JPH06199942A - 気相重合反応系の乾燥方法 - Google Patents

気相重合反応系の乾燥方法

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JPH06199942A
JPH06199942A JP4360309A JP36030992A JPH06199942A JP H06199942 A JPH06199942 A JP H06199942A JP 4360309 A JP4360309 A JP 4360309A JP 36030992 A JP36030992 A JP 36030992A JP H06199942 A JPH06199942 A JP H06199942A
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    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チタンおよび/またはバナジウムを含有する
固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とからなる触媒
を用い、気相状態でポリオレフィンを製造する場合に、
重合初期におけるシート状ポリマーの生成その他の異常
を起こすことのない運転方法を提供する。 【構成】 反応器内に種ポリマーを充填する前に、次式
(1)により求められる量の有機アルミニウム化合物を
反応器内に供給して乾燥を行う。 A=k・V2/3 (1) (ここで、Aは有機アルミニウム化合物の供給量(mo
l)、kは0.15〜4の範囲の係数(mol/m2)、およびV
はガス循環配管を含む全系の体積(m3)を表す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気相法によりオレフィ
ンを重合する際の運転法に関する。更に詳しくは、気相
流動床を用いてα−オレフィンを重合または共重合する
際に、重合の初期におけるシート状ポリマーの発生を減
少し、不安定な重合反応を防止するための運転開始方法
に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】気相流動床を用いてα
−オレフィンの重合を行う場合には、重合の初期におい
て、シート状のポリマーが生成し、ポリマー抜き出し口
やその下流の配管等を閉塞し、実質上重合反応を継続す
ることが不可能になる場合がある。シート状ポリマーの
生成は、実質的に重合反応が起こっていない状態で反応
器内へ固体触媒成分を供給し重合を開始してから、一定
量のポリマーを生成するまでに観察される。その後、定
常反応に移行した後には、シート状ポリマーは生成しな
い。従って、シート状ポリマーの生成原因は、重合開始
後、定常状態に至るまでの間に、系内の何らかの条件が
定常時と大きく異なることによると考えられる。
【0003】重合の初期には、シート状ポリマーが生成
するばかりでなく、重合自体がきわめて不安定である。
特に、安定した状態にある定常時に比べて、生成するポ
リマーの嵩密度が減少する。気相流動床を用いる重合反
応において、生産性に影響を与える因子の1つはポリマ
ーの嵩密度である。生産性は、所定の反応部体積におい
て、単位時間にどれだけの重量のポリマーを生成し得る
かによって決まるため、嵩密度が増大すれば生産性は向
上する。従って、重合の初期から定常時と同じ嵩密度を
維持することが好ましい。また、製品ポリマーは間欠的
に抜き出されるが、1回に抜き出されるポリマーの量は
所定の体積と定められている。ポリマーの嵩密度が減少
すると、抜き出される際のガス中のポリマー粒子の量が
低下するため、所定体積量のポリマーと共に排出される
同伴ガスの量が増加する。同伴ガスは未反応ガスであ
り、窒素、エチレン等を含むが、窒素とエチレンとを分
離してエチレンを回収することは経済的に不利である。
従って、嵩密度を重合初期から安定時の値に維持するこ
とができれば、上記抜き出し時における未反応ガスの同
伴量を低減することができ、経済性は向上する。以上の
ように、重合初期において生成するポリマーの嵩密度の
低下を防止することにより、生産性を向上させ、経済性
を高めることができる。
【0004】また、重合の初期においては、所定のガス
量比で水素を供給しているにもかかわらず、得られるポ
リマーのMFR(メルトフローレート)が定常時のポリ
マーのMFRと異なる場合がある。すなわち、水素の分
子量調節機能が異常を示す現象見られる。このような現
象が起こると、所定の物性を有するポリマーを得ること
が実質的に困難であり、ガス組成を変更して、得られた
ポリマーのMFRを測定し、ガス組成にフィードバック
するという試行錯誤を繰り返すことが必要となる。しか
し気相流動床反応器の場合には、ポリマー粒子の滞留時
間が一般に数時間に及ぶため、反応器内のポリマー全体
が新しい性状のものに置換されるまで長時間を要する。
従って、重合初期におけるMFRが正常に保たれれば、
オフスペックあるいは二級品のポリマーを生産すること
なく、定常時の生産を開始することができて生産性は向
上する。
【0005】本発明は、上記のような気相流動床反応器
を用いるオレフィン重合の初期におけるシート状ポリマ
ーの生成、ポリマーの嵩密度の低下およびMFRの低下
等の問題を解決して、生産性の高い運転方法を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【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、重合のはじめに、反応器
内に種ポリマーを充填する前に、定常反応において固定
触媒成分と組み合わせて使用される有機アルミニウム化
合物のみを、反応器内に供給して反応系内の乾燥を行う
ことにより、シート状ポリマーの生成を抑制し、かつそ
の他重合特性の定常状態からの逸脱を抑制し得ることを
見出して本発明に到達した。すなわち本発明は、少なく
ともチタンおよび/またはバナジウムならびにマグネシ
ウムを含有する固体触媒成分と有機アルミニウム化合物
とからなる触媒を反応器へ供給し、オレフィンを気相状
態で定常的に重合または共重合させる方法において、反
応器内に種ポリマーを充填する前に、次式(1)により
求められる量の有機アルミニウム化合物を反応器内に供
給して乾燥を行うことを特徴とする気相重合反応系の乾
燥方法を提供するものである。 A=k・V2/3 (1) (ここで、Aは有機アルミニウム化合物の供給量(mo
l)、kは0.15〜4の範囲の係数(mol/m2)、およびV
はガス循環配管を含む全系の体積(m3)を表す。)
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、オレフィンを気相状態で重合または共重
合するために使用する反応器は、実質的に気−固系で運
転される流動床系または撹拌床系をすべて包含し、撹拌
機を有するものまたは有しないもののいずれでもよい。
【0008】本発明で用いるオレフィンとしては、通常
炭素数2〜8、好ましくは2〜6のオレフィン、例え
ば、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−
1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1等のα−オ
レフィンが挙げられる。これらは単独(ホモ)重合また
は2種以上の適宜の混合割合による共重合を行うことが
できる。共重合の組み合わせとしては、例えばエチレン
/プロピレン、エチレン/ブテン−1、エチレン/ヘキ
セン−1、エチレン/4−メチルペンテン−1等のエチ
レンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合、プ
ロピレンとブテン−1との共重合、およびエチレンと他
の2種以上のα−オレフィンとの共重合等が挙げられ
る。また、ポリオレフィンの改質を目的としてジエンと
の共重合も可能である。このようなジエンとしては、
ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデンノルボ
ルネン、ジシクロペンタジエン等が例示される。反応系
へのオレフィンの供給は、好ましくは適宜の不活性キャ
リアーガス、例えば窒素と共に供給することができる。
【0009】上記オレフィンの重合に使用する触媒とし
ては、少なくともチタンおよび/またはバナジウムなら
びにマグネシウムを含有する固体触媒成分と有機アルミ
ニウム化合物とからなるものを用いる。少なくともチタ
ンおよび/またはバナジウムならびにマグネシウムを含
有する固体触媒成分としては、オレフィン重合用触媒と
して従来公知のチーグラー系触媒に用いられるチタンお
よびマグネシウムを含有する固体触媒成分、バナジウム
およびマグネシウムを含有する固体触媒成分またはチタ
ン、バナジウムおよびマグネシウムを含有する固体触媒
成分等を使用することができる。
【0010】上記固体触媒成分としては、例えば金属マ
グネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、
酸化マグネシウム、塩化マグネシウム等、またケイ素、
アルミニウム、カルシウムから選ばれる元素とマグネシ
ウム原子とを含有する複塩、複酸化物、炭酸塩、塩化物
あるいは水酸化物等、更にこれらの無機固体化合物を含
酸素化合物、含硫黄化合物、芳香族炭化水素、ハロゲン
含有物質で処理しまたは反応させたもの等のマグネシウ
ムを含む無機固体化合物に、チタン化合物および/また
はバナジウム化合物を公知の方法により担持させたもの
が挙げられる。
【0011】上記含酸素化合物としては、例えば水;ポ
リシロキサン;アルコール、フェノール、ケトン、アル
デヒド、カルボン酸、エステル、酸アミドなどの有機含
酸素化合物;金属アルコキシド;金属のオキシ塩化物な
どの無機含酸素化合物を例示することができる。含硫黄
化合物としては、チオール、チオエーテル等の有機硫黄
化合物あるいは二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫酸等の無機
硫黄化合物が挙げられる。また芳香族炭化水素として
は、ベンゼン、トルエン、キシレン、アントラセン、フ
ェナントレン等の各種単環または多環芳香族炭化水素を
例示することができる。ハロゲン含有物質としては、塩
素、塩化水素、金属塩化物、有機ハロゲン化物等が挙げ
られる。
【0012】前記のチタン化合物としては、チタンのハ
ロゲン化物、アルコキシハロゲン化物、アルコキシド、
ハロゲン化酸化物等を挙げることができる。これらのう
ち、4価のチタン化合物と3価のチタン化合物が好適で
あり、4価のチタン化合物としては、具体的には一般式
Ti(OR)n4-n(ここで、Rは炭素数1〜20のアル
キル基、アリール基またはアラルキル基等の炭化水素基
を示し、Xはハロゲン原子を示す。nは0≦n≦4の範
囲の数である。)で示されるものが好ましく、具体的に
は四塩化チタン、四臭化チタン、四ヨウ化チタン、モノ
メトキシトリクロロチタン、ジメトキシジクロロチタ
ン、トリメトキシモノクロロチタン、テトラメトキシチ
タン、 モノエトキシトリクロロチタン、 ジエトキシジ
クロロチタン、トリエトキシモノクロロチタン、テトラ
エトキシチタン、モノイソプロポキシトリクロロチタ
ン、ジイソプロポキシジクロロチタン、トリイソプロポ
キシモノクロロチタン、 テトライソプロポキシチタ
ン、 モノブトキシトリクロロチタン、ジブトキシジク
ロロチタン、トリブトキシモノクロロチタン、テトラブ
トキシチタン、 モノペントキシトリクロロチタン、 モ
ノフェノキシトリクロロチタン、ジフェノキシジクロロ
チタン、トリフェノキシモノクロロチタン、テトラフェ
ノキシチタン等を挙げることができる。3価のチタン化
合物としては、一般式 Ti(OR)m4-m(ここで、Rは
炭素数1〜20のアルキル基、アリール基またはアラル
キル基等の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示
す。mは0<m<4の範囲の数である。)で示される4
価のアルコキシハロゲン化チタンを、水素、アルミニウ
ム、チタンあるいは周期律表第 I から III 族金属の有
機金属化合物により還元して得られる3価のチタン化合
物が挙げられる。
【0013】上記のチタン化合物のうち、4価のチタン
化合物が特に好ましい。これらの触媒の具体的なものと
しては、例えばMgO−RX−TiCl4系(特公昭51−
3514号公報)、 Mg−SiCl4−ROH−TiCl4
(特公昭50−23864号公報)、MgCl2−Al(O
R)3−TiCl4系(特公昭51−152号公報、特公昭
52−15111号公報)、 MgCl2−SiCl4−RO
H−TiCl4系(特開昭49−106581号公報)、M
g(OOCR)2−Al(OR)3−TiCl4系(特公昭52−
11710号公報)、Mg−POCl3−TiCl4系(特公
昭51−153号公報)、MgCl2−AlOCl−TiCl4
系(特公昭54−15316号公報)、MgCl2−Al
(OR)n−X3-n−Si(OR')m−TiCl4系(特開昭56
−95909号公報)等の固体触媒成分(前記式中にお
いて、 RおよびR'は有機残基、Xはハロゲン原子を示
す。)に有機アルミニウム化合物を組み合わせたものが
好ましい例として挙げられる。
【0014】前記バナジウム化合物としては、四塩化バ
ナジウム、四臭化バナジウム、四ヨウ化バナジウム等の
4価のバナジウム化合物、オキシ三塩化バナジウム、オ
ルソアルキルバナデート等の5価のバナジウム化合物、
三塩化バナジウム、バナジウムトリエトキシド等の3価
のバナジウム化合物などが挙げられる。バナジウム化合
物は、単独であるいはチタン化合物と併用して用いられ
る。
【0015】他の触媒系の例としては、固体触媒成分と
していわゆるグリニャール化合物などの有機マグネシウ
ム化合物とチタン化合物および/またはバナジウム化合
物との反応生成物を用い、これに有機アルミニウム化合
物を組み合わせた触媒系を例示することができる。有機
マグネシウム化合物としては、例えば一般式RMgX、
2Mg、RMg(OR)等で示されるマグネシウム化合物
(ここで、Rは炭素数1〜20の有機残基、Xはハロゲ
ン原子を示す。)およびこれらのエーテル錯体、または
これらの有機マグネシウム化合物に、更にに他の有機金
属化合物、例えば有機ナトリウム、有機リチウム、有機
カリウム、有機ホウ素、有機カルシウム、有機亜鉛等を
加えて変性したものを用いることができる。上記触媒系
の具体的な例としては、例えば、RMgX−TiCl4
(特公昭50−39470号公報)、RMgX−フェノ
ール−TiCl4系(特公昭54−12953号公報)、
RMgX−ハロゲン化フェノール−TiCl4系(特公昭5
4−12954号公報)、RMgX−CO2−TiCl4
(特開昭57−73009号公報)等の固体触媒成分に
有機アルミニウム化合物を組み合わせたものを挙げるこ
とができる。
【0016】また他の触媒系の例としては、固体触媒成
分としてSiO2、Al23およびSiO2・Al23等の無
機酸化物と前記のチタンおよび/またはバナジウムなら
びにマグネシウムを含有する固体触媒成分とを接触させ
て得られる固体物質を用い、これに有機アルミニウム化
合物を組み合わせたものを例示することができる。無機
酸化物としては上記SiO2、Al23およびSiO2・Al
23等のほかにCaO、B23、SnO2等を挙げること
ができ、またこれらの酸化物の複酸化物も使用すること
ができる。これら各種の無機酸化物とチタンおよび/ま
たはバナジウムならびにマグネシウムを含有する固体触
媒成分とを接触させる方法としては、公知の方法を採用
することができる。すなわち、不活性炭化水素、アルコ
ール類、フェノール類、エーテル類、ケトン類、エステ
ル類、アミン類、ニトリル類またはこれらの混合物等の
有機溶媒の存在下または不存在下で、温度20〜400
℃、好ましくは50〜300℃において通常5分〜20
時間反応させる方法が用いられるが、共粉砕処理による
方法、あるいはこれらを適宜に組み合わせる方法により
反応させてもよい。上記触媒系の具体的な例としては、
例えばSiO2−ROH−MgCl2−TiCl4(特開昭56
−47407号公報)、SiO2−ROR'−MgO−AlC
l3−TiCl4(特開昭57−187305号公報)、Si
2−MgCl2−Al(OR)3−TiCl4−Si(OR')4
(特開昭58−21405号公報)、 SiO2−TiCl4
−RnAlCl3-n−MgCl2−Al(OR')nCl3-n(特開平
3−35004号公報)、SiO2−TiCl4−RnAlX
3-n−MgCl2−Al(OR')nCl3-n−Si(OR'')mCl
4-m(特開平3−64306号公報)、 SiO2−MgCl
2−Al(OR')nCl3-n−Ti(OR'')4−RnAlCl
3-n(特開平3−153707号公報)、SiO2−MgC
l2−Al(OR')nCl3-n−Ti(OR'')nCl4-n−RnAl
Cl3-n(特開平3−185004号公報)、SiO2−Ti
Cl4−RnAlCl3-n−MgCl2−Al(OR')nCl3-n
R''mSi(OR''')n4-(m+n)(特願平2−41526
5号公報)、SiO2−RnMgX2ーn−Al(OR')nCl3-n
−Ti(OR'')nCl4-n−R'''OH−RnAlX3-n(特願
平3−94983号公報)、 SiO2−MgCl2−Al(O
R')nCl3-n−Ti(OR'')nCl4-n−R'''OH−RnAl
Cl3-n−Al(OR')nCl3-n (特願平3−48643号
公報)(前記式中においてR、R'、R''およびR'''は
炭化水素残基を示す。)等に有機アルミニウム化合物を
組み合わせたものを挙げることができる。
【0017】これらの触媒系において、チタン化合物お
よび/またはバナジウム化合物を有機カルボン酸エステ
ルとの付加物として使用することもでき、また前記のマ
グネシウムを含む無機固体化合物を有機カルボン酸エス
テルと接触処理した後使用することもできる。更に、有
機アルミニウム化合物を有機カルボン酸エステルとの付
加物として使用することもできる。また、あらゆる場合
において、有機カルボン酸エステルの存在下に調製され
た触媒系を使用することができる。ここで使用する有機
カルボン酸エステルとしては、脂肪族、脂環族、芳香族
カルボン酸の各種エステルが挙げられ、好ましくは炭素
数7〜12の芳香族カルボン酸エステルが用いられる。
具体的な例としては安息香酸、アニス酸、トルイル酸の
メチル、エチル等のアルキルエステルを挙げることがで
きる。
【0018】本発明において上記固体触媒成分と共に用
いる有機アルミニウム化合物とは、分子内に少なくとも
一個のアルミニウム−炭素原子の結合を有する有機アル
ミニウム化合物をいう。例えば、(i)一般式RmAl(O
R')npq(ここで、RおよびR'は炭素原子を通常1
〜15個、好ましくは1〜4個を含む炭化水素基、例え
ばアルキル基、アリール基、アルケニル基、シクロアル
キル基等であり、アルキル基の場合にはメチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチ
ル、 tert−ブチル、ヘキシル、オクチル等が挙げられ
る。 RおよびR'は同一であっても異なってもよい。X
はハロゲン原子を示し、m、n、pおよびqはそれぞれ
0<m≦3、0≦n<3、0≦p<3および0≦q<3
の範囲にあり、かつm+n+p+q=3を満足する数で
ある。)で表される有機アルミニウム化合物、(ii)一
般式MAlR4(ここで、MはLi、Na またはKから選
ばれる金属であり、 Rは前記と同じ炭化水素基であ
る。)で表される、 周期律表第 I 族金属とアルミニウ
ムとの錯アルキル化物などを挙げることができる。
【0019】前記(i)に属する有機アルミニウム化合
物としては、例えば 一般式 RmAl(OR')3ーm (ここで、RおよびR'は前記と同じ炭化水素基であ
る。mは好ましくは1.5≦m≦3の範囲の数であ
る。)、 一般式 RmAlX3ーm (ここで、Rは前記と同じ炭化水素基である。Xはハロ
ゲン原子を示し、mは好ましくは0<m<3の範囲の数
である。)、 一般式 RmAlH3ーm (ここで、Rは前記と同じ炭化水素基である。mは好ま
しくは2≦m<3の範囲の数である。)および 一般式 RmAl(OR')nq (ここで、RおよびR'は前記と同じ炭化水素基であ
る。 Xはハロゲン原子を示し、m、nおよびqは好ま
しくはそれぞれm0<m≦3、0≦n<3、0≦q<3
の範囲にあり、かつm+n+q=3を満足する数であ
る。)で表されるものなどを例示することができる。
(i)に属する有機アルミニウム化合物として、具体的に
は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウ
ム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム、トリ−sec−ブチルアルミニウム、 トリ−
tert−ブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウ
ム、トリオクチルアルミニウム等のトリアルキルアルミ
ニウム;トリアルケニルアルミニウム;ジエチルアルミ
ニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシド等
のジアルキルアルミニウムアルコキシド;エチルアルミ
ニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブ
トキシド等のアルキルアルミニウムセスキアルコキシド
のほかに、 R2.5Al(OR)0.5などで表される平均組成
を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニ
ウム;ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミ
ニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド等のジ
アルキルアルミニウムハライド;エチルアルミニウムセ
スキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エ
チルアルミニウムセスキブロミド等のアルキルアルミニ
ウムセスキハライドのような部分的にハロゲン化された
アルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムヒドリ
ド、ジブチルアルミニウムヒドリド等のジアルキルアル
ミニウムヒドリドおよびエチルアルミニウムジヒドリ
ド、プロピルアルミニウムジヒドリド等のアルキルアル
ミニウムジヒドリドなど、部分的に水素化されたアルキ
ルアルミニウム;エチルアルミニウムエトキシクロリ
ド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアル
ミニウムエトキシブロミド等の部分的にアルコキシ化お
よびハロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを例示
することができる。前記(ii)に属する有機アルミニウ
ム化合物としては、LiAl(C25)4、LiAl(C715)
4等が挙げられる。また、(i)に類似する有機アルミニ
ウム化合物として、 酸素原子や窒素原子を介して2個
以上のアルミニウム原子が結合した有機アルミニウム化
合物を用いることもできる。これらの化合物として、例
えば(C25)2AlOAl(C25)2、(C49)2AlOAl
(C49)2、(C25)2AlN(C25)Al(C25)2等を
例示することができる。これらの中でも、トリアルキル
アルミニウムが好ましい。
【0020】定常運転中における有機アルミニウム化合
物の使用量は特に制限されないが、通常、 チタン化合
物1モルに対して0.05〜1000モルを使用するこ
とができる。
【0021】重合反応は、通常のチーグラー型触媒によ
るオレフィンの重合反応と同様にして行われる。すなわ
ち、反応は実質的に気相で行われる。オレフィンの重合
条件として、温度は20〜300℃、好ましくは40〜
200℃であり、圧力は常圧〜70kgf/cm2・G、好まし
くは2〜60kgf/cm2・Gである。分子量の調節は、重合
温度、触媒のモル比等の重合条件を変えることによって
もある程度行うことができるが、重合系中に水素を添加
することにより効果的に行われる。定常運転中は、オレ
フィン、固体触媒成分、有機アルミニウム化合物が定常
的に反応系に導入され、一方、生成したポリマー粒子が
抜き出される。
【0022】オレフィンの気相流動床による重合反応に
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、固体触媒成分および助触媒としての有機アルミニウ
ム化合物を連続的に供給して重合反応を行う。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
め粒状の樹脂が生成せず、従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る。なお、本発明において反
応開始前にあらかじめ反応器に充填する種ポリマーは、
流動床あるいは撹拌床を形成し得る粒子であれば特に限
定されない。しかしながら、通常はポリオレフィン粒
子、特に定常運転において目標とする製品と同じ性状を
有するポリオレフィン粒子が好ましい。本発明で使用す
る種ポリマーとしては、平均粒径が500〜1500μ
mの範囲にあり、 かつ蒿密度が 0.25〜0.5g/cm3
のものが好ましい。平均粒径が500μm未満の微粒子
は少ない方がよい。種ポリマーの充填量は、流動床また
は撹拌床を形成し得る量であればよく、特に限定されな
い。
【0023】重合の初期には、シート状ポリマーの生成
以外にも、前記のようにポリマーの嵩密度の低下および
MFRの低下等が観察される。触媒の供給を開始した
後、重合が定常状態に達するまでに上記の異常現象が発
生する原因の一つとして、固体触媒成分の活性点付近に
おける助触媒としての有機アルミニウム化合物の濃度低
下が考えられる。すなわち、反応系を開放したり清浄作
業を行った際の不純物が系内に残存して、系内のデッド
スペースに蓄積し、これが連続的に放出されて有機アル
ミニウム化合物を消費し、有効な濃度を低下させる。
【0024】反応遂行に十分な有機アルミニウム化合物
が存在しない状態で固体触媒成分を供給した場合を考え
ると、投入された固体触媒成分は反応を起こすことな
く、反応器の内壁の近傍に蓄積する。従って、その後、
系内に有機アルミニウム化合物を供給すると、主として
器壁の近傍で反応が開始してシート状ポリマーが生成す
る。そして同時に、ポリマーの嵩密度の低下およびMF
Rの低下も観察される。次に、有機アルミニウム化合物
が存在するが、固体触媒成分に対して量が不十分である
場合には、重合活性はきわめて不安定になる。すなわ
ち、固体触媒成分に対する有機アルミニウム化合物の量
比の変化により重合活性が大きく変動し、しかも、この
場合に最高の重合活性が認められる。更にこの場合に
は、固体触媒成分を供給した直後から重合反応は開始す
るが、ポリマーの嵩密度が低下して、反応は不安定とな
る上に、MFRの低下が観察され、同時にしばしばシー
ト状ポリマーが生成する。最後に、固体触媒成分に対し
て有機アルミニウム化合物の量が多い場合には、重合活
性は有機アルミニウム化合物を増量するに従いわずかに
減少する傾向を示すが、特に問題はない。また、ポリマ
ーの嵩密度の低下やMFRの低下もきわめて小さい。こ
の場合には、触媒供給を開始した直後から重合反応が確
認される。そして、初期の重合活性は定常時に比べて低
いが、ポリマーの嵩密度の低下やMFRの低下は観察さ
れず、またその後、シート状ポリマーも生成しない。従
って、反応器内に触媒供給を開始する時点で、有機アル
ミニウム化合物が固体触媒成分に対してある程度過剰に
存在すれば、シート状ポリマーの生成は抑制され、かつ
反応開始時に観察されるその他の異常現象も回避するこ
とができる。
【0025】重合反応の開始にあたって、種ポリマー充
填後に供給すべき有機アルミニウム化合物の量は、前記
のように種ポリマー充填前の不純物および種ポリマー中
に含まれている不純物により大きく変化する。従って、
種ポリマー充填後に一定量の有機アルミニウム化合物を
供給した後、常に固体触媒成分に対して有機アルミニウ
ム化合物の量が多くなるようにするためには、種ポリマ
ー充填前の乾燥状態を一定の水準に保つことが必要であ
る。
【0026】本発明者らは、反応器内に種ポリマーを充
填する前に、系内に特定の量の有機アルミニウム化合物
を供給することにより、乾燥状態を一定の水準に保ち、
次いで種ポリマーを充填した後に所定量の有機アルミニ
ウム化合物を供給することにより、重合初期におけるシ
ート状ポリマーの生成、ポリマーの嵩密度の低下および
MFRの低下等の不安定な重合反応を防止し得ることを
見出した。
【0027】有機アルミニウムによる乾燥に先立ち、適
宜に系内を乾燥しておくと、不純物の量を一定値以下に
制御し易くなるために好ましい。その方法としては、例
えば熱、ガスによる乾燥が挙げられ、これは以下のよう
にして行うことができる。乾燥に用いるガスとしては、
反応抑制物質である水、酸素、二酸化炭素、一酸化炭
素、メタノール等を含まない不活性ガス、例えば窒素、
エチレンなどのモノマー、ブテン−1などのコモノマ
ー、水素またはそれらの混合物が挙げられる。ガスを用
いる場合には、乾燥条件は温度10〜140℃、圧力
0.01〜3MPa・Gの範囲であり、乾燥の方法はガスを
連続的に反応器内に流通する方法、またはガスを用いて
昇圧−脱圧を繰り返す方法のいずれでもよい。
【0028】次いで、有機アルミニウム化合物による乾
燥を行う。すなわち、上記の乾燥を終了した後、または
反応循環系を形成した後に、系内に残留する反応抑制物
質を一定の水準まで減少させるため、反応系内にガスを
循環させながらこれに有機アルミニウム化合物を添加す
る。循環するガスの種類、温度、圧力および乾燥の方法
等は上記の場合と同様である。すなわち、乾燥時の温
度、圧力は、温度10〜140℃、圧力0.01〜3M
Pa・Gの範囲とする。有機アルミニウム化合物は、適宜
に溶液として導入し、ガスに同伴させる。同伴に用いる
ガスは、連続的に反応器内に循環流通させる方法、また
はガスを用いて昇圧−脱圧を繰り返す方法のいずれでも
行うことができる。同ガスとしては、不活性ガス、例え
ば窒素、エチレンなどのモノマー、ブテン−1などのコ
モノマー、水素またはそれらの混合物が挙げられる。こ
の乾燥において供給する有機アルミニウム化合物の量
は、次式(1)で表される。 A=k・V2/3 (1) (ここで、Aは有機アルミニウム化合物の供給量(mo
l)、kは0.15〜4の範囲の係数(mol/m2)、およびV
はガス循環配管を含む全系の体積(m3)を表す。)kの
値が0.15未満では、 反応抑制物質などの不純物を除
去する効果が不十分である。好ましいkの値の下限値は
0.3である。 一方、kの値があまり大きいと不経済で
あり、4を超えることは好ましくない。ただし、kの値
が比較的大きい場合に、触媒活性が低下したり低分子量
ポリマーの生成量が増大する傾向が見られることがあ
る。 このような観点から、kの値は1.3を上限とする
ことが好ましい。乾燥後、常法に従い種ポリマーを投入
し、適宜に乾燥した後、固体触媒成分、有機アルミニウ
ム化合物およびオレフィンガスを所定量および所定速度
でそれぞれ供給することにより重合反応は開始し、定常
的に進行する。
【0029】
【実施例】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。
【0030】<固体触媒成分の調製例>撹拌機および還
流冷却器を付けた500mlの三つ口フラスコに600
℃で焼成したSiO2 50gを入れて、 脱水ヘキサン1
60ml、 四塩化チタン2.2mlを加え、ヘキサンの
還流下で3時間反応させた。冷却後、ジエチルアルミニ
ウムクロライドのヘキサン溶液(1mmol/cc)を30m
l加え、 再びヘキサンの還流下で2時間反応させた
後、120℃で減圧乾燥を行いヘキサンを除去した。得
られた反応生成物を成分(I)とする。別に、直径1/
2インチのステンレススチール製ボール25個を入れた
内容積400mlのステンレススチール製ポットに、市
販の無水塩化マグネシウム10gおよびアルミニウムト
リエトキシド4.2gを入れ、 窒素雰囲気下の室温にお
いて、16時間ボールミリングを行い反応生成物を得
た。これを成分(II)とする。上記成分(II)の5.4
gを脱水エタノール160mlに溶解し、 その溶液全
量を成分(I)を収容する三つ口フラスコに加え、 エタ
ノールの還流下で3時間反応させた後、150℃で6時
間減圧乾燥を行い、固体触媒成分を得た。得られた固体
触媒成分1g中のチタンの含有量は15mgであった。
【0031】<実施例1〜6、比較例1〜3>ガス循環
配管を含む全系の体積85m3の流動床反応器を用い
て、 エチレンとブテン−1との共重合反応の運転を開
始した。反応開始までの操作は次の通りである。結果を
表1および表2に示す。 <運転開始方法> (1)反応系内に、表1および2に示す通り、窒素を9
5℃、0.5MPaおよび流量60Nm3/hの条件で1日間
流すか、または窒素35mol%を含む水素/エチレン比
(モル比、以下同様)=0.15およびブテン−1/エ
チレン比=0.4の混合ガスを85℃、2MPa・Gおよび
ベント流量10Nm3/hの条件で1日間流すことにより第
1次の乾燥を行う。 (2)表1および2に示す通り、窒素または上記混合ガ
スをそれぞれ上記の条件で系内に循環しながら、表1お
よび2に記載した所定量のトリエチルアルミニウム(T
EA)を供給することにより本発明の方法である第2次
の乾燥を行う。 (3)冷却し、圧力を下げて窒素雰囲気に保つ。 (4)種ポリマーとして、平均粒径780μmの直鎖低
密度ポリエチレン粒子2tonを反応器内へ充填する。 (5)系内の窒素を0.5MPa・Gに昇圧した後、脱圧
し、これを3回繰り返して酸素を除去する。 (6)反応圧力まで昇圧した後、前記固体触媒成分の調
製例で得たTiとMgを含有する固体触媒成分を供給速度
75g/h、 固体触媒成分に対するTEAの重量比0.0
5〜5の条件で触媒を連続供給して反応を開始する。
系内温度は85℃に保ち、系内気相ガス組成は水素/エ
チレン/ブテン−1比=0.1/1/0.4とし、窒素濃
度は25モル%とする。また、反応全圧は1.96MPa
・Gとする。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明は、気相流動床によるオレフィン
の重合反応において、種ポリマー充填前に、あらかじめ
特定量の有機アルミニウム化合物を供給して系内を乾燥
しておくことにより、重合初期におけるシート状ポリマ
ーの生成を減少させ、ポリマー嵩密度の低下やMFRの
低下等を防止することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともチタンおよび/またはバナジ
    ウムならびにマグネシウムを含有する固体触媒成分と有
    機アルミニウム化合物とからなる触媒を反応器へ供給
    し、オレフィンを気相状態で定常的に重合または共重合
    させる場合において、反応器内に種ポリマーを充填する
    前に、次式(1)により求められる量の有機アルミニウ
    ム化合物を反応器内に供給して乾燥を行うことを特徴と
    する気相重合反応系の乾燥方法。 A=k・V2/3 (1) (ここで、Aは有機アルミニウム化合物の供給量(mo
    l)、kは0.15〜4の範囲の係数(mol/m2)、およびV
    はガス循環配管を含む全系の体積(m3)を表す。)
  2. 【請求項2】 前記有機アルミニウム化合物がアルキル
    アルミニウムである請求項1に記載の気相重合反応系の
    乾燥方法。
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