JPH05202116A - ポリエチレン固形分の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリエチレン固形分と希釈剤とを含有するス
ラリーからポリエチレン固形分を回収する際、乾燥器と
して流動層乾燥器、乾燥用ガスとして希釈剤を主成分と
するガスを用い、特定の条件下で運転を行なう。 【効果】 流動層乾燥器を用いるポリエチレン固形分の
回収において、揮発成分を含有するポリエチレン固形分
の揮発分を効率よく乾燥し、操作上のトラブルもなく運
転することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】揮発成分を含有するポリエチレン
固形分の揮発分を効率よく乾燥し、ポリエチレン固形分
と希釈剤とを含有するスラリーから固形分を操作性良く
回収する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】スラリー重合法において、エチレンとα−
オレフィンとを共重合して直鎖状中密度ないし低密度ポ
リエチレン（密度０．９４５ｇ／ｃｍ³ 以下）を製造す
る場合、希釈剤可溶性のポリマーが多量に生成し、しか
もそのポリマーは粘着性があるため、通常の分離手段で
は該ポリマーを分離することが困難である。例えば、ス
チームチューブドライヤーにて希釈剤を蒸発させポリマ
−を分離・回収しようとすると、チューブの外壁にポリ
マ−が付着し、総括伝熱係数が低下し、乾燥が不十分と
なる。又、気流乾燥器を用いてスラリー中のポリオレフ
ィン固形分を乾燥する方法を直鎖状低密度ポリエチレン
に応用すると、気流乾燥器内にポリマ−が付着し、乾燥
器を閉塞させる。これを防止するために、例えば特開平
１−１７８５０３には重合触媒失活剤を気流乾燥器内に
フィードすることが記載されている。しかし重合触媒失
活剤を気流乾燥器内にフィードすると、回収希釈剤を直
接重合器にフィード出来なくなり、経済上好ましくな
い。又、特開昭５９−２５８０５に揮発成分を含有する
プロピレン重合体を、流動層乾燥器中、重合体の融点以
下の温度でプロピレンを主成分とするガスと接触させ、
プロピレン重合体を乾燥する例が記載されている。

【０００３】通常よく利用されている丸孔分散板を装着
した流動層乾燥器を使用して、スラリー中の直鎖状低密
度ポリエチレン固形分を乾燥しようとする時、流動層乾
燥器より上流側で発生した大きな塊りが流動層乾燥器に
入ると、この塊りは流動層乾燥器よりなかなか排出せ
ず、コンタミネーションの原因となる。又粘着性のある
ポリマ−が流動層乾燥器に装着している分散板の孔を詰
め、その結果として流動用循環ガス量が低下し、ついに
はベッド部の流動状態が不良になり、乾燥が不十分とな
って、遂には運転の停止に至る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ン固形分と希釈剤とを含有するスラリーからポリエチレ
ン固形分を回収するに当り、操作性良く回収する方法を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、鋭意検討した結果、特定な運転条件下で流動層乾
燥器を運転することにより、前記の問題に対して顕著な
改善効果が発揮されることを見出し、本発明を完成する
に至った。本発明は、ポリエチレン固形分と希釈剤とを
含有するスラリーを流動層乾燥器に導入して、該ポリエ
チレン固形分と希釈剤ガスを分離してポリエチレン固形
分を回収するに当り、（１）流動層乾燥器内の圧力を２
ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下に保持した状態で希釈剤を含有する
ポリエチレン固形分を該固形分の融点以下の温度で希釈
剤を主成分とするガスと接触させ、かつ（２）流動層乾
燥器の分散板の孔より吹き出すガス速度Ｖが１０ないし
５０ｍ／秒であり、かつ（３）流動層乾燥器内の槽内空
塔速度が終末速度の０．２ないし０．８倍であることを
特徴とするポリエチレン固形分の回収方法である。

【０００６】上記本発明方法により、流動層乾燥器内に
供給された塊り又は器内で発生した塊りも連続的に排出
され、かつ分散板前後の差圧も上昇せず、揮発成分を含
有するポリエチレン固形分の揮発分を効率よく乾燥し、
ポリエチレン固形分を操作性良く回収できることを見出
した。本発明を明瞭にするため、以下図面に従って詳細
に説明するが、これは一例にすぎない。

【０００７】まず、重合器Ａにライン１、２、３を通
り、エチレン又はエチレンとαオレフィン等の単量体、
水素等の分子量調節剤、触媒、希釈剤をフィードし、重
合して成るポリエチレン固形分と希釈剤とを含有するス
ラリーは、スラリー循環ライン４を通して、スラリー循
環ポンプＢで循環させながら、スラリーフィードライン
５より流動層乾燥器Ｃにフィードされる。スラリー中の
希釈剤はフィードと同時に大部分はガス化し、ポリエチ
レン固形分から分離されるが、一部の希釈剤はポリエチ
レン固形分中に残り、流動層に到達する。ポリエチレン
固形分より分離した希釈剤を含むガスはガスライン６を
通ってバグフィルターＥに導入され、ここでパウダーを
完全に分離し、分離されたパウダーは飛散パウダー回収
ライン９を通って流動層乾燥器Ｃに回収され、又分離さ
れたガスはガスライン７を通って一部は回収工程へ、ガ
ス回収ライン８を通って送られ、一部は乾燥用ガスとし
て流動層乾燥器Ｃに循環使用される。Ｆは乾燥用ガスを
循環する為のブロワーであり、Ｇは不足の熱を補う為の
ガスヒーターである。流動層乾燥器Ｃ内には下側部に分
散板Ｄが設けてある。ガス循環ライン７よりフィードさ
れたガスは分散板Ｄにあるノズル１２にあいている孔１
３を通して均一に分散され、分散板上において、ポリエ
チレン固形分を流動層乾燥器内で浮遊流動させベット部
Ｈを形成させて、乾燥を行なう。乾燥したポリエチレン
固形分は回収ライン１０を通して、流動層乾燥器より排
出される。

【０００８】本発明における希釈剤は、重合反応に通常
用いられる不活性炭化水素媒体であり、このようなもの
としては例えばプロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ
−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキ
サン及びこれらの混合物などが挙げられるが、これらの
中で、ｎ−ブタン、イソブタン、イソペンタン等の炭素
数４〜５の飽和炭化水素が主成分であることが好まし
い。

【０００９】本発明におけるポリエチレン固形分は、チ
タン等の遷移金属を含む成分を触媒として、上記希釈剤
中で、エチレン単独又はエチレンと他のα−オレフィ
ン、例えばプロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、３
メチルペンテン−１、オクテン−１の混合物を重合させ
て、得られたものであるが、従来の乾燥方法に対して、
本発明が特に効果を発揮するのは、低密度側、特に密度
０．９４５ｇ／ｃｍ³ 以下の直鎖状低密度ポリエチレン
にてである。

【００１０】本発明において、流動層乾燥器内の圧力は
ポリエチレン固形分の乾燥後の到達平衡揮発分濃度と密
接な関係が有り、圧力が低い程、乾燥後の揮発濃度が低
下するので、圧力は２ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下、特に好まし
くは１．０ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下である。又重合器よりス
ラリーが流動層乾燥器にフィードされる時、希釈剤をフ
ラッシュ蒸発させることが必要であるので、重合器内と
流動層乾燥器内との圧力差は１０ｋｇ／ｃｍ² 以上ある
ことが好ましい。

【００１１】ポリエチレン固形分を含有するスラリーを
流動層乾燥器に導入する時、本発明においてポリエチレ
ン固形分濃度は、特に制限は無いが、乾燥効率上好まし
くは３０ｗｔ％以上である。スラリー循環ラインを使用
してスラリーを循環させる時には、ポンプ性能上、スラ
リー中のポリエチレン固形分濃度には上限がある。この
為、リアクター内ポリエチレン固形分濃度より流動層乾
燥器に導入するポリエチレン固形分濃度を高くするスラ
リー濃縮工程を設けることが、乾燥効率上好ましい。ス
ラリー濃縮器として、例えばセトリングレグ、液体サイ
クロン等が挙げられる。

【００１２】本発明にて、流動層乾燥器に供給する乾燥
用循環ガスの入口温度は、乾燥効率上、なるべく高い温
度が良いがポリエチレン固形分粒子の凝集を防止する
為、ポリエチレン固形分の融点以下にする必要がある。
希釈剤を含浸したポリエチレン固形分は、融点以下の温
度でも粒子の凝集が起こる可能性があるので、乾燥用循
環ガスの入口温度はポリエチレン固形分の融点よりも１
０℃以上低く設定することが好ましい。

【００１３】乾燥用循環ガスは、流動層乾燥器内下側部
に設けた分散板で均一に分散され上昇し、流動層内でポ
リオレフィン固形分粒子と共に流動しつつ乾燥を行なっ
ている。本発明における分散板の孔より吹き出すガス速
度Ｖは、１０ないし５０ｍ／秒である。１０ｍ／秒以下
であるとポリオレフィン固形分粒子が分散板の孔より下
部へ落下し易くなり、又微粉粒子が分散板の孔を詰めた
りする。又５０ｍ／秒以上であると、分散板前後の差圧
が大きく、動力の大きい循環ガス用ブロワーが必要とな
り、経済的でない。又、カサ付多孔板を使用した場合
は、低分子量を多く含んだ微粉粒子が分板板表面又は、
突起物に強く叩付けられる為、その付近にスケールが発
生する。

【００１４】本発明の中で用いる終末速度とは、重力場
における静止流体中の粒子の沈降速度が、重力と抵抗力
とが等しくなって、粒子が一定速度で運転するようにな
った時の速度である。本発明においては、流動層乾燥器
内の槽内空塔速度が終末速度の０．２ないし０．８倍で
あり、特に好ましくは０．３ないし０．７倍である。
０．２倍以下であると、均一な流動化層は得られず、
０．８倍以上であると、流動層から飛散するポリエチレ
ン固形分粒子が多くなり、これがバブフィルターの負荷
を増加させ、好ましくない。

【００１５】流動層乾燥器内の、ポリエチレン固形分粒
子よる成るベッド部の層高は、特に制限は無いが、低す
ぎると、フィードしたスラリーが直接分散板に到達し、
分散板を汚染し、分散板表面にスケールが付着したり、
又は分散板の孔の閉塞が起り易くなるので、好ましくは
５０ｃｍ以上は必要である。密度０．９４５ｇ／ｃｍ³
以下の低密度ポリエチレンを製造しようとすると、低密
度ポリエチレンは低分子量ポリマーを多く含む為、流動
層乾燥器の入口、壁、分散板上等でスケールが発生し易
く、これが離脱して、流動層乾燥器内に、ポリマ−の大
きな塊りが蓄積し易くなる。この大きな塊りを流動層乾
燥器内で搬送し、系外に排出する為には、大きな塊りを
動かす為の運動エネルギーが必要である。

【００１６】本発明においては、上記の塊りを流動層乾
燥器より系外に排出する為には、分散板の孔より吹き出
すガスのパウダー排出水平方向のガス速度をＶ（ｍ／
秒）、分散板単位面積当りの孔の総面積をＡ（ｍ² ／ｍ
² ）、ガス密度をＧ（ｋｇ／ｍ ³ ）と表わした時のＶ²
×Ａ×Ｇの値が１０ｋｇ／ｍ・秒² 以上であることが好
ましい。

【００１７】本発明において、流動層乾燥器の分散板
は、ガスが通過する為の多数の孔を有す。孔のガス吹き
出し方向は、孔の閉塞を防止する為、真上に向いたもの
は好ましくなく、例えば、カサ付分散板が好ましい。又
ポリマ−の大きな塊りを系外に排出するには、排出方向
に運動エネルギーが働く様に孔からのガスの流れを偏向
させることが好ましい。例えば、カサ付分散板の場合、
ノズルの孔はノズルの全方向にあけるのではなく、排出
方向のみにおけることが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下に実施例及び参考例によって本発明を更
に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなん
ら限定されるものではない。なお、実施例におけるメル
トインデックス（ＭＦＩ）と密度はＪＩＳ−Ｋ−６７６
０の測定方法によった。

【００１９】

【実施例１】図１に示す重合プロセスで希釈剤としてイ
ソブタンを用いて、ポリマ−のＭＦＩが８ｇ／１０分、
密度が０．９２５ｇ／ｃｍ³ となるようエチレンとヘキ
セン−１との共重合を行なった。又、セトリングレッグ
と呼ばれる下向き抜出管には希釈剤とポリマ−の重量比
が６対４になるようイソブタンを供給しポリマ−を１０
ｇ／時間の処理量で内径０．７ｍの流動層乾燥器に抜出
した。なお重合温度は７０℃、重合圧力は２０ｋｇ／ｃ
ｍ² Ｇであった。分散板のノズルは図２に示したカサ付
タイプであり、ノズル１個当りポリエチレン固形分の排
出方向に対して０度、±４５度の方向に３個の孔を有す
るものを使用した。又、分散板単位面積当りの孔の総面
積Ａは０．０１１５ｍ² ／ｍ² であった。流動層乾燥器
入口の循環ガスの温度は６０℃であり、系内の圧力は
０．５ｋｇ／ｃｍ² Ｇ、空塔速度は０．３４５ｍ／秒、
分散板の孔より吹き出すガス速度Ｖは３０ｍ／秒、Ｖ²
×Ａ×Ｇは１６ｋｇ／ｍ・秒、ベッド部の層高は７０ｃ
ｍになる様に流動層乾燥器の運転条件をコントロールし
た。

【００２０】上記運転条件にて１週間連続運転後に運転
を停止し流動層乾燥器内部を点検したところ、分散板は
スケールの付着もなく非常にきれいであった。又、ポリ
マ−の塊り排出テストの為、運転前にポリエチレンを溶
融して作った直径約１．５ｃｍの塊りを分散板上に置い
たが、この塊りも排出されていた。又運転中は、分散板
前後の差圧はほとんど上昇せず、流動層乾燥器出口のポ
リエチレン固形分中の揮発分濃度は１ｗｔ％以下であっ
た。

【００２１】

【比較例１】実施例１において、分散板のノズルの孔径
を変えて、分散板単位面積当りの孔の総面積Ａを０．０
６９ｍ² ／ｍ² 、孔より吹き出すガス速度Ｖを５ｍ／
秒、Ｖ ² ×Ａ×Ｇを３ｋｇ／ｍ・秒² で流動層乾燥器を
運転した。その結果、運転開始後、分散板前後の差圧が
徐々に上昇し、循環ブロワーの性能上循環ガスの設定値
を保持出来なくなり、３日で運転を停止した。又、流動
層乾燥器内部を点検したところ、ポリオレフィン固形分
粒子が、分散板の孔より分散板の下部へ落下しており、
ノズルの孔が閉塞しているものが多かった。又、運転前
に分散板上に置いた直後約１．５ｃｍのポリエチレンの
塊りも排出されずに残っていた。

【００２２】

【比較例２】実施例１において、分散板のノズルの孔径
を変えて分散板単位面積当りの孔の総面積Ａを０．００
２１ｍ² ／ｍ² 、孔より吹き出すガス速度Ｖを７０ｍ／
秒、Ｖ² ×Ａ×Ｇを８７ｋｇ／ｍ・秒² で流動層乾燥器
を運転した。その結果、運転開始後、分散板前後の差圧
が徐々に上昇し、循環ブロワーの性能上循環ガスの設定
値を保持出来なくなり、６日で運転を停止した。流動層
乾燥機内部を点検したところ、分散板のノズルの孔より
吹き出すガスの流速が速く、ポリオレフィン固形分が分
散板表面及び他のノズル背面に強く打ちつけられた為を
推定されるが、それらの場所付近に固いスケールが付着
していた。又、運転前に分散板上に置いた直径約１．５
ｃｍのポリエチレンの塊りは排出されていた。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、揮発成分を含有するポ
リエチレン固形分の揮発分を効率よく乾燥し、ポリエチ
レン固形分と希釈剤とを含有するスラリーからポリエチ
レン固形分を操作性良く回収することができる。特に、
流動層乾燥内に供給された塊り又は器内で発生した塊り
も連続的に排出され、かつ分散板上のスケーリング、分
散板上の孔の閉塞等による分散板前後の差圧上昇もほと
んど認められず、バグフィルターの負荷も少なく、長期
連続運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を説明するためのフローシートであ
る。

【図２】分散板の部分詳細図である。

【符号の説明】

１ エチレン、プロピレン等のα−オレフィン及び水素
等の分子量調節剤などのフィードライン ２ 触媒フィードライン ３ 希釈剤フィードライン ４ スラリー循環ライン ５ スラリーフィードライン ６ ガスライン ７ ガス循環ライン ８ ガス回収ライン ９ 飛散パウダー回収ライン １０ ポリオレフィン固形分回収ライン １１ プレート １２ ノズル １３ 孔 Ａ 重合器 Ｂ スラリー循環ポンプ Ｃ 流動層乾燥器 Ｄ 分散板 Ｅ バグフィルター Ｆ ブロワー Ｇ ガスヒーター Ｈ ベッド部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレン固形分と希釈剤とを含有す
   るスラリーを流動層乾燥器に導入して、該ポリエチレン
   固形分と希釈剤ガスとを分離してポリエチレン固形分を
   回収するに当り （１）流動層乾燥器内の圧力を２ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下に
   保持した状態で希釈剤を含有するポリエチレン固形分を
   該固形分の融点以下の温度で希釈剤を主成分とするガス
   と接触させ、かつ （２）流動層乾燥器の分散板の孔より吹き出すガス速度
   Ｖが１０ないし５０ｍ／秒であり、かつ （３）流動層乾燥器内の槽内空塔速度が終末速度の０．
   ２ないし０．８倍であることを特徴とするポリエチレン
   固形分の回収方法。