JPH03153703A - 流動層型気相重合装置のガス分散板 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流動層型気相重合装置に係り、特にオレフィン
類の流動層型気相重合に適切なガス分散板に関するもの
である。

〔従来の技術〕

高活性触媒を用いるオレフィン類の重合分野においては
重合後の触媒除去操作及び低分子量重合体除去操作の省
略できる気相重合法特に流動層型重合装置による気相重
合法が近年、広く利用されている。

図４は流動層型反応装置によってオレフィン類の重合反
応を行う場合の代表的な例である。反応器３にはオレフ
ィンガスまたはオレフィンを含むガスを均一に流動層部
９に供給するガス分散板４が取り付けである。反応器下
部のガス吸込部５より導入されたガスは、ガス分散板４
により均一に分散されて上昇し、流動層部９内の重合体
粒子を流動化させ、ここで重合反応が進行する。流動層
部９より上昇した未反応ガスは反応器上部のガス吐出部
６より取出され、冷却された後、＋１びガス吸込部５に
送られ循環使用される。

ガス分散板４により、ガスが均一に分散されないと、流
動層部９の撹拌、混合が不均一となり、流動層部、特に
反応器側壁とガス分散板４で形成される流動層のコーナ
ー部分１０において、正ａ熱の除去が不十分となり、重
合体の塊りや反応器内面への重合体の付着等のトラブル
が発生し、運転停止や製品品質悪化に到る危険性が高い
。

ガス分散板の構造としては、従来公知の多孔板の他、上
記問題点改善のために多孔板の上に各種キャップを取付
けたものが提案されている。例えば、特開昭５８−１５
４７０２号公報では三角錐形キャップ、特開昭５８−１
９６２０５号公報では仕切壁を利用したキャップ、特開
昭５８−２０１８０２号公報ではバブルキャップ、特開
昭８１−１０８８０８号公報ではアングルキャップがそ
れぞれ提案又は例示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ガス分散板として孔径の小さなものを用いると、重合体
粒子のわずかな付着により、孔を通過するガス流量が大
きく低下し、目詰りを発生しやすい。

また、反応器上部のガス吐出部６より取出された重合体
微粉を含む未反応ガスが循環使用される際、重合体微粉
がガス分散板を通過できずガス分散板を下から詰らせる
ことがある。ガス分散板の目詰りが発生すれば、重合装
置の長期運転継続が不可能となる。

ガス分散板として孔径の大きなものを用いると、上記、
目詰りの問題は、ある程度解消できるが下記に示す、２
つの別の問題が生じる。

第１の問題は、重合体粒子がガス分散板下部に落下し、
ガス分散板下部での壁への付着や塊りが発生することで
ある。

第２の問題は、孔と孔の間の距離即ちピッチが長くなり
孔と孔の間の部分に流動の悪い部分が生じることである
。目詰り及びガス分散板下部への落下を防止するために
は、孔１個当りのガス流量を一定量以上に保つ必要があ
るが、重合器に供給する全ガス量を一定として、孔径を
大きくした場合、孔１個当りのガス流量を多くすると、
ガス分散板の総孔数は少なくなり、その結果としてピ・
ソチが長くなる。ピッチが長くなるとガスを垂直上向き
に吹出す単純な多孔板では、ガス分散板直上の孔と孔の
中間部分にあるｍ合体粒子をガスによって吹飛ばすこと
ができず、該箇所でｍ合体のガス分散板への付着や塊り
が発生する。

上記の２つの問題を解決する手段として従来技術の項で
述べたように、名札の上にキャップを設けたものが多く
提案されているが、これらの方法では、キャップ自体が
ガス分散板直上に於ける流動阻害物となり、付着・塊り
発生等のトラブルが生じ易い。

孔径の大小にかかわらず、反応器側壁とガス分散板で形
成される流動層のコーナー部分は、流動に対する摩擦の
大きい箇所であり、流動不良となり易い。上記と同様の
トラブル発生を防止するためには、該箇所の流動を良好
に保つ必要がある。

一般に用いられる流動層型気相重合装置のガス分散板で
生じる差圧は２００〜ｌｏ、０００ｍ１Ａ裏であり、重
合装置の径は通常１〜５ｍである。上記差圧、径の場合
、ガス分散板を一枚板として、充分な強度を保つために
は、ガス分散板の板厚を数ｍｍ〜５０ｍｍ程度にする必
要がある。

ガス分散板を細分化して各々をリブ・サポート等で強化
すれば、板厚の薄いガス分散板でも充分な強度を有する
ようになるが、リブ・サポートが流動阻害物となり重合
体粒子の付着や塊り発生等のトラブルに繋がりやすい。

本発明が解決しようとする課題は、上記のような重合体
粒子の付着・塊り発生などのトラブルを防止し、良好な
流動を保つためのガス分散板を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るガス分散板は前記の課題を解決するもので
あって、次のようなものである。

図１に示す円筒形または円すい台形の仮に斜めの孔を開
けたピースを隙間なくはめ込むことのできる孔をガス分
散板に開け、その孔にピースをはめ込むことにより、平
板に斜めのガス流路を多数設けたガス分散板となる。

広い平板に斜め孔を開けることは非常に困難であるが、
小ピースには、割合、開は易い。上記方法により、−見
、広い平板に斜めの流路を多数開けたようなガス分散板
が得られる。

このガス流路の大きさとして、相当直径は重合体粒子平
均径の５倍以上が必要で、５倍未満では、ガス分散板上
面及び下部の目詰りが発生し易い。

また、ガス流路の断面形状としては、角ばった部分のな
い形状とすると目詰りが生じにくい。

図１に示す、水平方向と流路のなす角θを一定角度より
小さくすれば、孔径が大きくガス流量が少ない場合でも
、重合体粒子はガス分散板下部へ落下しない。角度θと
しては１０〜４０″が適切である。

斜め孔の流路を通過したガスは、分散板から斜め上方に
吹出し、分散板表面を這うような流れを形成するためガ
スを垂直上方に吹出す単純な多孔板と比較すると、分散
板直上の重合体粒子を吹飛ばす能力が高く、吹飛ばす範
囲も広いので、孔のピッチが長い場合でも、分散板直上
の孔と孔の中間部分に、重合体の付着・塊りが発生しな
い。この効果を大きく発現させるためには、角度θとし
て１０〜４０°特に１０〜２０＠が好ましい。

ピースとガス分散板の厚さを同じにし、段差が生じない
ように製作すれば、完成したガス分散板９よ、−見、平
板＋＝＆。孔を開けたような形となり、分散板上面、下
面ともに、平らなガス分散板となる。これにより、凸化
の上にキャップを設けた場合等に発生する、分散板直上
の流動阻害に起因する付着・塊り発生等のトラブルを防
止できる。

ピースはあらゆる向きに取付は可能であるため、ガスの
吹出し方向を、分散板の各箇所で様々に変化させること
ができる。

ガス分散板上の全体的なガスの流れとして、ガス分散板
上で旋回流を発生させるような方向に、ピースを取付け
ることが特に望ましい。旋回流を発生させることにより
、流動層全体の流動が均一なものとなる。また多少の塊
りが発生したとしても、遠心力により、塊りを外周部に
すみやかに移動・旋回させ、塊りが大きく成長しないう
ちに、排出管より系外に排出することができる。

ガス分散板上の局所的なガスの流れとしては、孔と孔の
中間部分にその上流の孔から出たガスが吹出し、該部分
に重合体粒子が滞留しないようにすると付着・塊り発生
等のトラブルの発生を防止できる。

反応器側壁とガス分散板で形成される流動層のコーナー
部分では、流動不良を生じ品いが、反応器側壁に近い箇
所のピースのガス吹出方向を、外向き即ち重合器の側壁
に向かう方向に近づけることにより、該コーナー部分の
流動が良好となり、付着・塊り発生等のトラブルを防止
できる。

また、ピース及びガス分散板をパフ仕上、電解研心等に
より、その表面を平滑にすると、目詰り及び付着等のト
ラブル防止に有効である。

大型重合装置のガス分散板を一体物とすると、その板厚
は数ｌＯ關程度となるが、角度θを一定に保ってピース
の厚みを厚くすると図２　（ａ）に示すようにピース径
が大きくならざるを得ない。その結果、孔間のピッチが
広がってしまい孔と孔の中間部分に、重合体粒子が滞留
しやすくなる。

ガス分散板の板厚が厚い場合には、図２（ｄ）に示す如
くピースを重ねた構造とすることによって、ピッチを狭
くすることが可能となり上記問題を解決できる。

また、このように板厚が厚い分散板を用いた場合には、
径が大きくなった場合でも十分な強度が保てるため、大
型重合装置においても分割支持の必要がなく、流動不良
の生じ易いリブ・サポート等を省略できる利点がある。

本発明のガス分散板は以上の如く、ガス吹出し孔の形状
及び取付方法に工夫を施し、孔の目詰り、ガス分散板下
部への重合体粒子のｉＡ下、重合体の反応器側面及びガ
ス分散板への付着・塊りの発生等を防止できるようにし
たものである。

〔作　　用〕

粒子が孔を通過する場合、孔径が粒子径の一定倍数以上
の大きさでないと目詰りを生ずるのが通常である。ガス
分散板に生ずる目詰りに於いても同様の考え方が適用さ
れ、本発明の分散板についても、ガス流路の相当直径と
して、重合体粒子平均径の一定倍数以上が必要となる。

さらにピース及び分散板の表面仕上により、粒子が付着
しにくくなる。

本発明のガス分散板では、斜めのガス流路と水平方向の
なす角度θが小さいため、重合体粒子がガス分散板下部
方向に落下する妨げとなり、落下は起こらない。

斜めのガス流路を通過して、分散板上面へ吹出したガス
は角度θが小さいことに起因して、分散板直上を這うよ
うに流れる。この作用により、分散板直上、特に、孔と
孔の中間部分の重合体が滞留しやすい箇所の重合体粒子
を、完全に吹飛ばすため、分散板直上に於いて重合体の
付着・塊り発生等のトラブルを防止できる。

ピースとガス分散板の厚みを同じにして、段差が生じな
いようにしたガス分散板では、分散板上面及び下面の四
部に正合体粒子が滞留することを防ぎ、分散板上面に於
いては、表面の凹凸が重合体粒子のスムーズな流れの抵
抗となることを防いでいる。さらにピース及び分散板の
表面仕上により、重合体粒子の流れに対する抵抗を低く
抑えることができる。

ピースの取付は方向を嚢えて、孔と孔の中間部分や反応
器側壁とガス分散板で形成されるコーナー部分等の流動
不良の生じやすい箇所に、ガスを吹付けることにより、
該箇所のｉＪＸ合体粒子を吹飛ばし、付着・塊り発生等
のトラブルを回避できる。

ガス分散板上で旋回流を発生させる方向に、ピースを取
付けることにより、流動層全体とじて良好な流動を発現
することができる。また、重合体の塊りが発生した場合
、その塊りは、分散板の直上を、ガスの旋回流の遠心力
により、すみやかに外周方向へ移動し、反応器の側壁に
到達した後、側壁に沿って旋回する。反応器の側壁に到
達した塊りを側壁に設けられた排出管より、抜出すこと
により、塊りが重合器内に滞留することに起因する、運
転停止、製品品質悪化等のトラブル発生を防止できる。

〔実　施　例〕

表１に内径４８０φ及び１２００φの流動層型気相重合
装置を用いたプロピレンの重合に於ける本発明の実施例
を示す。

例１〜６は、ガス吹出し方向を旋回流を発生する方向と
、最外周と、その１列内側の列のピースのガス吹出し方
向を側壁寄り（反応器中心から放射状に外周へ向かう線
とガス吹出し方向のなす角（図３のφ）が１０５〜１５
０度）４こ向けたものである。−１１〜６については、
塊りの発生等の問題はなかった。

例７及び８は上記角度φを９０度にしたもので、反応器
側壁とガス分散板で形成されるコーナー部分に塊りが発
生した。

例９及びｌＯは、旋回流とせず、すべてのピースのガス
吹出し方向を一定としたものである。上記コーナー部分
で、ガスの当たらない箇所に大きな塊りが発生した。

例１１は流路の相当径が小さいため、反応開始直後にガ
ス分散板に目詰りが発生し、運転停止した。

例１２〜１７はガス分散板の板厚が厚い場合の例である
。例１２．１３は図２（ｂ）、例１４．１５は図２（Ｃ
）、例１６．１７は図２（ｄ）の如くピースをはめ込ん
だものである。

例１［ｉ、　１７については問題なかった。例１２．１
３は、ピースの下部に重合体粒子が付着して目詰りが発
生した。例１４．１５は、運転開始直後、ピース上部に
塊りが発生し、運転停止した。

〔効　　果〕

本発明に係るガス分散板を使用することにより、流動層
型気相重合装置において、良好な流動が得られ、重合体
の付着や塊り発生のトラブルを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図１は円筒形（図１　（ａ））及び円すい台形（図１（
ｂ））のピースをガス分散板の１つの孔にはめ込んだ断
面、図１（ｃ）は円筒形ピースの正面図及び側面図を示
す。 図２は、ガス分散板の板厚が厚い場合の例を示しており
、（ａ）はピースが大きくなり、孔ピッチも広くなって
しまう例、（ｂ）　、　（ｃ）は段差をつけて取付け、
ピッチが広くなるのを防止した例、（ｄ）はピースを３
段に重ね、ピッチの広がるのを防止し、しかも凹凸をな
くした例を示す。 図３は、旋回流を発生するガス分散板の平面図、図４は
流動層によって重合反応を行う場合の代表的な例を示す
。 １・・・ピース　　　　　　　２・・・ガス分散板３・
・・反応器　　　　　　　４・・・ガス分散板５・・・
ガス吸込部　　　　　６・・・ガス吐出部７・・・触媒
又はポリマー導入管 ８・・・排出管　　　　　　　９・・・流動層部１０・
・・反応器側壁とガス分散板で形成されるコーナー部分

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）斜めに孔を開けた円筒形または円すい台形のピー
   ス１を平板２の多数の孔部にはめ込んだ構造からなる流
   動層型気相重合装置のガス分散板。
2. （２）ピースを複数積重ねて流路を形成したものを平板
   の多数の孔部にはめ込んだ構造からなる流動層型気相重
   合装置のガス分散板。
3. （３）ピースと平板２の厚さを同じにし、段差が生じな
   いようにした請求項（１）及び（２）記載のガス分散板
   。
4. （４）ピースの取付け方向を変えることにより、ガスの
   吹出し方向を自在に変えられるようにした請求項（１）
   及び（２）記載のガス分散板。
5. （５）ピースをガス分散板上で旋回流を発生させる方向
   に配列した請求項（１）及び（２）記載のガス分散板。
6. （６）重合装置側壁とガス分散板で形成される流動層の
   コーナー部分にガスを吹き付けるような方向にピースを
   取り付け、該部分での流動を良好なものとする請求項（
   １）及び（２）記載のガス分散板。
7. （７）ガス分散板の板厚を厚くして、ガス分散板を分割
   することなく一体物とし、分割支持に必要となる、流動
   不良の生じやすいリブ、サポートをなくした、請求項（
   １）及び（２）記載のガス分散板。