JPH01174507A - ポリプロピレンインパクト共重合体反応制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 第２図はゾ田ピジンイン／セクト共重合体を製造する反
応器内でＥｅ及びＦｅを制御する装置を例示し【いる。

第２図に示されているのは第２反応器ＲＸ−２であり、
これは流動床でありうる。反応器ＲＸ−２は２反応器式
プロピレンインパクト共重合体重合装置（第１図に示し
たもの）の第２反応器でありうる。別法として、第２友
応器ＲＸ−２は多反応器（３以上の反応器を有するもの
）システムにおける最終または中間反応器であっても良
い。本書での説明の目的には、第２反応器は２反応器装
置における第２反応器とする。

第２図の例において、約２０〜１０００　ｐｐｍの活性
触媒を含有するプロピレン単独重合体またはランダム共
重合体の供給流２０が第２反応器ＲＸ−２に供給される
。供給流２１はエチレン、プロピレン等の追加原料を供
給しうる。一般に、第２及応器ＲＸ−２内の温度は約４
０〜１２０℃、圧力は約４０〜５００　ｐｓｉａ　（ｉ
ｌＬ２８〜３５に９／ｃｍ”）である。

第２反応器ＲＸ−２における反応すなわち生成速度は、
すべての触媒が第２及応器ＲＸ−１からの固形物と共に
流入するため、Ｃ２及びＣ３の再分圧に依存する。反応
器ＲＸ−２で生成される生成分の分率Ｈｅ　（エチレン
含有率）は反応器ＲＸ−２中の０５／Ｃ２分圧比に依存
する。再分圧のいずれが変動しても生成速度及びＥｃに
影會があり、これらの量を制御すると強い相互作用があ
る。

本発明は、Ｆｅ及びＥａの制御と同時に、エチレン分圧
とプロピレン分圧の相互作用を「脱結合」ないし「脱相
互作用」することにより、インパクト共重合体の製造プ
ロセスを正確に制御する方法及び装置を与える。この「
脱結合」操作を説明する前に、Ｆｃ及びＥｃを監視し、
制御する方法を先ず説明しておく。

Ｆｅの制御に関しては、圧力、温度、流量、及び組成な
ど第２反応器ＲＸ−２の各穐動作条件を取り出して、生
成速度計ｉｇＶ２２（第２図の矢印２５参照）に与え、
そこで反応器ＲＸ−２内の実際の生成速度を計算する。

この値は当技術分野に周知の熱及び物質収支計算技術を
用いて計算しうる。

計算された反応器ＲＸ−２の生成速度は、それを生成速
度設定点と比較するために比較制御器２４に与えられる
。この設定点は、処方器２Ｂに与えられている目標Ｆａ
及び第１反応器の生成速度計算器２５によって算出され
た第１反応器の生成速度に基づいて、生成速度設定点計
算器２６において計算される。別法として、生成速度設
定点は例えばコンピュータ入力などにより使用者が直接
に入力しても良い。生成速度設定点は比較制御ｕ　２４
　において、生成速度計算器２２からの実際の生成速度
と比較される。

生成速度の計算及び比較と並行して、予測ＥｃがＥｅ計
算器３０で計算され、一方でＥＣ比較制御器３２でＥｅ
設定点と比較され、他方で予測歴史ファイル３８に貯え
られる。Ｅｅ設定点は処方器２８からの目標Ｅａに基づ
いてＥｅ設定点計算器３４で計算され、所望されるＥｃ
を達成する。別法とじてＥａ設定点は例えばコンピュー
タ入力から使用者により直接入力されても良い。

公知のＥｅ測定技術は長時間（２〜８時間程度）を要す
るので、平均のＥｅが第２図の例では予測される。周期
的に（例えば５分間隔）に瞬間Ｂｅ値が較正済みのプロ
セスモデルを用いた測定プロセスパラメータから予測さ
れる。次いで現在の平均値Ｅａが、瞬間ＥＣ値と予測歴
史ファイル３８に記慣されたデータとから、当分舒に周
知の現想的な猜拌タンク混合モデルを用いて計算される
。

工程中周期的に（例えば１時間おきＶＣ）、反応器ＲＸ
−２の抽出器３５から試料抽出が行われ、周知の実験室
分析器３６により実際のＥｅが測定される。試料抽出時
に予測平均Ｅｅが予測歴史ファイル３８から引出されて
比較器４０で実測のＥｃと比較される。歴史的予測Ｅａ
及び実測Ｂｅ間の誤差は周知の数学フィルタ４２により
一過される。

この濾過された誤差の値は、Ｅｃ予測モデムを再較正す
るのに使用され、この再較正されたそデルは予測歴史フ
ァイル３８の修正に用いられる。予測Ｅｃ計算器３０か
らの現在の床平均Ｅｅ値はＥＣ比較制御器３２に与えら
れて、Ｅｅ設定点３４と比較される。

第２図に示した予測歴史技術は、長い試料分析時間が減
少し、適時的な正確なＥｅの予測を与えるので望ましい
。しかし、本発明は実測Ｂｅ値を直接比較制御器３２に
供給する（予測歴史ファイル等を用いないで）ことによ
っても有効に動作する。測定技術が改善されて速くなれ
ば、このような予測の必要も減少するであろう。

予測１ｃとＥｃ設定点とをＥＣ比較制御器３２で比較し
、また計算された実際の生成速度と生成速度設定点とを
生成速度比較制御器２４で比較することにより、これら
設定点と計算値との差がそれぞれ算出され、これらの差
を用いてＥｅ−生成速度設定点計算器５０においズエチ
ジン（Ｃ２）及び／又はプロピレン（Ｃ３）分圧の調整
値が計算されてＥｃ及び／又は生成速度の調整が行われ
る。

これらの調整値は、第２図の例の場合、エチレン及びプ
ロピレン濃度の設定点にそれぞれ変換される。

その後、それぞれの設定点の値はエチレン及びプロピレ
ン濃度制御器４４．４６にそれぞれ与えられ、反応器Ｒ
Ｘ−２に供給されるエチレン及びプロピレンの相対値を
調整し、それによりＥｃ及びＦｃを制御する。

第２図に示したように、ＥＣ比較制御器３２の出力は、
Ｃ５／Ｃ２分圧比であり、生成速度比較制御器２４の出
力は以下に詳述する脱結合制御の関数を考慮した尺度に
された分圧である。これらの値は脱結合計算器に供給さ
れる。

計算器５０で所望の分圧を正確に計算するには、Ｃ５／
Ｃ２反応性比及び反応器の圧力を計算モデルに含める。

Ｃ５／Ｃ２反応性比は実験的に決定しうるが、圧力は直
接に決定される。例えば、１例として、反応性比が０．
２７７（ＣＢの反応性を０２の反応性で除した値）程度
であり、反応器圧力は４０〜５００　ｐｓｌａ（（Ｌ２
８〜５５ｋｐ／６ｎ冨）の範囲である。一般に、使用さ
れる重合触媒の型により、選択率や動作条件などの反応
特性が異なる。

Ｃ２及び／又はＣ５分圧が変わると、生成速度及びＥ＠
が変動するから、本発明では、生成速度比較制御器２４
及びＥｅ比較制御器３２から得られる個々の制御出力か
ら所望の分圧設定点を計算する。

Ｃ５／Ｃ２の反応性比が計算に含まれているＣ５及びＣ
２の分圧の間の相互作用を補償するようになっている。

第３図はＣ３、Ｃ２分圧が生成速度及びＥｅに及ぼす影
響を脱結合（消失）するための制御図を示す。第３図の
アルゴリズムは計算器５０の内部＆ｌるコンピュータの
ソフトウェアに記録されている。

第５図のアルゴリズムに用いられる関係式の導出方法を
次に説明する。単量体ａの重合反応を表わすＫは次の運
動方程式が使用できる。

Ｗ＝Ｋｐ　−Ｐ　ａ　・（（ＴＭ）　・Ｖｒ）／（ｔｏ
＋Ｋｄ　−（ＴＨＥＴＡ））ここに、 Ｗ＝単量体ａの反応速度（ｉｑＩ／時）Ｋｐ＝単量単量
体重合速度定数（ＩＣ９，乍／（枦−）／（７Ｍモル）
） Ｐａ−単量体ａの分圧（ｋｖ／ｃｍ”　）（ＴＭ）＝触
媒中の活性遷移金属濃度（ＭＯＬ／？ＦＬ’）Ｖｒ＝反
応器体積（ｍ３） Ｋｄ＝重合速度減衰定数（ｉ７時） ＴＨＥＴＡ＝反応器中の反応器間（時）反応器ＲＸ−２
中の総合重合速度は、Ｃ２と０５の反応より成るから、
上記の式はこれらの２構成分に適用して生成速度を計算
するのに適用できる。

ＰＰ２＝ＫＣ３・ＩＣ３２・（（ＴＭ）−Ｖｒ）／（ｔ
ｏ＋Ｋｄ　・（ＴＨＥＴＡ））＋ＫＣ２・ＩＣ２２・（
（ＴＭ）−Ｖｒ）／（ｔＯ＋Ｋｄ−ＴＨＥＴＡ） ここに、ＰＨ１−反応器ＲＸ−２での全反応速度（ｋｇ
７時） ＫＣ３＝ＣｓＨｓ　Ｔｉ重合速度定数ｋｇ／時／（ｋｇ
／ｃｍ”）／（７Ｍモル）） ＫＣ２３ＣＩＨ，重合速度定数（＃ ＃　　　） ＰＣ５２＝ＣｓＨ＠分圧（ｉ９／ｃｍ”　）ＰＣ２２＝
Ｃ２Ｈａ分圧（ｌｑ／ｃＩＲ”　）移項して分圧を含む
項につい【解くと、ＫＯ２・ＰＰ２＝ＫＣ３・ＩＣ２２
＝ＰＲ２・（ｉ＋Ｋｄ−ＴＨＥＴＡ）／ＣＴＭ）　・Ｖ
ｒ−ＫＯ２で割ってＲＲ＝ＫＣ３／ＫＣ２、及びＰＰＲ
＝ＰＣ５２／ＰＣ２２と置くと、ＩＣ２２・（ｔＯ＋Ｒ
Ｒ−ＰＰＲ）＝ＰＲ２・（ｔｏ＋Ｋｄ−ＴＨＥＴＡ／（
［：ＴＭ］　Ｖｒ　−ＫＯ２） さて、定常状態において、項（ｔｏ＋Ｋｄ−ＴＨＥＴＡ
／（（ＴＭ）・ＶｒＫＣ２）はほぼ一定と仮定して良い
から、上式は次のようになる。

Ｐ　Ｒ２＝Ｘ・（ＩＣ２２・（ｉｏ＋ｕａ−ｐｐａ））
ただし、Ｘ＝（（ＴＭ）　・Ｖｒ　−ＫＯ２）／（ｔｏ
＋Ｋｄ　−ＴＨＥＴＡ）この式は生成速度と尺度変更し
た分圧（上式右辺）の正比例関係を示す。従って、これ
は脱結合の計算の基礎として使用しうる。

Ｅｅ比較制御器の出力は、論理的に分圧比（すなわち、
上に定義したＰＰＲ）と解釈され、生成速度比較制御器
の出力は尺度変更した分圧値、すなわち［Ｘ−ＩＣ２２
・（ｔｏ＋ＲＲ−ＰＰＲ）］と解釈される。

比較制御器２４．５２の出力をこのように定義すれば、
脱結合計算はＣ２及びＣ５の分・圧の設定点を得るため
に反応性比に対する値を用いて定餞できる。反応性比（
又は相対反応性）は通常反応器またはオフライン実験か
ら得たデータから計算される。

Ｅｃ比較制御器の出力はその後反応性比ＲＲに乗じ、次
いでｔｏを加算し、ざらにＸを乗じて上式の項 （ｔｏ＋ＲＲ−ＰＰＲ）・Ｘ を得る。

生成速度比較制御器の出力をこの項で割れば先きの式か
ら明らかなように所望の分圧Ｃ２（ＰＣ２’）が得られ
る。Ｘの量は本発明の計算中にそれ自体で除されるから
、数学的には表面に出て来ないのでそれらを明示的に決
める必要はない。

Ｅａ比較制御器の出力ＰＰＲに０２の分圧を乗じると所
望のＣ３分圧が得られる。

ＰＣ３’＝ＰＣ２’−ＰＰＲ 最後に、両分圧を現在の反応器全圧ＰＴで除すと、濃度
設定点 ％Ｃ３＝１００・ＰＣＢ’／ＰＴ ％Ｃ２＝１００・ＰＣ２／／ＰＴ が得られる。　　　　。

計算器ＳＯ（第２図）の動作を第３図を参照して説明す
る。第３図に例示した各段−は計算器５０のためのコン
一二一タにより実行しつる。

所望のＥｃと計算したＥｅ　（第２図の比較制御器３２
のＥｅ）の間に差があれば、これはプロピレンＣ５／エ
チレンＣ２の比が正しくないことを示す。従って、所定
の動作が行われてプロピレン分圧（ＰＯ２）のエチレン
分圧（ＰＯ２）に対する比の調整、従って、Ｈｅ比較制
御器３２の出力の調整値を計算する。Ｅｅが変動したと
きに生成速度が変動するのを回避するために、Ｈｅ比較
制御器５２の出力はＣ５の分圧（ＰＣＢ）とＣ２の分圧
（ＰＯ２）の比（ＰＰＲ）の形で計算器５０に供給され
る。次いで計算器５０は正しいＣ３分圧とＣ２分圧を計
算して、生成速度を変化させることなく所望のＥｅを達
成する。

所望の生成速度と計算生成速度（第２図の生成速度比較
制御器２４の出力）の間に差があると、これはＣ３分圧
及びＣ２分圧が正しくないことを示している。従って、
所定の動作が行われてプロピレン分圧（ＰＯ２）とエチ
レン分圧（ＰＯ２）の調整値が計算される。

生成速度が変動したときにＥｅの変動を回避するために
、生成速度比較制御器２４の出力が計算器５０に尺度変
更した分圧値（８ＰＣ２）の形で供給される。次いで計
算器５０は正しいＣ３及び０２分圧を計算して、Ｅｃを
変化させることなく所望の生成速度を達成する。

若しも、生成速度及びＥｅのいずれもが所望値から外れ
る七、両方の＃１整が同時に行われる。

第３図の工程■は第２図のＨｅ比較制御＠３２からのＰ
ＣＢ／ＰＣ２＝ＰＰＲ（分圧比）の入カニ程である。分
圧比ＰＰＲは次いで工程■において所定の反応性比（Ｒ
Ｒ）を乗ぜられる。次いで、１の値が工程Ｖにおいて檀
ＲＲＸＰＰＲに加算されて脱結合式の導出の説明で述べ
た関係（ｉ＋ＰＰＸＰＰＲ）を導出する。

生成速度比較制御器２４の出力は尺度変更した分圧値８
ＰＣ２＝ＰＣ２Ｘ（ｔＱ＋ＲＲＸＰＰＲ）（７）形テ供
給されて、特定の分圧比に対する特定の全反応を与える
（工程■）。この尺度変更した分圧値は脱結合工程にお
いて元の尺度に戻される。つまり、尺度変更した分圧値
は工程■において工程Ｖからの出力（ｔｏ＋ｕＲＸｐｐ
ｕ）で除されて所望の０２分圧値ＰＣ２’を生じる。工
程■において、所望の０２分圧値ＰＣ２／及びＰＰＲは
乗算されて所望のＣ３分圧（ＰＣ３’）を算出する。Ｃ
２及びＣ３の％濃度（％Ｃ２、％ｃｇ）が、その後Ｃ２
、Ｃ３分圧値ＰＣ２’、ＰＣ３’をそれぞれ工程■及び
Ｘで全圧ＰＴで割ることにより算出される。これらの新
たな濃度値ＰＣ２’／ＰＴ及びＰＣＢ’／ＰＴはそれぞ
れ濃度制御器４６．４４（第２図）Ｋ供給されて反応器
へ供給されるＣ２、Ｃ３の流れを調整してＫｃ及びＦａ
を所望の値に補正する。

上記の計算は周期的に反復される。

Ｃ５及びＣ２の分圧を調整して反応器ＲＸ−２の生成速
度を制御するため、及び２つの分圧の比を調整してＥａ
を制御するには（第３図参照）、コンピュータ制御を行
うことができる。システムコンピュータにより反応器Ｒ
Ｘ−２の流動床の発生熱、第１反応器ＲＸ−１からの固
形供給部、及び反応サイクル中のガス相のプ四ピレンー
エチレン平衡などを監視することも可能である。特定の
プロセスから集めたデータ、動作又は／及び構造パラメ
ータから、流動反応床の現在の反応ないし生産速度が計
算できる。

第２図には、コンピュータソフトウェアに容易に適合で
きる装置要素が図の水平鎖線よりも上に「コンピュータ
」と表示した部分に示されている。

これらは単一又は複数のコンピュータにより実現しうる
。また反応器要素は図の水平鎖線よりも下に「現場」と
表示した部分に示されている。

本発明は上記のようにプ四ピレンーエチレン共重合体の
製造装置に関連して説明したが、プロピレン−ブテン、
プロピレン−ヘキセン等の他の共重合にも容易に適用し
うる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化しうる２反応器によるポリプロ
ピレンインパクト共重合体の重合装置を示す図式図、第
２図は上記装置においてＥａ及びＦｅを制御する本発明
の実施例による装置を示す図式図、第３図は本発明に従
つ【生成速度のデータとＥｃのデータとをプロピレン及
びエチレンの濃度設定点に、プロピレンとエチレンの分
圧の相互作用が脱結合されるようにして変換する方法を
示す流れ図である。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プロピレンと第２のアルファオレフィンの共重合体
   を、プロピレン濃度制御器及び前記第２のアルファオレ
   フィンの濃度制御器を備えた反応器において製造するに
   際し、 （ａ）該反応器において製造される、前記第２のアルフ
   アオレフインを含有すべき共重合体の目標分率を選択し
   、 （ｂ）前記反応器で製造すべき全共重合体の目標分率に
   基づいて目標共重合体反応速度を選択し、 （ｃ）前記反応器の流出物を測定して前記第２のアルフ
   ァオレフィンを含有する前記反応器中の前記共取合体の
   実際の分率を決定し、 （ｄ）前記反応器の前記共重合体反応速度を算出し、 （ｅ）前記測定した第２のアルファオレフィンの分率を
   前記第２のアルファオレフィンの目標分率と比較し、 （ｆ）前記測定した反応速度を前記目標反応速度と比較
   し、 （ｇ）前記工程（ｅ）の比較で差が存在したら、前記第
   ２のアルファオレフィンを含有する前記共重合体の分率
   を前記目標分率に向けて調整するために、第２のアルフ
   ァオレフィンに対するプロピレンの分圧比を計算し、 （ｈ）前記工程（ｆ）の比較で差が決定されたら、共重
   合体の反応速度を前記目標共重合体反応速度へ向けて調
   整するために、前記第２のアルファオレフィンの分圧を
   計算し、 （ｉ）上記（ｇ）で決定されたポリプロピレン／第２の
   アルファオレフィン分圧比と上記（ｈ）で決定された分
   圧との関数として第２のオレフィンの前記目標分率と前
   記目標反応速度に適合する結果となるように修正された
   プロピレン及び第２のオレフィンの分圧を計算し、そし
   て （ｊ）前記（ｉ）からの修正されたプロピレン及び第２
   のアルファオレフィン分圧値を前記プロピレン濃度制御
   器及び第２のアルファオレフィンの濃度制御器へ入力し
   、それにより前記入力により前記反応器の動作条件を制
   御するポリプロピレンインパクト共重合体の製造を制御
   する方法。 ２、工程（ｅ）が （ｉ）反応器からの生成物の試料を分析して第２のアル
   ファオレフィンを含有する生成物の実際の分率を決定し
   、 （ｉｉ）前記（ｉ）で決定された実際の分率を、第２の
   アルファオレフィンの分率のプロセス条件に関係した実
   験的関係により予測された前のアルファオレフィン分率
   の予測歴史ファイルから得られた予測された床平均第２
   のアルファオレフィン分率と比較することを含んでいる
   、前記第１項記載の方法。 ３、第２のアルファオレフィンはエチレン、ブテン及び
   ヘキセンより成る群から選ばれる前記第１項記載の方法
   。 ４　第２のアルファオレフィンはエチレン、ブテン及び
   ヘキセンから選ばれる前記第２項記載の方法。 ５、触媒の存在下、プロピレンと第２のアルフアオレフ
   インとから共重合体を製造するポリプロピレンインパク
   ト共重合体製造装置において、前記第２のアルフアオレ
   フインを含む前記反応器中の共重合体の生成速度を計算
   する第１手段、前記反応器中の共重合体分率を予測する
   第２手段、前記第１手段によつて計算された生成速度と
   目標生成速度とを比較して修正分圧を計算する生成速度
   計算手段、前記第２手段により算出された分率と第２の
   アルファオレフィンの目標分率とを比較してプロピレン
   ／第２のアルファオレフィンの修正分圧比を計算する第
   ２のアルファオレフィン計算手段、前記プロピレン及び
   第２のアルファオレフィン分圧制御値を、前記修正プロ
   ピレンと第２のアルファオレフィン分圧、及び前記修正
   プロピレン／第２のアルファオレフィン分圧比が満足さ
   れるように修正する手段、及び前記修正されたプロピレ
   ン及び第２のアルファオレフィン制御値に従つて、前記
   反応器の反応を調整する手段より成る、ポリプロピレン
   インパクト共重合体反応器の制御装置。