変
動が極めて少ないように製造され得る平滑な長方形の板
から製造され、圧延板管の溶接公差は先に説明したＡＳ
ＭＥ圧力容器の基準でゼロと想定されうる。各々の場合
における合計腐れ代Ｃは、腐食による外側の厚さ損失
０．０７９ｃｍ（１／３２インチ）（Ｃ_０＝１／３２イ
ンチ）、内側の厚さ損失０．０７９ｃｍ（１／３２イン
チ）を認め、さらに定期的なクリーニングによる内側の
厚さ損失の追加０．０７９ｃｍ（１／３２インチ）（Ｃ
_１＝０．１５８８ｃｍ（１／１６インチ））を認めるこ
とによって、０．２３８２ｃｍ（３／３２インチ）
（０．０９３８インチ）が導かれた。

【００２６】シームレス管の設計厚さｔは、表IIから分
かるように圧延板管の設計厚さよりもかなり大きく、し
たがって見かけの厚さｔ_n もまた、圧延板管の見かけの
厚さよりも厚くなる。設計厚さの違いの一部は許容され
る応力値の違いによるが、この違いの大部分はシームレ
ス・パイプの大きな溶接公差値によるものである。

【００２７】次の式は、この特定の例のように、管の径
がその厚さと比較して大きいと仮定したときの、反応管
壁の伝熱係数の近似式である。 ｈ_r ＝ Ｋ／ｔ_n (2) ここにｈ_r は反応管壁の伝熱係数Ｂｔｕ／（ｈｒ）（ｆ
ｔ² ）（°Ｆ）、Ｋは反応管壁の熱伝導度Ｂｔｕ／（ｈ
ｒ）（ｆｔ）（°Ｆ）、またｔ_n は反応管壁のみかけの
厚さ（ｆｔ．）である。

【００２８】上記の反応管の各々のタイプのｈ_r を計算
するためには、熱伝導度Ｋを正確に決定することが必要
であった。これは、使用した特別のスチールの組成の関
数であるＫの式を誘導することによってなされた。 Ｋ＝ｆ（Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，ＣｏＭｏ，ＰＳ） (3) ここにＣは炭素重量％、Ｍｎはマンガンの重量％、Ｃｒ
はクロムの重量％、Ｎｉはニッケルの重量％、Ｓｉはシ
リコンの重量％、ＣｏＭｏはコバルトとモリブデンの合
計の重量％、またＰＳはリンと硫黄の合計の重量％であ
る。

【００２９】合計７１のデータ上の点は、ボイヤー（Ｂ
ｏｙｅｒ），Ｈ．Ｅ．及びゴール（Ｇａｌｌ），Ｔ．
Ｌ．，ｅｄｓ．，ＡＳＭメタルズ・ハンドブック（ＡＳ
Ｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、米国金属学会
（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔ
ａｌｓ）、メタルパーク、オハイオ、１９８４及びトロ
ーキアン（Ｔｏｕｌｏｕｋｉａｎ）、Ｙ．Ｓ．他、“熱
伝導−金属元素及びアロイ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｉｔｙ−Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔ
ｓ ａｎｄ Ａｌｌｏｙｓ”、Ｖｏｌ．１、Ｔｈｅｒｍ
ｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｍ
ａｔｔｅｒ， ＩＦＩ／Ｐｌｅｎｕｍ，１９７０からと
ったものである。各々のデータ点は熱伝導度値Ｗａｔｔ
ｓ／（cm）（°Ｋ）及びＣ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、
ＣｏＭｏ及びＰＳの各々の重量％を有する。採用したデ
ータ点は主として炭素と低−合金スチールのものであ
り、焼入れされたり低温焼なましされたスチールを除い
たものである。さらに、データ点の全ての熱伝導度値は
１３４°Ｆ（３３０°Ｋ）と２３３°Ｆ（３８５°Ｋ）
の間の温度での値であった。それらのデータ点に式を適
用し、変換ファクター５７．７７８９をかけてＷａｔｔ
ｓ／（cm）／（°Ｋ）をＢｔｕ／（ｈｒ）（ｆｔ）（°
Ｆ）に変換した。得られた式は以下のとおりである。 Ｋ＝57.7789 （−0.184145Ｃ＋0.103058Ｃ² −0.090918Ｍｎ ＋0.004656Ｍｎ² −0.019635Ｃ／Ｍｎ−0.080988Ｃｒ−0.040108Ｎｉ ＋0.029689ＣｏＭｏ＋0.083686ＣｕＣ／Ｍｎ−0.118106Ｓｉ ＋0.136711ＰＳ＋0.640509 ， (4) ここにＫの単位はＢｔｕ／（ｈｒ）（ｆｔ）（°Ｆ）で
ある。

【００３０】上記のそれぞれの形式の反応管（Ａｌ０６
Ｇｒ Ｂ及びＡ５１６Ｇｒ ７０）の熱伝導度Ｋ値
を、Ｌｕｋｅｎｓ（上記）の組成重量％を使って式(4)
から計算した。もし範囲がＬｕｋｅｎｓによって示され
ているものであれば平均重量％値を使用し、最高値が示
されていれば最高値の７５％の値を使用した。各々の形
式の反応管の計算値Ｋ値及びみかけの厚さｔ_n を式(2)
に入れ、伝熱係数値ｈ _r 値を得た。各々の形式の反応管
のＫ、Ｔ_n 、ｈ_r 値を０III に示す。

【００３１】

【表５】

【表６】

【００３２】シームレス反応器は圧延板反応管よりもわ
ずかに熱伝導度が高いが、圧延板反応管はかなり大きな
（ほぼ３７％の）伝熱係数を有することが第ＩＩＩ表か
ら分かる。この大きな伝熱係数ｈ_ｒは、反応器内容物の
スラリー・フィルム伝熱係数７４４Ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ
・℃（約５００（Ｂｔｕ／（ｈｒ）（ｆｔ）（゜Ｆ））
及び冷却剤（水）・フィルム伝熱係数約４６４０Ｋｃａ
ｌ／ｍ ^２ ｈｒ・℃（約９５０Ｂｔｕ／（ｈｒ）（ｆｔ
^２ ）（゜Ｆ））を結合した伝熱計算を適用し、本発明に
おいて以下のプロセス条件反応圧約４３．２ａｔｍ（約
６３６ｐｓｉｇ）；反応器内容物の速度約８３２ｃｍ／
ｓｅｃ（２７．３ｆｔ／ｓｅｃ）；冷却水速度約２６
８．２ｃｍ／ｓｅｃ（８．８ｆｔ／ｓｅｃ）；冷却水入
口温度約７０℃（１５８゜Ｆ）；反応器内容物はイソブ
タン希釈剤中に６２容量％の固形物を含む、で密度０．
９５５ｇ／ｃｃのエチレン−ヘキセン・コポリマー（１
重量％より少ないヘキセン）を製造すると仮定すれば、
本発明では反応温度約１０３．３℃（２１８゜Ｆ）での
ポリマー製造速度の約１２．８％増大又は生産速度約１
７．３７ｋｇ／ｈｒ（３８，２７０ｌｂｓ／ｈｒ）での
反応温度の約−１４．１℃（約６．６゜Ｆ）の低下にな
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、特定の反応温度でのポ
リマーの生産速度を大きくするか、又は低密度のポリマ
ーを製造する際の特定の生産速度での反応速度を大きく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エチレンポリマーの製造装置の等角投影図であ
る。

【図２】図１の装置の一つの断面の側面図である。

【図３】線３−３に沿って切断した図２の部分の断面図
であり、本発明の管の圧延板構造を示すものである。

【符号の説明】

４０ 管 ４２ 共軸の管 ４４ 拡大部 ４６ 冷却液入口 ５０ 拡大部 ５２ 冷却液出口 ７０ 環状の空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バリィ ダブリュ．ローウェ アメリカ合衆国オクラホマ州バートルス ビル，マウンテン ロード 2500 (72)発明者 ジェームス スチーブン ファングメイ アー アメリカ合衆国オクラホマ州バートルス ビル，ヘンリエッタ アベニュー 3507 (56)参考文献 特公 昭63−65081（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3257362（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉鎖ループを形成するための流路を規定
   する導管手段であって、その少なくとも一部が、両端を
   合わせ目で結合した圧延板からなる少なくとも一つの管
   を有する導管手段、 前記の少なくとも一つの管の外表面と熱交換する冷却液
   を流す冷却手段、 エチレンを含む少なくとも一つのモノマーの前記流路へ
   の導入手段、 重合触媒及び希釈剤の前記流路への導入手段、 前記の少なくとも一つのモノマー、触媒及び希釈剤の混
   合物を前記流路及び前記閉鎖ループのまわりを流し、そ
   れによって流路中でエチレンポリマーを製造する手段、 前記流路からポリマーを取出す手段、 を有することを特徴とするエチレンポリマーの製造装
   置。
2. 【請求項２】 圧延板がスチールである請求項１記載の
   装置。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの管の圧延板が見かけの
   肉厚約１．２７ｃｍ〜約１．９０５ｃｍ（約１／２イン
   チ〜約３／４インチ）を有するものである請求項１また
   は２に記載の装置。
4. 【請求項４】 導管手段の少なくとも一つの管が複数の
   ほぼ垂直方向の管を有し、導管手段が複数のほぼ水平方
   向の管をさらに有し、かつ水平方向の管がシームレス構
   造を有する請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 【請求項５】 冷却手段が、ほぼ同軸状であり、ほぼ環
   状の空間ができるように前記導管手段の少なくとも一つ
   の管を囲む少なくとも一つの管と、前記導管手段の少な
   くとも一つの外表面の周りを流れて接触するように環状
   の空間に冷却液を流す手段とを有する、請求項１〜４の
   いずれかに記載の装置。
6. 【請求項６】 エチレンを含む少なくとも一つのモノマ
   ーと重合触媒と希釈剤とを流路に導入し；前記少なくと
   も一つのモノマー、前記触媒、及び希釈剤の混合物を前
   記流路中及び前記閉鎖ループの周りを流して前記流路中
   でエチレンポリマーを製造し；導管手段の外表面と熱交
   換を起こさせる冷却液を通し；流路からポリマーを取出
   すことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装
   置を用いてエチレンポリマーを製造する方法。
7. 【請求項７】 前記の少なくとも一つのモノマーが実質
   的にエチレンのみを含むものである請求項６記載の方
   法。