JPH04114008A - オレフィン重合体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はオレフィン重合体の製造において安定した運転
を行なう方法に関し、詳しくは、気相流動床反応器によ
るオレフィン重合体の製造において、反応開始時に起こ
りやすい溶融樹脂の発生を抑制し、反応装置の運転を円
滑に行なうための方法に関するものである。

［従来の技術］ オレフィン重合体の気相流動床による重合プロセスにお
いては、流動床反応器にあらかじめ種ポリマーと呼ばれ
る樹脂の粉末を充填して流動を開始し、原料混合ガス、
触媒および助触媒としてのアルキルアルミニウム化合物
を連続的に供給すると共に、ガス中の不純物（酸素、水
分等）を除去しながら重合反応を行ない、所定の滞留時
間の間に成長した重合体粒子を抜き出す。上記の種ポリ
マーを使用しないと、供給した触媒が分散し難いため粒
状樹脂が生成せず、したがって流動床も形成されないの
で、流動床系の重合反応器においては、運転開始時に必
ず種ポリマーが使用されてきた。

気相流動床によるオレフィン重合体の生産において最も
重要な点は、投入された触媒が反応器内でできる限り均
一に分散され、かつ流動化ガスが反応器内に均一に分散
されて、これらにより反応熱が十分に除去されることで
ある。すなわち、反部器内において触媒濃度が局部的に
著しく高くなったり、ガスが十分に分散せずに、冷却効
果か不完全となった場合には、溶融樹脂が生成し、これ
が塊状となって流動化を妨げ、温度分布が一層不均一に
なってさらに溶融樹脂が生成し、この悪循環が繰り返さ
れて、ついには樹脂を容器内から抜き出すことが不可能
となり、生産を停止せざるを得なくなる。

以上の問題点の内、後者の流動化ガスの均一な分散につ
いては、樹脂の粒径および粒径分布、かさ密度などと流
動化ガス速度との関係を検討し、かつ容器の構造を配慮
することなどによって比較的容易に解決することができ
る。しかし、前者の触媒の分散に関しては、触媒および
樹脂の粉末の運動により発生する静電気のため、容器壁
へ触媒の微粉末が付着して触媒濃度が増大する結果、均
一な分散状態を実現することがきわめて困難であった。

多くの場合、反応開始後約半日間にこの現象が著しく、
壁面のみ温度が上昇して、そこで樹脂の溶融が発生する
。

樹脂の粉末が運動することにより静電気を帯ひる事実は
日常よく経験されるところであり、たとえば樹脂粉をパ
イプで輸送する際に、その粉末かバイブの内面に薄く付
着することなとが知られている。流動床によるオレフィ
ン重合体の製造においてもこれらの事実は従来から経験
されており、その対策として、米国特許４．８５５．３
７０号においては反応器内に水分を含有したガスを供給
し、特開昭５６−４６０８号公報においては液状炭化水
素を共存させる方法を開示しており、さらに米国特許４
、５３２．３１１号ではクロム含有化合物の添加を、ま
た、特開平１−２３０６０７号公報ではアルコール、ケ
トンなどをそれぞれ反応器内に添加する方法を開示して
いる。しかし、これらはいずれも重合反応中に特定物質
を反応器内に供給する方法であるため、実施に当たり特
別の装置を設置する必要があり、かつ運転操作も複雑に
ならざるを得ない。したがって、より簡便な方法によっ
て有効に上記の欠点を排除する手段が強く求められてい
た。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、気相流動床による重合反応において上記の欠
点を排除し、反応系に特に新たな設備を設けることなく
、きわめて容易な手段で静電気の発生に基づく溶融樹脂
の生成を防止してオレフィン重合体粒子を製造する方法
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の目的に沿って鋭意検討した結果、
あらかじめ反応器に大気と接触させた粒子を充填して流
動床反応を開始することにより、溶融樹脂の生成を防ぐ
ことができることを見出して本発明に到達した。

すなわち本発明は、気相流動床によるα−オレフィンの
重合反応において、大気と接触させた粒子であって、か
つ流動床を形成し得るものを、あらかじめ反応器内に充
填して反応を開始することを特徴とするオレフィン重合
体の製造方法を提供するものである。

以下に本発明の内容を詳述する。

本発明で使用する気ｍＡ動床とは、実質的に気固系で運
転される流動床系をすべて包含し、攪拌機を有する場合
または有しない場合のいずれであってもよい。

本発明で用いるα−オレフィンとしては、通常炭素数２
〜８のもの、たとえば、エチレン、フロピレン、１−ブ
テン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−
オクテンなどのα−オレフィンが挙げられる。これらは
単独で、または２種以上の混合物として用いられる。ま
た、本発明に支障のない範囲で上記オレフィン以外の気
体を混合することもできる。

上記気相流動床によるα−オレフィンの重合に使用する
重合触媒としては、少なくともマグネシウムと、チタン
および／またはバナジウムとを含有する固体触媒成分な
らびに有機アルミニウム化合物を組み合わせてなるチー
グラー触媒、またはクロム化合物を含有するフィリップ
ス触媒など公知のものが挙げられる。たとえばチーグラ
ー触媒における固体触媒成分としては、塩化マグネシウ
ムー四塩化チタン系の固体触媒成分が、また有機アルミ
ニウム化合物としてはトリエチルアルミニウムなどが例
示される。該固体触媒成分はジエチルアルミニウムクロ
リドなどにより活性化したものでもよい。

一般に上記の触媒に対して、水、酸素などは還元作用を
抑制する有害な不純物であり、アルキルアルミニウムな
どの助触媒でこれらを除去した後に反応を開始する必要
があるとされてきた。しかしながら本発明者らによれば
、大気と接触させた粒子をあらかじめ反応器内に充填し
た後に反応を開始することにより、重合反応を大きく低
下させることなく、反応開始後の静電気の発生による塊
状の溶融樹脂の生成を著しく抑制することができる事実
が判明した。この事実は従来実施されている種ポリマー
の使用においては経験されていなかったところである。

上記のあらかじめ反応器内に充填して使用する大気と接
触させた粒子は、流動床を形成し得るものであればいか
なる種類のものでも使用することができるが、流動化の
条件および製品の品質への影響などを考慮すれば、粒状
樹脂とくに製品オレフィン重合体と同一または類似の成
分からなる粒状樹脂に大気を接触させたものが好ましい
。したがって、気相法、液相法あるいはスラリー法など
の製法を問わず、例えば前記例示のチーグラー系触媒ま
たはフィリップス系触媒により製造されたオレフィン重
合体からなる粒子を大気に接触させたものが好ましい。

これらオレフィン重合体粒子を使用する場合には、粒子
中に含まれる触媒残渣の多いものが好ましい。触媒残渣
の多い場合には、少ない場合に比べて溶融樹脂の生成防
止効果が太き（、かつ反応停止作用が小さい。なおこの
目的で使用するオレフィン重合体粒子の性状としては、
平均粒径５００〜２．０００μｍでこれ以下の粒径の微
粉が少なく、かつかさ密度０．２５〜０．５ｇ／ｃｍ”
のものが好ましい。

上記の粒子を大気と接触させることにより本発明の効果
が得られる理由は明かでないが、大気中の主要成分であ
る窒素、酸素のほか、アルゴン、炭酸ガス、水蒸気等、
さらには窒素酸化物、塩化物、炭化水素等の微量成分が
総合的に作用することによるものと考えられる。

上記粒子を大気と接触させる方法はとくに制限されるも
のではなく、たとえば単に大気中に放置するなどでよい
。室温では約５時間以上大気に暴露すれば十分である。

ただし接触の効率を向上させるには均一な接触が必要で
あり、このためには大気の気流と接触させるのが好まし
い。具体的な好ましい方法としては、たとえば粒子の貯
蔵容器に大気を流入させたり、あるいは攪拌機付き混合
機またはスクリューミキサー内で粒子を強制攪拌しなが
ら大気を流通させる方法などが挙げられる。

またこれらの方法を併用してもよい。

大気と接触させた粒子を反応器へ充填する方法としては
気体輸送が一般に用いられ、またその充填量は重合反応
に必要な流動床高さを保つに十分な量とする。したがっ
てこの充填量は、反応器の容積、流動床高さなどにより
適宜に選択される。

もちろん本発明の効果が発揮される範囲において、従来
公知の種ポリマーと混合して充填することもできる。こ
のような場合には、本発明の大気と接触させた粒子の充
填量は、当然ながら重合反応に必要な流動床高さを保つ
重合体よりは少なくなる。

［発明の効果］ 本発明に従い、大気と接触させた粒子を反応開始時に用
いて気相流動床によるオレフィン重合体の製造を行なっ
たところ、反応器内の温度は局部的に高温を示すことな
く、運転停止後の反応器内には溶融樹脂の生成が認めら
れず、かつ大気と接触させた粒子を用いない場合に比べ
て著しく円滑な運転が可能となった。

［実施例および比較例コ 以下に、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的
に説明するが、本発明はこれらによって限定されるもの
ではない。

実施例１ 気相流動床反応により、直鎖低密度エチレン・１−ブテ
ン共重合体を製造するに際し、まず反応系内にエチレン
４０モル％、水素８モル％、１−プテン１７モル％およ
び窒素３５モル％からなる原料ガスを循環させ、加熱し
ながら反応系内の水分量が１　ｐｐｍ以下になるまで乾
燥した。次に、種ボッマーとしてあらかじめ製造してあ
ったエチレン・１−ブテン共重合体の粒状樹脂（平均粒
径１．０００μｍ）を貯蔵する貯蔵サイロ（窒素シール
）の下部から大気を空塔速度０．７５　ｃｍ／ｓｅｃで
送入し、２４時間継続した。

このようにして大気に接触させた種ポリマーを窒素気流
により反応器に充填し、上記ガスにより流動化させて反
応を開始した。触媒はシリカ−塩化マグネシウム−四塩
化チタン系の固体触媒成分をジエチルアルミニウムクロ
リドにより活性化したものである。助触媒としてトリエ
チルアルミニウムを用いた。

触媒の供給を開始した後、重合反応は順調に開始し、密
度０．９１９　　ｇ／ｃｍ”、メルトフローレート０．
８　ｇ／１０ｍ１ｎのエチレン・１−ブテン共重合体が
得られた。反応器内の温度に場所による偏りは見られず
、また、２５日間運転を継続した後停止して反応器内部
の点検を行なったところ、溶融樹脂によるシートの生成
は観察されなかった。

比較例１ 実施例１で使用した流動床反応器を用い、同例と同様に
して直鎖低密度エチレン・１−ブテン共重合体を製造す
るに当り、種ポリマーをあらかじめ大気に接触させない
で使用した。すなわち反応系内を実施例１と同じ原料ガ
スを用いて乾燥した後、実施例１と同じエチレン・１−
ブテン共重合体からなる種ポリマー粒状樹脂を大気に接
触させないで貯蔵サイロから窒素輸送により反応器内に
充填し、原料ガスにより流動化させて反応を開始した。

触媒および助触媒は実施例１て使用したものと同様であ
る。

触媒の供給を開始して５時間経過した頃から、ガス分散
板上３０ｃｍの高さの反応器壁温度計が流動床平均温度
より１〜２°Ｃ高い値を示し始めた。さらに触媒供給開
始後７時間目頃からは同上温度が１０°Ｃ高い温度とな
り、かつガス分散板上７０ｃｍの高さの反応器壁温度も
２〜３°Ｃ高い温度を示すに至りた。その後、重合生成
物中にシート状の溶融ポリエチレンが現われ始め、１５
時間後には重合物抜き出し口が閉塞したため反応を停止
した。

実施例２ 実施例１で使用した流動床反応器を用い、同例と同様に
して直鎖低密度エチレン・１−ブテン共重合体を製造す
るに当り、種ポリマーをあらかじめ大気中に暴露して使
用した。すなわち、実施例１と同じエチレン・１−ブテ
ン共重合体からなる種ポリマー粒状樹脂を紙袋に入れ、
開口したまま大気中に２４時間放置した。大気の平均温
度は２０°Ｃ１相対湿度は約５６％であった。

反応系内を実施例１と同じ原料ガスを用いて乾燥した。

一方、上記の大気暴露した種ポリマーを貯蔵サイロに投
入し、そこから種ポリマーを窒素気流により反応器内に
送入し、原料ガスにより流動化させて反応を開始した。

触媒および助触媒は実施例１で使用したものと同様であ
る。

触媒の供給開始後、重合反応は順調に開始して、密度０
．９２０　ｇ／印３、メルトフローレート２．０ｇ／１
０ｍ１ｎのエチレン・１−ブテン共重合体が得られた。

反応器内の温度に偏りはなく、また３０日間運転を継続
した後停止して反応器内部の点検を行なったが、溶融樹
脂によるシートの生成は見られなかった。

実施例３ 実施例１で使用した流動床反応器を用い、同例と同様に
して直鎖低密度エチレン・１−ブテン共重合体を製造す
るに当り、種ポリマーを実施例２と同様にあらかじめ大
気中に暴露して使用した。すなわち、実施例１と同じエ
チレン・１−ブテン共重合体からなる種ポリマー粒状樹
脂をシート上に広げて大気中に２０時間放置した。大気
の平均温度は２６°Ｃ２相対湿度は約７０％であった。

反応系内を実施例１と同じ原料ガスを用いて乾燥した後
、実施例２と同様に、上記の大気暴露した種ポリマーを
貯蔵サイロから窒素気流により反応器内に送入し、原料
ガスにより流動化させて反応を開始した。触媒および助
触媒は実施例１で使用したものと同様である。

触媒の供給開始後、重合反応は順調に開始して、密度０
．９１８　ｇ／ｃｍ”、メルトフローレート２．１ｇ７
１０ｍ１ｎのエチレン・１−ブテン共重合体が得られた
。

反応器内の温度に偏りはなく、また２５日間運転を継続
した後停止して反応器内部の点検を行なったが、溶融樹
脂によるシートの生成は見られなかった。

特許出願人　日本石油化学株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気相流動床によるα−オレフィンの重合反応にお
   いて、大気と接触した粒子であって、かつ流動床を形成
   し得るものを、あらかじめ反応器内に充填して反応を開
   始することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
2. （２）前記大気と接触した粒子であって、かつ流動床を
   形成し得るものが、大気と接触させたオレフィン重合体
   粒子である請求項１記載のオレフィン重合体の製造方法
   。