JPH0542442B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は単量体を重合して重合体を製造するに
際し重合熱の除去法に関する。詳しくは重合熱を
還流冷却器を用いて除去して重合温度を制御する
制御法に関する。

従来の技術 重合反応を行うに際し発生する重合熱を反応機
の壁を介してあるいは反応機内に熱交換器を設け
て除去することは公知であり、大型の反応機では
上記方法では伝熱面積が大きくとれないことから
液状媒体の潜熱を利用する還流冷却器を用いる方
法も公知である。また、還流冷却器は冷却能力が
大きく特定の制御値を採用することで応答性良く
重合熱を除去することができることが提案されて
いる（特公昭58−45961号） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上述の方法を用いても大型の反応
機では還流冷却器で除去しなければならない熱量
が大きいため、冷却剤流の流量を微妙に変動させ
るのは技術的に困難であり、たとえ流量の異なる
いくつかの冷却剤流のラインを設け小さい除熱量
の変動には流量の少ない冷却剤流の流量を制御す
るという工夫を行つても重合温度を一定に制御す
るのは極めて困難であつた。

問題点を解決するための手段 本発明者らは上記問題を解決する方法について
鋭意検討した結果、特定の部位を制御することに
よつて極めて制御性良く重合熱を除去して一定温
度で重合反応を行うことが可能であることを見い
出し本発明を完成した。

即ち本発明は、揮発性液状媒体の存在下揮発性
媒体を蒸発させ還流冷却器で蒸気を凝縮し、凝縮
液及び非凝縮ガスを反応器に戻し、しかも調節可
能な冷却剤流で還流冷却器を冷却することによつ
て重合熱を除去して重合温度を制御する方法にお
いて、非凝縮ガスの少なくとも１部を還流冷却器
への蒸気の供給路へ導入可能とし冷却剤流量及び
非凝縮ガスの蒸気の供給路への導入量によつて制
御することを特徴とする重合温度の制御方法に関
する。

本発明の制御法は還流冷却器付きの反応器を用
いて重合行う方法であればすべての単量体の重合
に適用でき、特に単量体そのものが揮発性液状媒
体である塊状重合法で重合反応を行う場合に適用
すると還流冷却器で除去すべき重合熱の量が大き
く、本発明の制御法が効果的である。

重合に用いる単量体としてはプロピレン、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、ブテン−１、ヘキセン
−１、スチレン、ｐ−メチルスチレンなどの２重
結合が付加反応で重合する比較的重合熱の大きい
ものがあげられ、さらに上記単量体相互の共重合
或はエチレンとの共重合反応を行う際に適用でき
る。

又、重合反応は回分的であつても連続的であつ
ても適用できるが特に前もつて重合熱の発生パタ
ーンの変化の予想が困難である連続的重合反応に
適用すると効果的である。

本発明の態様を図面を用いて説明する 重合槽１で揮発性液状媒体の存在下に単量体が
重合される。重合熱は揮発性液状媒体の蒸気をラ
イン４を経て還流冷却器２に導入し、還流冷却器
には流量調節弁１４を経てライン７より冷却剤が
導入されライン８より排出することによつて凝縮
される。凝縮された液体はライン６より重合槽に
もどり凝縮しなかつた非凝縮ガスはプロワー３で
昇圧され、１部は流量調節弁１０を経てライン９
より重合槽にもどり１部は流量調節弁１１を経て
ライン５よりライン４に導入される。流量調節弁
１１，１０，１４はそれぞれ制御器１３により重
合槽の温度を検知する温度計１２に従つて制御さ
れる。

温度計１２によつて検知された温度による調節
弁１０，１１，１４の制御方法については公知の
種々の方法が適用でき調節弁駆動のためのサーボ
機構、サーボ機構への信号を温度に比例した信号
から作るための変換方法、或は演算処理方法につ
いては特に制限はないが通常は、重合槽の温度の
変化率に対して特定の制限値を設け、制限値以下
では調節弁１０，１１の変化で対応し、制限値以
上では調節弁１０，１１と連動させて調節弁１４
を操作することで行われる。

作 用 本発明の方法で重合熱を除去することによつて
制御性良く重合温度を制御できる理由は、還流冷
却器で凝縮しない非凝縮ガスを還流冷却器への蒸
気の供給路へ導入することにより還流冷却器へ導
入される蒸気量、言い換えれば凝縮される蒸気の
量を微妙に制御できる（即ち除熱量を微妙に制御
できる）ことから重合温度が一定に制御できるか
らであると推定される。

実施例 以下に実施例を挙げ本発明をさらに説明する。

実施例 内容積40m³の重合槽を用い液状プロピレンを液
状媒体として用いる塊状重合法で、三塩化チタン
とジエチルアルミニウムクロライドからなる触媒
を用いて連続的に重合した。

重合槽は冷却可能なジヤケツトで覆われており
（最大除熱量600Mcal／Ｈ）ほぼ一定温度の冷却
水を一定量導入することで重合熱の１部を除去
し、第１図に示すような還流冷却器（最大除熱量
2000Mcal／Ｈ）を重合槽温度で制御する構造と
なつている。

重合反応は、約30m³の容積にスラリーがなるよ
うに制御されながら毎時2.4T／Ｈでポリプロピ
レンが製造されるように触媒を三塩化チタンとし
て1.2Kg／Ｈで装入しながら連続重合を実施した。
この時気相の水素濃度が７％となるように装入さ
れ得られるポリプロピレンの分子量が制御されて
いる。

上記条件で重合温度が70℃となるように設定し
て10時間の重合を行つた。又比較のために調節弁
１１を閉とし調節弁１０を開とした運転も行つ
た。第２図に10時間の運転の際の温度の変化を示
す。比較実験では温度の変化が大きく、このため
温度が低く圧力が低い時には重合槽からのスラリ
ーの排出が困難となり、又温度が高く圧力が高い
時にはスラリーの排出量が多くなり、スラリーの
容積を一定に保つのが困難な上に得られるがポリ
プロピレンの立体規則性がやや低くなつた。

実施例においては、検出された温度による調節
弁１０，１１，１４の制御は以下のようにして行
われた。

検出端１２により検出された重合槽温度が制御
器１３において設定温度70℃と比較され設定温度
より高い重合槽温度の変化率が制限値以下の時は
調節弁１１の弁開度をさらに小さくし、上記特定
の制限値以上では調節弁１４の弁開度を大きく
し、調節弁１１の弁開度を調節した。

同様に設定温度より低い場合は上記の逆の操作
を調節弁で行うようにする。

又重合槽温度の変化率が制御器１３において演
算処理されるに当り調節弁１０を温度変化率の関
数によりフイードバツク制御することで制御系の
安定性を増した。

発明の効果 本発明の方法を実施することにより一定の温度
で制御性良く、重合反応を行うことが可能となり
ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなど重合温度に
よつて品質が大きく変化するポリマーでも一定品
質のものを製造することが可能となり、又、塊状
重合法では温度の変化が即圧力の変化となるため
スラリー等の移液に問題が生ずるがそのような問
題も解決でき工業的に極めて価値がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の
一例を示す図面であり、第２図は重合槽の温度の
変化を示す図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 揮発性液状媒体の存在下揮発性媒体を蒸発さ
   せ還流冷却器で蒸気を凝縮し、凝縮液及び非凝縮
   ガスを反応器に戻し、しかも調節可能な冷却剤流
   で還流冷却器を冷却することによつて重合熱を除
   去して重合温度を制御する方法において、非凝縮
   ガスの少くとも１部を還流冷却器への蒸気の供給
   路へ導入可能とし、冷却剤流量及び非凝縮ガスの
   蒸気の供給路への導入量によつて制御することを
   特徴とする重合温度の制御方法。 ２ 揮発性液状媒体が単量体である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。