JP3189340B2 - Method for producing polyolefin - Google Patents

Method for producing polyolefin

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JP3189340B2
JP3189340B2 JP33060991A JP33060991A JP3189340B2 JP 3189340 B2 JP3189340 B2 JP 3189340B2 JP 33060991 A JP33060991 A JP 33060991A JP 33060991 A JP33060991 A JP 33060991A JP 3189340 B2 JP3189340 B2 JP 3189340B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィンの製造方
法に関するものである。詳しくは、チーグラー系触媒、
フィリップス系触媒等を使用して水素の存在下に、オレ
フィンを重合帯域において重合するにあたり、重合反応
で得られるポリオレフィンの物性、特に密度値を実測
し、この実測値及び反応条件の運転データをコンピュー
タに取り込んで、演算処理して反応状態を推定し、その
推定値に基づき将来における反応器で生成するポリオレ
フィンの密度値の推移を予測し、その予測値と目標値と
の対比により運転条件の変更量を算出し、この算出量に
基づき反応条件を所定の条件下に直接制御することによ
り所定の密度値を有するポリオレフィンを製造する方法
に関する。
The present invention relates to a method for producing a polyolefin. Specifically, Ziegler catalysts,
When polymerizing an olefin in the polymerization zone in the presence of hydrogen using a Philips catalyst or the like, the physical properties, particularly the density value, of the polyolefin obtained by the polymerization reaction are measured, and the measured values and the operation data of the reaction conditions are computerized. To estimate the reaction state through arithmetic processing, predict the transition of the density value of polyolefin produced in the reactor in the future based on the estimated value, and change the operating conditions by comparing the predicted value with the target value The present invention relates to a method for producing a polyolefin having a predetermined density value by calculating an amount and directly controlling a reaction condition under a predetermined condition based on the calculated amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ポリオレフィンは種々の成形
方法で成形され、多方面の用途に用いられている。これ
らの成形方法や用途に応じ、ポリオレフィンとして種々
の物性、特にメルトフロレート(溶融流れ指数。本明細
書においては、「MFR」と称す。)や密度を有するも
のが望まれる。一般にこれらの物性の調節を行うには、
触媒の種類、組成、量などを変えたり、重合条件を変更
せしめたりする方法が知られている。
2. Description of the Related Art Hitherto, polyolefins have been molded by various molding methods and used for various purposes. Depending on these molding methods and applications, it is desired that the polyolefin has various physical properties, particularly a melt flow rate (melt flow index; referred to as “MFR” in this specification) and a density. Generally, to adjust these properties,
There are known methods for changing the type, composition, amount, etc. of the catalyst and changing the polymerization conditions.

【0003】ところで、ポリオレフィンを工業的規模で
製造するには、所定の温度に保たれた重合帯域内に所定
量の触媒及び助触媒、所定量のオレフィン、及び所定量
の水素、更には溶媒を供給して、所定の規格、即ち所定
MFR及び密度を有するポリオレフィンが連続的に製造
されるような条件下で運転を実施する。
In order to produce a polyolefin on an industrial scale, a predetermined amount of a catalyst and a cocatalyst, a predetermined amount of an olefin, a predetermined amount of hydrogen, and a solvent are placed in a polymerization zone maintained at a predetermined temperature. The feed is run under conditions such that a polyolefin having a predetermined specification, ie, a predetermined MFR and density, is continuously produced.

【0004】しかしながら、上記の如くそれぞれの供給
量を一定にした条件下で連続重合を実施しても、重合帯
域内の状態を一定に保つことは難しい。このため、所定
の物性規格のポリオレフィンを一定の生産量で製造する
ことは殆ど不可能である。即ち、不確定性外乱による触
媒の微細な変化、活性の変化等によって、重合帯域内の
オレフィン濃度が変化する。例えば、触媒の活性の低下
があった場合には、該帯域内のオレフィン濃度が上昇
し、分子量調節剤である水素とオレフィンとの濃度の比
が低下して、生成するポリオレフィンの密度が低下す
る。このような理由のはっきりとしない微細な外乱が頻
繁に起こり、これによって重合帯域内のオレフィン濃度
が変化し、生成するポリオレフィンの物性、特にMFR
や密度等が変動することになる。
[0004] However, even if continuous polymerization is carried out under the conditions where the feed rates are kept constant as described above, it is difficult to keep the state in the polymerization zone constant. For this reason, it is almost impossible to produce a polyolefin having a predetermined physical property specification at a constant production amount. That is, the olefin concentration in the polymerization zone changes due to a minute change in the catalyst or a change in the activity due to the uncertain disturbance. For example, when the activity of the catalyst decreases, the olefin concentration in the zone increases, the ratio of the concentration of hydrogen and the olefin, which are molecular weight regulators, decreases, and the density of the generated polyolefin decreases. . Frequent minute disturbances for which the reason is not clear often occur, which changes the olefin concentration in the polymerization zone and the physical properties of the resulting polyolefin, especially the MFR
And the density and the like will fluctuate.

【0005】従来、このような問題を改善する方法が種
々提案されており、例えば、次の〜の方法がある。 重合反応器の液相部についてオレフィン濃度、水素
ガス濃度を実測する方法(USP3,835,106
号)。 重合反応系を監視し、その圧力を測定して最終製品
であるエチレンコポリマーの組成を均質化する方法(U
SP3,691,142号)。 重合反応器の気相部又は液相部のエチレン及び水素
濃度を監視し、これをコンピュータによる制御システム
に取り込み、エチレン及び/又は水素供給量を制御する
方法(USP4,469,853号、特開昭62−25
0010号)。
Conventionally, various methods for improving such a problem have been proposed. For example, there are the following methods. A method for measuring the olefin concentration and the hydrogen gas concentration in the liquid phase portion of a polymerization reactor (US Pat. No. 3,835,106)
issue). A method for monitoring the polymerization reaction system and measuring the pressure to homogenize the composition of the ethylene copolymer as the final product (U
SP 3, 691, 142). A method for monitoring the ethylene and hydrogen concentrations in the gas phase or liquid phase of a polymerization reactor, incorporating this into a control system using a computer, and controlling the ethylene and / or hydrogen supply amounts (US Pat. No. 4,469,853, 1962-25
0010).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来法のうち、
の方法では、反応器からサンプル採取に到るまでに重合
反応が進行して反応系内の状態を正確に把握できない等
の問題点がある。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the above conventional methods,
However, the method (1) has a problem that the polymerization reaction progresses until the sample is collected from the reactor and the state in the reaction system cannot be accurately grasped.

【0007】また、の方法は、所望の物性、特にMF
R及び/又は密度を有するポリエチレンを製造するのに
好適な技法とは言えない。
Further, the method of the present invention is characterized in that desired physical properties, particularly MF
It is not a suitable technique for producing polyethylene having R and / or density.

【0008】の方法では、重合帯域内で微細な外乱が
あった場合には反応状態が変化することから、気相部又
は液相部のエチレン及び水素濃度を所定量に制御するこ
とのみでは所定のMFR又は密度のポリオレフィンを得
ることは難しい。
In the method of (1), when a minute disturbance occurs in the polymerization zone, the reaction state changes. Therefore, it is only necessary to control the ethylene and hydrogen concentrations in the gas phase or liquid phase to a predetermined amount. It is difficult to obtain a polyolefin having an MFR or density.

【0009】本発明は上記従来の問題点を解決し、所定
の密度値を有するポリオレフィンを安定かつ確実に得る
ことができるポリオレフィンを製造するための重合反応
運転支援装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a polymerization reaction operation support device for producing a polyolefin capable of obtaining a polyolefin having a predetermined density value stably and reliably. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のポリオレフィン
の製造方法は、触媒及び水素の存在下にオレフィン及び
コモノマーを重合帯域で重合して所定の密度を有するポ
リオレフィンを製造するにあたり、重合帯域におけるオ
レフィン、コモノマー、水素及び触媒の供給量、気相部
のオレフィン濃度、コモノマー濃度、水素濃度及び圧
力、並びに、液相部の温度及び液面高さを検出して、そ
れらの運転データ信号をコンピュータに入力すると共
に、重合帯域より流出するポリオレフィン生成物の密度
を実測して、その実測値信号をコンピュータに入力し、
該実測値と前記運転データとを用いて下記式(1)、
(6)に基いて演算処理によって重合帯域内で瞬間的に
生成するポリオレフィンの密度を動的に逐次推定し、該
推定値より式(6)中のγ値を算出し、該γ値を用いて
今後における密度値の推移を予測し、該密度予測値で予
め定められた密度目標値との対比により、該重合帯域に
おける気相中の水素/オレフィンのモル比又はコモノマ
ー/オレフィンのモル比を算出し、該算出値に基づき遂
行されるコンピュータの演算制御出力により、重合帯域
へのオレフィン、コモノマー又は水素の供給量若しくは
触媒の供給量を調節して所定の密度を有するポリオレフ
ィンを製造することを特徴とする。
The process for producing a polyolefin according to the present invention comprises the steps of: producing a polyolefin having a predetermined density by polymerizing an olefin and a comonomer in a polymerization zone in the presence of a catalyst and hydrogen; , The supply amounts of comonomer, hydrogen and catalyst, the olefin concentration in the gas phase, the comonomer concentration, the hydrogen concentration and pressure, and the temperature and liquid level in the liquid phase. At the same time, the density of the polyolefin product flowing out of the polymerization zone is measured, and the measured signal is input to a computer.
Using the measured values and the operation data, the following equation (1):
Based on (6), the density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization zone is dynamically and sequentially estimated by the arithmetic processing, and the γ value in the equation (6) is calculated from the estimated value, and the γ value is used. In the polymerization zone, the molar ratio of hydrogen / olefin or the molar ratio of comonomer / olefin in the gas phase in the polymerization zone is predicted by comparing the density value in the future with the density target value predetermined in the density prediction value. Calculating and controlling the supply amount of the olefin, comonomer or hydrogen or the supply amount of the catalyst to the polymerization zone by a computer control output performed based on the calculated value to produce a polyolefin having a predetermined density. Features.

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】即ち、本発明者等は前記従来技術の問題点
を解消し、外乱等があって反応状態が変化する場合にも
迅速にその反応状態を把握し、その状態量に見合って所
定の物性のポリオレフィンを得る反応条件に変更し得る
ポリオレフィンの製造法を提供するべく鋭意検討を重ね
た結果、重合帯域における運転データ及び該重合帯域で
得られるポリオレフィンの密度の実測値をコンピュータ
に取り込み演算処理して該重合帯域内で瞬間的に生成す
るポリオレフィンの密度を動的に逐次推定し、その推定
値に基づき将来における密度の推移を予測し、その密度
予測値と所定の密度に対応した目標値との対比により、
反応条件の目標値を算出し、該算出目標値に基づいて重
合帯域の反応条件を調節することにより上記問題点が解
決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
That is, the present inventors have solved the above-mentioned problems of the prior art, and quickly grasped the reaction state even when the reaction state was changed due to disturbance or the like, and determined a predetermined state in accordance with the state amount. As a result of intensive studies to provide a method for producing a polyolefin which can be changed to reaction conditions for obtaining a polyolefin having physical properties, operation data in the polymerization zone and actual measured values of the density of the polyolefin obtained in the polymerization zone are loaded into a computer and subjected to arithmetic processing. Then, the density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization zone is dynamically and sequentially estimated, and a change in density in the future is predicted based on the estimated value, and the density prediction value and a target value corresponding to a predetermined density are predicted. By contrast with
The inventors have found that the above problems can be solved by calculating the target value of the reaction conditions and adjusting the reaction conditions in the polymerization zone based on the calculated target value, and have completed the present invention.

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0014】本発明に係るポリオレフィンの製造に用い
られる触媒としては、チーグラー系触媒、フィリップス
系触媒等が挙げられる。また、助触媒としては有機アル
ミニウム化合物が用いられる。所望により電子供与性化
合物等の第3成分を用いても良い。
The catalyst used for producing the polyolefin according to the present invention includes a Ziegler catalyst, a Phillips catalyst and the like. An organic aluminum compound is used as a promoter. If desired, a third component such as an electron donating compound may be used.

【0015】溶媒としてはヘキサン、ヘプタン等の脂肪
族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の
脂環式炭化水素等の不活性炭化水素溶媒が用いられる。
As the solvent, inert hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane are used.

【0016】また、オレフィンとしてはエチレン、プロ
ピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテ
ン−1等のα−オレフィンが挙げられる。
Examples of the olefin include α-olefins such as ethylene, propylene, butene-1, hexene-1, and 4-methylpentene-1.

【0017】コモノマーとはこれらのオレフィンと共重
合される小割合の他のオレフィンを意味し、例えば、オ
レフィンとしてエチレンを用いた場合には、コモノマー
としてはプロピレン、ブテン−1等が用いられる。コモ
ノマーの使用量は、オレフィンに対して30モル%以
下、望ましくは10モル%以下である。
The comonomer means a small proportion of other olefins copolymerized with these olefins. For example, when ethylene is used as the olefin, propylene, butene-1 and the like are used as the comonomer. The use amount of the comonomer is 30 mol% or less, preferably 10 mol% or less based on the olefin.

【0018】オレフィンの重合反応は、重合帯域にオレ
フィン、コモノマー、水素、触媒及び助触媒、所望によ
り溶媒及び第3成分を所定量供給し、通常50〜150
℃の温度、0.1〜100kg/cm2 Gの圧力及び気
相中の水素/オレフィンのモル比0.01〜1000の
反応条件下で実施される。もちろん、所望とするポリオ
レフィンの物性に応じて反応条件は上記範囲内で適宜選
択される。
The olefin polymerization reaction is carried out by supplying a predetermined amount of an olefin, a comonomer, hydrogen, a catalyst and a cocatalyst, a solvent and a third component, if desired, to a polymerization zone.
The reaction is carried out at a temperature of ° C., a pressure of 0.1 to 100 kg / cm 2 G and a hydrogen / olefin molar ratio in the gas phase of 0.01 to 1000. Of course, the reaction conditions are appropriately selected within the above range according to the desired properties of the polyolefin.

【0019】以下、図面を参照して、本発明の方法の実
施例につき更に詳細に説明する。図1は本発明の一実施
例方法を説明するポリオレフィン製造プロセスのブロッ
ク図である。
Hereinafter, embodiments of the method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a polyolefin production process illustrating an embodiment of the present invention.

【0020】図1において、重合反応器1には水素供給
ライン2、オレフィン供給ライン3、コモノマー供給ラ
イン20、溶媒供給ライン4、触媒供給ライン5、助触
媒及び第3成分供給ライン5’が接続されており、水
素、オレフィン、コモノマー、溶媒、触媒、助触媒及び
第3成分等が、製造すべきポリオレフィンの密度に応じ
て所定量連続的に供給されている。
In FIG. 1, a hydrogen supply line 2, an olefin supply line 3, a comonomer supply line 20, a solvent supply line 4, a catalyst supply line 5, a promoter and a third component supply line 5 'are connected to a polymerization reactor 1. A predetermined amount of hydrogen, olefin, comonomer, solvent, catalyst, co-catalyst, third component, and the like are continuously supplied according to the density of the polyolefin to be produced.

【0021】重合反応器1の内部には上記供給物によ
り、液相部1a及び気相部1bが形成され撹拌機1cに
より撹拌されつつオレフィンの重合が行なわれる。
A liquid phase portion 1a and a gas phase portion 1b are formed inside the polymerization reactor 1 by the above-mentioned feed, and the olefin is polymerized while being stirred by the stirrer 1c.

【0022】製造されたポリオレフィンはポリオレフィ
ン抜出ライン6から連続的に抜き出され、脱ガス槽又は
ガス分離器12に供給され、配管12Aより未反応ガス
を分離した後、送給ライン6Aを経て溶媒分離器13に
供給され、配管13Aより溶媒が分離される。次いで送
給ライン6Bを経て乾燥機(ドライヤー)14に供給さ
れ、乾燥したポリオレフィン固体とされる。これを送給
ライン6Cにより押出機15に供給してペレット化し、
ポリオレフィンペレット抜出ライン16より抜出す。
The produced polyolefin is continuously extracted from the polyolefin extraction line 6, supplied to a degassing tank or a gas separator 12, and after separating unreacted gas from a pipe 12A, passes through a supply line 6A. The solvent is supplied to the solvent separator 13, and the solvent is separated from the pipe 13A. Next, it is supplied to the dryer (dryer) 14 via the feed line 6B, and is made into a dried polyolefin solid. This is supplied to the extruder 15 through the feed line 6C and pelletized,
Withdraw from polyolefin pellet extraction line 16.

【0023】本発明において重合反応器1から抜出され
るポリオレフィン、望ましくは該抜出ライン16から抜
出されるポリオレフィンペレットをサンプリングライン
16A,16Bより所定時間毎にサンプリングし、各
々、MFR測定器17及び密度測定器18に導いて製造
されたポリオレフィンのMFR及び密度を測定する。こ
の測定値(実測値)に基づく信号はコンピュータ30に
入力される(信号K1 ,K2 )。
In the present invention, the polyolefin extracted from the polymerization reactor 1, preferably, the polyolefin pellets extracted from the extraction line 16 are sampled from the sampling lines 16A and 16B at predetermined time intervals. The MFR and the density of the produced polyolefin are guided to the density measuring device 18 and measured. A signal based on this measured value (actually measured value) is input to the computer 30 (signals K 1 and K 2 ).

【0024】また、前述の水素供給ライン2、オレフィ
ン供給ライン3、コモノマー供給ライン20、溶媒供給
ライン4にはそれぞれの供給量を調節する供給弁2a,
3a,20a,4a及びそれぞれの供給量を検出する流
量検出器2b,3b,20b,4bがそれぞれ設けられ
ており、該流量検出器2b,3b,20b,4bからの
流量に相関する検知信号(K3 ,K4 ,K5 ,K6 )が
コンピュータ30に入力される。一方、後述するコンピ
ュータ30からの制御信号S1 〜S4 により、所定の密
度のポリオレフィンを生成するようにオレフィン濃度、
コモノマー濃度及び水素濃度を変更すべく触媒供給ポン
プ5aのストロークのストローク、オレフィン供給弁3
a、コモノマー供給弁20a及び水素供給弁2aの開度
が制御される。
The above-mentioned hydrogen supply line 2, olefin supply line 3, comonomer supply line 20, and solvent supply line 4 have supply valves 2a,
3a, 20a, and 4a, and flow detectors 2b, 3b, 20b, and 4b that detect the supply amounts of the respective detectors are provided, and detection signals correlated with the flow rates from the flow detectors 2b, 3b, 20b, and 4b ( K 3 , K 4 , K 5 , K 6 ) are input to the computer 30. On the other hand, according to control signals S 1 to S 4 from the computer 30 to be described later, the olefin concentration,
In order to change the comonomer concentration and the hydrogen concentration, the stroke of the catalyst supply pump 5a, the olefin supply valve 3
a, the opening degree of the comonomer supply valve 20a and the hydrogen supply valve 2a is controlled.

【0025】更に、重合反応器1の気相部1bにはサン
プリングライン7が設けられており、気相部1bのガス
が開閉弁7aを経て分析装置8、例えば、ガスクロマト
グラフィに導かれ、該分析装置8によりガス中の水素濃
度、オレフィン濃度びコモノマー濃度が測定される。こ
の分析装置8で測定された水素濃度、オレフィン濃度及
びコモノマー濃度に基づく信号(K7 )も、コンピュー
タ30に入力される。
Further, a sampling line 7 is provided in the gas phase portion 1b of the polymerization reactor 1, and the gas in the gas phase portion 1b is guided to an analyzer 8 such as gas chromatography via an on-off valve 7a. The analyzer 8 measures the hydrogen concentration, olefin concentration and comonomer concentration in the gas. A signal (K 7 ) based on the hydrogen concentration, the olefin concentration and the comonomer concentration measured by the analyzer 8 is also input to the computer 30.

【0026】9、10は重合反応器1の気相部の圧力及
び液相部の温度の検出器であり、これら圧力検出器9及
び温度検出器10から圧力及び温度に相関する検知信号
(K8 ,K9 )もコンピュータ30に入力される。
Reference numerals 9 and 10 denote detectors for the pressure in the gas phase and the temperature in the liquid phase of the polymerization reactor 1, and detection signals (K) correlated with the pressure and temperature from the pressure detector 9 and the temperature detector 10, respectively. 8 , K 9 ) are also input to the computer 30.

【0027】11は重合反応器1に冷却水を供給する供
給ラインであり、その供給量を調節する供給弁11a及
びその供給量を検出する流量検出器11bが設けられて
おり、この流量検出器11bからの流量に相関する検知
信号(K10)がコンピュータ30に入力される。この冷
却水供給弁11aもまた、後述するコンピュータ30か
らの制御信号S5 により、所定の密度のポリオレフィン
を生成するように、重合温度を変更すべく、その開度が
制御される。
Reference numeral 11 denotes a supply line for supplying cooling water to the polymerization reactor 1. The supply line 11 is provided with a supply valve 11a for adjusting the supply amount and a flow detector 11b for detecting the supply amount. A detection signal (K 10 ) correlated with the flow rate from 11b is input to the computer 30. The cooling water supply valve 11a is also the control signal S 5 from the computer 30 to be described later, to produce a polyolefin of a predetermined density, in order to change the polymerization temperature, the opening degree is controlled.

【0028】更に、前記脱ガス槽12にはスラリー濃度
調整のために溶媒供給ライン18が接続されており、そ
の供給量を調節する供給弁18a及びその供給量を検出
する流量検出器18bが設けられ、流量検出器18bか
らの流量に相関する検知信号(K11)がコンピュータ3
0に入力される。
Further, a solvent supply line 18 is connected to the degassing tank 12 for adjusting the slurry concentration. A supply valve 18a for adjusting the supply amount and a flow detector 18b for detecting the supply amount are provided. The detection signal (K 11 ) correlated with the flow rate from the flow rate detector 18 b is
Input to 0.

【0029】なお、配管19Aは温水を冷却塔へ戻すた
めのラインであり、配管19Bは温水を循環するための
ラインである。
The pipe 19A is a line for returning hot water to the cooling tower, and the pipe 19B is a line for circulating hot water.

【0030】このように、本発明においては重合反応器
1における反応条件の運転データの信号(本実施例にお
いてはK3 〜K10)をコンピュータに取り入れ、一方、
重合反応器1より抜出されるポリオレフィン、望ましく
は脱ガス槽12、溶媒分離器13、乾燥機14及び押出
機15を経て得られるポリオレフィンペレットをMFR
測定器17及び密度測定器18で実測したMFR実測値
及び密度実測値の信号(K1 ,K2 )をコンピュータに
取り入れ、該実測値と該運転データを用いて後述する予
測モデル式(5)〜(1)に基いた演算処理によって重
合反応器内で瞬間的に生成するポリオレフィンの密度を
動的に逐次推定し、この密度推定値と下記(6)式とか
ら下記(6)式中のγ値を算出する。このγ値と重合反
応器1の反応条件の運転データ又はその変更量を用いて
下記(6)式→下記(1)式の演算処理によって今後
(将来)における重合反応器1で生成するポリオレフィ
ンの密度値の推移を予測し、この密度の予測値とその目
標値とを対比し、該予測値が目標値に一致するまで下記
(6)式の反応条件を変更して下記(6)式及び(1)
式による演算処理によって密度の推移の予測を試行錯誤
法で繰り返し、下記(6)式中の反応条件の目標値、特
に重合反応器1の気相部の水素/オレフィンのモル比又
はコモノマー/オレフィンのモル比の目標値を算出し、
該算出値に基づき遂行されるコンピュータの演算制御出
力により、重合反応器1におけるオレフィン、水素、コ
モノマー又は触媒の供給量を制御(制御信号S1 〜S
4 )することにより、重合反応器1において生成するポ
リオレフィンの密度を所定の範囲に調節するものであ
る。
As described above, in the present invention, the operation data signals (K 3 to K 10 in this embodiment) of the reaction conditions in the polymerization reactor 1 are taken into the computer.
The polyolefin discharged from the polymerization reactor 1, desirably the polyolefin pellets obtained through the degassing tank 12, the solvent separator 13, the dryer 14 and the extruder 15 is subjected to MFR
The signals (K 1 , K 2 ) of the measured MFR value and the measured density value measured by the measuring device 17 and the density measuring device 18 are taken into a computer, and the prediction model formula (5) described later is used by using the measured values and the operation data. The density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization reactor is dynamically and sequentially estimated by the arithmetic processing based on (1) to (1), and the density estimated value and the following equation (6) are used to calculate the density in the following equation (6). Calculate the γ value. By using the γ value and the operation data of the reaction conditions of the polymerization reactor 1 or the change amount thereof, the polyolefin produced in the polymerization reactor 1 in the future (future) by the calculation processing of the following equation (6) → the following equation (1) The transition of the density value is predicted, the predicted value of the density is compared with the target value, and the reaction condition of the following formula (6) is changed until the predicted value matches the target value, and the following formulas (6) and (1)
The prediction of the change in the density is repeated by a trial and error method by the arithmetic processing by the formula, and the target value of the reaction condition in the following formula (6), in particular, the hydrogen / olefin molar ratio or the comonomer / olefin in the gas phase of the polymerization reactor 1 is calculated. Calculate the target value of the molar ratio of
The supply amount of olefin, hydrogen, comonomer, or catalyst in the polymerization reactor 1 is controlled by the control output of a computer performed based on the calculated value (control signals S 1 to S
4 ) By doing so, the density of the polyolefin produced in the polymerization reactor 1 is adjusted to a predetermined range.

【0031】以下、重合反応器1で生成するポリオレフ
ィンの密度実測値と重合反応条件の運転データ(以下
「プロセス状態量」と称する場合がある。)を用いて、
予測モデルに基いた演算処理によって重合反応器内で瞬
間的に生成するポリオレフィンの密度を推定する方法に
ついて詳述する。
Hereinafter, using the actual measured value of the density of the polyolefin produced in the polymerization reactor 1 and operation data of the polymerization reaction conditions (hereinafter sometimes referred to as “process state quantity”),
A method for estimating the density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization reactor by the arithmetic processing based on the prediction model will be described in detail.

【0032】なお、各符号は次のものを示す。 GL1:重合反応器1の液相容量 GL2:脱ガス槽12の液相容量 GL3:溶媒分離器13の液相容量 CP1:重合反応器1のポリマー濃度 CP2:脱ガス槽12のポリマー濃度 CP3:溶媒分離器13のポリマー濃度 FP1:重合反応器1の瞬間反応量 FOl1 :重合反応器1のオレフィン供給量 FS1:重合反応器1の溶媒供給量 FS2:脱ガス槽12の溶媒供給量 FS3:溶媒分離器13の溶媒供給量 SOl1 :重合反応器1の溶媒中へのオレフィン溶解量 ρ1 :重合反応器1の瞬間生成密度 ρ2 :重合反応器1出口の密度 ρ3 :脱ガス槽12出口の密度 ρ4 :溶媒分離器13出口の密度 ρ5 :乾燥機14出口の密度 ρ6 :押出機15出口の密度 L:遅れ時間 k:パウダー・ドロップオフ係数 k=f(添加剤種類及び濃度、押出機比エネルギ等) まず、重合反応器1、脱ガス槽12、溶媒分離器13、
乾燥機14及び押出機15におけるポリオレフィンの密
度の動特性の物質収支は下記予測モデル式によって表わ
される。
Each symbol indicates the following. G L1 : Liquid phase capacity of polymerization reactor 1 G L2 : Liquid phase capacity of degassing tank 12 GL3 : Liquid phase capacity of solvent separator 13 C P1 : Polymer concentration of polymerization reactor 1 C P2 : Degassing tank 12 C P3 : Polymer concentration of solvent separator 13 F P1 : Instantaneous reaction amount of polymerization reactor 1 F Ol1 : Olefin supply amount of polymerization reactor 1 F S1 : Solvent supply amount of polymerization reactor 1 F S2 : Desorption Amount of solvent supplied to gas tank 12 F S3 : Amount of solvent supplied to solvent separator 13 S Ol1 : Amount of olefin dissolved in solvent of polymerization reactor 1 ρ 1 : Instantaneous density of polymerization reactor 1 ρ 2 : Polymerization reactor Density at 1 outlet ρ 3 : density at outlet of degassing tank 12 ρ 4 : density at outlet of solvent separator 13 ρ 5 : density at outlet of dryer 14 ρ 6 : density at outlet of extruder 15 L: delay time k: powder Drop-off coefficient k = f (additive type and concentration, extruder specific energy, etc.) First, a polymerization reactor 1, a degassing tank 12, a solvent separator 13,
The material balance of the dynamic characteristics of the density of polyolefin in the dryer 14 and the extruder 15 is represented by the following prediction model formula.

【0033】(1) 重合反応器1 非定常運転時(重合反応の開始時又は停止時、外乱
の発生時、或いは重合反応条件の変更時等の場合)
(1) Polymerization reactor 1 During unsteady operation (when starting or stopping polymerization reaction, when disturbance occurs, or when changing polymerization reaction conditions, etc.)

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】 定常運転時(CL1,CP1,FP1,S
Ol1 はいずれも一定)
At the time of steady operation (C L1 , C P1 , F P1 , S
Ol1 is constant)

【0036】[0036]

【数4】 (Equation 4)

【0037】(2) 脱ガス槽12 非定常運転時(2) Degassing tank 12 during unsteady operation

【0038】[0038]

【数5】 (Equation 5)

【0039】 定常運転時(GL2,CP2は一定)During normal operation ( GL2 and CP2 are constant)

【0040】[0040]

【数6】 (Equation 6)

【0041】(3) 溶媒分離器13 非定常運転時(3) Solvent separator 13 During unsteady operation

【0042】[0042]

【数7】 (Equation 7)

【0043】 定常運転時During steady operation

【0044】[0044]

【数8】 (Equation 8)

【0045】(4) 乾燥機14(4) Dryer 14

【0046】[0046]

【数9】 (Equation 9)

【0047】(5) 押出機15(5) Extruder 15

【0048】[0048]

【数10】 (Equation 10)

【0049】ここで、例えば、押出機15から抜出され
るポリオレフィンペレット(粒状体)を所定時間毎にサ
ンプリングして密度測定器18によってポリオレフィン
の密度を実測し、その実測値ρ6 を用いて、式(5)→
式(4)→式(3)→式(2)→式(1)に基づいて逐
次演算処理することによって、重合反応器1内で瞬間的
に生成するポリオレフィンの密度を推定できる。この密
度推定値ρ1 と下記(6)式とからγ値を算出する。
((6)式中の各符号は前述の通り。)log ρ(t) =B
1 log(H2/Ol)G +B2 log(Co/Ol)G +B3 MFRl+γ…
(6)次にこのγ値と重合反応器1のプロセス状態量、
即ち、反応条件の運転データ又はその変更量とを用い
て、式(6)→式(1)の演算処理によって、将来(今
後)における重合反応器1で生成するポリオレフィンの
密度値の推移を予測する。
[0049] Here, for example, by density measuring instrument 18 the polyolefin pellets withdrawn from the extruder 15 (granules) was sampled every predetermined time and measuring the density of the polyolefin, using the measured value [rho 6, Equation (5) →
The density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization reactor 1 can be estimated by performing the sequential processing based on the formula (4) → the formula (3) → the formula (2) → the formula (1). A γ value is calculated from the estimated density value ρ 1 and the following equation (6).
(Each sign in equation (6) is as described above.) Log ρ (t) = B
1 log (H 2 / Ol) G + B 2 log (Co / Ol) G + B 3 MFR l + γ ...
(6) Next, this γ value and the process state quantity of the polymerization reactor 1
That is, by using the operation data of the reaction conditions or the amount of change thereof, the transition of the density value of the polyolefin generated in the polymerization reactor 1 in the future (future) is predicted by the arithmetic processing of the equation (6) → the equation (1). I do.

【0050】この密度の推移の予測値と密度の目標値と
を対比し、該予測値が目標値に一致するまで式(6)中
のプロセス状態量を変更して式(6)及び式(1)によ
る演算処理によって密度値の推移の予測を試行錯誤法で
繰返し、式(6)中のプロセス状態量、即ち反応条件の
目標値、特に気相部のコモノマー/オレフィンモル比の
目標値を算出する。
The predicted value of the density change is compared with the target value of the density, and the process state quantity in the equation (6) is changed until the predicted value matches the target value. The prediction of the transition of the density value is repeated by a trial and error method by the arithmetic processing according to 1), and the process state quantity in the equation (6), that is, the target value of the reaction condition, particularly the target value of the comonomer / olefin molar ratio in the gas phase, is calculated. calculate.

【0051】この目標値に基づいて、反応条件設定値変
更部38及び制御部36より制御信号S1 〜S5 を出力
し、重合反応器1におけるオレフィン、コモノマー、水
素、触媒又は助触媒の供給量等の設定値を変更すること
により、所定の密度値を有するポリオレフィンを製造す
ることができる。
Based on the target value, control signals S 1 to S 5 are output from the reaction condition set value changing unit 38 and the control unit 36 to supply the olefin, comonomer, hydrogen, catalyst or cocatalyst in the polymerization reactor 1. By changing the set values such as the amount, a polyolefin having a predetermined density value can be produced.

【0052】なお、上記(6)式中のMFR1 (瞬間生
成MFR)は、MFR測定器17のMFR実測値より、
下記(7)式より算出できる。
Note that MFR 1 (instantaneously generated MFR) in the above equation (6) is obtained from the measured MFR value of the MFR measuring device 17.
It can be calculated from the following equation (7).

【0053】[0053]

【数11】 [Equation 11]

【0054】符号: MFR1 :瞬間生成MFR MFR2 :反応器出口MFR Y:べき数Symbol: MFR 1 : MFR generated instantaneously MFR 2 : MFR at reactor outlet Y: Exponent

【0055】[0055]

【作用】上述の如く、本発明の方法においては、コンピ
ュータに入力された上記の信号はコンピュータ内におい
て予め設定されたプログラムに従って演算処理され、気
相部(図1の1b)における水素分圧、オレフィン分
圧、コモノマー分圧、水素/オレフィンモル比、コモノ
マー/オレフィンモル比、重合反応器内におけるポリオ
レフィン重合量、ポリマー濃度、助触媒濃度、触媒活性
等の演算値が算出され、上記のそれぞれの演算値と所定
の密度のポリオレフィンを製造するために予め設定され
たそれぞれの目標値との比較・演算処理により、その偏
差を求め、その偏差に基づく制御信号により、例えば水
素供給弁(図1の2a)を操作して上記気相部(1b)
の水素濃度を調節したり、或いはオレフィン供給弁(3
a)、コモノマー供給弁(20a)又は触媒供給ポンプ
(5a)のストロークを操作して該気相部(1b)のオ
レフィン濃度又はコモノマー濃度を調節したりして、該
気相部の水素/オレフィンのモル比又はコモノマー/オ
レフィンのモル比を所定値に調節することにより所定の
密度を有するポリオレフィンを生成するように水素濃
度、オレフィン濃度及びコモノマー濃度を制御する。
As described above, in the method of the present invention, the above-mentioned signals input to the computer are processed in the computer according to a preset program, and the partial pressure of hydrogen in the gas phase (1b in FIG. 1) is calculated. Calculated values of olefin partial pressure, comonomer partial pressure, hydrogen / olefin molar ratio, comonomer / olefin molar ratio, polyolefin polymerization amount in the polymerization reactor, polymer concentration, cocatalyst concentration, catalytic activity, etc. are calculated. The deviation is determined by comparing and calculating the calculated value and each target value set in advance for producing a polyolefin having a predetermined density, and a control signal based on the difference is used to determine, for example, a hydrogen supply valve (FIG. 1). 2a) to operate the gas phase part (1b)
The hydrogen concentration in the olefin feed valve or the olefin feed valve (3
a) controlling the stroke of the comonomer supply valve (20a) or the catalyst supply pump (5a) to adjust the olefin concentration or comonomer concentration of the gas phase portion (1b), and The hydrogen concentration, the olefin concentration, and the comonomer concentration are controlled so as to produce a polyolefin having a predetermined density by adjusting the molar ratio of the monomer or the comonomer / olefin molar ratio to a predetermined value.

【0056】[0056]

【実施例】以下に具体的な制御例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to specific control examples.

【0057】実施例1 図1に示す装置を用い、前述の制御方法に従ってポリオ
レフィンの製造を行なった。
Example 1 A polyolefin was produced using the apparatus shown in FIG. 1 according to the control method described above.

【0058】図2及び図3は、図1に示される本発明方
法により、MFR及び密度の直接制御を実施した場合の
MFRの実測値(a)及びMFRの推定値(b)(図
2)並びに密度実測値(c)及び密度推定値(d)(図
3)の推移を示すグラフであり、図3においては、所定
の密度を0.947とした例である。
FIGS. 2 and 3 show the measured MFR (a) and the estimated MFR (b) (FIG. 2) when the MFR and the density are directly controlled by the method of the present invention shown in FIG. and density measured value (c) and density estimates (d) Ri graph der showing a change in the (Figure 3), in Figure 3, a predetermined
This is an example in which the density is 0.947.

【0059】これらの結果から、MFR及び密度の実測
値と推定値が良く一致しており、本発明方法によれば、
所望MFR及び密度のポリオレフィンを同時にかつ容易
に得ることができることが明らかである。
From these results, the measured and estimated values of MFR and density are in good agreement, and according to the method of the present invention,
It is clear that the desired MFR and density of polyolefin can be obtained simultaneously and easily.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のポリオレフ
ィンの製造方法によれば、触媒及び水素の存在下にオレ
フィン及びコモノマーを重合帯域で重合して所定の密度
を有するポリオレフィンを確実かつ安定に、効率的に製
造することができる。
As described above in detail, according to the method for producing a polyolefin of the present invention, the olefin and the comonomer are polymerized in the polymerization zone in the presence of a catalyst and hydrogen to produce a polyolefin having a predetermined density reliably and stably. , And can be manufactured efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施方法を示すポリオレフィン製造
プロセスのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a polyolefin production process showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される方法により、MFR及び密度の
直接制御を実施した場合のMFRの実測値(a)及びM
FRの推定値(b)の推移を示すグラフである。
FIG. 2 shows measured values (a) and M of MFR when direct control of MFR and density is performed by the method shown in FIG.
It is a graph which shows transition of the estimated value (b) of FR.

【図3】図1に示される方法により、MFR及び密度の
直接制御を実施した場合の密度の実測値(c)及び密度
の推定値(d)の推移を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing transitions of a measured density value (c) and an estimated density value (d) when direct control of MFR and density is performed by the method shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 重合反応器 2 水素供給ライン 3 オレフィン供給ライン 4 溶媒供給ライン 5 触媒供給ライン 6 ポリオレフィン抜出ライン 7 サンプリングライン 8 分析装置 12 脱ガス槽 13 溶媒分離器 14 乾燥機 15 押出機 17 MFR測定器 18 密度測定器 20 コモノマー供給ライン 30 コンピュータ REFERENCE SIGNS LIST 1 polymerization reactor 2 hydrogen supply line 3 olefin supply line 4 solvent supply line 5 catalyst supply line 6 polyolefin extraction line 7 sampling line 8 analyzer 12 degassing tank 13 solvent separator 14 dryer 15 extruder 17 MFR measuring device 18 Density measuring device 20 Comonomer supply line 30 Computer

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/00,2/01 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08F 2 / 00,2 / 01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 触媒及び水素の存在下にオレフィン及び
コモノマーを重合帯域で重合して所定の密度を有するポ
リオレフィンを製造するにあたり、 重合帯域におけるオレフィン、コモノマー、水素及び触
媒の供給量、気相部のオレフィン濃度、コモノマー濃
度、水素濃度及び圧力、並びに、液相部の温度及び液面
高さを検出して、それらの運転データ信号をコンピュー
タに入力すると共に、重合帯域より流出するポリオレフ
ィン生成物の密度を実測して、その実測値信号をコンピ
ュータに入力し、 該実測値と前記運転データとを用いて下記式(1)、
(6)に基いて演算処理によって重合帯域内で瞬間的に
生成するポリオレフィンの密度を動的に逐次推定し、該
推定値より式(6)中のγ値を算出し、該γ値を用いて
今後における密度値の推移を予測し、 該密度予測値で予め定められた密度目標値との対比によ
り、該重合帯域における気相中の水素/オレフィンのモ
ル比又はコモノマー/オレフィンのモル比を算出し、 該算出値に基づき遂行されるコンピュータの演算制御出
力により、重合帯域へのオレフィン、コモノマー又は水
素の供給量若しくは触媒の供給量を調節して所定の密度
を有するポリオレフィンを製造することを特徴とするポ
リオレフィン製造方法。 【数1】
1. In producing a polyolefin having a predetermined density by polymerizing an olefin and a comonomer in the polymerization zone in the presence of a catalyst and hydrogen, supply amounts of the olefin, comonomer, hydrogen and the catalyst in the polymerization zone, Olefin concentration, comonomer concentration, hydrogen concentration and pressure, and the temperature and liquid level of the liquid phase are detected, and their operation data signals are input to a computer, and the polyolefin product flowing out of the polymerization zone is detected. The density is measured, the measured signal is input to a computer, and the following equation (1) is calculated using the measured value and the operation data.
Based on (6), the density of the polyolefin instantaneously generated in the polymerization zone is dynamically and sequentially estimated by the arithmetic processing, and the γ value in the equation (6) is calculated from the estimated value, and the γ value is used. In the polymerization zone, the molar ratio of hydrogen / olefin or the molar ratio of comonomer / olefin in the gas phase in the polymerization zone is estimated by comparing the density value in the future with the density target value predetermined in the density prediction value. Calculating the amount of olefin, comonomer or hydrogen supplied to the polymerization zone or the amount of supplied catalyst to produce a polyolefin having a predetermined density by an operation control output of a computer performed based on the calculated value. Characteristic polyolefin production method. (Equation 1)
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