JPS6144905A - α−オレフインの流動床式気相重合装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高分子製造産業で利用されるα−オレフィン
の流動床式気相重合装置に関し、さらに詳しくは流動床
の差圧の変化に適切に対応することができる重合装置に
関する。

〔従来技術と問題点〕

遷移金属触媒の如き高活性触媒を用いるα−オレフィン
重合分野においては、重合後における触媒除去操作を省
略できるため、α−オレフィンを気相で行う重合方法お
よび重合装置が広く利用されている。

上記のようなα−オレフィンの流動床式気相重合装置は
、オレフィンもしくはオレンイン含有ガス導入通路を有
する吹込部が重合器本体の下部に設けられ、かつ該吹込
部と流動床を形成する区域即ち重合室とを分散板によっ
て仕切っているのが通常である。

ところで、従来の重合装置では高活性触媒を用いるが故
に、流動床における混合が均一にならないと分散板直上
の除熱不全が起り、重合体ブロック物の塊が生成された
シ、重合室の内壁面に重合体が付着するなどのトラブル
が発生し、その結果、重合装置の運転の中止を余儀なく
されたシ、製品の品質を悪化させるなどの技術課題があ
った。

前記トラブルを解決するものとして、１枚の分散板を利
用して重合装置の形状を逆円錐状としたもの（特開昭５
７−１４９３０５　）、あるいは１枚の分敷板を利用し
てその分散板に設けられている孔を改良したもの（特開
昭５８−１９６２０５　、特公昭４ｌ−８８２）などが
公知の重合装置として存在している。

しかしながら、これらの本のは１枚の分散板のみを利用
するものであったため、流動床差圧が変化した際に、分
散板を調整することができないので、流動床の混合の均
一化を図ることが困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、分散板を可動分散板と固定分散板の２枚で構
成し、流動床の差圧の′変動に対して可動分散板を所定
角回動させ、これにょシ分敷板の差圧を変動させて、流
動床の混合を均一にさせるα−オレンインの流動床式気
相重合装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、分散板を有するα−オレフィンの流動床式気
相重合装置において、分散板が、固定分散板と可動分散
板とからなることを特徴とするα−オレフィンの流動床
式気相重合装置である。

〔発明の実施の態様〕

以下、添付図面を参照して、本発明のα−オレフィンの
流動床式気相重合装置を例示的に説明する。

第１図は本発明にかかる気相重合装置の縦断正面図であ
シ、第２図は同定分散板の平面図、第３図及び第４図は
可動分散板の平面図である。

添付図面において、円筒状の重合器本体１の内部には固
定分散板２と可動分散板３が設けられ、重合室４内には
攪拌翼５が設置されている。この攪拌翼５としては、リ
ボン型攪拌翼やパドル型攪拌翼が用いられる。

原料ガス管６から導入される原料ガスは、原料ガス導入
管７を通ル重合器本体１の底部の蓄気室８に入って圧力
保持され、分散板２，３の開孔２ａ　。

３ａを経て重合室４に到達し、触媒導入管９から導入さ
れる触媒を介して重合反応し、重合を完了した最終生成
重合体粒子は、排出管１０よシ外部へ取出される。

符号１１はガス排出管、１２はサイクロン、１３＃′ｉ
ガス戻シ管、１４は冷却器である。

本発明の分散板は固定分散板２と可動分散板３との２枚
からなシ、両分散板の開孔２ａ　、　５ａは少なくと本
一部が常時重なシあうように形成されている。開孔２ａ
　、　３ａが重なりあわない場合には、開孔が塞がって
流動化が停止することとなる。開孔２ａ。

３ａの形状はいかなる形状でありてもよいが（第２図乃
至第４図参照）、開孔２ａ　、　ｋを同心円状に配置す
ると、開孔数を変えることなく開孔率を変えることが可
能となる利点がある。開孔数を変えて開孔率を変えるこ
とは、流動床を不安定にする原因となる。

また可動分散板３は、固定分散板２に対して所定角転勤
自在となるよう構成されている。ここで、可動分散板３
の転動機構としては、攪拌翼５の回転軸１５を利用する
ことと、回転軸１５を利用せず可動分散板６の専用軸を
設置することが考えられ、いずれの場合であっても転勤
伝達治具１６を介して可動分散板３を所定角転勤させて
開孔２ａ　、　５ａの重なりあう開孔率を適宜調整する
こととなる。通常の場合開孔率は、１５１％〜０．０１
　’４とする。転勤伝達治具１６の一例としては、第５
図に示す如く油圧又は電動によシ、面締付ピン１７の挿
入などによシ、必要時にピン１７を回転軸１５などに締
付ける構成とする。

具体的には、可動分散板は回転軸１５と通常は連結され
ておらず、回転軸１５のみが単独で回転している。Δｐ
ｂ　（分散板差圧）／ΔＰｆ　（流動床差圧）の比の検
出値が設定値から外れると、公知の軸線付機構を作動さ
せて、分散板を転動させる。一般にΔＰＶΔＰｆの値は
騒〜騒にすると、流動安定性が良いといわれている。Δ
Ｐｆ　（流動床差圧）は、下式に示す通シガス流速に無
関係で充填流動床の重量に比例し、Δｐｂ　（分散板差
圧）は、ガスの流速によシ変化する。

差圧比が設定値になったときに、軸線付機構の作動を停
止させる。停止位置を正確にするための精度決定は、例
えば分散板を載置して支持する分散板サポートの摩擦力
を利用することも可能である。さらに回転軸１５の回転
が１分間に数十回転と速い場合には、軸締付ｍｓに二重
歯車等を使用して可動分散板の転勤速度を遅くすること
が望ましい。

ついで軸締付機構の作動・停止を行うには、まず有線で
行なう方法と無線で行なう方法とがあシ、前者はフレキ
シブル配線を利用したシ、分散板サポート部に信号伝達
部を設ければよく、後者は中継受発信器等を介して無線
信号を送るようにしてもよい。

上記のようにして可動分散板を用いると、重合室４内の
流動床差圧の変動に応じて分散板差圧を制御して、最適
の差圧比を維持させることができる。

つぎに、本装置の運転手順を述べる。

■重合器本体１ヘボリオレフィン粒子を充填する。

■触媒を重合器本体へ連続的又は非連続的に供給しなが
ら、重合器本体下部よシ原料オレフィンガスを導入する
と、流動混合され重合を開始する。

■流動床中に保持されている生成重合体粒子は重合が進
行するにつれて成長し、その大きさが増してゆく。

■流動床差圧を検知し、ΔＰｂ／／ｊｐｆの値を設定値
になるように可動分散板を転動させる。

■上記■で生成された重合体は系外へ連続的又は非連続
的に排出され、製品となる。

■未反応ガスは、公知の方法で循環再使用する。

重合条件は次の通り ａ、流動化ガス流速 粒子の流動化開始速度の１．０〜１０倍であって、１−
１００−秒好ましくは２〜５０ｃｒｒｖ’秒である。流
動化開始速度は、流動床差圧がガス流速と無関係となる
点であり、フィードガス流量を重合室断面積で除した数
値である。

ｂ９重重合度 オレフィン重合体の融点以下（好ましくは融点よシ１０
℃以上低く２０〜１５０℃、よシ好ましくは４０〜１１
０℃） 温度制御は、重合器外部に冷却装置を設けて調節すれば
よい。

Ｃ０重合圧力 オレフィンガスとして存在しうる範囲であればよく、大
気圧〜２００気圧（よシ好ましくは５〜４０気圧）であ
る。

触媒及びその使用形態としてれ次の通シ０触媒 遷移金属化合物触媒成分と有機金属化合物触媒成分とか
ら形成される触媒、特にマグネシウムに担持されたチタ
ン複合体と有機アルミニウム（トリメチルアルミニウム
、トリエチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニ
ウム、ジエチルアルミニラムク四すド、ジメチルアルミ
ニウムクロリドなどのアルキルアルミニラムノ翫うイド
等）とからなる高活性触媒が好ましい。

さらに１、活性および／または立体規則性の向上のため
、電子供与性化合物を併用することができる。

０使用形態 ａ、そのままの状態で使用 あらかじめ調整した触媒を供給するか、各成分を重合室
に導入して重合室内で最終触媒系を形成させる。

ｂ、少量の不活性溶液（プロパン、ブタン、ペンタ／、
ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、ヘプタン）に溶
解ないし分散させて使用する。

Ｃ１担体に担持させて供給する。

担体：粒状オレフィン重合体 シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、酸
化チタン ｄ、事前に重合された活性触媒含有オレフィン重合体粒
子を供給する。

α−オレフィンとしては次の通シ Ｏ炭素数２〜１０、好ましくは３〜６のα−オレフィン
（エチレン、プルピレン、ｌ−ブテン、ｌ−ペンテン、
１−ヘキセン、１−オフテン、１−テセン、４−メチル
ペンテン−１）など。

Ｏα−オレフィン中に水素等の分子ｉ調節剤を混入して
供給してもよい。

０単独重合又は共重合いずれも可。

〈実施例シ 重合例１（本発明の特徴を示す例）（開孔数不変） ０重合器本体 内径１５個、容積２０　ｔの縦型流動床式気相重合装置
。

Ｏ可動分散板 同心円状に配された略円弧状の開孔を有する分散板。

Ｏ固定分散板 同心円状に配された円形の開孔を有する分散板。

０攪拌翼 リボン型攪拌翼 上記の装置を用いてプロピレンの単独重合を、１５気圧
、７５℃の下で行った。

まず１却のポリプロピレン粉末を重合器本体内に充填し
、分散板の開孔率を５．４チとして流動化を行った。最
小流動化速度は１５　ｃｍ／！１ｃであった。マグネシ
ウムに担持されたチタン触媒と有機アルミニウムを投入
し、重合を開始した。

重合初期の分散板差圧Δｐｂは２３　Ｊｃｆ／ｄ、流動
床差圧ΔＰｆは６１　ｋｆ／ｄＣ’Ｐｂ／ｆＰｆ　＝　
０．３８　テ安定していた。

重合を２時間実施したのちの流動床差圧は１４２に９／
ｄ　Ｋ上昇した。この間、流動床差圧の変動に合わせて
ΔＰｂ／７Ｐｆの値が、概ね０．３８を維持するように
可動分散板を転勤させた。重合終了時の分散板の開孔率
は３．５％であシ、ポリプロピレンは１．４９０　却得
られた。

重合ポリマー中に粒径５鰭以上の塊は含まれていない。

触媒活性は１７０＃−ＰＰ／ｆ−封であった。

また、製品の品質評価として、厚さ菊μのフィルムを作
製し、その外観を目視によシ観察したが良好であった。

このため、流動床が均一に混合されていたと認められる
。

重合例２（比較例）（ΔＰｂ／ｊｊＰｆを調節しない場
合） 重合例１と同様の条件で重合を行った。ただし可動分散
板を転動することなく（ΔＰＶΔＰｆの値を調節せずに
）重合を行った。

ポリプロピレンは１．３７０　ｋｇ得られた。

重合ポリマー中に粒径５ｍ以上の塊を７重量％含有して
いた。また攪拌翼にも重合物が付着しておシ、触媒活性
は１５５却−ＰＰ／ｆ−Ｔｉと悪く、フィルム外観には
フィシェアイが多数認められた。このことは、流動床の
混合が不均一となシ、熱除去が不均一となったためと考
えられる。

重合例３（比較例）（ΔＰｂ／／ｊＰｆを開孔数のみで
制御） 重合例１と同様の条件で重合を行った。

表　　３ 重合ポリマー中に粒径５■以上の塊が４重ｔ＊含有して
いた。触媒活性は１６０　Ａ９−ＰＰ／ｆ−Ｔｉと悪く
、フィルム外観にはフイシュアイが多数認められた。

このことは、流動床の混合が不均一となシ、熱除去が不
均一となったためと考えられる。

〔発明の効果〕

よって本発明によれば、流動床差圧の変動に際して可動
分散板を転動させることによシ、分散板差圧を変動させ
て、流動床の混合を均一にさせうることができ、重合ポ
リマー中に塊が発生せず、もちろん重合物が壁等に付着
すると騒う問題が起きないので、重合装置の安定運転が
可能となシ、製品の品質が均一となシ、製品のグレード
変更が連続的に短時間で行える等のすぐれた効果を具有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる気相重合装置の縦断正面図、第
２図は固定分散板の平面図、第３図及び第４図は可動分
散板の平面図、第５図は要部の拡大縦断面図である。 １・・・重合器本体、２・・・固定分散板、３・・・可
動分散板、２ａ　、　５ａ・・・開孔、４・・・重合室
、５・・・攪拌翼、６・・・原料ガス管、７・・・原料
ガス導入管、８・・・蓄気室、９・・・触媒導入管、１
０・・・排出管、１１・・・ガス排出管、１２・・・サ
イクロン、１３・・・ガス戻シ管、１４・・・冷却器、
１５・・・回転軸、１６・・・転勤伝達治具、１７・・
・面締付ビン。 第１図 第３ＦｉｌＪ Ｍ５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分散板を有するα−オレフィンの流動床式気相重合
   装置において、分散板が、固定分散板と可動分散板とか
   らなることを特徴とするα−オレフィンの気相重合装置
   。 ２、固定分散板の開孔および可動分散板の開孔が、それ
   ぞれ同心円状に配置されている特許請求の範囲第１項記
   載の装置。