JP7843872B2 - 連続溶液重合方法及びシステム - Google Patents
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Description
ステップ(1):重合反応の原料を重合反応させてポリマー溶液を得ること、
ステップ(2):前記ポリマー溶液を錯化剤と混合して反応させた後、混合液を得て、前記混合液を水洗して、脱金属後のポリマー溶液を得ること、
ステップ(3):前記脱金属後のポリマー溶液を脱揮した後、脱揮後のポリマー及び揮発分を得ること、
ステップ(4):前記脱揮後のポリマーを押出造粒した後、ポリマー粒子を得ること、
を含む連続溶液重合方法であって、
前記錯化剤は、ジカルボン酸及びその誘導体の1種又は複数種の組み合わせを含み、前記ジカルボン酸は、炭素-炭素二重結合を含み、且つ2つのカルボキシル基が炭素-炭素二重結合の同じ側に配列され、空間的な配置においてシス構造である、連続溶液重合方法を提供する。
(式I中、R1、R2は、同一または異なり、かつ、R1およびR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖または分岐鎖アルキル基から選択され、好ましくは、R1、R2は、同一または異なり、かつ、R1およびR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C5の直鎖または分岐鎖アルキル基から選択される。)
(式II中、R1、R2は、同一又は異なり、且つ、R1及びR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択され、好ましくは、R1、R2は、同一又は異なり、且つ、R1及びR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C5の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択される。)
(式III中、R1、R2は同一又は異なり、且つR1及びR2はそれぞれ独立にH原子、C1~C10の直鎖又は分岐アルキル基から選択され、Mは金属イオンであり、好ましくは、R1、R2は同一又は異なり、且つR1及びR2はそれぞれ独立にH原子、C1~C5の直鎖又は分岐アルキル基から選択され、Mは金属イオンである。)
本実施例は、図1に示すように、原料準備ユニット、重合反応ユニット、脱金属ユニット、脱揮ユニット、押出造粒ユニット、精留ユニット及び循環ユニットを含む連続溶液重合システムを提供する。
実施例2~7はそれぞれ連続溶液重合方法を提供し、いずれも実施例1の提供する連続溶液重合システムを採用した。
実施例2~7の提供する連続溶液重合方法における脱金属ステップは、具体的には以下の通りである。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17により降温させた後、圧力制御弁20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい撹拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が0.1mol/Lであるマレイン酸水溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の2.5%であり、滞留時間が5分であり、重合反応を終了すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18で熱交換させ、その後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、その後、熱交換、水洗、油水分離の操作を繰り返し、3回水洗した後、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17により降温させた後、圧力制御弁20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい撹拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が0.5mol/Lである無水マレイン酸エタノール溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の3%であり、滞留時間が10分であり、重合反応を終了すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18により熱交換させた後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、その後、熱交換、水洗、油水分離の操作を繰り返し、2回水洗した後、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17により降温させた後、圧力制御弁20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい撹拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が1mol/Lであるcis-ブテン二酸アセトン溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の1%であり、滞留時間が20分であり、重合反応を終了すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18により熱交換させた後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、その後、熱交換、水洗、油水分離の操作を繰り返し、4回水洗した後、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17により降温させた後、圧力制御バルブ20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい攪拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が2mol/Lである2,3-ジメチルマレイン酸無水物水溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の1.5%であり、滞留時間が30分であり、重合反応を停止すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18で熱交換させ、その後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17で降温させた後、圧力制御バルブ20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい攪拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が3mol/Lである2,3-ジメチルマレイン酸無水物エタノール溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の1%であり、滞留時間が40分であり、重合反応を停止すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18で熱交換させ、その後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、その後、熱交換、水洗、油水分離の操作を繰り返し、5回水洗した後、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
脱金属ユニットにおいて、ステップ(2)で得られたポリマー溶液を第1の熱交換器17で降温させた後、圧力制御バルブ20により減圧し、その後、終了・錯体化設備5に入り、激しい攪拌条件下で、錯化剤貯蔵タンク6における濃度が5mol/Lである2,3-ジメチルマレイン酸無水物アセトン溶液を連続的に終了・錯体化設備5に注入し、注入量が終了・錯体化設備5におけるポリマー溶液の体積の5%であり、滞留時間が60分であり、重合反応を停止すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得て、前記混合液を第1の遠心分離器8で油水分離させ、得られた油相を第2の熱交換器18で熱交換させ、その後、水洗槽7に入れて水洗し、水洗後のポリマー溶液を第2の遠心分離器9で油水分離させ、その後、熱交換、水洗、油水分離の操作を繰り返し、3回水洗した後、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であった。
本比較例は、連続溶液重合方法を提供し、該方法は、脱金属ステップを除いて、実施例2に提供の連続溶液重合方法と基本的に同じであった。
本比較例は、連続溶液重合方法を提供し、該方法は、脱金属ステップを除いて、実施例2に提供の連続溶液重合方法と基本的に同じであった。
本比較例は、連続溶液重合方法を提供し、該方法は、脱金属ステップを除いて、実施例2に提供の連続溶液重合方法と基本的に同じであった。本比較例の脱金属ユニットには、終了・錯体化設備5、錯化剤貯蔵タンク6及び水洗槽7等の部品が設置されておらず、ポリマー溶液は降温、減圧された後、吸着剤が充填された吸着カラムにより吸着分離される。
本比較例は、連続溶液重合方法を提供し、該方法は、脱金属ステップを除いて、実施例2に提供の連続溶液重合方法と基本的に同じであった。
上記実施例2~7及び比較例1~4で調製したポリマー粒子における金属含有量及びVOC含有量を検出した結果を下表2に示す。上記実施例2~7及び比較例1~4におけるステップ(2)で得られたポリマー溶液を、ステップ(3)の脱金属ユニットで処理せず、そのまま後続の脱揮ユニット、押出造粒ユニットで処理した後、ポリマー粒子を得て、その中の金属含有量を検出した結果を下表2に示す。
表2から分かるように、本発明の連続溶液重合方法及びシステムは、ポリマー溶液に残留する金属イオンを効率よく除去することができ、ポリマー製品中の残留金属を著しく低減し、高い透明性、低い金属含有量、低いVOC含有量のポリマー製品を製造することができる。
本発明は以下の態様<1>~<25>を含む。
<1>
ステップ(1):重合反応の原料を重合反応させてポリマー溶液を得ること、
ステップ(2):前記ポリマー溶液を錯化剤と混合して反応させた後、混合液を得て、前記混合液を水洗して、脱金属後のポリマー溶液を得ること、
ステップ(3):前記脱金属後のポリマー溶液を脱揮した後、脱揮後のポリマー及び揮発分を得ること、
ステップ(4):前記脱揮後のポリマーを押出造粒した後、ポリマー粒子を得ること、
を含む連続溶液重合方法であって、
前記錯化剤は、ジカルボン酸及びその誘導体の1種又は複数種の組み合わせを含み、前記ジカルボン酸は、炭素-炭素二重結合を含み、且つ2つのカルボキシル基が炭素-炭素二重結合の同じ側に配列され、空間的な配置においてシス構造である、連続溶液重合方法。
<2>
ステップ(1)において、
前記重合反応の原料は、オレフィンモノマー、溶剤及び触媒系を含み、
前記重合反応の原料は、選択的に清掃剤をさらに含み、
前記オレフィンモノマーは、エチレン、α-オレフィン及びシクロオレフィンの1種又は複数種の組み合わせを含み、
前記溶媒は、C6~C12のアルカン、シクロアルカン及び芳香族炭化水素の1種又は複数種の組み合わせを含み、
前記触媒系は、メタロセン触媒系を含む、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<3>
ステップ(1)において、前記重合反応の温度が70~180℃であり、前記重合反応の圧力が0.5~1.5MPaであり、前記重合反応の時間が30~120minである、<1>に記載の連続溶液重合方法。
<4>
ステップ(1)の前に、オレフィンモノマー及び溶剤に関する原料準備ステップをさらに含み、前記原料準備ステップは、オレフィンモノマーと溶剤とを混合し予熱することを含む、<2>に記載の連続溶液重合方法。
<5>
前記原料準備ステップは、
エチレンを溶解させるように溶媒と混合して、エチレンと溶媒との混合物を得ること、
コモノマーを溶解させるように溶媒と混合して、コモノマーと溶媒との混合物を得ること、
エチレンと溶媒との混合物と、コモノマーと溶媒との混合物とを混合して予熱した後、オレフィンモノマーと溶媒との混合物を得ること、
を含み、
エチレンを溶解する温度が20~90℃であり、圧力が0.1~5.0MPaであり、
コモノマーと溶剤とを混合する温度が25~75℃であり、圧力が0.05~0.2MPaであり、
混合して予熱した後に得られたオレフィンモノマーと溶媒との混合物の温度が60~160℃である、
<4>に記載の連続溶液重合方法。
<6>
ステップ(2)において、前記ジカルボン酸が、下記式Iで表される構造を有する、<1>に記載の連続溶液重合方法。
(式I中、R 1 、R 2 は、同一又は異なり、かつ、R 1 及びR 2 は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択される。)
<7>
ステップ(2)において、前記ジカルボン酸の誘導体は、ジカルボン酸から形成される酸無水物、酸ハライド、アミド、エステル及びニトリルの1種又は複数種の組み合わせを含む、<1>に記載の連続溶液重合方法。
<8>
ステップ(2)において、前記ジカルボン酸の誘導体はジカルボン酸の酸無水物を含み、前記ジカルボン酸の酸無水物が下記式IIで表される構造を有する、<7>に記載の連続溶液重合方法。
(式II中、R 1 、R 2 は、同一又は異なり、かつ、R 1 及びR 2 は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択される。)
<9>
ステップ(2)において、前記ポリマー溶液と前記錯化剤との混合割合が、ポリマー1g:錯化剤10 -3 ~10 -5 molである、<1>に記載の連続溶液重合方法。
<10>
ステップ(2)において、前記錯化剤が溶液として前記ポリマー溶液と混合され、錯化剤溶液の濃度が0.1~10mol/Lであり、
前記錯化剤溶液における溶媒は、水、アルコール類、ケトン類及び炭化水素類の1種又は複数種の組み合わせを含む、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<11>
ステップ(2)において、前記ポリマー溶液と前記錯化剤とを混合して反応させる温度が60~150℃であり、
前記ポリマー溶液と前記錯化剤との反応時間が2~120分である、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<12>
ステップ(2)は、具体的には、
前記ポリマー溶液を熱交換、減圧した後、終了・錯体化設備に入れ、錯化剤を終了・錯体化設備に注入し、重合反応を終了すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得ること、
前記混合液を油水分離させた後、得られた油相を熱交換させた後、水洗し、水洗後に油水分離を行い、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であること
を含む、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<13>
前記水洗の温度が30~60℃であり、前記水洗に用いる水の使用量と油相の体積比が1~20:1である、<12>に記載の連続溶液重合方法。
<14>
ステップ(3)において、前記脱金属後のポリマー溶液は10~50barの圧力、210~280℃の温度で脱揮される、<1>に記載の連続溶液重合方法。
<15>
ステップ(4)において、前記脱揮後のポリマーを押出造粒する設備は押出造粒機を含み、前記押出造粒機の押出端に脱気口が設置され、押出した後、前記脱揮後のポリマー中の揮発分がさらに除去され、さらに前記押出造粒機の造粒端を通過して造粒され、ポリマー粒子を得て、
ステップ(4)で得られた前記ポリマー粒子は、VOC含有量が50ppm未満である、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<16>
前記連続溶液重合方法が、ステップ(3)で得られた揮発分を精留し、及びステップ(4)で押出造粒により除去された揮発分も精留するステップ(5)をさらに含み、
前記精留は精留塔を用い、前記精留塔の運転条件は、塔底温度が130~150℃であり、塔底圧力が10~30Torrであり、塔頂最高温度が90~110℃であり、還流比が1~25である、
<1>に記載の連続溶液重合方法。
<17>
ステップ(5)は、具体的には、ステップ(3)で得られた揮発分と、ステップ(4)で押出造粒により除去された揮発分とを精留塔に入れて精留を行い、精留塔の塔頂から流出されたエチレンが還流タンクに入り、排気と気液分離を行った後、エチレンを得るとともに、精留塔の側壁から流出された未反応のコモノマーと、精留塔の塔底から流出された溶剤とを得て、還流タンクにおいて気液分離を行った後に得られた液相を精留塔に戻して精留を改めて行うことを含む、<16>に記載の連続溶液重合方法。
<18>
ステップ(6):ステップ(5)で得られたエチレン、未反応のコモノマー及び溶剤の1種又は複数種をリサイクルすることをさらに含む、<17>に記載の連続溶液重合方法。
<19>
少なくとも重合反応ユニット、脱金属ユニット、脱揮ユニット及び押出造粒ユニットを含む、<1>に記載の連続溶液重合方法を実現するための連続溶液重合システムであって、
前記重合反応ユニットは少なくとも重合反応槽を含み、前記重合反応槽には少なくとも重合反応原料入口、ポリマー溶液出口が設けられ、
前記脱金属ユニットは、少なくとも終了・錯体化設備、水洗槽を含み、前記終了・錯体化設備には、少なくともポリマー溶液入口、錯化剤入口、混合液出口が設けられ、前記水洗槽には、油相入口、水の入口、ポリマー溶液出口が設けられ、
前記脱揮ユニットは、少なくともフラッシュタンクを含み、前記フラッシュタンクには、少なくとも材料入口、脱揮後のポリマー出口、揮発分出口が設けられ、
前記押出造粒ユニットは、少なくとも押出造粒機を含み、
前記重合反応槽のポリマー溶液出口は、ラインを介して前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口に接続され、前記終了・錯体化設備の混合液出口は、ラインを介して前記水洗槽の油相入口に接続され、前記水洗槽のポリマー溶液出口は、ラインを介して前記フラッシュタンクの材料入口に接続され、前記フラッシュタンクの脱揮後のポリマー出口は、ラインを介して前記押出造粒機に接続される、連続溶液重合システム。
<20>
前記重合反応槽の重合反応原料入口が前記重合反応槽の底部に設置され、ポリマー溶液出口が前記重合反応槽の頂部に設置され、
前記重合反応槽の重合反応原料入口は、オレフィンモノマー及び溶媒入口、並びに触媒系及び選択的に設けられた清掃剤入口を含み、
前記重合反応槽のポリマー溶液出口と前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口とを接続するラインには、熱交換器と圧力制御弁が設置されている、
<19>に記載の連続溶液重合システム。
<21>
前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口が前記終了・錯体化設備の底部に設置され、錯化剤入口が前記終了・錯体化設備の底部に設置され、混合液出口が前記終了・錯体化設備の頂部に設置され、
前記脱金属ユニットは、錯化剤貯蔵タンクをさらに含み、前記錯化剤貯蔵タンクは、ラインを介して前記終了・錯体化設備の錯化剤入口に接続され、
前記終了・錯体化設備の混合液出口と前記水洗槽の油相入口とを接続するラインには、遠心分離器が設置され、
前記水洗槽のポリマー溶液出口と前記フラッシュタンクの材料入口とを接続するラインには遠心分離器が設置されている、
<19>に記載の連続溶液重合システム。
<22>
前記フラッシュタンクの材料入口が前記フラッシュタンクの側壁に設置され、脱揮後のポリマー出口が前記フラッシュタンクの底部に設置され、揮発分出口が前記フラッシュタンクの頂部に設置され、
前記フラッシュタンクの数は1つ又は2つ以上であり、2つ以上のフラッシュタンクを用いる場合、2つ以上のフラッシュタンクは直列に設けられ、
脱揮過程に必要な熱量を提供するように、各フラッシュタンクはいずれも一つの熱交換器を備え、前記熱交換器はフラッシュタンクの材料入口に接続されたラインに設置され、
且つ、脱揮後のポリマーを搬送するように、各フラッシュタンクの脱揮後のポリマー出口に接続されたラインにはいずれも搬送ポンプが設置される、
<19>に記載の連続溶液重合システム。
<23>
前記押出造粒機の押出端に脱気口が設けられ、
前記脱気口の数は2つであり、それぞれ前記押出造粒機の押出端の中段及び末端に設置される、
<19>に記載の連続溶液重合システム。
<24>
前記押出造粒機の押出端に真空脱気装置が設置され、前記真空脱気装置が前記脱気口に接続される、<23>に記載の連続溶液重合システム。
<25>
前記押出造粒機が二軸押出造粒機を含み、前記二軸押出造粒機の押出スクリューのアスペクト比が40~80:1である、<19>に記載の連続溶液重合システム。
Claims (24)
- ステップ(1):重合反応の原料を重合反応させてポリマー溶液を得ること、
ステップ(2):前記ポリマー溶液を錯化剤と混合して反応させた後、混合液を得て、前記混合液を水洗して、脱金属後のポリマー溶液を得ること、
ステップ(3):前記脱金属後のポリマー溶液を脱揮した後、脱揮後のポリマー及び揮発分を得ること、
ステップ(4):前記脱揮後のポリマーを押出造粒した後、ポリマー粒子を得ること、
を含む連続溶液重合方法であって、
前記重合反応の原料は、オレフィンモノマー、溶剤及び触媒系を含み、
前記重合反応の原料は、選択的に清掃剤をさらに含み、
前記オレフィンモノマーは、エチレン、α-オレフィン及びシクロオレフィンの1種又は複数種の組み合わせを含み、
前記溶媒は、C6~C12のアルカン、シクロアルカン及び芳香族炭化水素の1種又は複数種の組み合わせを含み、
前記触媒系は、メタロセン触媒系を含み、
前記錯化剤は、ジカルボン酸及びその誘導体の1種又は複数種の組み合わせを含み、前記ジカルボン酸は、炭素-炭素二重結合を含み、且つ2つのカルボキシル基が炭素-炭素二重結合の同じ側に配列され、空間的な配置においてシス構造である、連続溶液重合方法。 - ステップ(1)において、前記重合反応の温度が70~180℃であり、前記重合反応の圧力が0.5~1.5MPaであり、前記重合反応の時間が30~120minである、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(1)の前に、オレフィンモノマー及び溶剤に関する原料準備ステップをさらに含み、前記原料準備ステップは、オレフィンモノマーと溶剤とを混合し予熱することを含む、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
- 前記原料準備ステップは、
エチレンを溶解させるように溶媒と混合して、エチレンと溶媒との混合物を得ること、
コモノマーを溶解させるように溶媒と混合して、コモノマーと溶媒との混合物を得ること、
エチレンと溶媒との混合物と、コモノマーと溶媒との混合物とを混合して予熱した後、オレフィンモノマーと溶媒との混合物を得ること、
を含み、
エチレンを溶解する温度が20~90℃であり、圧力が0.1~5.0MPaであり、
コモノマーと溶剤とを混合する温度が25~75℃であり、圧力が0.05~0.2MPaであり、
混合して予熱した後に得られたオレフィンモノマーと溶媒との混合物の温度が60~160℃である、
請求項3に記載の連続溶液重合方法。 - ステップ(2)において、前記ジカルボン酸が、下記式Iで表される構造を有する、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
(式I中、R1、R2は、同一又は異なり、かつ、R1及びR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択される。) - ステップ(2)において、前記ジカルボン酸の誘導体は、ジカルボン酸から形成される酸無水物、酸ハライド、アミド、エステル及びニトリルの1種又は複数種の組み合わせを含む、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(2)において、前記ジカルボン酸の誘導体はジカルボン酸の酸無水物を含み、前記ジカルボン酸の酸無水物が下記式IIで表される構造を有する、請求項6に記載の連続溶液重合方法。
(式II中、R1、R2は、同一又は異なり、かつ、R1及びR2は、それぞれ独立に、H原子、C1~C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択される。) - ステップ(2)において、前記ポリマー溶液と前記錯化剤との混合割合が、ポリマー1g:錯化剤10-3~10-5molである、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(2)において、前記錯化剤が溶液として前記ポリマー溶液と混合され、錯化剤溶液の濃度が0.1~10mol/Lであり、
前記錯化剤溶液における溶媒は、水、アルコール類、ケトン類及び炭化水素類の1種又は複数種の組み合わせを含む、
請求項1に記載の連続溶液重合方法。 - ステップ(2)において、前記ポリマー溶液と前記錯化剤とを混合して反応させる温度が60~150℃であり、
前記ポリマー溶液と前記錯化剤との反応時間が2~120分である、
請求項1に記載の連続溶液重合方法。 - ステップ(2)は、具体的には、
前記ポリマー溶液を熱交換、減圧した後、終了・錯体化設備に入れ、錯化剤を終了・錯体化設備に注入し、重合反応を終了すると同時に、ポリマー溶液中の金属イオンを水溶性金属錯体に形成させ、混合液を得ること、
前記混合液を油水分離させた後、得られた油相を熱交換させた後、水洗し、水洗後に油水分離を行い、得られた油相が脱金属後のポリマー溶液であること
を含む、
請求項1に記載の連続溶液重合方法。 - 前記水洗の温度が30~60℃であり、前記水洗に用いる水の使用量と油相の体積比が1~20:1である、請求項11に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(3)において、前記脱金属後のポリマー溶液は10~50barの圧力、210~280℃の温度で脱揮される、請求項1に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(4)において、前記脱揮後のポリマーを押出造粒する設備は押出造粒機を含み、前記押出造粒機の押出端に脱気口が設置され、押出した後、前記脱揮後のポリマー中の揮発分がさらに除去され、さらに前記押出造粒機の造粒端を通過して造粒され、ポリマー粒子を得て、
ステップ(4)で得られた前記ポリマー粒子は、VOC含有量が50ppm未満である、
請求項1に記載の連続溶液重合方法。 - 前記連続溶液重合方法が、ステップ(3)で得られた揮発分を精留し、及びステップ(4)で押出造粒により除去された揮発分も精留するステップ(5)をさらに含み、
前記精留は精留塔を用い、前記精留塔の運転条件は、塔底温度が130~150℃であり、塔底圧力が10~30Torrであり、塔頂最高温度が90~110℃であり、還流比が1~25である、
請求項1に記載の連続溶液重合方法。 - ステップ(5)は、具体的には、ステップ(3)で得られた揮発分と、ステップ(4)で押出造粒により除去された揮発分とを精留塔に入れて精留を行い、精留塔の塔頂から流出されたエチレンが還流タンクに入り、排気と気液分離を行った後、エチレンを得るとともに、精留塔の側壁から流出された未反応のコモノマーと、精留塔の塔底から流出された溶剤とを得て、還流タンクにおいて気液分離を行った後に得られた液相を精留塔に戻して精留を改めて行うことを含む、請求項15に記載の連続溶液重合方法。
- ステップ(6):ステップ(5)で得られたエチレン、未反応のコモノマー及び溶剤の1種又は複数種をリサイクルすることをさらに含む、請求項16に記載の連続溶液重合方法。
- 少なくとも重合反応ユニット、脱金属ユニット、脱揮ユニット及び押出造粒ユニットを含む、請求項1に記載の連続溶液重合方法を実現するための連続溶液重合システムであって、
前記重合反応ユニットは少なくとも重合反応槽を含み、前記重合反応槽には少なくとも重合反応原料入口、ポリマー溶液出口が設けられ、
前記脱金属ユニットは、少なくとも終了・錯体化設備、水洗槽を含み、前記終了・錯体化設備には、少なくともポリマー溶液入口、錯化剤入口、混合液出口が設けられ、前記水洗槽には、油相入口、水の入口、ポリマー溶液出口が設けられ、
前記脱揮ユニットは、少なくともフラッシュタンクを含み、前記フラッシュタンクには、少なくとも材料入口、脱揮後のポリマー出口、揮発分出口が設けられ、
前記押出造粒ユニットは、少なくとも押出造粒機を含み、
前記重合反応槽のポリマー溶液出口は、ラインを介して前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口に接続され、前記終了・錯体化設備の混合液出口は、ラインを介して前記水洗槽の油相入口に接続され、前記水洗槽のポリマー溶液出口は、ラインを介して前記フラッシュタンクの材料入口に接続され、前記フラッシュタンクの脱揮後のポリマー出口は、ラインを介して前記押出造粒機に接続される、連続溶液重合システム。 - 前記重合反応槽の重合反応原料入口が前記重合反応槽の底部に設置され、ポリマー溶液出口が前記重合反応槽の頂部に設置され、
前記重合反応槽の重合反応原料入口は、オレフィンモノマー及び溶媒入口、並びに触媒系及び選択的に設けられた清掃剤入口を含み、
前記重合反応槽のポリマー溶液出口と前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口とを接続するラインには、熱交換器と圧力制御弁が設置されている、
請求項18に記載の連続溶液重合システム。 - 前記終了・錯体化設備のポリマー溶液入口が前記終了・錯体化設備の底部に設置され、錯化剤入口が前記終了・錯体化設備の底部に設置され、混合液出口が前記終了・錯体化設備の頂部に設置され、
前記脱金属ユニットは、錯化剤貯蔵タンクをさらに含み、前記錯化剤貯蔵タンクは、ラインを介して前記終了・錯体化設備の錯化剤入口に接続され、
前記終了・錯体化設備の混合液出口と前記水洗槽の油相入口とを接続するラインには、遠心分離器が設置され、
前記水洗槽のポリマー溶液出口と前記フラッシュタンクの材料入口とを接続するラインには遠心分離器が設置されている、
請求項18に記載の連続溶液重合システム。 - 前記フラッシュタンクの材料入口が前記フラッシュタンクの側壁に設置され、脱揮後のポリマー出口が前記フラッシュタンクの底部に設置され、揮発分出口が前記フラッシュタンクの頂部に設置され、
前記フラッシュタンクの数は1つ又は2つ以上であり、2つ以上のフラッシュタンクを用いる場合、2つ以上のフラッシュタンクは直列に設けられ、
脱揮過程に必要な熱量を提供するように、各フラッシュタンクはいずれも一つの熱交換器を備え、前記熱交換器はフラッシュタンクの材料入口に接続されたラインに設置され、
且つ、脱揮後のポリマーを搬送するように、各フラッシュタンクの脱揮後のポリマー出口に接続されたラインにはいずれも搬送ポンプが設置される、
請求項18に記載の連続溶液重合システム。 - 前記押出造粒機の押出端に脱気口が設けられ、
前記脱気口の数は2つであり、それぞれ前記押出造粒機の押出端の中段及び末端に設置される、
請求項18に記載の連続溶液重合システム。 - 前記押出造粒機の押出端に真空脱気装置が設置され、前記真空脱気装置が前記脱気口に接続される、請求項22に記載の連続溶液重合システム。
- 前記押出造粒機が二軸押出造粒機を含み、前記二軸押出造粒機の押出スクリューのアスペクト比が40~80:1である、請求項18に記載の連続溶液重合システム。
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