JPS5925804A - 流動床反応器の排出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 □−□□吻 本発明は流動床重合反応器の底部排出を達成するための
装置および方法に関する。

エチレンのようなアルファーオレフィン、またはエチレ
ン、ゾロピレン、ブテン−１のようなアルファーオレフ
ィンの混合物は、例えば、ａ）　　元素の周期表の亜族
ＩＶａ　、　％Ｉａおよび％Ｉａの遷移全綱、特にチタ
ニウム、この化合物にはマグネシウムを加えることも可
能である、の固体化合物、およびｂ）周期表のｔ、ｎ％
址たはＩＩ　（、８ＩＣ）族の金槁の有機金属化合物、
特に有機−アルミニウム化合物を含む触媒組成物の存在
においてガス状状態で合成できることは周知である。高
められた活性を有するそのような触媒組成物は特に米国
時第３．８７８，１２４号および第４，２６０，７０９
号中に記載された。

上に記載する極めて活性な触媒、または等価の触媒を使
用するアルファーオレフィンの重合および共重合は流動
床技法によって実施できることも公知である。これらの
重合および共重合は従って一般に垂直軸を有する反応器
において達成されそこでは生成したポリマー顆粒は重合
されるべきオレフィンまたはオレフィン類を含有する上
昇ガス流によって流動状態に保たれる。この種の反応器
は一般にその中の低位部に穴明きのまたは多孔質プレー
ト−現在流動化プレートと称される−を含みこれは閉鎖
容器内にノズルによってプレートの下に導入されたガス
流を散布することを可能にしそしてポリマー顆粒を閉鎖
容器内のプレート上に流動状態に保つ。プレート上に配
置した横の排出管はそこに見出されるポリマーの一部を
反応器から絶えずまたけ周期的に排出することを可能に
する。

この型の流動床反応器の使用中にル−トと出口管の水準
の間に含まれる流動床の全部または一部を排出すること
が好都合であろう。

例えば製造しているポリマーの品質を変える場合、異な
る品質のポリマーの混合を避けるためにそのような操作
を行う必要があるでらろう：そのような場合反応器中に
含まれる大部分のポリマーは出口導管を通して反応器か
ら引き出すことができる、しかし穴明プレートと出口管
の間に残存するポリマ一部分はこの方法では排出させる
ことはできない。その上反応器の底の部分に、プレート
の水準およびその近くにポリマーが流動状態でない帯域
が存在することに注意すべきであろう。この現象は、例
えばプレートの下の機械的強化材の存在の結果もたらさ
れるものでありこれはプレートの多孔性を所々で減じ：
これら帯域においては、特に、ポリマーは低流動性の塊
の形で存在しこれは不動であろう。

また実際の重合操作の過程において、例えば、この水準
におけるポリマーの試料を採るために反応器の底の部分
に含まれる流動床の一部を採ることは都合がよいであろ
う。

流動床反応が行われる装置においては、例えば少なくと
も一つのガス状化合物と少なくとも一つの固体触媒の流
動状態間の接触反応において、頂部の開口部がプレート
の水準にありそして底部の開口部は通常の操業状態では
弁によってふさがれているが装置の下に配置されている
垂直排出管を便うことによる固形粒子の一部または全部
の排出の可能性については既に記載した。流動化粒子に
対する極めて簡単なこの型の装置は本発明の構成内で行
なう重合または共重合反応に対してはまさにそのままで
は使うことができない、なぜなら触媒粒子上に形成され
たポリマーは必然的に排出管を詰まらせるでろろうから
。

本発明に係わる方法と装置は流動床オレフィン重合また
は共重合装置のプレートの直ぐ上に位置する流動粒子の
部分的または全体の排出問題の解決を狙いとしている。

本発明に係わる排出装置はそれがニ ーその最上部開口がプレートの水準に位置しており、そ
して反応器の外部にあって底部分の直下に位置するそれ
の底部開口が高速度で開くコックによって塞がれている
垂直配管、−一および前記の垂直配管中に入り、そして
前記のコックのすぐ近くで外に連れ出すガスの入口 を含むことを特徴とする。

「垂直配管」は流動床を形成するポリマーまたはコポリ
マーの平均直径の少なくとも１０倍そして好−！［−＜
は少なくとも１００倍の内部直径を有さねばならない。

例えば、もしもこれらの粒子が１１ｎＩｎの平均直径を
有するならば管の内径は好ましくは６０と３００ｍｍの
間で選ばれるであろう：約１０ｍｍよシも小さい不十分
な内径は目詰１りの危険を含み、そして大きすぎる直径
はコックの緊密性に関しまたは流動床の撹流に関する困
難を引き起こすであろう。

「垂直配管」はその内径の少なくとも６倍に等しい長さ
、そして好ましくは少なくとも５倍に等しい長さを有す
るであろう：この長さはこの管の内部にガスの進入のお
かげで「ピストン効果」として知られる希望する型の流
れを保証することを可能にするために必要である。その
ような流れは垂直配管中でポリマー粒子の流動を引起こ
すであろう最少がス速度の５と５０倍の間そして好まし
くはおよそ１０と６０倍の間の速度を有するガス流が前
記のガス入口管を経て導入されたときに得られる。あま
りに遅い速度は目詰まりの原因となりそして早すぎる速
度は流動床の水準において乱流全包含するであろう。

前記のコックは好ましくは例えばコック弁のような全面
−流れ（ｆ’ｕｌｌ−ｆ’ｌｏｗ　）コックから成り、
そして極めて短時間に、例えば５秒よりも少なく、そし
て好ましくは３秒よりも短かい時間に開くことができな
ければならない。

コックは戸外の火桶中に、即ち大気圧下に直接導き出す
ことができるけれども、成る場合には、特に流動床中に
認めうる程の妨害を与えることなく試料を採ることを望
む場合には漏斗中に一定量を前記のコックによって導き
出すことが望ましくその一定量はそれ自身出口装置によ
って備えられる。この場合試料採取はコックを急いで開
き、漏斗の出口装置は閉じ、次いで前記のコックを閉じ
、そしてできるだけ脱がスした後に、前記の出口装ｆを
経てポリマーを収集する。

コックの開口が希望する量の流動化ポリマ・−の排出を
確実にするためにはニ ー反応器内部の圧力対高速度開口するコックの外側、即
ち外部の空気中または漏斗内に存在する圧力の比が５よ
りも大きく、そして好ましくは１０と２５の間から成る
ことが望ましく、これらの二つの圧力間の差は、その上
、３、４　ＭＰａよ〃も大きくそして好ましくは０．９
と２−４　ＭｐａＯ間から成ることが望ましく。

−漏斗が存在する場合には、そこには反応器の容積と漏
斗の容積の間には成る比率が存し；この比率は１０００
：１と１０＝１の間から成りそして好ましくは２００：
１と６０：１の間から成ることが望ましい。

既して言えば、漏斗の容積は垂直配管の容積よりも明瞭
に大きいであろう：漏斗の容積は前記の垂直配管の容積
よりも約８倍、そして好ましくは１０倍大きがるべきも
のと考えられる。

これらの條件の総てを組み合わせるとコックの高速度開
口は漏斗の容量とほとんど等しい流動床の容量をほとん
ど直ちに漏斗中に連行したことを見出した。

下記の非限定的実施例は本発明を例解する：これらの実
施例は装置に関して略図の形で第１．２および３図中に
示される。

第１図は本発明の構成内で使用する流動床反応器の底の
部分の簡単化略図である。

第２図は本発明に係わる装置を含む前記の反応器（第１
図）の底の部分の簡単化略図である。

第６図は本発明に係わる装置を含み、この装置は漏斗を
使用する前記の反応器（第１図）の底の部分の簡単化略
図である。

第１図はニ ー）１１に流動床重合反応器を示しこれは底の近くに； −２に流動化プレートを構成する穴明きのまたは多孔プ
レート、 −３に重合がス入］コ管（多分不活性ガスおよび付加が
スを含むモノマーまたはモノマー類）、−４にプレート
２の上に配置した横の配管、これは通常の操作中に反応
器から連続的にまたは周期的引き出しを可能にする、 を含む。

流動床重合装置のこれらの種々の要素１，２゜３．４は
実際上は本発明の装置と同一である。

第２図中の本発明に係はる装置は従って流動床反応器、
プレート、ガス吸込管および横に向う出口を含み；それ
はまたニ ー５に垂直配管を含み：この配管は反応器の底部を経て
閉鎖容器内に貫入しそ１７てプレート２の水準に、好ま
しくはこのプレートの中心に向って導き出す。

−６に、この垂直配管の底部で、反応器の外部に高速度
開口を有するコック全含み、 −そしてこのコックに隣接して７にがス取入管１ を含む。

本発明に係わるい１一つの装置は第６図中に略図で示さ
れており：この装置が第２図の装置と異なるところは、
高速度開口６を有するコックの直ぐ近くに、 ＝８に漏斗を有することでこれは一定の容量の密閉容器
であって、 これは出口装置９によって閉鎖されこれはコツクロと類
似する高速度開口を有するコックが可能である。

本発明に係わる装置は下記のやり方で利用される： 反応器１中に含まれるポリマーは重合すべきアルファー
オレフィンを含有するがスの管３への導入によって流動
状態に保たれ、ガスは連続的に管Ｉ中に導入される；こ
のガスは窒素のような不活性ガスまたは重合させるべき
アルファーオレフィンを含むガス状混合物で、管５中に
存在するポリマーの重合に対しては実際的には零である
ような十分低い温度である。管５中のガスの上昇速度は
２ 管５中の最少ポリマー流動化速度の５倍と５０倍の間か
ら成るべきである。好ましくは管５中の上昇速度はこの
管５中に存在するでめろうポリマーがピストン効果とし
て知られる効果によって上方に連行されるような速度で
ある。この型の流れ中ではガスと固体間の熱父換は甚だ
強烈であって、これは管５中に多分存在すべきポリマー
を冷却することを可能にする。

反応器１からポリマーを引き出すためには、その中の圧
力が反応器１中で支配的な圧力よりも明らかに低い漏斗
８または何等かその他の装置と管５を連絡させるように
コツクロを開く；コツクロを開く速度は管５中で頂部か
ら低部へ生じるがスの流れが管γを経て導入されるガス
流によって妨害されないように選択する。

反応器１がポリマーの塊を含む場合にはコツクロのよシ
早い開口によってプレートの附近のガスの流れに乱流を
引き起こすことが１３合よくその際「乱調（ｈｕｎｔｉ
ｎｇ）効果」として知られている効果を生じる。例えば
第６図の別形の場合には漏斗８を少なくとも部分的には
ポリマーで充たすことを可能にするためにコツクロを数
秒間開いたままにする。コツクロを閉じた後に、漏斗８
中に存在するポリマーをコック９を開くことによって外
部に排出する。コック９を閉じた後そして希望する圧力
が漏斗８中に、８確立されたときに新たな引き出しを達
成することができる。

管７を経る連続的ガスの導入は本発明に係わる装置の操
作を狂わせるとと々く、一方管５０目詰まシを避けるこ
とを可能にするということが判った。事実、反応器１中
に含まれるポリマーが重合を進行させるのに光分な温度
であるときに引き出しを行う場合には、管５中に含まれ
るポリマーはコツクロを閉じた瞬間には重合によって放
出された熱の影響下ではっきりと熱くなるであろう。も
しもこの熱がガス流によって極めて早く運び去られるの
でなければ、この現象はポリマー顆粒の少なくとも表面
の溶融をもたらせそして管５の内側にポリマーの凝固を
生じるであろう。

漏斗８に配管１０および１２をそれぞれコツク１１およ
び１３と共に備えることは好都合であろう。

漏斗８の充填およびコツクロの閉鎖の直後に、漏斗８内
の引き続く重合の何等かの危険を避けるためにコック１
１を開きそれによって漏斗８中で優勢になる圧力を急速
に引き下げることが事実望ましく、そして次にコック１
３を開きそして導管１２を経て不活性ガスを導入してこ
の不活性ガスをポリマー粉末を通して光分な時間循環さ
せて重合がス混合物の除去を保証する。

コック１１および１３は次いでコック９を開くことによ
って漏斗８中に含まれる粉末の排出前に閉鎖する。

数年の操業後に判明したように、本発明に係わる装置は
優れた操作および安全條件下で反応器への流動化がスの
供給を中断する必要なしに流動床アルファーオレフィン
重合反応器の全量排出の達成を可能ならしめる。このよ
うにして装置を汚染する総ての危険が避けられそして操
作を連続させまたは遅滞なく再び開始させることができ
た。

５ 実施例 反応器の底の部分が本発明に係わる排出装置を含み、こ
の装置は図面の第１．２．３図と一致した漏斗を組み合
わせである流動床反応器を含む設備によってエチレン重
合を行った。

直径が４０ａｎの円筒形の反応器１は２．０　［１０立
の全容量を有する。通常の操業においてはポリマーの出
口を与える横の配管４はプレート２の水準上１．５ｍに
配置しである。

ポリエチレン粉末から成りそして反応器中で流動状態に
保たれる粒子は０．５皿の平均直径を有する。

漏斗８の容量は５０立である。垂直配管５の長さは６０
０ｍｍであり、そしてその内径は１００ｍｍである。

コツクロは球状バルブ型のものである。これは圧搾空気
制御によって作動ｌ−それは約０．５秒の全開孔を保証
する。

内径が３７ｍｍで必るがス導入管７は導管３を経て反応
器に供給するがスと同一組成および同−温６ 度でおよそ２５ｍ”／時のガス処理量を連続に通過させ
た。

コツクロが閉じているときは垂直配管５中のがス流の速
度はおよそ０．８ｍ／秒である、または反応器中に存在
するポリエチレン粉末の最少流動化速度のおよそ１２倍
であるという結果である。

反応器を空にするために、まず゛第一に出口管４の水準
以上に位置するポリマー粉末の全留分をこの管によって
排出する。

次に横の配管４の水準の下の反応器の底部に含まれるポ
リエチレン粉末の全排出をすすめる。

重合中は反応器中に存在する２、１ＭＰａの圧力を一定
に維持し、そして漏斗中に存在する圧力は０−２　ＭＰ
ａである。

次の手段を実行するニ ーコツクロを開きそして約１０秒間このコックを開いた
ままにする。コック９およびコック１１と１２は閉じた
ままにし、そして導管７を経て到看するガス流は一定に
保つ。

−コツク６を再び閉じ、そして次に漏斗８中で少しでも
重合が継続する危険を避けるために。

管１０の上に配置しであるコック１１を、漏斗中の約２
−　Ｉ　ＭＰａの圧力を約ＣＪ−２ＭＰａまで急速に下
げるために直ちに開き、 −次に数分間漏斗８中に含まれるポリエチレン粉末を通
して窒素流を循環させる、この流れはコック１３全開い
たときに管１２を経て導入される。

−次いでコック１１および１３を再び閉じそしてコック
９を開いて漏斗の内容物を集める、これらはおよそ５０
立のポリエチレン粉末の量になる。漏斗８が空になった
ときに、コック９を古び閉じそして反応器１が完全に排
出されるまで止揚の手段を繰り返す。

【図面の簡単な説明】

飾付した図面は本発明の一実施態様を説明するための略
図であって、 第１図は流動床反応器の底の部分を示し、第２図は第１
図に本発明に係わる装置を配置して示し、 第６図は第２図に付加して漏斗を使用する装置を示す。 代理人　　浅　村　　　皓 ９ 図面の浄書（′内容に変更なし） 手続補正書（自発） 昭和５８年　ダ月　２日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８　年特許願第２９６１８　　　号２、発明の名
称 流動床反応器の排出方法およびその装置３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和　　年　　月　　日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明細書 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５８　　年特許願第　２９６１８　　　　号３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住　　所 老　凱　ピーピー　Ｖ々−ソ虞ケゴ２祁４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年８月３０日 図面の浄書　（内容に変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ガス状アルファーオレフィンの重合または共
   重合を固形流動触媒によって実施する際、流動床の部分
   的または完全排出を可能にする方法において、前記の重
   合または共重合を、反応器の底の部分にプレート、その
   プレートと反応器の間に位置するがス入口、流動化粒子
   を排出するために前記のプレートの上に配置した横配管
   、プレートの水準に開口部を有しそして漏戸内に導かれ
   ていて高速度で開口するコックによって閉じられている
   垂直排出配管、およびプレートと前記コックとの間の前
   記の垂直配管中に導かれるがス入ロ管を含む反応器中で
   達成し、その方法がニ ー反応器内に存在する圧力対前記の漏斗内に存在する圧
   力の割合が高速度で開口する前記のコックが閉じている
   場合は、５よしも大きくそして好ましくは１０と２５の
   間から成シ、これら二つの圧力間の差はその上Ｑ、　４
   　ＭＰａよりも大で好ましくは０．９と２−４　ＭＰａ
   の間から成り、 一前記のコックが閉じているときは垂直配管中のがスの
   流れは前記の配管中のポリマー粒子の流動を引き起こす
   であろうガスの最小速度のおよそ５倍と５０倍の間の速
   度を有するような量でがスをがス入ロ管を経て入れ、−
   前記の排出は高速度で開口する前記のコックの開口によ
   って行う ことを特徴とする排出方法。
2. （２）　　ガス状アルファーオレフィンの重合または共
   重合を実施し、そして特許請求の範囲第（１）項に記載
   の方法の実施を可能にする流動床の部分的または完全排
   出のための装置において、それがニー前記の垂直配管が
   流動化ポリマー粒子の平均直径の少なくとも１０倍、好
   ましくは少なくとも１００倍に等しい内部直径を有しそ
   して前記の内部直径の少なくともおよそ６倍に等しい長
   さを有し、 −前記のガス入口管を高速度で開口する前記のコックの
   すぐ近くの前記の垂直配管内に導き、−前記の漏斗の＠
   量が反応器の＠量のｏ、ｏｏｉと０．１倍の間から成り
   そして前記の垂直配管の８ｉの少なくとも８倍である ことを特徴とする装置。