JPH0826086B2 - 流動層重合反応器における改良 - Google Patents
流動層重合反応器における改良Info
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- JPH0826086B2 JPH0826086B2 JP60184358A JP18435885A JPH0826086B2 JP H0826086 B2 JPH0826086 B2 JP H0826086B2 JP 60184358 A JP60184358 A JP 60184358A JP 18435885 A JP18435885 A JP 18435885A JP H0826086 B2 JPH0826086 B2 JP H0826086B2
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- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
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- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は流動層重合反応器に関する。より詳細には、
本発明は流動層重合反応器及び該反応器に導入する流体
の分配の改良に関する。
本発明は流動層重合反応器及び該反応器に導入する流体
の分配の改良に関する。
背景技術 重合体製造用流動層プロセスの発見により、多種類の
重合体、例えばポリエチレン等のポリオレフインを従来
プロセスと比べて極端に少い投下資金とめざましく低下
したエネルギーの必要量で製造する手段が与えられた。
しかし、流動層反応装置を用いて発熱重合プロセスを行
う際の制限因子は、層から除熱し得る速度である。
重合体、例えばポリエチレン等のポリオレフインを従来
プロセスと比べて極端に少い投下資金とめざましく低下
したエネルギーの必要量で製造する手段が与えられた。
しかし、流動層反応装置を用いて発熱重合プロセスを行
う際の制限因子は、層から除熱し得る速度である。
従来の流動層反応器プロセスにおいて採用される最も
普通で、かつ普遍的と思われる熱除去方法は、循環ガス
流を反応器の外側で圧縮し冷却する方法である。ポリエ
チレン等の重合体を製造する商業規模の流動層反応系で
は、重合熱を除去するために循環しなければならない流
体量は、流動層を支持しかつ流動層で適当な固体混合を
行うのに必要な流体量よりも大きい。しかし、反応器内
の流体速度は、流動化ガス流が反応器を出る際に該ガス
流中に固体が過度に同伴されるのを防ぐ必要により制限
される。次いで、必然的に、熱を除去するために循環さ
せ得る流体の量も同様に制限される。
普通で、かつ普遍的と思われる熱除去方法は、循環ガス
流を反応器の外側で圧縮し冷却する方法である。ポリエ
チレン等の重合体を製造する商業規模の流動層反応系で
は、重合熱を除去するために循環しなければならない流
体量は、流動層を支持しかつ流動層で適当な固体混合を
行うのに必要な流体量よりも大きい。しかし、反応器内
の流体速度は、流動化ガス流が反応器を出る際に該ガス
流中に固体が過度に同伴されるのを防ぐ必要により制限
される。次いで、必然的に、熱を除去するために循環さ
せ得る流体の量も同様に制限される。
熱除去速度を増大させる１つの方法は、反応器に循環
させる単量体ガスを圧縮しかつ冷却してガスの一部が凝
縮される点にすることである。生成した液体部分は循環
単量体ガス流中に飛沫同伴されて反応器に運び戻され
る。このような運転は重合運転の「凝縮方式」と呼ばれ
てきてかつ1982年３月24日に出願された先の米国特許出
願第361,547号及び同時に出願された「改良された流動
層重合法」なる名称のジエー・エム・ジエンキンス（J.
M.Jenkins）等の米国特許出願に開示されている。これ
ら２つの米国特許出願を本明細書中に援用する。そこに
開示されているように、凝縮方式の運転を採用すること
により、循環流の温度を低下させ、これは液体の蒸発熱
と組合わされて、循環ガス流の温度を循環流の露点（露
点はガス流中に液状凝縮物が生成し始める温度である）
よりも高く維持する「非凝縮方式」の運転で得られるよ
りも空時収量を著しく増大することになる。
させる単量体ガスを圧縮しかつ冷却してガスの一部が凝
縮される点にすることである。生成した液体部分は循環
単量体ガス流中に飛沫同伴されて反応器に運び戻され
る。このような運転は重合運転の「凝縮方式」と呼ばれ
てきてかつ1982年３月24日に出願された先の米国特許出
願第361,547号及び同時に出願された「改良された流動
層重合法」なる名称のジエー・エム・ジエンキンス（J.
M.Jenkins）等の米国特許出願に開示されている。これ
ら２つの米国特許出願を本明細書中に援用する。そこに
開示されているように、凝縮方式の運転を採用すること
により、循環流の温度を低下させ、これは液体の蒸発熱
と組合わされて、循環ガス流の温度を循環流の露点（露
点はガス流中に液状凝縮物が生成し始める温度である）
よりも高く維持する「非凝縮方式」の運転で得られるよ
りも空時収量を著しく増大することになる。
スケールモデルの下部反応器ヘツド（bottom reactor
head）からの試験結果及び商業重合反応装置による経
験では、凝縮方式での流動層反応器の運転の場合に開放
ノズル型反応器入口が満足すべき結果を与え、一方、反
応器の非凝縮方式の運転の場合にはスタンドパイプ／コ
ニカルキヤツプ型反応器入口が満足すべき結果を与える
ことを示した。スタンドパイプ／コニカルキヤツプ型入
口は、循環流中の液体レベルが比較的に低い商業反応器
の場合に経験される現象である下部ヘツド（bottom hea
d）に液体が溢流するか或は泡立つことによつて凝縮方
式の運転の場合に満足すべき結果を与えない。逆に、開
放ノズル型入口は下部ヘツド、特に入口開口部の周りで
樹脂固形分が過度に付着するために、商業反応器での非
凝縮方式の運転の場合に満足すべき結果を与えないこと
がわかつた。
head）からの試験結果及び商業重合反応装置による経
験では、凝縮方式での流動層反応器の運転の場合に開放
ノズル型反応器入口が満足すべき結果を与え、一方、反
応器の非凝縮方式の運転の場合にはスタンドパイプ／コ
ニカルキヤツプ型反応器入口が満足すべき結果を与える
ことを示した。スタンドパイプ／コニカルキヤツプ型入
口は、循環流中の液体レベルが比較的に低い商業反応器
の場合に経験される現象である下部ヘツド（bottom hea
d）に液体が溢流するか或は泡立つことによつて凝縮方
式の運転の場合に満足すべき結果を与えない。逆に、開
放ノズル型入口は下部ヘツド、特に入口開口部の周りで
樹脂固形分が過度に付着するために、商業反応器での非
凝縮方式の運転の場合に満足すべき結果を与えないこと
がわかつた。
大きな商業生産反応器の実運転では、非凝縮方式の運
転から凝縮方式の運転にかつ逆に変換することが望まし
い場合が時々ある。過去においてはこれを行うには、上
述した理由のため、反応器の運転を停止して新しい運転
方式の要件に従う入口に取り代えるか又は変えることが
必要であつた。移転のために反応器の運転を停止するこ
とは、交換するのに維持費が伴うためのみならず、停止
時間が大きな生産損失を生ずることから望ましくない。
いくつかの商業反応装置については、生産スケジユール
により、転移がしばしば要求されるかもしれない。よつ
て、凝縮及び非凝縮の両方の反応器運転方式についての
要件を満足する用途の広い反応器入口形状を有すること
が極めて望ましい。
転から凝縮方式の運転にかつ逆に変換することが望まし
い場合が時々ある。過去においてはこれを行うには、上
述した理由のため、反応器の運転を停止して新しい運転
方式の要件に従う入口に取り代えるか又は変えることが
必要であつた。移転のために反応器の運転を停止するこ
とは、交換するのに維持費が伴うためのみならず、停止
時間が大きな生産損失を生ずることから望ましくない。
いくつかの商業反応装置については、生産スケジユール
により、転移がしばしば要求されるかもしれない。よつ
て、凝縮及び非凝縮の両方の反応器運転方式についての
要件を満足する用途の広い反応器入口形状を有すること
が極めて望ましい。
発明が解決しようとする問題点 故に、本発明の目的は、（１）流動層反応器の生産速
度を増大し、（２）該反応器を維持し及び／又は運転す
る費用を低減し、（３）融通性を与えて該反応器に運転
停止による生産損失を招くことなく種々の重合体、例え
ば、エチレンとそれ以上のアルフアオレフインの重合体
（共重合体及びターポリマー）及びプロピレンの重合体
（ホモポリマー及びブロツク又はランダム共重合体）を
従来よりも高い生産速度で生産させることである。本発
明の流れそらせ板（flow deflector）手段は、凝縮運転
方式から非凝縮運転方式に転換する際に反応器を運転停
止する必要性を排除する多目的の反応器入口形状を提供
することによつてこれらの目的を満足させる助けをす
る。
度を増大し、（２）該反応器を維持し及び／又は運転す
る費用を低減し、（３）融通性を与えて該反応器に運転
停止による生産損失を招くことなく種々の重合体、例え
ば、エチレンとそれ以上のアルフアオレフインの重合体
（共重合体及びターポリマー）及びプロピレンの重合体
（ホモポリマー及びブロツク又はランダム共重合体）を
従来よりも高い生産速度で生産させることである。本発
明の流れそらせ板（flow deflector）手段は、凝縮運転
方式から非凝縮運転方式に転換する際に反応器を運転停
止する必要性を排除する多目的の反応器入口形状を提供
することによつてこれらの目的を満足させる助けをす
る。
発明の開示 問題を解決するための手段 本発明によれば、反応器内の分配板手段の下の領域内
に混合室を定める流動層領域の下の分配板手段と反応器
にかつ混合室を通して流体を通す１つ又はそれ以上の入
口手段とを有する流動層重合反応器が提供される。少く
とも１つの流れそらせ板手段が分配板手段の下に置かれ
かつ入口手段の少くとも１つと関連している。流れそら
せ板手段は流体が混合室に入るための少くとも２つの流
体流路を与え、第１の流体流路は混合室の壁に沿い、か
つ第２の上方に向けられた流体流路では、運転中、第２
流路に入つているか又は入つて来る固体粒子があるとす
れば上方に運ばれ；混合室の壁は掃射され（swept）て
該固体粒子の付着を防ぎ；また混合室における液体の集
積も抑制するように適応される。
に混合室を定める流動層領域の下の分配板手段と反応器
にかつ混合室を通して流体を通す１つ又はそれ以上の入
口手段とを有する流動層重合反応器が提供される。少く
とも１つの流れそらせ板手段が分配板手段の下に置かれ
かつ入口手段の少くとも１つと関連している。流れそら
せ板手段は流体が混合室に入るための少くとも２つの流
体流路を与え、第１の流体流路は混合室の壁に沿い、か
つ第２の上方に向けられた流体流路では、運転中、第２
流路に入つているか又は入つて来る固体粒子があるとす
れば上方に運ばれ；混合室の壁は掃射され（swept）て
該固体粒子の付着を防ぎ；また混合室における液体の集
積も抑制するように適応される。
好ましい流れそらせ板は、中央の、上方に向けられた
流体流路を与える開口手段と、流れそらせ板手段の周り
にかつ混合室の壁に沿つて周囲流れを与える手段とを有
する環状流れそらせ板である。かかる流れそらせ板を作
動させることによつて、入口手段を通つて混合室に入る
流体流を分割して開口手段を通る流路と、そらせ板手段
と混合室の壁との間の外側周囲流路とを形成する。
流体流路を与える開口手段と、流れそらせ板手段の周り
にかつ混合室の壁に沿つて周囲流れを与える手段とを有
する環状流れそらせ板である。かかる流れそらせ板を作
動させることによつて、入口手段を通つて混合室に入る
流体流を分割して開口手段を通る流路と、そらせ板手段
と混合室の壁との間の外側周囲流路とを形成する。
発明を実施する最善の態様 連続流動層重合反応器において、分配板は流動層の下
に設置して、層を支持しかつ流動層を横切るガス分配を
与える。分配板は、また、分配板の下の反応器の領域内
に混合室を定める働きをする。混合室の主たる機能はガ
ス流が流動層底部の分配板の出口を通り抜ける時まで、
ガス及び飛沫同伴される凝縮液（あるとすれば）が室の
全横断面にわたつて分配されるのを確実にすることであ
る。典型的には、凝縮運転方式で運転する場合、同伴液
のいく分かの分離が循環流が反応器に入る際に通る流体
導管の表面上で起きる（主に循環導管の壁での慣性衝突
による）。十分に均一な飛沫同伴及び分配を得るには、
混合室内に存在する全ての分離液が再飛沫同伴されかつ
混合されることが重要である。これは、分配板手段の口
を通つて流動層に抜けるガス流が所望の均一性を有する
ように達成すべきである。本発明の流れそらせ板手段は
所望の分配を与える。
に設置して、層を支持しかつ流動層を横切るガス分配を
与える。分配板は、また、分配板の下の反応器の領域内
に混合室を定める働きをする。混合室の主たる機能はガ
ス流が流動層底部の分配板の出口を通り抜ける時まで、
ガス及び飛沫同伴される凝縮液（あるとすれば）が室の
全横断面にわたつて分配されるのを確実にすることであ
る。典型的には、凝縮運転方式で運転する場合、同伴液
のいく分かの分離が循環流が反応器に入る際に通る流体
導管の表面上で起きる（主に循環導管の壁での慣性衝突
による）。十分に均一な飛沫同伴及び分配を得るには、
混合室内に存在する全ての分離液が再飛沫同伴されかつ
混合されることが重要である。これは、分配板手段の口
を通つて流動層に抜けるガス流が所望の均一性を有する
ように達成すべきである。本発明の流れそらせ板手段は
所望の分配を与える。
好適な実施態様を開示する図面中第２及び３図におい
て矢印で図解的に示すように、循環ガス流は分割されて
環状流れそらせ板（環）中の中央開口を通つて流れる中
央に配置し、上方に向く流れと、環状流れそらせ板の周
りを周囲又は横方向に通る外側流とになる。環状外側流
は環状流れそらせ板の周りを周囲方向に通りかつ混合室
の壁を掃射し、壁上に固体物質（樹脂）が付着するのを
防ぐ。通常、少量の固形分が循環流体中に同伴されるこ
とを理解すべきである。矢印で示すように、中央に配置
され、上方に向けられる流れと周囲流とが混ざり又は混
合してガス流中のすべての液体及び／又は固体物質の所
望の一層均一な分布を与える。
て矢印で図解的に示すように、循環ガス流は分割されて
環状流れそらせ板（環）中の中央開口を通つて流れる中
央に配置し、上方に向く流れと、環状流れそらせ板の周
りを周囲又は横方向に通る外側流とになる。環状外側流
は環状流れそらせ板の周りを周囲方向に通りかつ混合室
の壁を掃射し、壁上に固体物質（樹脂）が付着するのを
防ぐ。通常、少量の固形分が循環流体中に同伴されるこ
とを理解すべきである。矢印で示すように、中央に配置
され、上方に向けられる流れと周囲流とが混ざり又は混
合してガス流中のすべての液体及び／又は固体物質の所
望の一層均一な分布を与える。
以下の表１に記載するパラメータは所望の流れ特性を
与えるための運転可能な条件を与える。
与えるための運転可能な条件を与える。
表１ 範 囲 好適値 （１）0.1A2／A10.75 0.3 ここで、A1＝流体流が混合室の壁に沿つて第１流路を経
て進む際に通り抜ける面積（カーテン面積）、及び A2＝上方に向く流れが第２流路を経て進む際に通つて流
れる開口面積、 第２及び３図における好ましい環状流れそらせ板の場
合： ここで、di＝中央オリフイスの直径；及び カーテン面積＝πdoh ここで、doは環状流れそらせ板の外側直径であり、かつ
ｈは環状デイスクの下部外縁から混合室壁までの最小距
離である。
て進む際に通り抜ける面積（カーテン面積）、及び A2＝上方に向く流れが第２流路を経て進む際に通つて流
れる開口面積、 第２及び３図における好ましい環状流れそらせ板の場
合： ここで、di＝中央オリフイスの直径；及び カーテン面積＝πdoh ここで、doは環状流れそらせ板の外側直径であり、かつ
ｈは環状デイスクの下部外縁から混合室壁までの最小距
離である。
カーテン面積を定義する場合、支持材又はスペーサー
32a（第２及び３図を参照）は「カーテン」面積中の開
面積（open area）に対して限られた又は無視し得る大
きさであり、かつ上記の関係の目的のためには無視し得
るものと仮定する。すなわち、第２及び３図に開示する
好ましい方式では、スペーサーはカーテン面積の内の比
較的に小部分を占める。
32a（第２及び３図を参照）は「カーテン」面積中の開
面積（open area）に対して限られた又は無視し得る大
きさであり、かつ上記の関係の目的のためには無視し得
るものと仮定する。すなわち、第２及び３図に開示する
好ましい方式では、スペーサーはカーテン面積の内の比
較的に小部分を占める。
ここで、Ｚは入口パイプの頂部内側縁と流れそらせ板の
外側先端との間の水平距離であり、かつ環状流れそらせ
板について、Ｚは （ここで、doは先に定義した通りであり、deは入口手段
（第２図における入口パイプ又は循環管路22）の直径で
ある）であるので、第２及び３図の環状流れそらせ板の
場合： 好適な範囲 （３）Hv＞0.005psi（0.0035kg/cm2）Hv＞0.2psi（0.01
4kg/cm2） ここで、Hvは流れそらせ板の全流れ面積に基づく速度ヘ
ツドであり、流れそらせ板の全流れ面積は混合室の壁に
沿う第１流路の面積（カーテン面積）＋上方に向く流れ
が通り抜ける第２流路の開口の面積の合計として定義さ
れ、かつ Hv＝ρgVG 2／9266** ここで、ρｇはガスの密度（1b/ft3）であり、かつガス
速度（VG）はft/秒で次の通りである： VG＝144WG／ADρｇ ここで、WGはそらせ板に入るガスの質量流速（1b/秒）
であり、かつ第２及び３図の系について、そらせ板の全
開放面積： AD＝πdi2/4＋πdoh. ＊＊開口の横断面積（A2）は入口手段の横断面積の約2/
3を越えるべきでない。
外側先端との間の水平距離であり、かつ環状流れそらせ
板について、Ｚは （ここで、doは先に定義した通りであり、deは入口手段
（第２図における入口パイプ又は循環管路22）の直径で
ある）であるので、第２及び３図の環状流れそらせ板の
場合： 好適な範囲 （３）Hv＞0.005psi（0.0035kg/cm2）Hv＞0.2psi（0.01
4kg/cm2） ここで、Hvは流れそらせ板の全流れ面積に基づく速度ヘ
ツドであり、流れそらせ板の全流れ面積は混合室の壁に
沿う第１流路の面積（カーテン面積）＋上方に向く流れ
が通り抜ける第２流路の開口の面積の合計として定義さ
れ、かつ Hv＝ρgVG 2／9266** ここで、ρｇはガスの密度（1b/ft3）であり、かつガス
速度（VG）はft/秒で次の通りである： VG＝144WG／ADρｇ ここで、WGはそらせ板に入るガスの質量流速（1b/秒）
であり、かつ第２及び３図の系について、そらせ板の全
開放面積： AD＝πdi2/4＋πdoh. ＊＊開口の横断面積（A2）は入口手段の横断面積の約2/
3を越えるべきでない。
di,do及びｈはインチで測定されることに注意すべきで
ある。
ある。
このような運転条件下で、中央、環状又は周囲流れの
生成速度及びそれらの相対質量流速が流れの均質混合及
び分配板手段を通つて流動層に入る上昇ガス流中の同伴
液及び固形分の継続した懸濁を確実にする。これらの運
転条件下でガス流から液滴又は固形分が永くデイスエン
トレインメント離脱することがないことがわかつた。
生成速度及びそれらの相対質量流速が流れの均質混合及
び分配板手段を通つて流動層に入る上昇ガス流中の同伴
液及び固形分の継続した懸濁を確実にする。これらの運
転条件下でガス流から液滴又は固形分が永くデイスエン
トレインメント離脱することがないことがわかつた。
或は、液流及び固形分のデイスエントレインメントに
よつてそれぞれ生じ得る望ましくない混合室の液体溢液
も固形分（樹脂）の付着もない。
よつてそれぞれ生じ得る望ましくない混合室の液体溢液
も固形分（樹脂）の付着もない。
本発明によれば、上方に向く流体流と壁に沿う流体流
路における流れとの相対質量流速及び速度の関係を保つ
ことにより、両路における所望の明確な流れが得られ、
かつ混合室における所望のレベルの混合が達成される。
路における流れとの相対質量流速及び速度の関係を保つ
ことにより、両路における所望の明確な流れが得られ、
かつ混合室における所望のレベルの混合が達成される。
混合室は、通常、長さ対幅（直径）の比を約1.5ま
で、好ましくは、約0.7〜約1.0にすべきである。同様
に、混合室の直径対反応器への流体入口手段（入口又は
導管）の直径の比は、通常、約10:1に等しいか又はそれ
よりも小さく、好ましくは約5:1〜約8:1の範囲である。
で、好ましくは、約0.7〜約1.0にすべきである。同様
に、混合室の直径対反応器への流体入口手段（入口又は
導管）の直径の比は、通常、約10:1に等しいか又はそれ
よりも小さく、好ましくは約5:1〜約8:1の範囲である。
加えて、凝縮運転方式で運転する場合、混合室におけ
る空塔ガス速度（Um）対下部混合室における凝縮運転方
式での終端ガス速度（U1）（以下に定義する）の比は、
好ましくは、少くとも0.18:1にすべきである。
る空塔ガス速度（Um）対下部混合室における凝縮運転方
式での終端ガス速度（U1）（以下に定義する）の比は、
好ましくは、少くとも0.18:1にすべきである。
Um/U1比を少くとも0.18:1にすれば、混合室の下部領
域での溢流及び泡立ちの公算を低減させる。Umは室にお
ける空塔ガス速度を表わし、かつU1は限界ガス速度、す
なわち、その速度以上では、飛沫同伴液の液滴が細分さ
れかつ飛沫同伴液がガス流により上方に運ばれる。後者
の速度は、（次元上一致した単位で）以下の通りに表わ
される： U1＝2.0（ｇσ１Δρ／ρｇ 2）0.25 ここで、ｇは重力加速度であり； σ１は液体の表面張力であり； Δρは液体とガスとの密度差であり； ρｇはガスの密度である。
域での溢流及び泡立ちの公算を低減させる。Umは室にお
ける空塔ガス速度を表わし、かつU1は限界ガス速度、す
なわち、その速度以上では、飛沫同伴液の液滴が細分さ
れかつ飛沫同伴液がガス流により上方に運ばれる。後者
の速度は、（次元上一致した単位で）以下の通りに表わ
される： U1＝2.0（ｇσ１Δρ／ρｇ 2）0.25 ここで、ｇは重力加速度であり； σ１は液体の表面張力であり； Δρは液体とガスとの密度差であり； ρｇはガスの密度である。
通常、凝縮運転方式の場合、循環ガス流中に同伴される
凝縮液の重量分率は約0.2（20重量％）まで、好ましく
は約２〜約20重量％の範囲になり得ることが求められ
た。特定の重量％は製造される特定の重合体による。
凝縮液の重量分率は約0.2（20重量％）まで、好ましく
は約２〜約20重量％の範囲になり得ることが求められ
た。特定の重量％は製造される特定の重合体による。
本発明に従つてポリオレフイン樹脂を製造するのに特
に適した流動層反応系を図で説明する。図１を参照し
て、反応器10は反応域12と速度減少域14とから成る。
に適した流動層反応系を図で説明する。図１を参照し
て、反応器10は反応域12と速度減少域14とから成る。
通常、反応域の高さ対直径比は約2.7:1〜約4.6:1の範
囲にある。その範囲は所望の生産容量に応じて更に大き
い比にも小さい比にも変わることができる。速度減少域
14の横断面積は、典型的には反応域12の横断面積の約2.
6〜約2.8倍の範囲にある。
囲にある。その範囲は所望の生産容量に応じて更に大き
い比にも小さい比にも変わることができる。速度減少域
14の横断面積は、典型的には反応域12の横断面積の約2.
6〜約2.8倍の範囲にある。
反応域12には補給原料及び循環流体の形で反応域を通
る重合可能で変性するガス状成分の連続流れにより流動
化される生長重合体粒子、生成重合体粒子、及び少量の
部分又は全活性化前駆体組成物及び／又は触媒（本明細
書以降一まとめにして触媒と呼ぶ）の層が含まれる。流
動層を実施可能に維持するために、層を通る空塔ガス速
度（SGV）は流動化に必要な最少流量を超えるものでな
ければならず、典型的には約0.2〜約0.5ft/秒（6.1〜15
cm/秒）である。好ましくは、SGVは流動化に必要な最少
流量を少くとも0.2ft/秒（6.1cm/秒）、すなわち、典型
的には約0.4〜約0.7ft/秒（12〜21cm/秒）を越える。通
常、SGVは5.0ft/秒（1.5m/秒）を越えず、かつ通常、せ
いぜい2.5ft/秒（0.75m/秒）である。
る重合可能で変性するガス状成分の連続流れにより流動
化される生長重合体粒子、生成重合体粒子、及び少量の
部分又は全活性化前駆体組成物及び／又は触媒（本明細
書以降一まとめにして触媒と呼ぶ）の層が含まれる。流
動層を実施可能に維持するために、層を通る空塔ガス速
度（SGV）は流動化に必要な最少流量を超えるものでな
ければならず、典型的には約0.2〜約0.5ft/秒（6.1〜15
cm/秒）である。好ましくは、SGVは流動化に必要な最少
流量を少くとも0.2ft/秒（6.1cm/秒）、すなわち、典型
的には約0.4〜約0.7ft/秒（12〜21cm/秒）を越える。通
常、SGVは5.0ft/秒（1.5m/秒）を越えず、かつ通常、せ
いぜい2.5ft/秒（0.75m/秒）である。
層内の粒子は局部の「ホツトスポツト」生成を防止
し、反応域全体にわたつて粒状触媒を入れかつ分配する
のを助ける。従つて、運転開始時、ガス流れを開始する
前に、反応器に粒状重合体粒子の素材を入れる。当該粒
子は、生成されるべき重合体と性質が同じであつてもよ
く、それと異つていてもよい。異る場合、それらの粒子
は所望の新しく生成された重合体粒子と共に最初の生成
物として抜き出される。所望の重合体粒子から成る流動
層が終局的に運動開始時の層に取つて代る。
し、反応域全体にわたつて粒状触媒を入れかつ分配する
のを助ける。従つて、運転開始時、ガス流れを開始する
前に、反応器に粒状重合体粒子の素材を入れる。当該粒
子は、生成されるべき重合体と性質が同じであつてもよ
く、それと異つていてもよい。異る場合、それらの粒子
は所望の新しく生成された重合体粒子と共に最初の生成
物として抜き出される。所望の重合体粒子から成る流動
層が終局的に運動開始時の層に取つて代る。
使用する触媒が酸素に感応性であることがよくあり、
これより流動層で重合体製造に用いる触媒は、受槽16
に、貯蔵物質に不活性な窒素、アルゴン等のガスでおお
いながら貯蔵するのが好ましい。
これより流動層で重合体製造に用いる触媒は、受槽16
に、貯蔵物質に不活性な窒素、アルゴン等のガスでおお
いながら貯蔵するのが好ましい。
流動化は層に循環しかつ層を通る高速流体により行な
われ、典型的には、補給流体の供給速度の約50倍程度で
ある。流動層には、全体的に見てガスが層をろ過するこ
とにより作られる如き個々に動く粒子の密集体が有る。
層を通る圧損は層の重量を断面積で割つたものに等しい
か又はそれよりわずかに大きい。このように圧損は反応
器の形状寸法に依存する。
われ、典型的には、補給流体の供給速度の約50倍程度で
ある。流動層には、全体的に見てガスが層をろ過するこ
とにより作られる如き個々に動く粒子の密集体が有る。
層を通る圧損は層の重量を断面積で割つたものに等しい
か又はそれよりわずかに大きい。このように圧損は反応
器の形状寸法に依存する。
補給流体は循環管路22の点18より反応器系に供給す
る。循環流の組成をガス分析計21で測定し、かつ次いで
これより補給流の組成及び量を調整して反応域内に本質
的に定常状態のガス状組成物を維持する。
る。循環流の組成をガス分析計21で測定し、かつ次いで
これより補給流の組成及び量を調整して反応域内に本質
的に定常状態のガス状組成物を維持する。
ガス分析計は慣用のガス分析計であり、慣用の方法で
作動して循環流の組成を示し、原料を調整するように適
応され、かつ広範囲の所から市販されているものであ
る。ガス分析計21は、通常、速度減少域14と熱交換器24
との間、好ましくは圧縮機30と熱交換器24との間の点か
らガスを受け入れるように置かれる。
作動して循環流の組成を示し、原料を調整するように適
応され、かつ広範囲の所から市販されているものであ
る。ガス分析計21は、通常、速度減少域14と熱交換器24
との間、好ましくは圧縮機30と熱交換器24との間の点か
らガスを受け入れるように置かれる。
所望の場合には、その他の添加剤を適当なデイスペン
サー38から管路40より循環管路22に加えることができ
る。
サー38から管路40より循環管路22に加えることができ
る。
流動を完全にするため、循環流及び必要な場合には補
給流の一部を循環管路22を通して層の下の点26で反応器
にもどす。好ましくは、戻り点の上部に層を均一に流動
化させるのを助成し、かつ運転を開始する前又は系の運
転を停止する際に固形分粒子を支持するガス分配板28が
ある。層を通つて上昇する流れは重合反応により発生す
る反応熱を吸収する。
給流の一部を循環管路22を通して層の下の点26で反応器
にもどす。好ましくは、戻り点の上部に層を均一に流動
化させるのを助成し、かつ運転を開始する前又は系の運
転を停止する際に固形分粒子を支持するガス分配板28が
ある。層を通つて上昇する流れは重合反応により発生す
る反応熱を吸収する。
流動層を通つて流れ層内で反応しなかつたガス流の一
部は循環流となる。該循環流は反応域12を出て層の上の
速度減少域14に通り、そこで同伴粒子の大部分は層に沈
降しそれによつて固体粒子のキヤリオーバーを減少させ
る。
部は循環流となる。該循環流は反応域12を出て層の上の
速度減少域14に通り、そこで同伴粒子の大部分は層に沈
降しそれによつて固体粒子のキヤリオーバーを減少させ
る。
極めて一般的に表現すれば、樹脂、特に単量体より重
合体を製造する従来の流動層プロセスは、１つ以上の単
量体を含有するガス流を触媒が存在し反応条件にある流
動層反応器に固形分粒子の層を懸濁した状態に保つのに
十分な速度で連続して通すことにより行なわれる。未反
応のガス状単量体を含有するガス状流を反応器より連続
的に抜き出し、圧縮・冷却して反応器に循環する。生成
物を反応器より抜き出し、かつ補給単量体を循環流に加
える。ガス状流れを流動層反応器に掃射して層を懸濁状
態に保つ過程で、層内に存在する小部分の固形分粒子は
反応器に循環させるガス状流れにより反応器の外に運ば
れ得る。これらの粒子は熱くかつ触媒を含有するので、
循環系を通して運ばれる際に単量体と更に反応して成長
を続け、沈降しかつ凝集して固体マスになるか或は循環
管路及び熱交換器の壁に粘着して問題を引き起こす可能
性がある。これは終局的に循環管路又は熱交換器を閉塞
するに至り、運転停止を必要とする。よつて、循環流中
の粒子のキヤリオーバーを最少にすることが重要であ
る。
合体を製造する従来の流動層プロセスは、１つ以上の単
量体を含有するガス流を触媒が存在し反応条件にある流
動層反応器に固形分粒子の層を懸濁した状態に保つのに
十分な速度で連続して通すことにより行なわれる。未反
応のガス状単量体を含有するガス状流を反応器より連続
的に抜き出し、圧縮・冷却して反応器に循環する。生成
物を反応器より抜き出し、かつ補給単量体を循環流に加
える。ガス状流れを流動層反応器に掃射して層を懸濁状
態に保つ過程で、層内に存在する小部分の固形分粒子は
反応器に循環させるガス状流れにより反応器の外に運ば
れ得る。これらの粒子は熱くかつ触媒を含有するので、
循環系を通して運ばれる際に単量体と更に反応して成長
を続け、沈降しかつ凝集して固体マスになるか或は循環
管路及び熱交換器の壁に粘着して問題を引き起こす可能
性がある。これは終局的に循環管路又は熱交換器を閉塞
するに至り、運転停止を必要とする。よつて、循環流中
の粒子のキヤリオーバーを最少にすることが重要であ
る。
実際上全ての固体粒子のキヤリオーバーを排除するこ
とができるが、これを行う不利益は補助装置例えばサイ
クロンのための資本経費の増大及びこの補助装置を維持
しかつ運転する費用の増大である。循環流中に少量の固
体粒子がキヤリオーバーしても扱い得るので、固体粒子
を完全に除くよりもむしろ最少量の固体粒子キヤリオー
バーを容認することが好ましい。しかし、主題の発明に
従い、凝縮方式で運転する場合、「泥（mud）」の付加
的問題が起こり得る。これについては以下で詳細に検討
する。
とができるが、これを行う不利益は補助装置例えばサイ
クロンのための資本経費の増大及びこの補助装置を維持
しかつ運転する費用の増大である。循環流中に少量の固
体粒子がキヤリオーバーしても扱い得るので、固体粒子
を完全に除くよりもむしろ最少量の固体粒子キヤリオー
バーを容認することが好ましい。しかし、主題の発明に
従い、凝縮方式で運転する場合、「泥（mud）」の付加
的問題が起こり得る。これについては以下で詳細に検討
する。
重合体生成反応は発熱であり、何らかの方法により反
応器内ガス流の温度を樹脂及び触媒の劣化する温度より
低い温度に保つばかりでなく、重合反応の間に作られる
樹脂粒子の融解又は固着温度よりも低い温度に保つ必要
がある。これは、重合体の大きな固まりが急に成長し、
生成物として連続的に取り除かれないことによる反応器
の閉塞を防止するために必要である。従つて、所定の大
きさの流動層反応器で特定の時間に製造し得る重合体の
量は、流動層より抜き出すことのできる熱量に直接に関
係することが理解されるものと思う。
応器内ガス流の温度を樹脂及び触媒の劣化する温度より
低い温度に保つばかりでなく、重合反応の間に作られる
樹脂粒子の融解又は固着温度よりも低い温度に保つ必要
がある。これは、重合体の大きな固まりが急に成長し、
生成物として連続的に取り除かれないことによる反応器
の閉塞を防止するために必要である。従つて、所定の大
きさの流動層反応器で特定の時間に製造し得る重合体の
量は、流動層より抜き出すことのできる熱量に直接に関
係することが理解されるものと思う。
凝縮運転方式で運転する場合、循環ガス流を故意に循
環ガス流の露点よりも低い温度にまで冷却して液相とガ
ス相とから成る混合物を形成するが、これはまた少量の
固体粒子をも含有し得る。
環ガス流の露点よりも低い温度にまで冷却して液相とガ
ス相とから成る混合物を形成するが、これはまた少量の
固体粒子をも含有し得る。
凝縮方式で運転する場合、循環ガス流の露点を上げて
更に熱除去を増加するのが望ましい場合がいくつか有し
得よう。循環流の露点は、（１）反応系の運転圧力を上
げる；（２）循環流中の凝縮性流体の濃度を増加するこ
と；及び／又は（３）循環流中の非凝縮性ガスの濃度を
低下することにより高められる。例えば、循環流の露点
は循環流に、触媒、反応物及び重合反応の生成物に不活
性な凝縮性流体を加えることにより高められる。この流
体を循環流に導入するにあたり、補給流体と共に又は他
の方法により又は系のその他の任意の箇所に導入するこ
とができる。当該流体の例は、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン等の飽和炭化水素である。
更に熱除去を増加するのが望ましい場合がいくつか有し
得よう。循環流の露点は、（１）反応系の運転圧力を上
げる；（２）循環流中の凝縮性流体の濃度を増加するこ
と；及び／又は（３）循環流中の非凝縮性ガスの濃度を
低下することにより高められる。例えば、循環流の露点
は循環流に、触媒、反応物及び重合反応の生成物に不活
性な凝縮性流体を加えることにより高められる。この流
体を循環流に導入するにあたり、補給流体と共に又は他
の方法により又は系のその他の任意の箇所に導入するこ
とができる。当該流体の例は、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン等の飽和炭化水素である。
循環ガス流を露点より低く冷却し得る範囲に関する第
１の制限は、混合物の液相を液が蒸発するまで同伴又は
懸濁状態に保つのに十分な水準にガス−液比を維持する
要件にある。また、ガス分配板よりもすぐ上の上昇する
流体流の速度は流動層を懸濁状態に保つのに十分なもの
であることが必要である。
１の制限は、混合物の液相を液が蒸発するまで同伴又は
懸濁状態に保つのに十分な水準にガス−液比を維持する
要件にある。また、ガス分配板よりもすぐ上の上昇する
流体流の速度は流動層を懸濁状態に保つのに十分なもの
であることが必要である。
循環流の液含有量は極めて高くできるが、一般に、ガ
ス相に含まれる凝縮液の量は分配板を通過する点で（循
環流の全重量を基準にして）約20重量％を越えるべきで
ない。液含量が２重量％よりも少い場合、得られる利点
は制限される。
ス相に含まれる凝縮液の量は分配板を通過する点で（循
環流の全重量を基準にして）約20重量％を越えるべきで
ない。液含量が２重量％よりも少い場合、得られる利点
は制限される。
反応器を出るガス状流れ中に固体粒子がキヤリーオー
バーされる限り、凝縮方式で運転する場合、循環流中に
存在する液体の量は「泥」の形成を回避するのに十分な
ものであることが重要である。望ましくない「泥」は、
固体粒子の湿潤、凝集、デイスエントレインメンから生
じ、系内の速度の相対的に低い領域、例えば熱交換器又
は循環管路内のその他の場所で集積しかつ付着するに至
り得る。典型的には、反応器を出るガス状流れ中の固形
分の量は少く、例えば（流れの全重量を基準にして）約
0.1〜約0.5重量％である。しかし、１重量％又はそれ以
上程のより多い量が起きるかもしれない。泥が生成し得
る液体対固体粒子の比はいく分変わり得るので（少くと
も大部分において粒子形状及び分配によると考えられ
る）、循環流中の液体対固体粒子の重量比を約２対１以
上、好ましくは約５対１以上、より好ましくは10対１以
上に保つてこの起こり得る問題を回避する。後者の一層
高い比は、反応器を出るガス状流れ中に一時的に高い固
形分のキヤリオーバーを生じ得る運転の異常に対して保
護を与える。
バーされる限り、凝縮方式で運転する場合、循環流中に
存在する液体の量は「泥」の形成を回避するのに十分な
ものであることが重要である。望ましくない「泥」は、
固体粒子の湿潤、凝集、デイスエントレインメンから生
じ、系内の速度の相対的に低い領域、例えば熱交換器又
は循環管路内のその他の場所で集積しかつ付着するに至
り得る。典型的には、反応器を出るガス状流れ中の固形
分の量は少く、例えば（流れの全重量を基準にして）約
0.1〜約0.5重量％である。しかし、１重量％又はそれ以
上程のより多い量が起きるかもしれない。泥が生成し得
る液体対固体粒子の比はいく分変わり得るので（少くと
も大部分において粒子形状及び分配によると考えられ
る）、循環流中の液体対固体粒子の重量比を約２対１以
上、好ましくは約５対１以上、より好ましくは10対１以
上に保つてこの起こり得る問題を回避する。後者の一層
高い比は、反応器を出るガス状流れ中に一時的に高い固
形分のキヤリオーバーを生じ得る運転の異常に対して保
護を与える。
過剰の液体は、他の方法では固形分が沈降する系内の
任意の点で系内に固形分が集積するのを防ぎかつ系をき
れいに洗浄された状態に保つ働きをする。流入する循環
流中の液体量が２〜約20重量％の所望の運転範囲にある
場合に、比は決して約２対１よりも下がるべきでない。
非凝縮方式、すなわち、循環中に液体がないか或は存在
する液体のレベルが非常に低い状態で運転する場合、固
形分は何ら有意の程度にまで湿潤されずかつ泥の生成は
問題にならないので、循環流中の液体固形分粒子の比は
重要でない。
任意の点で系内に固形分が集積するのを防ぎかつ系をき
れいに洗浄された状態に保つ働きをする。流入する循環
流中の液体量が２〜約20重量％の所望の運転範囲にある
場合に、比は決して約２対１よりも下がるべきでない。
非凝縮方式、すなわち、循環中に液体がないか或は存在
する液体のレベルが非常に低い状態で運転する場合、固
形分は何ら有意の程度にまで湿潤されずかつ泥の生成は
問題にならないので、循環流中の液体固形分粒子の比は
重要でない。
次に、循環流は圧縮機30で圧縮された後熱交換域を通
され、そこで循環流から反応熱が除去されてから層に戻
される。熱交換域は慣用の熱交換器24でよく、横型又は
縦型にすることができる。熱交換域を出る循環流を反応
器の底部26、混合室26a及びガス分配板28を通して流動
層に戻す。第１−３図に示す好ましい実施態様では、環
状デイスクそらせ板手段を混合室26aの底部に反応器へ
の入口からスタンド−オフの距離に置く。
され、そこで循環流から反応熱が除去されてから層に戻
される。熱交換域は慣用の熱交換器24でよく、横型又は
縦型にすることができる。熱交換域を出る循環流を反応
器の底部26、混合室26a及びガス分配板28を通して流動
層に戻す。第１−３図に示す好ましい実施態様では、環
状デイスクそらせ板手段を混合室26aの底部に反応器へ
の入口からスタンド−オフの距離に置く。
図中第２及び３図に示すように好ましい環状流れそら
せ板手段は、環32をスペーサー32aによつて反応器入口2
6の上スタンドオフの距離（ｈ）に支持して成る。該そ
らせ板手段は流入する循環流を分割して中央上方流れ流
33と反応器の下部側壁に沿う周囲環状流れ流33aとにす
る。流れは混合し、保護スクリーン27、分配板28の孔又
は口29、分配板の上面に固定されたアングルキヤツプ36
a及び36bを通り抜けて、次いで流動層に入る。流れは、
非凝縮の反応器運転方式の場合、ガスと通常、少量の固
体粒子（樹脂）との混合物である。凝縮反応器運転方式
の場合、流れはガスと、液滴と、通常いくらかの固体粒
子（樹脂）との混合物である。
せ板手段は、環32をスペーサー32aによつて反応器入口2
6の上スタンドオフの距離（ｈ）に支持して成る。該そ
らせ板手段は流入する循環流を分割して中央上方流れ流
33と反応器の下部側壁に沿う周囲環状流れ流33aとにす
る。流れは混合し、保護スクリーン27、分配板28の孔又
は口29、分配板の上面に固定されたアングルキヤツプ36
a及び36bを通り抜けて、次いで流動層に入る。流れは、
非凝縮の反応器運転方式の場合、ガスと通常、少量の固
体粒子（樹脂）との混合物である。凝縮反応器運転方式
の場合、流れはガスと、液滴と、通常いくらかの固体粒
子（樹脂）との混合物である。
混合室26aにおける中央上方流れ流33は、凝縮反応器
運転方式の間に底部ヘツド又は混合室における液滴の同
伴を助け、かつ飛沫同伴液を流動層セクシヨンに運ぶ助
けをする。周囲流れ33aは、反応器壁の内面を掃射する
ことから、両方式の反応器運転の間に底部ヘツド中に固
体粒子が付着するのを制限する助けをする。周囲流れ
は、また、凝縮方式の運転の間、特に系内の液体が高い
レベルの場合に壁においてデイスエントレインするか或
は混合室の底部に集積し得る液体の再噴霧及び再飛沫同
伴に寄与する。混合室において中央上方向と外方向周囲
の両方の流れを与えることによつて、流れそらせ板手段
32は凝縮或は非凝縮方式のどちらかにおいて、反応器の
底部で液体の溢流又は樹脂の過剰付着の問題無く反応器
を運転することを可能にする。
運転方式の間に底部ヘツド又は混合室における液滴の同
伴を助け、かつ飛沫同伴液を流動層セクシヨンに運ぶ助
けをする。周囲流れ33aは、反応器壁の内面を掃射する
ことから、両方式の反応器運転の間に底部ヘツド中に固
体粒子が付着するのを制限する助けをする。周囲流れ
は、また、凝縮方式の運転の間、特に系内の液体が高い
レベルの場合に壁においてデイスエントレインするか或
は混合室の底部に集積し得る液体の再噴霧及び再飛沫同
伴に寄与する。混合室において中央上方向と外方向周囲
の両方の流れを与えることによつて、流れそらせ板手段
32は凝縮或は非凝縮方式のどちらかにおいて、反応器の
底部で液体の溢流又は樹脂の過剰付着の問題無く反応器
を運転することを可能にする。
層の温度は基本的に３つの因子に依存する：（１）重
合速度及び付随する熱発生速度を制御する触媒注入速
度、（２）ガス循環流の温度、及び（３）流動層を通過
する循環流の容量。また、循環流によるか及び／又は別
の注入によつて層に導入する液体量も、この液が層内で
蒸発して温度を下げる働きをすることから温度に影響す
る。触媒注入速度を用いて重合体生産速度を制御するの
が普通である。層の温度は、反応熱を絶えず除去するこ
とにより定常状態条件下で本質的に一定温度に調整され
る。層の上部には顕著な温度勾配が存在しないように見
える。温度勾配は、入口流体温度と層の残部の温度との
間の差の結果として、層の底部に分配板の上に広がる層
又は領域、例えば約６〜12インチ（15〜30cm）で存在す
る。しかし、この底部層の上の上部部分又は領域では、
層の温度は、本質的に、最高所望温度において一定であ
る。
合速度及び付随する熱発生速度を制御する触媒注入速
度、（２）ガス循環流の温度、及び（３）流動層を通過
する循環流の容量。また、循環流によるか及び／又は別
の注入によつて層に導入する液体量も、この液が層内で
蒸発して温度を下げる働きをすることから温度に影響す
る。触媒注入速度を用いて重合体生産速度を制御するの
が普通である。層の温度は、反応熱を絶えず除去するこ
とにより定常状態条件下で本質的に一定温度に調整され
る。層の上部には顕著な温度勾配が存在しないように見
える。温度勾配は、入口流体温度と層の残部の温度との
間の差の結果として、層の底部に分配板の上に広がる層
又は領域、例えば約６〜12インチ（15〜30cm）で存在す
る。しかし、この底部層の上の上部部分又は領域では、
層の温度は、本質的に、最高所望温度において一定であ
る。
良好なガス分配板は反応器の有効運転において重要な
役割を果す。流動層には触媒粒子のみならず、生長中と
生成した粒状重合体粒子が有る。重合体粒子は熱く、活
性と考えられるので、固着を防止しなければならない、
というのは、固まりを静止状態で存在させると、その中
に少しでも活性な触媒が含まれていれば反応が継続し、
重合体粒子の融解を引き起こし、極端な場合には反応器
内に固体マスを生成するに至り得る。かかる固体マスは
取り除くのが極めて困難であり、かつ長い停止期間の犠
牲において除くことができする。典型的な商業規模の反
応器内の流動層は所定の時間に何千ポンドの固形分を収
容しているから、この規模の固体マスを取り出すには相
当の努力を要する。従つて、層の流動化を保つのに十分
な速度で循環流体を層中に拡散させることが重要であ
る。
役割を果す。流動層には触媒粒子のみならず、生長中と
生成した粒状重合体粒子が有る。重合体粒子は熱く、活
性と考えられるので、固着を防止しなければならない、
というのは、固まりを静止状態で存在させると、その中
に少しでも活性な触媒が含まれていれば反応が継続し、
重合体粒子の融解を引き起こし、極端な場合には反応器
内に固体マスを生成するに至り得る。かかる固体マスは
取り除くのが極めて困難であり、かつ長い停止期間の犠
牲において除くことができする。典型的な商業規模の反
応器内の流動層は所定の時間に何千ポンドの固形分を収
容しているから、この規模の固体マスを取り出すには相
当の努力を要する。従つて、層の流動化を保つのに十分
な速度で循環流体を層中に拡散させることが重要であ
る。
ガス分配板28は良好なガス分配を行う好ましい装置
で、スクリーン、スリツトプレート（slotted plat
e）、多孔板、バツブルキヤツプ型の板等がよい。この
板の機素はすべて固定されていてもよく、又はこの板は
米国特許第3,298,792号に開示される如き可動型であつ
てもよい。ガス分配板は、そのデザインがどうであれ、
層の底部にあつて循環流体を粒子中に拡散させて層を流
動状態に保ち、かつ、また、反応器を運転していない場
合には、樹脂粒子の静止層を支持する役割を果さなけれ
ばならない。好ましくは、保護スクリーン27を分配板28
の下に置いて、ガス循環流がチツプを上方に運ぶにつれ
て樹脂チツプが板にぶつかつて板を閉塞する可能性を低
減させる。
で、スクリーン、スリツトプレート（slotted plat
e）、多孔板、バツブルキヤツプ型の板等がよい。この
板の機素はすべて固定されていてもよく、又はこの板は
米国特許第3,298,792号に開示される如き可動型であつ
てもよい。ガス分配板は、そのデザインがどうであれ、
層の底部にあつて循環流体を粒子中に拡散させて層を流
動状態に保ち、かつ、また、反応器を運転していない場
合には、樹脂粒子の静止層を支持する役割を果さなけれ
ばならない。好ましくは、保護スクリーン27を分配板28
の下に置いて、ガス循環流がチツプを上方に運ぶにつれ
て樹脂チツプが板にぶつかつて板を閉塞する可能性を低
減させる。
好ましい型のガス分配板28は、通常、金属で作られ、
表面中に分布した穴を有する型である。穴の径は、通
常、約1/2インチ（1.3cm）である。穴は板を通し、かつ
第１図において参照番号36a及び36bで示す山形鋼を穴の
上に置く。該山形鋼は板28に固定して据え付けられる。
交互列の山形鋼を互いの角度、好ましくは60度で、第４
図に示すような交互に平行な直線状で配置する。山形鋼
は固形分の停滞域を避けるために流体流を板の表面に沿
つて分配させるのに役立つ。加えて、山形鋼は層を沈降
又は静置した際に、樹脂粒子が穴を通つて落ちるのを防
ぐ。
表面中に分布した穴を有する型である。穴の径は、通
常、約1/2インチ（1.3cm）である。穴は板を通し、かつ
第１図において参照番号36a及び36bで示す山形鋼を穴の
上に置く。該山形鋼は板28に固定して据え付けられる。
交互列の山形鋼を互いの角度、好ましくは60度で、第４
図に示すような交互に平行な直線状で配置する。山形鋼
は固形分の停滞域を避けるために流体流を板の表面に沿
つて分配させるのに役立つ。加えて、山形鋼は層を沈降
又は静置した際に、樹脂粒子が穴を通つて落ちるのを防
ぐ。
流動層反応器は約1000psig（70kg/cm2Ｇ）までの圧力
で運転するのがよく、ポリオレフイン樹脂を製造する場
合には、好ましくは、約250〜約500psig（約18〜約35kg
/cm2Ｇ）の圧力で運転する。
で運転するのがよく、ポリオレフイン樹脂を製造する場
合には、好ましくは、約250〜約500psig（約18〜約35kg
/cm2Ｇ）の圧力で運転する。
一部又は全部活性化した触媒を層に分配板28よりも上
の点42において断続的に又は連続的に所望の速度で注入
する。触媒は重合体粒子との良好な混合が行われる層内
の点において注入するのが好ましい。
の点42において断続的に又は連続的に所望の速度で注入
する。触媒は重合体粒子との良好な混合が行われる層内
の点において注入するのが好ましい。
触媒は種々の技術により反応器に注入することができ
る。エチレン重合の場合、例えば米国特許第3,779,712
号に開示される如き触媒供給装置を用いて触媒を連続し
て反応器に供給するのが好ましい。触媒は、反応器壁よ
りその直径の20〜40％離れた点でかつ流動層の底部より
上、層の高さの約５〜約30％に等しい高さで反応器に供
給するのが好ましい。
る。エチレン重合の場合、例えば米国特許第3,779,712
号に開示される如き触媒供給装置を用いて触媒を連続し
て反応器に供給するのが好ましい。触媒は、反応器壁よ
りその直径の20〜40％離れた点でかつ流動層の底部より
上、層の高さの約５〜約30％に等しい高さで反応器に供
給するのが好ましい。
触媒を層に搬入するには、窒素又はアルゴン等の触媒
に不活性なガスを用いるのが好ましい。
に不活性なガスを用いるのが好ましい。
層内の重合体生成速度は触媒注入速度及び循環流中の
単量体濃度に依存する。生成速度は便宜上単に触媒注入
速度を調整することにより調節される。
単量体濃度に依存する。生成速度は便宜上単に触媒注入
速度を調整することにより調節される。
上述したように、分配板閉塞の問題を最小にするため
に、好ましくは、板の下にメツシユスクリーン27を設置
して板内のドリルド穴が循環流からの樹脂チツプ（凝集
した固形分）によつて閉塞されるのを防ぐ。
に、好ましくは、板の下にメツシユスクリーン27を設置
して板内のドリルド穴が循環流からの樹脂チツプ（凝集
した固形分）によつて閉塞されるのを防ぐ。
粒状重合体生成物を反応器10より吐き出す際に、流体
を生成物と分離させ、流体を循環管路22に戻すのが望ま
しくかつ好ましい。これを行う多数の方法が当該技術で
知られている。一つの系を図に示す。即ち、流体及び生
成物は管路44を通つて反応器10を出て、バルブ48を通つ
て生成物吐き出しタンク46に入る。バルブ48は例えばボ
ールバルブの如く開けた際流れに最小の制限しか与えな
いように設計される。生成物吐き出しタンク46の上と下
に慣用のバルブ50、52を置く。後者のバルブは生成物を
生成物サージタンク54に通過させるのに適用される。生
成物サージタンク54は、管路56で示す通気手段と管路58
で表わすガス導入手段とを有する。生成物サージタンク
54の底部にも吐き出しバルブ60が置かれており、当該バ
ルブは開位置にされた際に生成物を吐き出して貯蔵所に
運ぶ。バルブ50は開位置にされた際に流体をサージタン
ク62に放出する。生成物吐き出しタンク46からの流体を
ろ過器64、それからサージタンク62、圧縮機66に通し、
管路68より循環管路22に向ける。
を生成物と分離させ、流体を循環管路22に戻すのが望ま
しくかつ好ましい。これを行う多数の方法が当該技術で
知られている。一つの系を図に示す。即ち、流体及び生
成物は管路44を通つて反応器10を出て、バルブ48を通つ
て生成物吐き出しタンク46に入る。バルブ48は例えばボ
ールバルブの如く開けた際流れに最小の制限しか与えな
いように設計される。生成物吐き出しタンク46の上と下
に慣用のバルブ50、52を置く。後者のバルブは生成物を
生成物サージタンク54に通過させるのに適用される。生
成物サージタンク54は、管路56で示す通気手段と管路58
で表わすガス導入手段とを有する。生成物サージタンク
54の底部にも吐き出しバルブ60が置かれており、当該バ
ルブは開位置にされた際に生成物を吐き出して貯蔵所に
運ぶ。バルブ50は開位置にされた際に流体をサージタン
ク62に放出する。生成物吐き出しタンク46からの流体を
ろ過器64、それからサージタンク62、圧縮機66に通し、
管路68より循環管路22に向ける。
代表的な運転様式では、バルブ48が開き、バルブ50、
52が閉位置にある。生成物及び流体が生成物吐き出しタ
ンク46に入る。バルブ48が閉じ、生成物吐き出しタンク
46内で生成物を静置させる。次にバルブ50を開けて流体
を生成物吐き出しタンク46よりサージタンク62に流し、
そこから流体を連続的に圧縮して循環管路22に戻す。次
に、バルブ50を閉じてバルブ52を開けると、生成物吐き
出しタンク46内の生成物が生成物サージタンク54に流入
する。次に、バルブ52を閉じる。生成物を不活性ガス、
好ましくは窒素でパージする。不活性ガスは管路58を通
つて生成物サージタンク54に入り、管路56より排出され
る。次に、生成物を生成物サージタンク54よりバルブ60
を通して吐き出し、管路20を通して貯蔵所に運ぶ。
52が閉位置にある。生成物及び流体が生成物吐き出しタ
ンク46に入る。バルブ48が閉じ、生成物吐き出しタンク
46内で生成物を静置させる。次にバルブ50を開けて流体
を生成物吐き出しタンク46よりサージタンク62に流し、
そこから流体を連続的に圧縮して循環管路22に戻す。次
に、バルブ50を閉じてバルブ52を開けると、生成物吐き
出しタンク46内の生成物が生成物サージタンク54に流入
する。次に、バルブ52を閉じる。生成物を不活性ガス、
好ましくは窒素でパージする。不活性ガスは管路58を通
つて生成物サージタンク54に入り、管路56より排出され
る。次に、生成物を生成物サージタンク54よりバルブ60
を通して吐き出し、管路20を通して貯蔵所に運ぶ。
代りに用いることができる別の一層好適な生成物吐き
出し系は1981年７月28日に出願された「流動層吐き出し
プロセス」なる名称のロバート ジー・アロンソン（Ro
bert G.Aronson）の同時系属米国特許出願第287815号
（1983年２月９日にEPA出願第0071430号として公表され
た）に開示されかつ権利請求されているものである。当
該系は、直列に配置した静置タンクと移送タンクとから
成る少くとも一対のタンク（より好ましくは平行な２対
のタンク）を用い、静置タンクの頂部より分離したガス
相を流動層の頂部付近の反応器の点に戻している。当該
代りの好ましい生成物吐き出し系では、図の系で示され
る如き再圧縮管路64、66、68を必要としない。
出し系は1981年７月28日に出願された「流動層吐き出し
プロセス」なる名称のロバート ジー・アロンソン（Ro
bert G.Aronson）の同時系属米国特許出願第287815号
（1983年２月９日にEPA出願第0071430号として公表され
た）に開示されかつ権利請求されているものである。当
該系は、直列に配置した静置タンクと移送タンクとから
成る少くとも一対のタンク（より好ましくは平行な２対
のタンク）を用い、静置タンクの頂部より分離したガス
相を流動層の頂部付近の反応器の点に戻している。当該
代りの好ましい生成物吐き出し系では、図の系で示され
る如き再圧縮管路64、66、68を必要としない。
発明の方法を実施する系の基本的実施態様において、
反応容器は流動固体粒子の層を収容し、ガス流が底部の
入口管路に入りかつ頂部のベント管路を通つて出る。ベ
ント式静置タンクを外部に、かつ好ましくは流動層より
も下に配置し、吐き出し管路及びベント管路によつて層
と接続する。ベント管路を反応容器の流動層の頂部レベ
ル付近に直接接続し、かつ固形分吐き出し管路を容器の
下部、好ましくは分配板の近くに接続する。移送タンク
を下方に配置して静置タンクの底部と管路によつて接続
させ、かつ下流の処理装置に吐き出し管路を通して接続
する。初めに反応容器、静置タンク、移送タンクをバル
ブによつて互いにかつ下流装置と隔離する。吐き出し及
びベント管路バルブを開け、静置タンク出口バルブは閉
止したままで反応容器から固形分及びガスを静置タンク
に吐き出す。静置タンクの圧力は初めに上昇してほぼ反
応容器の底部圧力になり、次いで固形分の流動層による
差圧が駆動力となつて固形分及びガスが吐き出し管を通
つて流れる。固形分の流動層を通る流路よりも流路の抵
抗が小さいことにより、この流動化ガス及び固形分の一
部が吐き出し管路を通つて静置タンクに流れる。静置タ
ンクにおいて固形分とガスとが分離し、更に固形分とガ
スとが静置タンクに入つて押退けることによつてガスを
ベント管路より反応容器に戻す。静置タンクが沈降した
固形分及びいくらかのガスで一杯になつた後に、吐き出
しバルブ及びベント管路バルブを閉止して静置タンクを
反応容器と隔離する。次いで、バルブを開けて差圧及び
重力によつて静置タンクから固形分を管路に通して移送
タンクに移送する。固形分が移送タンクに入りかつタン
クの圧力が等しくなると管路バルブを閉止する。今、静
置タンクは別の吐き出しサイクルを開始する準備をする
か或は移送タンクが固形分を下流の装置に移送するのを
終了するまで待機することができる。次いで、移送タン
クからの固形分は、出口バルブを開けて一層低い圧力で
下流装置に輸送する。固形分の移送は慣用の固形分取扱
装置により、或は固形分を同伴する加圧ガス（追加のガ
スを必要とするかもしれない）を用いた高圧輸送（conv
eying）によつて行い得る。移送タンスから固形分を輸
送した後に、出口バルブを閉止し、移送タンクは別のサ
イクルの準備ができた。
反応容器は流動固体粒子の層を収容し、ガス流が底部の
入口管路に入りかつ頂部のベント管路を通つて出る。ベ
ント式静置タンクを外部に、かつ好ましくは流動層より
も下に配置し、吐き出し管路及びベント管路によつて層
と接続する。ベント管路を反応容器の流動層の頂部レベ
ル付近に直接接続し、かつ固形分吐き出し管路を容器の
下部、好ましくは分配板の近くに接続する。移送タンク
を下方に配置して静置タンクの底部と管路によつて接続
させ、かつ下流の処理装置に吐き出し管路を通して接続
する。初めに反応容器、静置タンク、移送タンクをバル
ブによつて互いにかつ下流装置と隔離する。吐き出し及
びベント管路バルブを開け、静置タンク出口バルブは閉
止したままで反応容器から固形分及びガスを静置タンク
に吐き出す。静置タンクの圧力は初めに上昇してほぼ反
応容器の底部圧力になり、次いで固形分の流動層による
差圧が駆動力となつて固形分及びガスが吐き出し管を通
つて流れる。固形分の流動層を通る流路よりも流路の抵
抗が小さいことにより、この流動化ガス及び固形分の一
部が吐き出し管路を通つて静置タンクに流れる。静置タ
ンクにおいて固形分とガスとが分離し、更に固形分とガ
スとが静置タンクに入つて押退けることによつてガスを
ベント管路より反応容器に戻す。静置タンクが沈降した
固形分及びいくらかのガスで一杯になつた後に、吐き出
しバルブ及びベント管路バルブを閉止して静置タンクを
反応容器と隔離する。次いで、バルブを開けて差圧及び
重力によつて静置タンクから固形分を管路に通して移送
タンクに移送する。固形分が移送タンクに入りかつタン
クの圧力が等しくなると管路バルブを閉止する。今、静
置タンクは別の吐き出しサイクルを開始する準備をする
か或は移送タンクが固形分を下流の装置に移送するのを
終了するまで待機することができる。次いで、移送タン
クからの固形分は、出口バルブを開けて一層低い圧力で
下流装置に輸送する。固形分の移送は慣用の固形分取扱
装置により、或は固形分を同伴する加圧ガス（追加のガ
スを必要とするかもしれない）を用いた高圧輸送（conv
eying）によつて行い得る。移送タンスから固形分を輸
送した後に、出口バルブを閉止し、移送タンクは別のサ
イクルの準備ができた。
代りのかつ好ましい実施態様では、２対の基本的な静
置タンクと移送タンクとを平行に作動させて用い、かつ
固形分からガスをベントした後に固形分を低圧に吐き出
す操作を継続して行うプロセスを用いて固形分の流動層
を収容する高圧容器から固形分を断続的に吐き出す。第
１のベント式静置タンクは流動層から吐き出される固形
分及びガスを受け入れる働きをする。タンクが固形分で
一杯になつた後に、固形分を同伴したガスのいくらかを
第２静置タンク（平行対系における）にベントする。該
第２静置タンクは一時ガス受槽として働き、後に間接的
に反応容器にベントする。次いで、固形分はガス損失を
最少にしながら静置タンクから低圧移送タンクに移送す
る。流動層から固形分とガス流を受ける際に平行静置タ
ンクの間で交互する吐き出し運転を続ける。
置タンクと移送タンクとを平行に作動させて用い、かつ
固形分からガスをベントした後に固形分を低圧に吐き出
す操作を継続して行うプロセスを用いて固形分の流動層
を収容する高圧容器から固形分を断続的に吐き出す。第
１のベント式静置タンクは流動層から吐き出される固形
分及びガスを受け入れる働きをする。タンクが固形分で
一杯になつた後に、固形分を同伴したガスのいくらかを
第２静置タンク（平行対系における）にベントする。該
第２静置タンクは一時ガス受槽として働き、後に間接的
に反応容器にベントする。次いで、固形分はガス損失を
最少にしながら静置タンクから低圧移送タンクに移送す
る。流動層から固形分とガス流を受ける際に平行静置タ
ンクの間で交互する吐き出し運転を続ける。
流動層反応器には運転開始と停止の間の層のベントを
可能にする適当なベンチング系（図示せず）を備える。
反応器は攪拌及び／又は壁のけずり落としを使用する必
要がない。循環管路22及びそこにある機素（圧縮機30、
熱交換器24）の面は平滑で、循環流体又は同伴流子の流
れを妨げる不必要な障害物が全くない。
可能にする適当なベンチング系（図示せず）を備える。
反応器は攪拌及び／又は壁のけずり落としを使用する必
要がない。循環管路22及びそこにある機素（圧縮機30、
熱交換器24）の面は平滑で、循環流体又は同伴流子の流
れを妨げる不必要な障害物が全くない。
例 商用流動層オレフイン重合反応器の底部に図中第２及
び３図に示す型の環状流れ板手段を用いて、凝縮及び非
凝縮方式の両方で運転して問題なかつた。寸法は次の通
りであつた：混合室の直径dm＝11.5フイート（3.51
m）；混合室の高さＬ＝8.3フイート（2.54m）；入口直
径de＝23インチ（0.58m）；そらせ板外直径do＝38イン
チ（0.97m）；そらせ板内直径di＝13.9インチ（0.35
m）；そらせ板のスタンドオフの距離ｈ＝3.9インチ（0.
10m）。４つのスペーサーを用いて環を支持し、かつ環
の外縁と反応器底部との間のスタンドオフ距離クリアラ
ンス（ｈ）を保つた。この環状デイスクの場合、A2／A1
は0.33であり、z/hは1.9であり、Hvは1.0psi（0.07kg/c
m2）であつた。
び３図に示す型の環状流れ板手段を用いて、凝縮及び非
凝縮方式の両方で運転して問題なかつた。寸法は次の通
りであつた：混合室の直径dm＝11.5フイート（3.51
m）；混合室の高さＬ＝8.3フイート（2.54m）；入口直
径de＝23インチ（0.58m）；そらせ板外直径do＝38イン
チ（0.97m）；そらせ板内直径di＝13.9インチ（0.35
m）；そらせ板のスタンドオフの距離ｈ＝3.9インチ（0.
10m）。４つのスペーサーを用いて環を支持し、かつ環
の外縁と反応器底部との間のスタンドオフ距離クリアラ
ンス（ｈ）を保つた。この環状デイスクの場合、A2／A1
は0.33であり、z/hは1.9であり、Hvは1.0psi（0.07kg/c
m2）であつた。
反応容器を用いてエチレン共重合体を凝縮及び非凝縮
の両方の方式で製造し、かつエチレンホモポリマーを非
凝縮方式で製造した。製造する生成物により、反応器の
条件は例えば次の通りにすることができる： 反応器温度、Tbed:89−95℃ 反応器圧、Pbed:300−305psig（20.7−21.0バール） Us:1.8−2.3フイート／秒（0.55−0.70m/秒）（ここ
で、Usは流動層内空塔ガス速度である） 流動層の高さ、Hfb:39フイート（11.9m） 反応器入口において経験した最大凝縮率、Wmax:11重
量％ 反応生産速度:21,000〜40,000ポンド／時間（9,526−
18,145kg/時間）。
の両方の方式で製造し、かつエチレンホモポリマーを非
凝縮方式で製造した。製造する生成物により、反応器の
条件は例えば次の通りにすることができる： 反応器温度、Tbed:89−95℃ 反応器圧、Pbed:300−305psig（20.7−21.0バール） Us:1.8−2.3フイート／秒（0.55−0.70m/秒）（ここ
で、Usは流動層内空塔ガス速度である） 流動層の高さ、Hfb:39フイート（11.9m） 反応器入口において経験した最大凝縮率、Wmax:11重
量％ 反応生産速度:21,000〜40,000ポンド／時間（9,526−
18,145kg/時間）。
流れそらせ板手段に起因する反応器運転の問題及び生
成物の品質に対する悪影響は観察されなかつた。反応器
が経験した最高凝縮率（反応器入口において11重量％）
においてさえ、実験中、反応器の運転上の不安定はなか
つた。このことは、そのレベルの凝縮において液体は良
好に飛沫同伴されて液滴として流動層に搬入され、底部
ヘツドに集積や溢流しないことを示した。反応器をしば
しば検査し、樹脂固形分の過剰付着による汚損は観察さ
れなかつた。内面はきれいであり、慣用のスタンドパイ
プ／コニカルキヤツプ型反応器入口を用いる場合よりも
きれいでさえあることがわかつた。よつて、本発明によ
る流れそらせ板手段の使用は、凝縮及び非凝縮の両方の
運転方式で生成物の性質又は品質に悪影響を与えないで
運転する方法を提供する。
成物の品質に対する悪影響は観察されなかつた。反応器
が経験した最高凝縮率（反応器入口において11重量％）
においてさえ、実験中、反応器の運転上の不安定はなか
つた。このことは、そのレベルの凝縮において液体は良
好に飛沫同伴されて液滴として流動層に搬入され、底部
ヘツドに集積や溢流しないことを示した。反応器をしば
しば検査し、樹脂固形分の過剰付着による汚損は観察さ
れなかつた。内面はきれいであり、慣用のスタンドパイ
プ／コニカルキヤツプ型反応器入口を用いる場合よりも
きれいでさえあることがわかつた。よつて、本発明によ
る流れそらせ板手段の使用は、凝縮及び非凝縮の両方の
運転方式で生成物の性質又は品質に悪影響を与えないで
運転する方法を提供する。
下記の表は、凝縮又は非凝縮のどちらかの運転方式を
用いてエチレン重合体を重合させることによる製造例を
挙げる。使用した商用重合反応器はすぐ上で説明した反
応器であつた。実験を行つて表２に挙げる生成物を同表
に記載する運転方式及び凝縮量で製造した。２つの実験
についての完全な運転条件は表３に記載したデータ中に
ある。
用いてエチレン重合体を重合させることによる製造例を
挙げる。使用した商用重合反応器はすぐ上で説明した反
応器であつた。実験を行つて表２に挙げる生成物を同表
に記載する運転方式及び凝縮量で製造した。２つの実験
についての完全な運転条件は表３に記載したデータ中に
ある。
図中、第５及び６図に示すように、流れそらせ板手段
は平面である必要はなくかつ水平面に（第２及び３図に
図示する好ましい流れそらせ板手段のように）置く必要
がない。例えば、第５及び６図に図示する流れそらせ板
手段を第２図の好ましい流れそらせ板手段に代えて用い
ることができる。第５及び６図の場合では、流れそらせ
板手段は分配板に対して、それぞれ凸状及び凹状であ
る。第５及び６図の流れそらせ板手段は、第２及び３図
に図示する流れそらせ板手段と同様の方法で、底部入口
手段26の上に置いた場合に、共に、混合室の壁に沿つた
第１流体流路と、流れそらせ板手段の中央開口を通つて
上方に向く第２の中央流体流路とを与える。
は平面である必要はなくかつ水平面に（第２及び３図に
図示する好ましい流れそらせ板手段のように）置く必要
がない。例えば、第５及び６図に図示する流れそらせ板
手段を第２図の好ましい流れそらせ板手段に代えて用い
ることができる。第５及び６図の場合では、流れそらせ
板手段は分配板に対して、それぞれ凸状及び凹状であ
る。第５及び６図の流れそらせ板手段は、第２及び３図
に図示する流れそらせ板手段と同様の方法で、底部入口
手段26の上に置いた場合に、共に、混合室の壁に沿つた
第１流体流路と、流れそらせ板手段の中央開口を通つて
上方に向く第２の中央流体流路とを与える。
流れそらせ板手段の垂直高さ又は厚さは臨界的なもの
でなく、かつ単にそらせ板構造の構造要求が必要とする
だけの厚さにする必要がある。相対的に薄いそらせ板手
段はかなり厚いものと本質的に同じ結果で機能する。こ
れより、流れそらせ板手段を全体的に水平に配置するこ
とに臨界性がなく、かつ流れそらせ板手段が凸又は凹形
を有し又は有しない両方の場合に良い結果を得るように
作動する能力に臨界性がないことに加えて、流れそらせ
板手段の厚さもまた臨界的でないことがわかつた。
でなく、かつ単にそらせ板構造の構造要求が必要とする
だけの厚さにする必要がある。相対的に薄いそらせ板手
段はかなり厚いものと本質的に同じ結果で機能する。こ
れより、流れそらせ板手段を全体的に水平に配置するこ
とに臨界性がなく、かつ流れそらせ板手段が凸又は凹形
を有し又は有しない両方の場合に良い結果を得るように
作動する能力に臨界性がないことに加えて、流れそらせ
板手段の厚さもまた臨界的でないことがわかつた。
商用流動層反応器の底面又は底部ヘツドは、通常、楕
円形か或は半球形のデイツシユをストレートセクシヨン
に接続したものであるが、本発明の場合にその他の形状
を用いることもできる。例えば、反応器の底部ヘツドは
末広コニカル形状を有することができ、それでも流れそ
らせ板の概念を用いることができる。楕円及び半球底反
応器の場合、図に示すような平坦及び凸形環状流れ反応
器が凹形環状流れそらせ板よりも好ましいことに注目す
べきである。
円形か或は半球形のデイツシユをストレートセクシヨン
に接続したものであるが、本発明の場合にその他の形状
を用いることもできる。例えば、反応器の底部ヘツドは
末広コニカル形状を有することができ、それでも流れそ
らせ板の概念を用いることができる。楕円及び半球底反
応器の場合、図に示すような平坦及び凸形環状流れ反応
器が凹形環状流れそらせ板よりも好ましいことに注目す
べきである。
産業上の適応性 主題の発明は多種類の流動層重合反応器系に用いられ
る。主題の発明は、凝縮方式から非凝縮方式の運転に又
は逆に転換することが必要であるか或は望ましい流動層
反応器の運転において適応性を有する。発明はポリオレ
フイン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン及びそれ
らのコモノマーの流動層重合において特別の適応性が見
られる。
る。主題の発明は、凝縮方式から非凝縮方式の運転に又
は逆に転換することが必要であるか或は望ましい流動層
反応器の運転において適応性を有する。発明はポリオレ
フイン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン及びそれ
らのコモノマーの流動層重合において特別の適応性が見
られる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に従つて単量体の連続流動層重合を実施
する好適な系の略図である。 第２図は分配板手段、混合室、流れそらせ板手段を含む
反応器の下方部の正面断面図である。 第2A図は第２図の2a−2a線に沿つた流れそらせ手段の平
面図である。 第３図は第２図の入口手段及び流れそらせ板手段の部分
拡大正面断面図である。 第４図は第２図の４−４線に沿つた分配板の平面図で分
配板上に置いたキヤツプ手段の配置を示す。 第５図は反応器の入口部分の部分正面断面図で、第３図
の流れそらせ板手段の代りの実施態様を示す。 第６図は反応器の入口部分の部分正面断面図で、流れそ
らせ板手段の更に別の実施態様を示す。 10:反応器 16:受槽 24:熱交換器 26a:混合室 28:ガス分配板 36a,b:アングルキヤツプ 46:生成物吐き出しタンク 54:生成物サージタンク 62:サージタンク 66:圧縮機
する好適な系の略図である。 第２図は分配板手段、混合室、流れそらせ板手段を含む
反応器の下方部の正面断面図である。 第2A図は第２図の2a−2a線に沿つた流れそらせ手段の平
面図である。 第３図は第２図の入口手段及び流れそらせ板手段の部分
拡大正面断面図である。 第４図は第２図の４−４線に沿つた分配板の平面図で分
配板上に置いたキヤツプ手段の配置を示す。 第５図は反応器の入口部分の部分正面断面図で、第３図
の流れそらせ板手段の代りの実施態様を示す。 第６図は反応器の入口部分の部分正面断面図で、流れそ
らせ板手段の更に別の実施態様を示す。 10:反応器 16:受槽 24:熱交換器 26a:混合室 28:ガス分配板 36a,b:アングルキヤツプ 46:生成物吐き出しタンク 54:生成物サージタンク 62:サージタンク 66:圧縮機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラリー・リー・シムプソン アメリカ合衆国ウエストバージニア州サウ ス・チヤールストン、ウエーバーウツド・ ドライブ2204
Claims (15)
- 【請求項１】反応器内の分配板手段の下の領域内で混合
室を定める流動層領域の下の分配板手段と反応器にかつ
混合室を通って流体を通す１つ又はそれ以上の入口手段
とを有する流動層重合反応器において、分配板手段の下
に置かれかつ入口手段の少くとも１つと関連しており、
流体が混合室に入るための少くとも２つの流体流路を与
える少くとも１つの手段を含み、第１の流体流路は混合
室の壁に沿い、かつ第２の上方に向けられた流体流路で
は、運転中、第２流路に入っているか又は入って来る固
体粒子があるとすれば上方に運ばれ；混合室の壁は掃射
され（swept）て該固体粒子の付着を抑制し；また混合
室における液体の集積も抑制することを特徴とする発熱
重合プロセスが行なわれる流動層重合反応器。 - 【請求項２】前記分配板手段の下に置かれかつ入口手段
の少くとも１つと関連しており、流体が混合室に入るた
めの少くとも２つの流体流路を与える少くとも１つの手
段が、少くとも１つの流れそらせ板手段であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の流動層重合反応
器。 - 【請求項３】前記流れそらせ板手段が全体的に環状の形
状を有しかつ前記入口手段の上スタンドオフの距離に置
かれ、それによって該流れそらせ板手段の下のカーテン
領域を通り抜ける第１流体流路及び該流れそらせ板手段
中の開口手段を通り抜ける第２流体流路をもたらす特許
請求の範囲第２項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項４】前記流れそらせ板手段が前記反応器の軸線
に全体的に垂直に置かれる特許請求の範囲第３項記載の
流動層重合反応器。 - 【請求項５】前記流れそらせ板手段が前記分配板手段に
対し凹状に置かれる特許請求の範囲第３項記載の流動層
重合反応器。 - 【請求項６】前記流れそらせ板手段が前記分配板手段に
対し凸状に置かれる特許請求の範囲第３項記載の流動層
重合反応器。 - 【請求項７】前記混合室が1.5までの長さ対直径比を有
する特許請求の範囲第３項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項８】前記長さ対直径比が0.7〜1.0の間である特
許請求の範囲第７項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項９】前記開口手段の面積（A2）対前記カーテン
面積（A1）の比が以下の関係： 0.1A2／A10.75;及び 0.5（do−de）/2h５ （式中、doは前記環状流れそらせ板の直径であり、deは
前記入口手段の直径であり、ｈは該環状流れそらせ板の
下部外縁から混合室壁までの最小距離である） を満足し、かつ運転中 Hv＞0.0035kg/cm2（0.05psi）（ここで、Hvは流れそら
せ板の全流れ面積に基づく速度ヘッドである） である特許請求の範囲第３項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項１０】A2／A1比が0.3であり、（do−de）/2hが
２であり、運転中、Hv＞0.014kg/cm2（0.2psi）である
特許請求の範囲第９項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項１１】前記環状流れそらせ板手段が、 Hv＞0.0035kg/cm2Ｇ（0.05psig）（ここで、Hvは流れそ
らせ板の全流れ面積に基づく速度ヘッドである）である
ような寸法を有する特許請求の範囲第２項記載の流動層
重合反応器。 - 【請求項１２】Hv＞0.014kg/cm2Ｇ（0.2psi）である特
許請求の範囲第11項記載の流動層重合反応器。 - 【請求項１３】反応器内の分配板手段の下の領域内で混
合室を定めかつ流動層の下に置いて流体の分配と該層の
物理的支持の両方を与える分配板手段と、該反応器の底
部に又はその近くにあって流体を反応器に通す入口手段
と、該分配板手段と該入口手段との間に置く混合室と、
分配板手段の下に置かれかつ入口手段の少くとも１つと
関連しており、流体が混合室に入るための少くとも２つ
の流体流路を与える少くとも１つの手段とを有し、ガス
を含む流体流を連続して反応器に導入し、上方に該混合
室、該分配板手段、該流動層に通す流動層重合反応器の
運転において、流入流体流を少くとも２つの流れに分割
し、第１流体は該混合室の壁に沿って上方向及び外方向
の周囲流路で流れ、かつ第２流体は全体的に該分配板手
段に対し垂直な流体流路で上方に流れることを特徴とす
る発熱重合プロセスが行なわれる流動層重合反応器の運
転方法。 - 【請求項１４】前記分配板手段の下に置かれかつ入口手
段の少くとも１つと関連しており、流体が混合室に入る
ための少くとも２つの流体流路を与える少くとも１つの
手段が、少くとも１つの流れそらせ板手段であることを
特徴とする特許請求の範囲第13項記載の流動層重合反応
器の運転方法。 - 【請求項１５】A.重合性流体流を入口の中に通して混合
室に、粒子層を懸濁及び流動状態に保つのに十分なガス
速度で連続して導入し、 B.該流体流を分割して少くとも２つの流体流路で流れる
少くとも２つの流れとし、該流路の中の少くとも１つに
おける流体を該混合室の壁に沿って上方向かつ外方向に
向け、該流路の中の少くとも１つにおける流体を混合室
の中央軸線に沿って上方向に向け、それによって該混合
室の壁に沿う該流体の十分な上方向流れを引き起こして
（１）固体粒子を同伴しかつ粒子を流体中に同伴された
ままにしかつ（２）固体粒状重合体生成物が該混合室の
壁に付着するのを防ぎ、また該混合室における液体の集
積も抑制し、該混合室の中央軸線に沿う該流体の上方流
れは固体粒状重合体生成物が該入口手段の中に降下する
のを防ぐのに十分であり、該流れの結合した速度及び配
向は該結合流れが該混合室の上部領域に達する時まで結
合流体流れの全体的に均一な混合及び分配を確実にする
のに十分であり、 C.該結合流れを全体的に均一な方法で全体的に水平なガ
ス分配板に通して該混合室の上に置いた流動床領域の中
に通し、かつ該ガス分配板に固体重合体粒子の層を懸濁
及び流動状態に維持するのに十分な全速度で通す ことを含む特許請求の範囲第13項記載の流動層重合反応
器の運転方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US64388284A | 1984-08-24 | 1984-08-24 | |
| US643882 | 1984-08-24 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS61106608A JPS61106608A (ja) | 1986-05-24 |
| JPH0826086B2 true JPH0826086B2 (ja) | 1996-03-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184358A Expired - Lifetime JPH0826086B2 (ja) | 1984-08-24 | 1985-08-23 | 流動層重合反応器における改良 |
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|---|---|
| EP (1) | EP0173261B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0826086B2 (ja) |
| KR (1) | KR910005665B1 (ja) |
| AR (1) | AR240660A1 (ja) |
| AT (1) | ATE67689T1 (ja) |
| AU (1) | AU585246B2 (ja) |
| BR (1) | BR8504052A (ja) |
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| ZA (1) | ZA856440B (ja) |
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