JPH1087729A - オレフィンの気相重合方法、固体触媒成分供給装置および流動層反応器 - Google Patents
オレフィンの気相重合方法、固体触媒成分供給装置および流動層反応器Info
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- JPH1087729A JPH1087729A JP24670496A JP24670496A JPH1087729A JP H1087729 A JPH1087729 A JP H1087729A JP 24670496 A JP24670496 A JP 24670496A JP 24670496 A JP24670496 A JP 24670496A JP H1087729 A JPH1087729 A JP H1087729A
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Abstract
塞することなく、また流動層中に局部的な反応を生じに
くく、気相重合を長期間安定して実施しうることができ
るオレフィンの気相重合方法、このようなオレフィンの
気相重合を可能にする触媒供給用ノズルおよび流動層反
応器の提供。 【解決手段】 固体触媒成分を含む重合体粒子が流動状
態に保たれている流動層反応器にオレフィンを供給して
気相重合反応によってポリオレフィンを製造するに際し
て、固体触媒成分と液状不活性媒体とを接触させた後1
0分以内に流動層反応器に供給してオレフィンの重合反
応を行なうか、あるいは固体触媒成分の供給口近傍に不
活性媒体を供給しながら固体触媒成分を供給口から流動
層反応器に供給してオレフィンの気相重合反応を行な
う。
Description
法、固体触媒成分供給装置および流動層反応器に関す
る。
族遷移金属を含む触媒を用いて、従来一般的に溶液重合
あるいは懸濁重合などの液相重合法によって製造されて
おり、たとえばLLDPEは、通常チタン系(チーグラ
ー)触媒を用い、液相重合法によりエチレンと炭素数4
以上のα−オレフィンとを共重合させることによって製
造されている。また近年、盛んに研究されているメタロ
セン系触媒を用いると、重合後に触媒除去操作を省略し
うる程高活性でオレフィンを(共)重合させることがで
きる。
相重合法で実施すると、重合後にポリオレフィンを粒子
状で得ることができ、重合溶液からの粒子析出工程、粒
子分離工程などが不要となり、製造プロセスを簡略化す
ることができるので、オレフィンの気相重合法について
も盛んに研究されている。
反応器を用いて、反応器下部から吹き込まれた反応ガス
(オレフィン)を含む流動化ガスをガス分散板で均一に
分散させることによって、固体触媒成分および生成ポリ
オレフィンからなる粒子を流動状態に保持しながら行な
われる。
は通常不活性ガスで搬送されて反応器内に供給される
が、流動層内のオレフィンは、反応器内に供給された固
体触媒成分と接触すると瞬時に反応を開始する。このた
め触媒供給口(ノズル)近傍において重合反応が起き、
ノズルが閉塞してしまうという問題点があった。
オレフィンとが接触時に急激に反応することによって、
固体触媒成分が破壊して微粉化したり、流動層内に局部
的発熱(ヒートスポット)が発生してポリオレフィンが
溶融塊化することがあるという問題点がある。特にメタ
ロセン触媒などの高活性触媒を用いた場合にこのような
現象を生じやすい。
したり、あるいは触媒活性を低下させたりして、急激な
反応を抑制しているが、このような方法では反応器サイ
ズを過大化させてしまうという問題点がある。さらにこ
の不活性ガスが気相重合条件下で凝縮性である場合に
は、流動層中の不活性ガス濃度の制御が容易ではなく、
流動層中の不活性ガス濃度を制御するために流動層循環
ガスの一部を系外へ抜き出さなければならないこともあ
る。
件下でガス化しうる不活性媒体でスラリー化して供給す
れば、触媒近傍の不活性ガス濃度が高くなることから流
動層中の不活性ガス量を低減させることができる。しか
しながら固体触媒成分をスラリー化すると触媒活性が不
安定になりやすく、場合によっては活性が著しく低下し
て所望活性が得られないことがある。触媒活性が不安定
であると、触媒活性の変動に応じて反応条件を微妙にコ
ントロールしながら重合を安定して行なう必要がある
が、安定運転を実施することが困難になることもある。
高活性でかつ一定活性の触媒を、触媒供給ノズルの閉塞
を生じることなく流動層に供給することができ、また流
動層中に局部的発熱を生じにくく、気相重合を長期間安
定して実施しうることができるオレフィンの気相重合方
法、このような触媒の供給を可能にする触媒供給用ノズ
ルおよび流動層反応器の出現が望まれていた。
てなされたものであり、高活性触媒を供給しても触媒供
給ノズルを閉塞することなく、また流動層中に局部的な
反応を生じにくく、気相重合を長期間安定して実施しう
ることができるオレフィンの気相重合方法、このような
オレフィンの気相重合を可能にする触媒供給用ノズルお
よび流動層反応器を提供することを目的としている。
は、固体触媒成分を含む重合体粒子が流動状態に保たれ
ている流動層反応器にオレフィンを供給して気相重合反
応によってポリオレフィンを製造するに際して、固体触
媒成分と液状不活性媒体とを接触させた後10分以内に
流動層反応器に供給してオレフィンの重合反応を行なう
か、あるいは固体触媒成分の供給口近傍に不活性媒体を
供給しながら固体触媒成分を供給口から流動層反応器に
供給してオレフィンの重合反応を行なうことを特徴とし
ている。
不活性媒体を供給するには、多重管の内管ノズルから固
体触媒成分を流動層反応器に供給し、不活性媒体を多重
管の外管ノズルから流動層反応器に供給してもよく、固
体触媒成分を触媒供給管を介して流動層反応器に供給す
るとともに、該触媒供給管の先端部に、不活性媒体を不
活性媒体供給管から供給してもよい。
不活性媒体は、ガス、液体またはミストのいずれであっ
てもよい。また固体触媒成分は、通常不活性ガスを搬送
ガスとして触媒供給管を介して供給される。
レフィンガスを気相重合させるための流動層反応器に、
オレフィン重合用固体触媒成分を供給するためのもので
あって、前記流動層反応器の周壁に触媒供給口を開設す
るとともに、前記触媒供給口近傍に不活性媒体供給口を
開設して、固体触媒成分とともに不活性媒体を流動層反
応器内に供給するように構成したことを特徴としてい
る。
口が開設されていてもよい。触媒供給口には触媒供給ノ
ズルが配設されるとともに、不活性媒体供給口には不活
性媒体供給ノズルが配設されている。
は、流動層反応器の周壁に触媒供給口を開設するととも
に、前記触媒供給口に多重管ノズルを配設して、該多重
管ノズルの内管ノズルから固体触媒成分を、外管ノズル
から不活性媒体を供給するように構成されていてもよ
い。
管ノズルにかけてそれぞれ、不活性媒体供給ノズルおよ
び触媒供給ノズルとなるように交互に構成されているこ
とが望ましい。
面と、不活性媒体供給ノズルの先端面が略同一となるよ
うに構成されていてもよく、触媒供給ノズルの先端面
が、不活性媒体供給ノズルの先端面より突出するように
構成されていてもよく、触媒供給ノズルの先端面が、不
活性媒体供給ノズルの先端面より内側に位置するように
構成されていてもよい。
な固体触媒成分供給装置を有することを特徴としてい
る。
気相重合方法、触媒供給用ノズルおよび流動層反応器に
ついて具体的に説明する。
単独重合のみならず共重合を包含した意味で用いられる
ことがあり、また「重合体」という語は単独重合体のみ
ならず、共重合体を包含した意味で用いられることがあ
る。
に保たれている流動層反応器にオレフィンを供給して気
相重合反応によってポリオレフィンを製造するに際し
て、固体触媒成分と不活性媒体とを後述するような方法
で供給してオレフィンの重合反応を行なっている。
スについて図1を参照しながら簡単に説明する。オレフ
ィンをガスブロワー7により流動層反応器1底部の流動
化ガス供給口2から多孔板などのガス分散板3を介して
反応器1内に連続的に吹き込み、これによって触媒供給
口10から反応器1内に供給された固体触媒成分を流動
状態に保持し、流動層(反応系)を形成する。
から補給することができ、たとえばライン8を介して通
常ガス状で供給される。上記共重合は必要に応じて水素
などの分子量調節剤の存在下に行なうこともでき、任意
の場所たとえばライン8から供給することができる。
子は、ポリオレフィン回収口4から連続的または断続的
に抜き出される。一方上記のような反応器1上部のガス
排出口5から排出されたガスは、未反応オレフィンおよ
び不活性ガスなどを含有しており、循環ライン6からガ
スブロワー7を介して反応器1に循環される。この際に
は、排出ガスの重合熱をたとえばブロワー7の下流に配
置された熱交換器9で除去してから反応器1に循環させ
ることが好ましく、また該重合熱を利用してライン8か
ら循環ライン6に供給された新たなオレフィンを加熱す
ることもできる。
るに際しては、触媒として平均粒径が5〜300μm程
度好ましくは10〜150μm程度の固体触媒成分が用
いられる。この触媒およびオレフィンについては詳細を
後述する。
オレフィン重合において不活性であり、かつ気相重合条
件下においてはガス状であるものであればよく、具体的
には窒素、アルゴン、ネオンなどの不活性ガス、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタ
ン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘ
キサンなどの飽和脂肪族炭化水素を用いることができ
る。これらを組み合わせて用いることもできる。
固体触媒成分を下記のようにして供給してオレフィンの
重合反応を行なっている。 (1)固体触媒成分と液状不活性媒体とを接触させた後
10分以内に流動層反応器に供給してオレフィンの重合
反応を行なう。 (2)固体触媒成分の供給口近傍に不活性媒体を供給し
ながら固体触媒成分を供給口から流動層反応器に供給し
てオレフィンの重合反応を行う。
性媒体のスラリーで反応器内に供給される。固体触媒成
分と液状不活性媒体とを接触させた後10分以内に反応
器に供給しているが、好ましくは5分以内、特に好まし
くは30秒以内に反応器に供給すること望ましい。
は−10〜40℃、特に好ましくは5〜35℃程度に保
つことが望ましい。このような接触時間で供給すること
ができれば、予めスラリーを調製しておいて触媒供給ラ
インに該スラリーを供給してもよく、またたとえば触媒
供給ラインに液状不活性媒体を供給してライン内で固体
触媒成分と液状不活性媒体とを接触させてもよい。
ラリーとして供給する場合には、不活性媒体としては、
上記に例示したうちでも、イソブタン、ブタン、ペンタ
ン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘ
キサンなどの飽和脂肪族炭化水素が用いられ、特にイソ
ブタン、イソペンタンなどが好ましく用いられる。これ
らを組み合わせて用いてもよい。
触媒成分1kg当り2〜500kg、好ましくは20〜20
0kgの量で用いることが望ましい。上記のような接触条
件下に固体触媒成分と不活性媒体とを流動層反応器に供
給すると、触媒性能が低下することなく固体触媒成分を
流動層に供給でき、かつ流動層中の局部的な反応の抑制
し、不活性ガス量を低減させることができる。
成分の供給口近傍に不活性媒体を供給するには、固体触
媒成分を触媒供給管を介して流動層反応器に供給すると
ともに、該触媒供給管の先端部に、不活性媒体を不活性
媒体供給管から供給することができる。
口とを供給するに際しては、触媒供給口から反応器内に
供給される固体触媒成分と、反応ガス(オレフィン)と
の接触点を囲むように不活性媒体を供給することが好ま
しい。
体触媒成分を触媒供給管(ノズル)10を介して流動層
反応器内に供給し、不活性媒体を、触媒供給管10の上
部近傍に設けられた不活性媒体供給管(ノズル)11か
ら噴出させて供給することができる。
不活性媒体供給ノズルが設けられていてよく、図3に示
すように、触媒供給ノズル10の上部近傍と、下部近傍
とに設けられた不活性媒体供給ノズル11a、11bか
ら不活性媒体を噴出させてもよい。
は、触媒供給ノズル先端10cm以内に位置しているこ
とが望ましい。触媒供給ノズル10の内径(D1)は、
特に限定されないが通常1〜50mmであり、好ましく
は3〜25mmであることが望ましい。
a、11b)の内径(D0)も特に限定されないが、D0
/D1=1.5〜3程度であることが望ましい。また触媒
供給ノズル10の断面積(S1)と、不活性媒体供給ノ
ズル11(11a+11b)の断面積(S0)との比S0
/S1=2.25〜9であることが望ましい。
成分の供給口近傍に不活性媒体を供給するには、多重管
の内管ノズルから固体触媒成分を流動層反応器に供給
し、不活性媒体を多重管の外管ノズルから流動層反応器
に供給してもよい。
ズル11とれば何重管であってもよいが、最外管から内
管方向への各管ノズルを順次交互に不活性媒体供給ノズ
ル、触媒供給ノズルとすることが好ましい。
ノズル10から固体触媒成分を供給し、外管ノズル11
から不活性媒体を供給する。多重管ノズルでは、図4に
示すように触媒供給ノズル(内管)の先端面と、不活性
媒体供給(外管)ノズルの先端面とは略同一で揃ってい
てもよく、図5に示すように触媒供給ノズル(内管)1
0の先端面が不活性媒体供給(外管)ノズル11の先端
面よりも突出していてもよく、図6に示すように不活性
媒体供給(外管)ノズル11の先端面が触媒供給ノズル
(内管)10の先端面よりも突出していてもよい。
先端面のずれ(L)は、触媒供給ノズル10の内径(D
1)に対してL/D1=0.2〜3程度であることが望ま
しい。
10の内径(D1)は、特に限定されないが通常1〜5
0mmであり、好ましくは3〜25mmであることが望
ましい。
ズル10と、不活性媒体供給ノズル11との断面積比S
0/S1は、前記と同様に2.25〜9であることが望ま
しい。
供給口近傍に不活性媒体を供給する際には、不活性媒体
としては、上記のうちでも窒素、イソブタン、イソペン
タンなど、およびこれらの組み合わせが好ましく用いら
れ、これらがミスト−ガス混相で供給されることが好ま
しい。
kg当たり30〜100Nm3、好ましくは35〜80N
m3、特に好ましくは40〜60Nm3の量で不活性媒体
供給管11(あるいは11aと11bとの合計)から供
給されることが望ましい。
管10からの固体触媒成分の供給は、通常不活性ガスを
搬送ガスとして行なわれる。この搬送ガスとしての不活
性ガスは、固体触媒成分1kg当たり1〜50Nm3、好
ましくは5〜35Nm3、特に好ましくは8〜20Nm3
の量で触媒供給管10から供給される。
いることが好ましく、特に図5に示す二重管構造のノズ
ルを用いることが好ましい。多重管ノズルにより、触媒
供給ノズルを囲むようにして不活性媒体を供給すれば、
触媒供給ノズル近傍でのオレフィンの局部的な重合反応
を防止することができ、触媒供給ノズルの閉塞を特に効
果的に防止することができる。
を供給しながら行なわれる気相重合において、オレフィ
ンとしては具体的に、エチレン、プロピレン、1-ブテ
ン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1
-オクテン、1-デセンなどの炭素数2〜18のα−オレ
フィン、炭素数2〜18のシクロオレフィンを用いるこ
とができる。これらは単独重合させてもよく、共重合さ
せてもよい。
重合性モノマーを共重合させてもよく、たとえばスチレ
ン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル、メタ
クリル酸メチル、テトラフルオロエチレン、ビニルエー
テル、アクリロニトリルなどのビニル型モノマー類、ブ
タジエン、イソプレンなどの共役ジエン類、1,4-ヘキサ
ジエン、ジシクロペンタジエン、5-ビニル-2-ノルボル
ネンなどの非共役ポリエン類、アセチレン、メチルアセ
チレンなどのアセチレン類、ホルムアルデヒドなどのア
ルデヒド類などを共重合させることもできる。
合、流動化ガス線速などによっても異なるが、通常重合
温度は50〜120℃好ましくは60〜100℃の範囲
内で、重合圧力は常圧〜100kg/cm2好ましくは常圧
〜50kg/cm2の範囲内で行なわれる。流動化ガスは、
通常0.4〜1.5m/sec 、好ましくは0.6〜1.2m
/sec 程度の線速で吹き込まれる。
ともできる。得られるポリオレフィンの分子量は、重合
温度などの重合条件を変更することにより、また水素
(分子量調節剤)の使用量を制御することにより調節す
ることができる。また重合は、回分式、半連続式、連続
式のいずれの方法においても行うことができるが、連続
式流動層気相重合器を用いて行なうことが好ましい。
ー型チタン系触媒、フィリップ型酸化クロム触媒などの
オレフィン重合用触媒として公知の触媒を広く用いて行
なうことができるが、これらのうちでも特に高活性のメ
タロセン系触媒を用いることが望ましい。
セン系触媒は、たとえば [A]周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属のメタロ
セン化合物、および [B](B-1) 有機アルミニウムオキシ化合物、(B-2) 有
機アルミニウム化合物、および(B-3) メタロセン化合物
[A]と反応してイオン対を形成する化合物から選ばれ
る少なくとも1種の化合物を、粒子状担体化合物と接触
させて固体触媒成分として用いられる。
次式(i) で示される。 MLx …(i) (式中、MはZr、Ti、Hf、V、Nb、TaおよびCrか
ら選ばれる遷移金属であり、Lは遷移金属に配位する配
位子であり、少なくとも1個のLはシクロペンタジエニ
ル骨格を有する配位子であり、シクロペンタジエニル骨
格を有する配位子以外のLは、水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリ
ーロキシ基、トリアルキルシリル基またはSO3R基
(ここでRはハロゲンなどの置換基を有していてもよい
炭素数1〜8の炭化水素基)であり、xは遷移金属の原
子価である。) シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては、た
とえば、シクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタ
ジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、トリメ
チルシクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペン
タジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、
エチルシクロペンタジエニル基、メチルエチルシクロペ
ンタジエニル基、プロピルシクロペンタジエニル基、メ
チルプロピルシクロペンタジエニル基、ブチルシクロペ
ンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタジエニル
基、ヘキシルシクロペンタジエニル基などのアルキル置
換シクロペンタジエニル基あるいはインデニル基、4,5,
6,7-テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基などを
例示することができる。これらの基は、ハロゲン原子、
トリアルキルシリル基などで置換されていてもよい。
タジエニル基が特に好ましい。シクロペンタジエニル骨
格を有する配位子以外の配位子として、具体的にハロゲ
ンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げら
れ、炭素数1〜12の炭化水素基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基など
のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基な
どのシクロアルキル基、フェニル基、トリル基などのア
リール基、ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル
基などが挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられ、アリーロ
キシ基としては、フェノキシ基などが挙げられ、SO3
R基としては、p-トルエンスルホナト基、メタンスルホ
ナト基、トリフルオロメタンスルホナト基などが挙げら
れる。
タジエニル骨格を有する基を2個以上含む場合には、そ
のうち2個のシクロペンタジエニル骨格を有する基同士
は、エチレン、プロピレンなどのアルキレン基、イソプ
ロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換アルキレン
基、シリレン基またはジメチルシリレン基、ジフェニル
シリレン基、メチルフェニルシリレン基などの置換シリ
レン基などを介して結合されていてもよい。
わせて用いることもできる。本発明で用いられる(B-1)
有機アルミニウムオキシ化合物は、従来公知のベンゼン
可溶性のアルミノキサンであってもよく、また特開平2
−27687号公報に開示されているようなベンゼン不
溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
物(B-1)を2種以上組合わせて用いることもできる。本
発明で用いられる有機アルミニウム化合物(B-2)は、た
とえば下記一般式(i) で示される。
り、Xはハロゲン原子または水素原子であり、nは1〜
3である。) 上記一般式(i) において、R1 は炭素数1〜12の炭化
水素基たとえばアルキル基、シクロアルキル基またはア
リ−ル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n-
プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
iR3 3基、−OAlR4 2基、−NR5 2基、−SiR6 3基ま
たは−N(R7)AlR8 2基であり、nは1〜2であり、R
2、R3、R4およびR8はメチル基、エチル基、イソプロ
ピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基
などであり、R5は水素原子、メチル基、エチル基、イ
ソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル基などで
あり、R 6 およびR7 はメチル基、エチル基などであ
る。) 本発明で用いられる前記メタロセン化合物[A]と反応
してイオン対を形成する化合物(B-3)としては、特開平
1−501950号公報、特開平1−502036号公
報、特開平3−179005号公報、特開平3−179
006号公報、特開平3−207703号公報、特開平
3−207704号公報、EP−A−0468651号
公報などに記載されたルイス酸、イオン性化合物および
カルボラン化合物を挙げることができる。
トリス(4-フルオロフェニル)ボロン、トリス(p-トリ
ル)ボロン、トリス(o-トリル)ボロン、トリス(3,5-
ジメチルフェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボロン、MgCl2、Al2O3、SiO2-Al2
O3 などを挙げることができる。
ルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート、トリn-ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフ
ルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウム
テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェ
ロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート
などを挙げることができる。
ン、1-カルバウンデカボラン、ビスn-ブチルアンモニウ
ム(1-カルベドデカ)ボレート、トリn-ブチルアンモニ
ウム(7,8-ジカルバウンデカ)ボレート、トリn-ブチル
アンモニウム(トリデカハイドライド-7-カルバウンデ
カ)ボレートなどを挙げることができる。
もできる。本発明では、共触媒成分[B]として、上記
のような成分(B-1)、(B-2)および(B-3)から選ばれる
少なくとも1種の化合物が用いられ、これらを適宜組合
わせて用いることもできる。これらのうちでも共触媒成
分[B]として少なくとも(B-2)または(B-3)を用いる
ことが望ましい。
粒子状担体化合物と接触させて、担体担持型触媒(固体
触媒成分)として用いることが好ましい。担体化合物と
しては、粒径10〜300μm好ましくは20〜200
μmの顆粒状ないしは微粒子状固体が用いられる。この
担体の比表面積は通常50〜1000m2/gであり、
細孔容積は0.3〜2.5cm3/gであることが望まし
い。
物が好ましく用いられ、具体的にはSiO2、Al2O3、
MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、Ba
O、ThO2などまたはこれらの混合物、たとえばSiO2
-MgO、SiO2-Al2O3、SiO 2-TiO2、SiO2-V2
O5、SiO2-Cr2O3、SiO2-TiO2-MgOなどが用い
られる。これらの中では、SiO2および/またはAl2O
3を主成分とするものが好ましい。
CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(S
O4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(N
O3)3、Na2O、K2O、Li2Oなどの炭酸塩、硫酸塩、
硝酸塩、酸化物成分が含有されていてもよい。
でき、たとえば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-
メチル-1-ペンテンなどの炭素数2〜14のα-オレフィ
ンを主成分として生成される(共)重合体あるいはビニ
ルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される
重合体あるいは共重合体を用いることができる。
150℃好ましくは−20〜120℃の温度で、1分〜
50時間好ましくは10分〜25時間行なうことが望ま
しいこの接触は、不活性炭化水素溶媒中で行なうことも
できる。
は、担体1g当り、メタロセン化合物[A]が遷移金属
原子として5×10-6〜5×10-4グラム原子、好まし
くは10-5〜2×10-4グラム原子の量で、成分[B]
は、担体1g当りアルミニウム原子またはホウ素原子と
して10-3〜5×10-2グラム原子好ましくは2×10
-3〜2×10-2グラム原子の量で担持されていることが
望まししい。
成分をそのままで重合に用いることができが、この固体
触媒成分にオレフィンを予備重合させて予備重合触媒を
形成してから用いることもできる。
(またはその予備重合触媒)は、遷移金属/リットル
(重合容積)で、通常10-8〜10-3グラム原子/リッ
トル好ましくは10-7〜10-4グラム原子/リットル程
度の量で用いられることが望ましい。
[B]を用いても用いなくてもよいが、重合系中の遷移
金属に対する成分[B]中のアルミニウムまたはホウ素
の原子比(AlまたはB/遷移金属)で、5〜300好
ましくは10〜200さらに好ましくは15〜150と
なる量で必要に応じて用いることができる。
を気相重合させるための流動層反応器に、オレフィン重
合用固体触媒成分を供給するためのものであって、流動
層反応器の周壁に触媒供給口を開設するとともに、触媒
供給口近傍に不活性媒体供給口を開設して、固体触媒成
分とともに不活性媒体を流動層反応器内に供給するよう
に構成したことを特徴としている。触媒供給口の周囲に
複数の不活性媒体供給口が開設されていてもよい。
るとともに、不活性媒体供給口には不活性媒体供給ノズ
ルが配設されている。図2に、このように配設された触
媒供給ノズル10と、不活性媒体供給ノズル11とを示
す。
供給口が2ヶ所開設されている態様を示す。図3におい
て、触媒供給ノズル10の上部近傍と、下部近傍とに設
けられた不活性媒体供給ノズル11a、11bから不活
性媒体を噴出させる。
先端は、触媒供給ノズル10先端10cm以内に位置し
ていることが望ましい。触媒供給ノズル10の内径(D
1)は、特に限定されないが通常1〜50mmであり、
好ましくは3〜25mmであることが望ましい。
a、11b)の内径(D0)も特に限定されないが、D0
/D1=1.5〜3程度であることが望ましい。また触媒
供給ノズル10の断面積(S1)と、不活性媒体供給ノ
ズル11(11a+11b)の断面積(S0)との比S0
/S1=2.25〜9であることが望ましい。
は、流動層反応器の周壁に触媒供給口を開設するととも
に、前記触媒供給口に多重管ノズルを配設して、該多重
管ノズルの内管ノズルから固体触媒成分を、外管ノズル
から不活性媒体を供給するように構成されていてもよ
い。
ルを不活性媒体供給ノズルとすれば何重管であってもよ
く、多重管ノズルの最外管ノズルから最内管ノズルにか
けてそれぞれ、不活性媒体供給ノズルおよび触媒供給ノ
ズルとなるように交互に構成されていることが望まし
い。
二重管構造であるときの態様を図4に示す。図4中、内
管10は触媒供給ノズルであり、外管11は不活性媒体
供給ノズルである。
先端面と、不活性媒体供給ノズル11の先端面が略同一
となるように構成されていてもよく(図4参照)、図5
に示すように触媒供給ノズル10の先端面が、不活性媒
体供給ノズル11の先端面より突出するように構成され
ていてもよく、また図6に示すように触媒供給ノズル1
0の先端面が、不活性媒体供給ノズル11の先端面より
内側に位置するように構成されていてもよい。
と、不活性媒体供給ノズル11の先端面がずれている場
合には、このずれ(L)は、触媒供給ノズル10のノズ
ル内径(D1)に対してL/D1=0.2〜3程度である
ことが望ましい。
ルにおいて、触媒供給管10のノズル内径(D1)は、
特に限定されないが通常1〜50mmであり好ましくは
3〜25mmであることが望ましい。
給ノズル11とのノズル断面積比S 0/S1=2.25〜
9であることが望ましい。本発明に係る流動層反応器
は、上記のような固体触媒成分供給装置を有することを
特徴としている。この流動層反応器は、固体触媒成分供
給装置を有すること以外は公知の流動層反応器と同様で
あり、たとえば図1に示すような構成を有していればよ
い。
流動層反応器においてオレフィンの気相重合を行なう
と、高活性触媒であっても触媒供給管のノズル詰まりを
生じにくく、オレフィンの気相重合を長期間安定して行
なうことができる。
合させるに際して高活性触媒を供給しても触媒供給ノズ
ルを閉塞することなく、また流動層中に局部的な反応を
生じにくく、長期間安定して運転を実施することができ
る。
流動層反応器を用いれば、このようなオレフィンの気相
重合を容易に行なうことができる。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(1,3-n-ブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリドとを担持させた固体触媒成分に、エチレ
ンを予備重合させた触媒を用いてエチレンと1-ヘキセン
とを共重合させ、メルトフローレート(MFR:AST
M D1238;190℃、2.16kg荷重下)が0.1
5g/10分であり、密度が0.924g/cm3 であり、
嵩密度(JIS K6721)が0.45g/cm3 であ
るエチレン・1-ヘキセン共重合体を500kg/hrの量で
製造した。
(固体触媒成分供給装置)により、内管から0.1kg/h
rの量の固体触媒成分を搬送ガスとして11Nm3/hrの
量の窒素ガスとともに供給し、外管から15kg/hrの量
のi-イソペンタンをミストとして含有する窒素ガスを5
Nm3/hrの量で供給した。
き、この間、反応器壁へのポリマーの付着および塊状ポ
リマーの生成は認められなかった。
から不活性ガスを供給せずに、内管からの固体触媒成分
および搬送ガスの供給だけを行って、実施例1と同様の
重合を実施したところ、約12時間で触媒供給ノズルに
詰まりを生じた。
た以外は実施例1と同様にしてエチレン・1-ヘキセン共
重合体を製造した。
備重合触媒をi-ペンタンに懸濁して流動層反応器にフィ
ードした。固体触媒成分の供給量は0.1kg/hrであ
り、i-ペンタンの供給量は15kg/hrであった。
タンとの接触時間(懸濁時間)は約1分であった。上記
重合を6ヵ月連続運転することができ、この間、反応器
壁へのポリマーの付着および塊状ポリマーの生成は認め
られなかった。
タンとの接触時間(懸濁時間)を20分に変えた以外は
実施例2と同様にして重合を実施したところ、約8時間
の運転で不安定になり運転を停止した。
生し、分散板が詰まり気味になっており、さらにシート
状ポリマーが反応器壁などに多数付着していた。
ロセスを示す。
の一態様であり、かつ本発明における固体触媒成分と不
活性媒体との供給方法を示す。
の他の態様であり、かつ本発明における固体触媒成分と
不活性媒体との供給方法を示す。
の他の態様であり、かつ本発明における固体触媒成分と
不活性媒体との供給方法を示す。
の他の態様であり、かつ本発明における固体触媒成分と
不活性媒体との供給方法を示す。
の他の態様であり、かつ本発明における固体触媒成分と
不活性媒体との供給方法を示す。
Claims (15)
- 【請求項1】固体触媒成分を含む重合体粒子が流動状態
に保たれている流動層反応器にオレフィンを供給して気
相重合反応によってポリオレフィンを製造するに際し
て、 固体触媒成分と液状不活性媒体とを接触させた後10分
以内に流動層反応器に供給してオレフィンの重合反応を
行なうことを特徴とするオレフィンの気相重合方法。 - 【請求項2】固体触媒成分を含む重合体粒子が流動状態
に保たれている流動層反応器にオレフィンを供給して気
相重合反応によってポリオレフィンを製造するに際し
て、 固体触媒成分の供給口近傍に不活性媒体を供給しながら
固体触媒成分を供給口から流動層反応器に供給してオレ
フィンの重合反応を行なうことを特徴とするオレフィン
の気相重合方法。 - 【請求項3】多重管の内管ノズルから固体触媒成分を流
動層反応器に供給し、 不活性媒体を多重管の外管ノズルから流動層反応器に供
給して、 固体触媒成分の供給口近傍に不活性媒体を供給すること
を特徴とする請求項2に記載のオレフィンの気相重合方
法。 - 【請求項4】固体触媒成分を触媒供給管を介して流動層
反応器に供給するとともに、該触媒供給管の先端部に、
不活性媒体を不活性媒体供給管から供給して、 固体触媒成分の供給口近傍に不活性媒体を供給すること
を特徴とする請求項2に記載のオレフィンの気相重合方
法。 - 【請求項5】不活性媒体は、ガス、液体またはミストで
あることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の
オレフィンの気相重合方法。 - 【請求項6】固体触媒成分を不活性ガスを搬送ガスとし
て触媒供給管を介して供給することを特徴とする請求項
2〜4のいずれかに記載のオレフィンの気相重合方法。 - 【請求項7】オレフィンガスを気相重合させるための流
動層反応器に、オレフィン重合用固体触媒成分を供給す
るための固体触媒成分供給装置であって、 前記流動層反応器の周壁に触媒供給口を開設するととも
に、前記触媒供給口近傍に不活性媒体供給口を開設し
て、固体触媒成分とともに不活性媒体を流動層反応器内
に供給するように構成したことを特徴とする固体触媒成
分供給装置。 - 【請求項8】前記触媒供給口の周囲に複数の不活性媒体
供給口が開設されていることを特徴とする請求項7に記
載の固体触媒成分供給装置。 - 【請求項9】前記触媒供給口に触媒供給ノズルが配設さ
れるとともに、不活性媒体供給口に不活性媒体供給ノズ
ルが配設されていることを特徴とする請求項7または8
に記載の固体触媒成分供給装置。 - 【請求項10】オレフィンガスを気相重合させるための
流動層反応器に、オレフィン重合用固体触媒成分を供給
するための固体触媒成分供給装置であって、 前記流動層反応器の周壁に触媒供給口を開設するととも
に、前記触媒供給口に多重管ノズルを配設して、該多重
管ノズルの内管ノズルから固体触媒成分を、外管ノズル
から不活性媒体を供給するように構成したことを特徴と
する固体触媒成分供給装置。 - 【請求項11】前記多重管ノズルの最外管ノズルから最
内管ノズルにかけてそれぞれ、不活性媒体供給ノズルお
よび触媒供給ノズルとなるように交互に構成したことを
特徴とする請求項10に記載の固体触媒成分供給装置。 - 【請求項12】前記触媒供給ノズルの先端面と、不活性
媒体供給ノズルの先端面が略同一となるように構成され
ていることを特徴とする請求項10または11に記載の
固体触媒成分供給装置。 - 【請求項13】前記触媒供給ノズルの先端面が、不活性
媒体供給ノズルの先端面より突出するように構成されて
いることを特徴とする請求項10または11に記載の固
体触媒成分供給装置。 - 【請求項14】前記触媒供給ノズルの先端面が、不活性
媒体供給ノズルの先端面より内側に位置するように構成
されていることを特徴とする請求項10または11に記
載の固体触媒成分供給装置。 - 【請求項15】請求項7〜14のいずれかに記載に固体
触媒成分供給装置を有することを特徴とする流動層反応
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24670496A JP3727426B2 (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | オレフィンの気相重合方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005207311A Division JP2006022336A (ja) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | オレフィンの気相重合方法、固体触媒成分供給装置および流動層反応器 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1087729A true JPH1087729A (ja) | 1998-04-07 |
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Family
ID=17152401
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6936226B2 (en) | 1998-05-29 | 2005-08-30 | Univation Technologies, Llc | Catalyst delivery method, a catalyst feeder and their use in a polymerization process |
JP2006512450A (ja) * | 2002-12-31 | 2006-04-13 | ユニベーション・テクノロジーズ・エルエルシー | クロムベース重合触媒と混合重合触媒との間の移行方法 |
KR101116584B1 (ko) | 2003-04-16 | 2012-03-15 | 바젤 폴리올레핀 게엠베하 | 기체상 유동층 반응기 내로 촉매 및 공정 보조제를 불연속계량투입하는 방법 |
JP2017062354A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | キヤノン株式会社 | トナー粒子の製造方法 |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP24670496A patent/JP3727426B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6936226B2 (en) | 1998-05-29 | 2005-08-30 | Univation Technologies, Llc | Catalyst delivery method, a catalyst feeder and their use in a polymerization process |
JP2006512450A (ja) * | 2002-12-31 | 2006-04-13 | ユニベーション・テクノロジーズ・エルエルシー | クロムベース重合触媒と混合重合触媒との間の移行方法 |
KR101116584B1 (ko) | 2003-04-16 | 2012-03-15 | 바젤 폴리올레핀 게엠베하 | 기체상 유동층 반응기 내로 촉매 및 공정 보조제를 불연속계량투입하는 방법 |
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