JP3138773B2 - 気相重合流動層における流動層内部のファウリング検知方法 - Google Patents
気相重合流動層における流動層内部のファウリング検知方法Info
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- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1872—Details of the fluidised bed reactor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流動層を利用した気相重
合反応容器における、流動層内部のファウリング量測定
の方法に関する。
合反応容器における、流動層内部のファウリング量測定
の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】流動層装置内において流動する固体粒子
がその装置内壁にファウリングすることはその装置の運
用上好ましくないことが多い。特に気相重合流動層にお
いて、ファウリングが原因となりシーチングを起こし、
塊状重合物が生成すると考えられる。これによって、生
産性の低下、重合物の排出障害により運転停止に至るこ
とが知られている。流動層を用いた重合装置における、
粉体の壁面付着およびシーチングに関してはユニオン・
カーバイド・コーポレーション等による公開特許の出願
がある。その内容に示された方法は、以下のものであ
る。 (1) 内壁面に温度計を設置して、内壁面で例えば重合反
応による温度上昇を検知することにより内壁面への付着
を検知する方法。（特開昭５８−２０１８０２、特開昭
６２−２９５９０２） (2) 重合装置内の静電圧を測定し、これとシーチングと
の相関から予測する方法。（特開昭６３−５００１７
６、特開平１−２３０６０７） (3) 重合反応中ファウリング、シ−チング等によって発
生した溶融重合物を反応容器排出物中から見出すことに
よる方法。
がその装置内壁にファウリングすることはその装置の運
用上好ましくないことが多い。特に気相重合流動層にお
いて、ファウリングが原因となりシーチングを起こし、
塊状重合物が生成すると考えられる。これによって、生
産性の低下、重合物の排出障害により運転停止に至るこ
とが知られている。流動層を用いた重合装置における、
粉体の壁面付着およびシーチングに関してはユニオン・
カーバイド・コーポレーション等による公開特許の出願
がある。その内容に示された方法は、以下のものであ
る。 (1) 内壁面に温度計を設置して、内壁面で例えば重合反
応による温度上昇を検知することにより内壁面への付着
を検知する方法。（特開昭５８−２０１８０２、特開昭
６２−２９５９０２） (2) 重合装置内の静電圧を測定し、これとシーチングと
の相関から予測する方法。（特開昭６３−５００１７
６、特開平１−２３０６０７） (3) 重合反応中ファウリング、シ−チング等によって発
生した溶融重合物を反応容器排出物中から見出すことに
よる方法。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術のうち(1)
はファウリングによって起きる重合反応の変化から間接
的にシーチングを予測するものである。しかし、ファウ
リングによっては温度が上昇する場合、下降する場合の
両者があり、確実かつ、定量的なファウリング量の測定
は困難である。 (2) の方法はファウリングの原因を静電気と関連づけて
推定したものであるが、ファウリングの量に関しての定
量的な評価は出来ず、また静電気以外の要因で起きる場
合には効果が無い。 (3) は、確実にファウリング、およびシーチングを検知
することが可能であるが、反応容器排出物中に溶融重合
物が見出された場合にはすでにファウリングは進行した
状況にあり、これに基づいて対応をとることは困難であ
る。 上記の様な問題に対し、本発明が解決しようとする課題
は流動層内部の装置内壁へのファウリングが発生した時
点において、外部から直接、定量的に検知することを可
能とする事である。
はファウリングによって起きる重合反応の変化から間接
的にシーチングを予測するものである。しかし、ファウ
リングによっては温度が上昇する場合、下降する場合の
両者があり、確実かつ、定量的なファウリング量の測定
は困難である。 (2) の方法はファウリングの原因を静電気と関連づけて
推定したものであるが、ファウリングの量に関しての定
量的な評価は出来ず、また静電気以外の要因で起きる場
合には効果が無い。 (3) は、確実にファウリング、およびシーチングを検知
することが可能であるが、反応容器排出物中に溶融重合
物が見出された場合にはすでにファウリングは進行した
状況にあり、これに基づいて対応をとることは困難であ
る。 上記の様な問題に対し、本発明が解決しようとする課題
は流動層内部の装置内壁へのファウリングが発生した時
点において、外部から直接、定量的に検知することを可
能とする事である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】流動層高より上部での、
ファウリング量を静電容量測定によって計測する方法に
ついては、すでに特開平３−１５８７０３において開示
した。しかし、この方法をそのまま流動層内の壁面への
ファウリング量測定に適用すると静電容量値の変動が激
しく、ファウリング量を決定することは出来なかった。
課題の解決の為に鋭意検討を行った結果、ただ単に静電
容量の測定をするだけでなく、粉と気泡によりもたらさ
れる測定値の変動をたくみに利用することにより前記課
題が解決できることを見出し本発明を完成させるに至っ
た。すなわち、本発明の骨子は流動層を利用した気相重
合反応容器の流動層内の内面に、その容器の内壁とほぼ
同一面を成すように対となる電極板を設置し、この間の
粉と気泡によりもたらされる静電容量測定値の一定時間
内での変動を解析することによって流動層部の内壁への
ファウリングの量を検知する方法である。
ファウリング量を静電容量測定によって計測する方法に
ついては、すでに特開平３−１５８７０３において開示
した。しかし、この方法をそのまま流動層内の壁面への
ファウリング量測定に適用すると静電容量値の変動が激
しく、ファウリング量を決定することは出来なかった。
課題の解決の為に鋭意検討を行った結果、ただ単に静電
容量の測定をするだけでなく、粉と気泡によりもたらさ
れる測定値の変動をたくみに利用することにより前記課
題が解決できることを見出し本発明を完成させるに至っ
た。すなわち、本発明の骨子は流動層を利用した気相重
合反応容器の流動層内の内面に、その容器の内壁とほぼ
同一面を成すように対となる電極板を設置し、この間の
粉と気泡によりもたらされる静電容量測定値の一定時間
内での変動を解析することによって流動層部の内壁への
ファウリングの量を検知する方法である。
【０００５】通常、流動層内においては流動を起こす循
環ガスが気泡となって常時上昇している。この気泡は当
然流動層内の壁面に取付けられた検知器の表面に接して
通過する。流動層が静止状態にある時はこの検知器表面
は粒子により一様に覆われており、この検知器によって
測定される静電容量は比較的高い値でほぼ一定の値を示
す。しかし流動層が本来の流動状態になり、検知器の表
面を気泡が通過すると、気泡であるガスは粒子と比べて
誘電率が通常低いため測定される静電容量は小さな値を
示し流動状態が継続すれば図１のように激しく変動す
る。しかしこの検知器の表面に粒子が付着する（ファウ
リングが発生する）と当然この検知器の表面に接して気
泡が通過することはできなくなり、付着した粒子層の表
面を通過することになる。この結果この時測定される静
電容量の値は図２のように検知器の表面に付着する粒子
のため変動がおだやかになる。この検知器によって測定
される静電容量値を一定時間例えば数１０秒の間採取し
この値を数ｍｓ乃至１０数ｍｓの周期で読み取り、この
値をヒストグラムにとった時最大値、最小値、平均値、
標準偏差を計算することが可能である。上記のようなデ
ータを採った時平均値については粒子が検知器の表面に
付着しない時（ファウリングなしの時）と検知器の表面
に付着した時（ファウリングありの時）とであまり差が
認められないものの、標準偏差または最大値と最小値の
差にはあきらかな差が認められることを見出した。従っ
てこの検知器によって静電容量の変動をあるきめられた
期間測定し上記のような信号処理をおこなうことにより
流動層のファウリングを測定することが可能となる。
環ガスが気泡となって常時上昇している。この気泡は当
然流動層内の壁面に取付けられた検知器の表面に接して
通過する。流動層が静止状態にある時はこの検知器表面
は粒子により一様に覆われており、この検知器によって
測定される静電容量は比較的高い値でほぼ一定の値を示
す。しかし流動層が本来の流動状態になり、検知器の表
面を気泡が通過すると、気泡であるガスは粒子と比べて
誘電率が通常低いため測定される静電容量は小さな値を
示し流動状態が継続すれば図１のように激しく変動す
る。しかしこの検知器の表面に粒子が付着する（ファウ
リングが発生する）と当然この検知器の表面に接して気
泡が通過することはできなくなり、付着した粒子層の表
面を通過することになる。この結果この時測定される静
電容量の値は図２のように検知器の表面に付着する粒子
のため変動がおだやかになる。この検知器によって測定
される静電容量値を一定時間例えば数１０秒の間採取し
この値を数ｍｓ乃至１０数ｍｓの周期で読み取り、この
値をヒストグラムにとった時最大値、最小値、平均値、
標準偏差を計算することが可能である。上記のようなデ
ータを採った時平均値については粒子が検知器の表面に
付着しない時（ファウリングなしの時）と検知器の表面
に付着した時（ファウリングありの時）とであまり差が
認められないものの、標準偏差または最大値と最小値の
差にはあきらかな差が認められることを見出した。従っ
てこの検知器によって静電容量の変動をあるきめられた
期間測定し上記のような信号処理をおこなうことにより
流動層のファウリングを測定することが可能となる。
【０００６】図３は反応容器へ設置された状態での検知
器の電極部分正面図、図４は同電極付近断面図である。
通常は、の電極１、との電極２の静電容量を外部に
接続した回路を用いて測定する。電極２に関しては、
の応容器内壁と共通とすることも出来る。ファウリング
厚みの測定範囲及び感度は電極の形状、特になる絶縁
物で挟まれた電極１と電極２の間隔に大きく依存する。
器の電極部分正面図、図４は同電極付近断面図である。
通常は、の電極１、との電極２の静電容量を外部に
接続した回路を用いて測定する。電極２に関しては、
の応容器内壁と共通とすることも出来る。ファウリング
厚みの測定範囲及び感度は電極の形状、特になる絶縁
物で挟まれた電極１と電極２の間隔に大きく依存する。
【０００７】図５は、この検出器の検定に用いる曲線の
一例を示す。表面上に流動層を形成する為に用いられる
循環ガスと同じ成分のガスのみが存在する時の静電容量
をＣ0 とし、電極表面に、実際に発生すると予想される
ファウリング物と同様な誘電率をもつ物質を厚みｔだけ
のせた場合の静電容量をＣとする。更に、ファウリング
厚みを増加させても静電容量の変化がほとんど無くなっ
た状態での静電容量をＣ2 とする。実際に流動層内に検
知器を設置した場合、全くファウリングの無い状態では
静電容量はＣ0 からＣ2 の間で変動し、ファウリング厚
みｔ1 ではＣ1 とＣ2 の間で変動、更に十分ファウリン
グが進行した状態ではＣ2 の静電容量で一定になること
は、当然予想できる。ファウリング厚みの指標として
は、測定された静電容量の平均値、最小値などを用いる
ことも出来るが、この２つは外部の影響を受けやすい。
静電容量の変動指標として標準偏差を用いることが望ま
しく、これをファウリング厚みに関連づけることで、外
部の影響を受けにくく精度良く測定することができる。
一例を示す。表面上に流動層を形成する為に用いられる
循環ガスと同じ成分のガスのみが存在する時の静電容量
をＣ0 とし、電極表面に、実際に発生すると予想される
ファウリング物と同様な誘電率をもつ物質を厚みｔだけ
のせた場合の静電容量をＣとする。更に、ファウリング
厚みを増加させても静電容量の変化がほとんど無くなっ
た状態での静電容量をＣ2 とする。実際に流動層内に検
知器を設置した場合、全くファウリングの無い状態では
静電容量はＣ0 からＣ2 の間で変動し、ファウリング厚
みｔ1 ではＣ1 とＣ2 の間で変動、更に十分ファウリン
グが進行した状態ではＣ2 の静電容量で一定になること
は、当然予想できる。ファウリング厚みの指標として
は、測定された静電容量の平均値、最小値などを用いる
ことも出来るが、この２つは外部の影響を受けやすい。
静電容量の変動指標として標準偏差を用いることが望ま
しく、これをファウリング厚みに関連づけることで、外
部の影響を受けにくく精度良く測定することができる。
【０００８】流動層内でのファウリング厚み測定には、
図６における検定曲線を利用することが出来る。全くフ
ァウリングしていない状態での静電容量の標準偏差をσ
0 とした場合に、ファウリング厚みｔでは静電容量の標
準偏差σは、 σ＝σ0 ・（Ｃ2 −Ｃ）／（Ｃ2 −Ｃ0） で表される。この静電容量の変動から、流動層内のファ
ウリング厚みを測定することが出来る。
図６における検定曲線を利用することが出来る。全くフ
ァウリングしていない状態での静電容量の標準偏差をσ
0 とした場合に、ファウリング厚みｔでは静電容量の標
準偏差σは、 σ＝σ0 ・（Ｃ2 −Ｃ）／（Ｃ2 −Ｃ0） で表される。この静電容量の変動から、流動層内のファ
ウリング厚みを測定することが出来る。
【０００９】
【実施例】直径４８０mmの流動層容器内に図３の電極を
設置し、この中にポリプロピレン粒子を入れ窒素ガスを
大気圧化で流動層を形成させた。電極表面に厚さ２mm〜
２０mmの間で重合物と同質の板を張り付け、ファウリン
グと同様の状況を作った。この結果、図５、図６の様に
静電容量、及び静電容量の変動指数が厚みに対して変化
することが確認された。ポリエチレン又はポリプロピレ
ンの気相反応器の流動層内部壁面にファウリングを検知
するための電極を設置した。この電極の静電容量を測定
して信号を信号処理器を通して５ミリ秒〜５０ミリ秒の
間隔で読取った５１２〜２０４８のデータについて標準
偏差を計算し、一定時間毎に表示させる。表示値を経時
的にプロットすることによりファウリング厚みの経時変
化を運転中に知ることが出来る。なおファウリングの厚
みと静電容量値の変化（標準偏差）については別に本装
置に取り付ける前に別の装置で校正しておくことが望ま
しいが、校正を行なわなくとも壁面への付着量の増減の
経時的な傾向についての把握は可能である。
設置し、この中にポリプロピレン粒子を入れ窒素ガスを
大気圧化で流動層を形成させた。電極表面に厚さ２mm〜
２０mmの間で重合物と同質の板を張り付け、ファウリン
グと同様の状況を作った。この結果、図５、図６の様に
静電容量、及び静電容量の変動指数が厚みに対して変化
することが確認された。ポリエチレン又はポリプロピレ
ンの気相反応器の流動層内部壁面にファウリングを検知
するための電極を設置した。この電極の静電容量を測定
して信号を信号処理器を通して５ミリ秒〜５０ミリ秒の
間隔で読取った５１２〜２０４８のデータについて標準
偏差を計算し、一定時間毎に表示させる。表示値を経時
的にプロットすることによりファウリング厚みの経時変
化を運転中に知ることが出来る。なおファウリングの厚
みと静電容量値の変化（標準偏差）については別に本装
置に取り付ける前に別の装置で校正しておくことが望ま
しいが、校正を行なわなくとも壁面への付着量の増減の
経時的な傾向についての把握は可能である。
【００１０】
【発明の効果】流動層内のファウリング厚みを、外部か
ら直接計測することが出来る。従って、内壁の付着状況
を常時監視し運転条件へフィ−ドバックすることにより
流動層装置の長期安定運転が可能となる。静電容量検出
器、静電容量測定器及び静電容量信号処理器を用いるこ
とにより運用中の流動層装置の装置内のファウリングの
様子を知ることが可能となり、同装置の運転条件の変化
に対するファウリングの挙動が明らかになる。上記知見
によって流動層装置の長期安定運転の一助となる。運転
継続に支障をきたす状況にまで、流動層内にファウリン
グが成長した場合、直ちに重合反応を停止し、排出不良
などの危険な状況を回避することが出来る。流動層内の
ファウリングが進行しつつある状況を検知することによ
り、この進行を停止、またはファウリング物を除去する
ように運転状況を変更することが出来る。
ら直接計測することが出来る。従って、内壁の付着状況
を常時監視し運転条件へフィ−ドバックすることにより
流動層装置の長期安定運転が可能となる。静電容量検出
器、静電容量測定器及び静電容量信号処理器を用いるこ
とにより運用中の流動層装置の装置内のファウリングの
様子を知ることが可能となり、同装置の運転条件の変化
に対するファウリングの挙動が明らかになる。上記知見
によって流動層装置の長期安定運転の一助となる。運転
継続に支障をきたす状況にまで、流動層内にファウリン
グが成長した場合、直ちに重合反応を停止し、排出不良
などの危険な状況を回避することが出来る。流動層内の
ファウリングが進行しつつある状況を検知することによ
り、この進行を停止、またはファウリング物を除去する
ように運転状況を変更することが出来る。
【図１】ファウリングのない時の静電容量値の変動の一
例。
例。
【図２】ファウリングのある時の静電容量値の変動の一
例。
例。
【図３】流動層内に設置された状態での検知器の電極正
面図の一例。
面図の一例。
【図４】流動層内壁に設置された場合における検知器の
断面図の一例。
断面図の一例。
【図５】検知器表面上に実際のファウリング物とほぼ誘
電率をもつ物質をのせて行った場合における、静電容量
変化の一例。
電率をもつ物質をのせて行った場合における、静電容量
変化の一例。
【図６】流動層内に設置された場合における、検知器静
電容量の変動指標と、ファウリング厚みの関係の一例。
電容量の変動指標と、ファウリング厚みの関係の一例。
【符号の説明】 電極１ 電極２ 絶縁体 リアクター内壁 ファウリング 気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−158703（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08F 2/34
Claims (2)
- 【請求項１】 流動層を利用した気相重合反応容器の流
動層内の内面に、その容器の内壁とほぼ同一面を成すよ
うに対となる電極板を設置し、この間の粉と気泡により
もたらされる静電容量測定値の一定時間内での変動を解
析することによって流動層部の内壁へのファウリングの
量を検知する方法。 - 【請求項２】 静電容量測定値の一定時間内での変動の
解析に、標準偏差を用いる請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03251769A JP3138773B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相重合流動層における流動層内部のファウリング検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03251769A JP3138773B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相重合流動層における流動層内部のファウリング検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586109A JPH0586109A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3138773B2 true JP3138773B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=17227648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03251769A Expired - Fee Related JP3138773B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相重合流動層における流動層内部のファウリング検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3138773B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5492967A (en) * | 1993-11-03 | 1996-02-20 | Shell Oil Company | Impact modification of polypropylene with styrene/isoprene tetrablock copolymers |
| WO1999061485A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Bp Chemicals Limited | Process for early detection of reactor fouling in gas phase polymerisation |
| CN112066864B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-05-17 | 太原理工大学 | 一种基于电容原理的管式换热器灰污在线监测装置及方法 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP03251769A patent/JP3138773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0586109A (ja) | 1993-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |