JPS63260901A - オレフインの気相重合方法及び装置 - Google Patents
オレフインの気相重合方法及び装置Info
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- JPS63260901A JPS63260901A JP9663787A JP9663787A JPS63260901A JP S63260901 A JPS63260901 A JP S63260901A JP 9663787 A JP9663787 A JP 9663787A JP 9663787 A JP9663787 A JP 9663787A JP S63260901 A JPS63260901 A JP S63260901A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/382—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
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。
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〕
本発明はオレフィンの気相重合方法及び装置に関し、特
に流動粒子層の均一な撹拌を達成し、触媒のショートパ
スを防止し、重合体の滞留時間分布の狭いオレフィンの
気相重合方法及び装置に関する。
に流動粒子層の均一な撹拌を達成し、触媒のショートパ
スを防止し、重合体の滞留時間分布の狭いオレフィンの
気相重合方法及び装置に関する。
エチレン、プロピレン等の気相のα−オレフィンをチグ
ラーナツタ触媒等の同相触媒に接触させて重合体を得る
オレフィンの気相ル゛合方法は公知であり、それに用い
る重合装置として、縦型撹拌槽、横型撹拌槽、流動層型
撹拌槽、更には撹拌翼による撹拌と気流による撹拌を併
用した撹拌流動層型の撹拌槽等積々の型式の撹拌槽が知
られている。
ラーナツタ触媒等の同相触媒に接触させて重合体を得る
オレフィンの気相ル゛合方法は公知であり、それに用い
る重合装置として、縦型撹拌槽、横型撹拌槽、流動層型
撹拌槽、更には撹拌翼による撹拌と気流による撹拌を併
用した撹拌流動層型の撹拌槽等積々の型式の撹拌槽が知
られている。
なかでも撹拌流動層型のものは撹拌動力および粉体の流
動化に必要なガス量が比較的少く、広い範囲の負荷変動
に対応できる等の好ましい特徴を有し、撹拌翼の型式も
アンカー型（特開昭５６−１３３０１９、特開昭５８−
１１３２０８）スパイラルリボン型（特開昭５３−１２
３４８７、特開昭５７−１５５ｚｏ＋）等各種のものが
提案されている。これら撹拌流動層方式の重合方法にお
いて、反応槽内に注入する液状クエンチ剤の蒸発潜熱に
よって反応熱を除去する方法も公知である。
動化に必要なガス量が比較的少く、広い範囲の負荷変動
に対応できる等の好ましい特徴を有し、撹拌翼の型式も
アンカー型（特開昭５６−１３３０１９、特開昭５８−
１１３２０８）スパイラルリボン型（特開昭５３−１２
３４８７、特開昭５７−１５５ｚｏ＋）等各種のものが
提案されている。これら撹拌流動層方式の重合方法にお
いて、反応槽内に注入する液状クエンチ剤の蒸発潜熱に
よって反応熱を除去する方法も公知である。
撹拌流動層方式でオレフィンの重合を長時間連続して実
施する際の第１の問題点は反応槽の重合体粒子の滞留時
間分布が広いことである。このととは反応槽に供給され
た後短時間で槽外に排出されるすなわち、ショートパス
する触媒の量が多いことＣ二つながシ触媒コストの上昇
、重合体中の触媒残渣の埋火、電合体物性の低下等の原
因となるのみならず、得られる重合体も分子量分布の広
いものとなる等の欠点の原因となる。
施する際の第１の問題点は反応槽の重合体粒子の滞留時
間分布が広いことである。このととは反応槽に供給され
た後短時間で槽外に排出されるすなわち、ショートパス
する触媒の量が多いことＣ二つながシ触媒コストの上昇
、重合体中の触媒残渣の埋火、電合体物性の低下等の原
因となるのみならず、得られる重合体も分子量分布の広
いものとなる等の欠点の原因となる。
反応槽中の重合体粒子の滞留時間分布を狭くする試みも
多い。多数の反応槽を直列に設は重合体粒子の移動をプ
ラグフローに近似させる場合、実効を得るには少くとも
５個の反応槽を必要とし、実用的でない。また、１個の
反応槽内を多孔板により複数の反応ゾーンに区分する試
み（特開昭６Ｏ−２４５６０３）もあるが、多孔板の目
詰り、各ゾーン間の不均一流動や粉体保有量の変動等の
現象が起り易く、満足外方法ではない。
多い。多数の反応槽を直列に設は重合体粒子の移動をプ
ラグフローに近似させる場合、実効を得るには少くとも
５個の反応槽を必要とし、実用的でない。また、１個の
反応槽内を多孔板により複数の反応ゾーンに区分する試
み（特開昭６Ｏ−２４５６０３）もあるが、多孔板の目
詰り、各ゾーン間の不均一流動や粉体保有量の変動等の
現象が起り易く、満足外方法ではない。
本発明者は撹拌流動層方式；＝よるオレフィンの気相重
合方法における上記諸問題の解決のため、鋭意研究の結
果、これらの間賄の原因は撹拌流動層における粒子の分
散状態およびフローパターンにあることを発見し、反応
槽の形、撹拌翼の形、触媒注入口および重合体抜出口の
位置並び（′−撹拌状態を最適化することによりこれら
のｒｃ−’ｉ ｆｃＡを解決することが出来ることを突
とめ本発明を完成するに到った。
合方法における上記諸問題の解決のため、鋭意研究の結
果、これらの間賄の原因は撹拌流動層における粒子の分
散状態およびフローパターンにあることを発見し、反応
槽の形、撹拌翼の形、触媒注入口および重合体抜出口の
位置並び（′−撹拌状態を最適化することによりこれら
のｒｃ−’ｉ ｆｃＡを解決することが出来ることを突
とめ本発明を完成するに到った。
本発明においては、オレフィンの重合反応槽は逆円錐台
形状の上部とその下に連なる円筒形状の下部とで主要部
が構成され、反応槽１嗟部にはガス供給口が設けられ、
その上方に連なる反応槽下部との間が分散板で仕切られ
ておシ、反応槽下部は高さが直径の１／２以下である円
筒形であり、その側面に触媒注入口が設けられており、
反応槽下部に連なる反応槽上部は高さが下端直径の１倍
乃至４倍であり、壁面の鉛直線となす角すなわち円錐角
かび乃至１０’の逆円錐台形状であり、反応槽上部に連
なる反応槽頂部は粒子随伴を防止するため（′−必要な
空隙部とその側面に重合体抜出口 ガス抜出口が設けら
れておシ、＋へ＾λＸ￥Ｘや上記反応槽下部内には槽壁
に近接して旋回する傾斜パドル型撹拌翼もしくはスパイ
ラルリボン型撹拌翼が設けられパドル型撹拌翼ではその
傾斜角は３０°乃至６０°で幅が反応槽下部直径の１
／ １６．７倍乃至１７５倍であり、スパイラルリボン
型撹拌翼ではその傾斜角は３０°未満で幅が反応槽下部
直径のｌ／１６．７倍以上であり、上記反応槽上部内に
は槽壁に近接して旋回するスパイラルリボン型撹拌翼が
設けられ、このスパイラルリボン型撹拌翼の傾斜角は３
０°乃至６０″で幅がその高さの槽径のｌ ／ １６．
７倍乃至１７５倍であり、前記重合体抜出口は反応槽上
部のスパイラルリボン型撹拌翼の上端の高さＨより少く
とも０．０５ Ｈだけ高い位置に設けられている。この
ような反応槽を用い、反応槽内部における撹拌状態をフ
ルード数（Ｆｒ）と０．５乃至５．０に保ち、撹拌翼を
粒子層内に埋没状態に保ちながらオレフィンの気相重合
を行う。
形状の上部とその下に連なる円筒形状の下部とで主要部
が構成され、反応槽１嗟部にはガス供給口が設けられ、
その上方に連なる反応槽下部との間が分散板で仕切られ
ておシ、反応槽下部は高さが直径の１／２以下である円
筒形であり、その側面に触媒注入口が設けられており、
反応槽下部に連なる反応槽上部は高さが下端直径の１倍
乃至４倍であり、壁面の鉛直線となす角すなわち円錐角
かび乃至１０’の逆円錐台形状であり、反応槽上部に連
なる反応槽頂部は粒子随伴を防止するため（′−必要な
空隙部とその側面に重合体抜出口 ガス抜出口が設けら
れておシ、＋へ＾λＸ￥Ｘや上記反応槽下部内には槽壁
に近接して旋回する傾斜パドル型撹拌翼もしくはスパイ
ラルリボン型撹拌翼が設けられパドル型撹拌翼ではその
傾斜角は３０°乃至６０°で幅が反応槽下部直径の１
／ １６．７倍乃至１７５倍であり、スパイラルリボン
型撹拌翼ではその傾斜角は３０°未満で幅が反応槽下部
直径のｌ／１６．７倍以上であり、上記反応槽上部内に
は槽壁に近接して旋回するスパイラルリボン型撹拌翼が
設けられ、このスパイラルリボン型撹拌翼の傾斜角は３
０°乃至６０″で幅がその高さの槽径のｌ ／ １６．
７倍乃至１７５倍であり、前記重合体抜出口は反応槽上
部のスパイラルリボン型撹拌翼の上端の高さＨより少く
とも０．０５ Ｈだけ高い位置に設けられている。この
ような反応槽を用い、反応槽内部における撹拌状態をフ
ルード数（Ｆｒ）と０．５乃至５．０に保ち、撹拌翼を
粒子層内に埋没状態に保ちながらオレフィンの気相重合
を行う。
本発明で使用する傾斜パドル型撹拌翼とは槽壁の内周に
沿って傾斜して延びる翼であってその長さが槽の半周に
及ばないものを云う。
沿って傾斜して延びる翼であってその長さが槽の半周に
及ばないものを云う。
上記の如くスパイラルリボン型撹拌翼と傾斜パドル型撹
拌翼の翼幅および傾斜角を設定し、反応槽下部における
撹拌状態をフルード数（Ｆｒ）が０．５〜５．０に保つ
ことにより、反応槽下部では粒子層の上下方向の移動を
主流とする完全混合状態を実現し、反応槽上部では粒子
層の水平方向の移動を主流とし上下方向の移動の少い混
合状態を実現することができる。このような混合状態で
あれば、反応槽下部においては、注入された触媒は即座
に粒子層中に均一に分散し、塊状物の生成が防止され、
反応槽上部においては粒子層は微視的には均一に混合さ
れているが巨視的には槽内で生成する重合体の量に相当
する体積だけピストンフロー状に上昇し重合体抜出口よ
り抜出される。このような撹拌状態は、反応槽底部から
のガス供給量を分散板上でのガスの空塔速度が粉体の最
小流動化速度の５倍以下とすることで保持できる。
拌翼の翼幅および傾斜角を設定し、反応槽下部における
撹拌状態をフルード数（Ｆｒ）が０．５〜５．０に保つ
ことにより、反応槽下部では粒子層の上下方向の移動を
主流とする完全混合状態を実現し、反応槽上部では粒子
層の水平方向の移動を主流とし上下方向の移動の少い混
合状態を実現することができる。このような混合状態で
あれば、反応槽下部においては、注入された触媒は即座
に粒子層中に均一に分散し、塊状物の生成が防止され、
反応槽上部においては粒子層は微視的には均一に混合さ
れているが巨視的には槽内で生成する重合体の量に相当
する体積だけピストンフロー状に上昇し重合体抜出口よ
り抜出される。このような撹拌状態は、反応槽底部から
のガス供給量を分散板上でのガスの空塔速度が粉体の最
小流動化速度の５倍以下とすることで保持できる。
反応槽上部のリボン型撹拌翼の翼幅がＤｉ ／ Ｗｌ＞
１６．７と狭くなると撹拌不充分となり、翼幅がＤｘ
／ Ｗｌ ＜ ５．０と広く々るかあるいは傾斜角θ
１〈３０°では粒子層の上下方向の移動（循環流）が大
きくなりピストンフローを維持できない。また、傾斜角
がθ１〉６０°と太きいと所要撹拌動力が過大となり実
用的でない。反応槽下部における撹拌翼の形状も前記範
囲を外れると、粒子層の上下方行の移動（循環流）が少
くなり、水平方向の回転流が主体となるため、注入され
た触媒が一定部位に集中したυ、槽底に沈着したシして
、塊状物の発生等積々の故障の原因となる。なお、撹拌
状態が、反応槽底部におけるフルード数で、Ｆｒ＜０．
５では粉体の流動化が不充分となり良好な反応状態を維
持できず、Ｆｒ＞５．０では反応槽上部における循環流
が増し滞留時間分布が広くなったり、反応槽頂部から排
出ガスに量体されて流出する粉体量が多くなる等の不都
合を生ずる。
１６．７と狭くなると撹拌不充分となり、翼幅がＤｘ
／ Ｗｌ ＜ ５．０と広く々るかあるいは傾斜角θ
１〈３０°では粒子層の上下方向の移動（循環流）が大
きくなりピストンフローを維持できない。また、傾斜角
がθ１〉６０°と太きいと所要撹拌動力が過大となり実
用的でない。反応槽下部における撹拌翼の形状も前記範
囲を外れると、粒子層の上下方行の移動（循環流）が少
くなり、水平方向の回転流が主体となるため、注入され
た触媒が一定部位に集中したυ、槽底に沈着したシして
、塊状物の発生等積々の故障の原因となる。なお、撹拌
状態が、反応槽底部におけるフルード数で、Ｆｒ＜０．
５では粉体の流動化が不充分となり良好な反応状態を維
持できず、Ｆｒ＞５．０では反応槽上部における循環流
が増し滞留時間分布が広くなったり、反応槽頂部から排
出ガスに量体されて流出する粉体量が多くなる等の不都
合を生ずる。
反応槽下部の高さが直径の１／２を超したり、反応槽上
部の高さが下端直径の１倍未読であると、反応槽全体の
粉体保有量に対する反応槽下部の粉体保有量が大きくな
り、全体として粉体のピストンフロー効果が不充分と々
る。
部の高さが下端直径の１倍未読であると、反応槽全体の
粉体保有量に対する反応槽下部の粉体保有量が大きくな
り、全体として粉体のピストンフロー効果が不充分と々
る。
反応槽および撹拌翼の形状、触媒注入口、重合体数出口
の位置、撹拌翼の回転数等の最適化の県件については以
下に述べる実施例、実験例により一層明らかとなろう。
の位置、撹拌翼の回転数等の最適化の県件については以
下に述べる実施例、実験例により一層明らかとなろう。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図及び第２図に示すように反応槽１は底部２、下部３、
上部４、および頂部５より構成されており、底部２と下
部３は分散板６で仕切られている。反応槽１の中心を底
部２、下部３、上部４にわたって延びる撹拌軸７の下部
には、傾斜パドル型撹拌翼８が、また上部にはスパイラ
ル゛リボン型撹拌翼９が取付けられ、これらの撹拌翼は
駆動装置ｌＯにより回転駆動させる。反応槽底部２には
ガス供給口１１、下部３には触媒供給口１２．。
図及び第２図に示すように反応槽１は底部２、下部３、
上部４、および頂部５より構成されており、底部２と下
部３は分散板６で仕切られている。反応槽１の中心を底
部２、下部３、上部４にわたって延びる撹拌軸７の下部
には、傾斜パドル型撹拌翼８が、また上部にはスパイラ
ル゛リボン型撹拌翼９が取付けられ、これらの撹拌翼は
駆動装置ｌＯにより回転駆動させる。反応槽底部２には
ガス供給口１１、下部３には触媒供給口１２．。
上部４には液体クエンチ剤注入口１４、そして頂部５に
は重合体抜出口１３およびガス抜出口１５、が各々設け
られている。
は重合体抜出口１３およびガス抜出口１５、が各々設け
られている。
反応槽頂部５はガス抜出口１５より流出するガスに伴わ
れて粉体が流出しないように充分な大きさの空隙部があ
り、また反応槽底部からはガス供給口１１より供給され
るガスを分散板６を通して反応槽内の流動粉体中へ均一
に送シ込むことが可能と々つている。
れて粉体が流出しないように充分な大きさの空隙部があ
り、また反応槽底部からはガス供給口１１より供給され
るガスを分散板６を通して反応槽内の流動粉体中へ均一
に送シ込むことが可能と々つている。
図において液体クエンチ剤注入口１４は１ケ所のみ示し
ているが、実際には槽内の粉体のフローパターンを乱さ
ないように、反応槽上部に多数の液体クエンチ剤注入口
１４を上下方向および周方向に分散して配置し、注入方
向を撹拌翼の回転方向に一致するように反応槽壁の接線
方向とする。
ているが、実際には槽内の粉体のフローパターンを乱さ
ないように、反応槽上部に多数の液体クエンチ剤注入口
１４を上下方向および周方向に分散して配置し、注入方
向を撹拌翼の回転方向に一致するように反応槽壁の接線
方向とする。
液体クエンチ剤の注入速度は注入口における速度で１０
乃至１０００１１／ ｓｅｃ程度が好ましい。
乃至１０００１１／ ｓｅｃ程度が好ましい。
〔実験１〕 混合実験
撹拌翼の幅および傾斜角が粉体の混合状態に及ぼす影響
を確認するために第３図および第４図に示す装置を使用
して混合実験を行った。
を確認するために第３図および第４図に示す装置を使用
して混合実験を行った。
図において、Ａ１は直径２０ｍｘのノズルであり、分散
板との距離は７０口、８１〜Ｂ６は直径２０肩属のノズ
ルであり、分散板との距離はそれぞれ７０１１ｍ、２７
０１１１４７Ｃ）１ｍｌ、 ｆ３７０１＋ｉＩ、 ８９
０１ｍ、９４０ ｍｍの位置にある。
板との距離は７０口、８１〜Ｂ６は直径２０肩属のノズ
ルであり、分散板との距離はそれぞれ７０１１ｍ、２７
０１１１４７Ｃ）１ｍｌ、 ｆ３７０１＋ｉＩ、 ８９
０１ｍ、９４０ ｍｍの位置にある。
反応槽の形状は、
反応槽下部３直径：５００龍
反応槽下部３高さ：１４３闘
反応槽上部４円錐角：ｌＯ６
反応槽上部４高さ＝７４７寵
撹拌翼先端高さＨ：８９０關
反応槽頂部５高さ：２５Ｑｍｍ
ガス抜出口直径：１０Ｃ１ｎ＋（位置ｍ部最上部）ガス
供給口直径：２Ｑｓ＋ｉ＋（位置反応槽底部側面）であ
る。
供給口直径：２Ｑｓ＋ｉ＋（位置反応槽底部側面）であ
る。
反応槽下部３内には２枚傾斜パドル型撹拌翼がまた反応
槽上部４内にはダブルスパイラルリボン型撹拌翼が設け
られ、図示の矢印方向に９ Ｏｒｐｍ（Ｆｒ ＝ ２．
２７ ）で回転駆動される。
槽上部４内にはダブルスパイラルリボン型撹拌翼が設け
られ、図示の矢印方向に９ Ｏｒｐｍ（Ｆｒ ＝ ２．
２７ ）で回転駆動される。
撹拌翼と槽壁とのクリアランスは５龍である。
上記反応槽にポリプロピレン粉末を２５９１（１１７ｋ
ｇ ）充填し、反応槽底部よりＮ２ガスを分散板上で空
塔速度が１．ｏｃ＋＋＋ ／ ｓｅｃ （１１８，０１
／ｍｉｎ ）となるように供給しつつ撹拌翼で撹拌（９
０ｒｐｍ １Ｆｒ＝２．２７ ） した。この状態で撹
拌翼および撹拌軸は粉体層中に完全に埋没していた。
ｇ ）充填し、反応槽底部よりＮ２ガスを分散板上で空
塔速度が１．ｏｃ＋＋＋ ／ ｓｅｃ （１１８，０１
／ｍｉｎ ）となるように供給しつつ撹拌翼で撹拌（９
０ｒｐｍ １Ｆｒ＝２．２７ ） した。この状態で撹
拌翼および撹拌軸は粉体層中に完全に埋没していた。
撹拌状態が安定した時点で、上記のものと同種のポリプ
ロピレンを赤く着色した粉末２５１をトレーサーとして
ノズルＡ１上り線速度１０ｃｒｎ／ｓｅｃで反応槽内に
注入し、サンプリングノズルＢ工乃至Ｂ６の合計６個所
から約５０ｆずつのポリプロピレン粉末を抜出し混合状
態判定試料とした。
ロピレンを赤く着色した粉末２５１をトレーサーとして
ノズルＡ１上り線速度１０ｃｒｎ／ｓｅｃで反応槽内に
注入し、サンプリングノズルＢ工乃至Ｂ６の合計６個所
から約５０ｆずつのポリプロピレン粉末を抜出し混合状
態判定試料とした。
この試料中のトレーサー濃度（着色粒子数１５０ｖ）に
より使用したサンプリングノズル以下の高さの槽内がト
レーサー注入時から完全混合状態に達するまでの時間（
ｍｉｎ ）を求め第１表乃至第２表に示した。別途作成
した上記トレーサー濃度（２５１／Ｉｌｌ：ｇ）の完全
混合状態の試料より求めた５０を中の平均着色粒子数は
７４個であったので、前記Ｂ６のサンプリングノズルか
ら得られた試料が７０乃至８０個１５０ｔのトレーサー
濃度になった時点を槽内全体が完全混合状態と判定した
。
より使用したサンプリングノズル以下の高さの槽内がト
レーサー注入時から完全混合状態に達するまでの時間（
ｍｉｎ ）を求め第１表乃至第２表に示した。別途作成
した上記トレーサー濃度（２５１／Ｉｌｌ：ｇ）の完全
混合状態の試料より求めた５０を中の平均着色粒子数は
７４個であったので、前記Ｂ６のサンプリングノズルか
ら得られた試料が７０乃至８０個１５０ｔのトレーサー
濃度になった時点を槽内全体が完全混合状態と判定した
。
なお表において用いた符号の意味は下記の通りである。
θ１．θ２１−ｔそれぞれ傾斜ノくドル型およびスノく
イラルリボン型撹拌翼の傾斜角、Ｗｌ、Ｗ は閏１翼幅
である。
イラルリボン型撹拌翼の傾斜角、Ｗｌ、Ｗ は閏１翼幅
である。
Ｄｌ＋Ｄは各々下部、上部の反応槽の直径である。
（表−１） θ１＝４０°、θ２＝４５゜（表 −２）
Ｄ１／Ｗユ ＝ Ｄ／Ｗ ＝ １０．
０（単位二分） 表−１および表−２よりＤｘ／ＷｘおよびＤ ／ Ｗ＝
１６．７〜５，０１θ１およびθ２＝３０°〜６００に
おいて、反応槽下部は３０秒以内に完全混合され（ノズ
ルＢ１の結果より）、反応槽上部はフローパターンがピ
ストンフローに近い状態になっていることが分る。
Ｄ１／Ｗユ ＝ Ｄ／Ｗ ＝ １０．
０（単位二分） 表−１および表−２よりＤｘ／ＷｘおよびＤ ／ Ｗ＝
１６．７〜５，０１θ１およびθ２＝３０°〜６００に
おいて、反応槽下部は３０秒以内に完全混合され（ノズ
ルＢ１の結果より）、反応槽上部はフローパターンがピ
ストンフローに近い状態になっていることが分る。
〔実験２〕 混合実験
実験１と同じ撹拌、混合槽内において、本発明の請求範
囲外にある撹拌翼が備えられており、実験１と同方法で
トレーサーを投入し完全混合状態に達する所要時間を検
討し、その結果を表３および表４に示した。
囲外にある撹拌翼が備えられており、実験１と同方法で
トレーサーを投入し完全混合状態に達する所要時間を検
討し、その結果を表３および表４に示した。
（表−３） θ１−４００、 θ２＝４５゜（単位：
分） （表−４） Ｄ１／Ｗ、＝Ｄ／Ｗ＝１０．０（単位
：分） 表−３および表−４より、Ｄ／ＷおよびＤＩ ／ Ｗ２
が１６．７以上あるいは５．０以下であってθ１および
θ２が３０’以下、あるいは５０’以上において、反応
槽下部は３０秒以内に完全混合され（ノズルＢ１の結果
より）、約６分以内で槽内はほぼ均一に混合され上下循
環流れが激しく生じていることが分る。
分） （表−４） Ｄ１／Ｗ、＝Ｄ／Ｗ＝１０．０（単位
：分） 表−３および表−４より、Ｄ／ＷおよびＤＩ ／ Ｗ２
が１６．７以上あるいは５．０以下であってθ１および
θ２が３０’以下、あるいは５０’以上において、反応
槽下部は３０秒以内に完全混合され（ノズルＢ１の結果
より）、約６分以内で槽内はほぼ均一に混合され上下循
環流れが激しく生じていることが分る。
〔実験３〕
重合体抜出口の位置と撹拌速度が反応槽内の重合体保有
量に及す影響を確認するために、実験１で用いた反応槽
にポリプロピレン粉末２５９７を充填し、この粉末を一
定の撹拌速度下でサンプリングノズルＢ６ 、Ｂ５ある
いはＢ４から自由流出させ、流出したポリプロピレン粉
末の量から反応Ｗｉ内に残在する粉体の保有量を求めた
。
量に及す影響を確認するために、実験１で用いた反応槽
にポリプロピレン粉末２５９７を充填し、この粉末を一
定の撹拌速度下でサンプリングノズルＢ６ 、Ｂ５ある
いはＢ４から自由流出させ、流出したポリプロピレン粉
末の量から反応Ｗｉ内に残在する粉体の保有量を求めた
。
なお撹拌翼の形状寸法は下記の通りである。
ダブルスパイラルリボン型ｆｆｌ拌翼
Ｄ／Ｗ ： ｌ Ｏ，０、θ２：４０’２枚傾斜パドル
型撹拌翼 Ｄｘ／Ｗｘ ： １０．０ 、 θ１：４５゜実験結
果を第５表に示した、保有量は充填量（２５９１）に対
する容１％で表示した。
型撹拌翼 Ｄｘ／Ｗｘ ： １０．０ 、 θ１：４５゜実験結
果を第５表に示した、保有量は充填量（２５９１）に対
する容１％で表示した。
表−５
表−５から、重合体抜出口は撹拌翼上端の高さ但）より
も高く（少くとも０．０５ Ｈだけ）設けないと、撹拌
条件の変動による槽内保有量の変動が起ることが分る。
も高く（少くとも０．０５ Ｈだけ）設けないと、撹拌
条件の変動による槽内保有量の変動が起ることが分る。
この保存量の変動はすなわち平均滞留時間の変動であり
、生成する重合体の物性の変動の原因となるので好まし
くない。
、生成する重合体の物性の変動の原因となるので好まし
くない。
〔実施例１〕
撹拌翼の幅および傾斜角が重合体のａＬ’１４に及ぼす
影響を確認するため：：第１図および第２図に示す装置
を使用し、また種々のダブルスパイラルリボン型撹拌翼
および２枚傾斜パドル型撹拌翼を使用し気相重合反応を
実施した。
影響を確認するため：：第１図および第２図に示す装置
を使用し、また種々のダブルスパイラルリボン型撹拌翼
および２枚傾斜パドル型撹拌翼を使用し気相重合反応を
実施した。
図において、反応槽の形状は
反応槽下部３直径：４００ｍ冨
反応槽下部３高さ： １１２ ｍｍ
反応槽上部４円錐角：５゜
反応槽上部４高さ＝６６０１１１１＋
撹拌翼上端の高さ： ７７２ｕ
である。
触媒注入口の位置は分散板より３０ｎ上方であり、重合
体抜出口は撹拌翼上端より４０１１１ （０，０６Ｈ）
上方であって、触媒注入口より１８０°回転した位置に
ある。
体抜出口は撹拌翼上端より４０１１１ （０，０６Ｈ）
上方であって、触媒注入口より１８０°回転した位置に
ある。
クエンチ剤注入口はｌ−７面より６０ｍｍ上方より２列
に並んでおり、間隔は１５０翼麓、また触媒注入口より
の変位角は９０°および２７０°である。
に並んでおり、間隔は１５０翼麓、また触媒注入口より
の変位角は９０°および２７０°である。
また反応槽底部にはガス供給口、反応槽頂部５にはガス
抜出口を設けている。
抜出口を設けている。
上記反応槽に予め準備したメジアン径５４０ミクロンの
ポリプロピレン粉末５９に９（１２］１）を充填し、撹
拌翼を１０ Ｏｒｐｍ （反応槽下部でのフルード数Ｆ
ｒ＝２．２４ ）で回転させ、次いでガス供給口より６
ｍｏ１％の水素ガスを含有するプロピレンガスな１１
０ Ｎｍ３／ｈｒ （分散板上の空塔速度１．５ ｃｍ
／ ｓｅｃ ）で供給した。上記撹拌状態を保ちなが
ら、触媒懸濁液を４３ ｆ／ｈｒ （Ｔｉｃ１３は１．
２５ｔ７ｈｒ ）およびクエンチ剤としての液化プロピ
レンを５５ ｋｇ／ ｈｒの割合で連続供給し、反応温
度を７０’Ｃに、圧力を２０ｋｇ／ｃｄＧに保ち３日間
連続運転した。重合体抜出口から生成ポリプロピレンが
１ＯＪｃ９／ｈｒの割合で得られ、触媒の平均滞留時間
は５．４５時間と算出された。
ポリプロピレン粉末５９に９（１２］１）を充填し、撹
拌翼を１０ Ｏｒｐｍ （反応槽下部でのフルード数Ｆ
ｒ＝２．２４ ）で回転させ、次いでガス供給口より６
ｍｏ１％の水素ガスを含有するプロピレンガスな１１
０ Ｎｍ３／ｈｒ （分散板上の空塔速度１．５ ｃｍ
／ ｓｅｃ ）で供給した。上記撹拌状態を保ちなが
ら、触媒懸濁液を４３ ｆ／ｈｒ （Ｔｉｃ１３は１．
２５ｔ７ｈｒ ）およびクエンチ剤としての液化プロピ
レンを５５ ｋｇ／ ｈｒの割合で連続供給し、反応温
度を７０’Ｃに、圧力を２０ｋｇ／ｃｄＧに保ち３日間
連続運転した。重合体抜出口から生成ポリプロピレンが
１ＯＪｃ９／ｈｒの割合で得られ、触媒の平均滞留時間
は５．４５時間と算出された。
各例：二おいて、反応状態が安定している時期なＲび生
成ポリプロピレンをサンプリングし、その粒度分布と粒
度別のＴ１含有量を測定した。
成ポリプロピレンをサンプリングし、その粒度分布と粒
度別のＴ１含有量を測定した。
測定結果を第６表および第７表に示した。
第６表
第７表
第６表から判断すると、撹拌翼の形状が本願の実施態様
項の条件に適合する場合は粒度分布が極めて狭く、重合
体中の触媒の含量が均一であることから分散が良好で槽
内では粉体はピストンフローに近い状態で上昇し、触媒
の滞留時間分布も極めて狭いものと判断される。
項の条件に適合する場合は粒度分布が極めて狭く、重合
体中の触媒の含量が均一であることから分散が良好で槽
内では粉体はピストンフローに近い状態で上昇し、触媒
の滞留時間分布も極めて狭いものと判断される。
一方撹拌翼の形状が本願の実施態様の条件に適合しない
例では重合体は粒度分布が広く、重合体中の触媒含量は
細粒はど大きいことから撹拌状態が実施態様のものに比
べて劣ると判断された。
例では重合体は粒度分布が広く、重合体中の触媒含量は
細粒はど大きいことから撹拌状態が実施態様のものに比
べて劣ると判断された。
本発明の方法存び装置を使用することにより、オレフィ
ンの気相重合における触媒粒子および重合体粒子の滞留
時間分布を狭くすることが可能となシ、触媒効率の向上
のみならず分子量分布の狭い重合体を比較的簡単な装置
および操作により経済的に得ることができる。
ンの気相重合における触媒粒子および重合体粒子の滞留
時間分布を狭くすることが可能となシ、触媒効率の向上
のみならず分子量分布の狭い重合体を比較的簡単な装置
および操作により経済的に得ることができる。
第１図は本発明の実施例における気相重合装置の縦断面
図、第２図は第１図におけるＩ−１断面図、第３図は実
験１．２および３に用いた装置のノズル位置を示す立面
図、第４図は同平面図、第５図は実施例１で用いた装置
のノズル位置を示した立面図、第６図は同平面図である
。 ｌ・・・反応槽、２・・・反応槽底部、３・・・反応槽
下部、４・・・反応槽上部、５・・・反応槽頂部、６・
・・分散板、７・・・撹拌軸、８・・・傾斜パドル型撹
拌翼、９・・・スパイラルリボン型撹拌翼。 以上 特許出願人 チ ッ ソ 株 式 会 社代理人 弁
理士 佐々井 彌太部 同 上 野中克彦 第 Ｉ 副 蓼 ２ 図 第３団 第ｑ 図
図、第２図は第１図におけるＩ−１断面図、第３図は実
験１．２および３に用いた装置のノズル位置を示す立面
図、第４図は同平面図、第５図は実施例１で用いた装置
のノズル位置を示した立面図、第６図は同平面図である
。 ｌ・・・反応槽、２・・・反応槽底部、３・・・反応槽
下部、４・・・反応槽上部、５・・・反応槽頂部、６・
・・分散板、７・・・撹拌軸、８・・・傾斜パドル型撹
拌翼、９・・・スパイラルリボン型撹拌翼。 以上 特許出願人 チ ッ ソ 株 式 会 社代理人 弁
理士 佐々井 彌太部 同 上 野中克彦 第 Ｉ 副 蓼 ２ 図 第３団 第ｑ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、撹拌機を有する反応槽内で触媒、生成重合体等の粒
子より成る粒子層の下からオレフィンを含むガスを供給
し、該粒子層を流動化させ、同時に前記撹拌機により粒
子層を撹拌する撹拌流動層方式のオレフィンの気相重合
方法において、反応槽底部にはガス供給口が設けられ、
その上方に連なる反応槽下部との間が分散板で仕切られ
ており、反応槽下部は高さが直径の１／２以下である円
筒形であり、その側面に触媒注入口が設けられており、
反応槽下部に連なる反応槽上部は高さが下端直径の１倍
乃至４倍であり、壁面の鉛直線となす角すなわち円錐角
が１°乃至１０°の逆円錐台形状であり、反応槽上部に
連なる反応槽頂部は粒子随伴を防止するために必要な空
隙部とその側面に重合体抜出口とガス抜出口が設けられ
ており、上記反応槽下部内には槽壁に近接して旋回する
傾斜パドル型撹拌翼もしくはスパイラルリボン型撹拌翼
が設けられパドル型撹拌翼ではその傾斜角は３０°乃至
６０°で幅が反応槽下部直径の１／１６．７倍乃至１／
５倍であり、スパイラルリボン型撹拌翼ではその傾斜角
は３０°未満で幅が反応槽下部直径の１／１６．７倍以
上であり、上記反応槽上部内には槽壁に近接して旋回す
るスパイラルリボン型撹拌翼が設けられ、このスパイラ
ルリボン型撹拌翼の傾斜角は３０°乃至６０°で幅がそ
の高さの槽径の１／１６．７倍乃至１／５倍であり、上
記重合体抜出口は反応槽上部のスパイラルリボン型撹拌
翼の上端の高さＨより少くとも０．０５Ｈだけ高い位置
に設けられた反応槽を用い、反応槽下部における撹拌状
態を式Ｆｒ＝Ｄ＿１（２πＮ）＾２／２ｇで定義される
フルード数Ｆ＿ｒを０．５乃至５に保ち、 〔ここでＤ＿１は反応槽下部の直径、Ｎは撹拌翼回転数
（ｒｐｓ）、ｇは重力加速度である〕 触媒を前記反応槽下部の触媒注入口に供給し、撹拌翼が
粒子層内に埋没状態となるようにしながら生成重合体を
前記反応槽上部の重合体抜出口より抜き出すことを特徴
とするオレフィンの気相重合方法。 ２、触媒、生成重合体等の粒子より成る粒子層の下から
オレフィンを含むガスを供給し、該粒子層を流動化させ
、同時に撹拌機により粒子層を撹拌する撹拌流動層方式
のオレフィン気相重合装置において、反応槽底部にはガ
ス供給口が設けられ、その上方に連なる反応槽下部との
間が分散板で仕切られており、反応槽下部は高さが直径
の１／２以下である円筒形であり、その側面に触媒注入
口が設けられており、反応槽下部に連なる反応槽上部は
高さが下端直径の１倍乃至４倍であり、壁面の鉛直線と
なす角すなわち円錐角が１°乃至１０°の逆円錐台形状
であり、反応槽上部に連なる反応槽頂部は粒子随伴を防
止するために必要な空隙部とその側面に重合体抜出口と
ガス抜出口が設けられており、上記反応槽下部内には槽
壁に近接して旋回する傾斜パドル型撹拌翼もしくはスパ
イラルリボン型撹拌翼が設けられ、パドル型撹拌翼では
その傾斜角は３０°乃至６０°で幅が反応＊＊＊＊＊＊
槽下部直径の１／１６．７倍乃至１／５倍であり、スパ
イラルリボン型撹拌翼ではその傾斜角は３０°未満で幅
が反応槽下部直径の１／１６．７倍以上であり、上記反
応槽上部内には槽壁に近接して旋回するスパイラルリボ
ン型撹拌翼が設けられ、このスパイラルリボン型撹拌翼
の傾斜角は３０°乃至６０°で幅がその高さの槽径の１
／１６．７倍乃至１／５倍であり、上記重合体抜出口は
反応槽上部のスパイラルリボン型撹拌翼の上端の高さＨ
より少くとも０．０５Ｈだけ高い位置に設けられている
ことを特徴とするオレフィンの気相重合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096637A JP2558117B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | オレフインの気相重合方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096637A JP2558117B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | オレフインの気相重合方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260901A true JPS63260901A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2558117B2 JP2558117B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=14170345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096637A Expired - Lifetime JP2558117B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | オレフインの気相重合方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558117B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234917A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Japan Polypropylene Corp | 容器内の粉体質量分布測定装置、それを用いた容器の運転方法及びポリオレフィンの製造方法 |
| CN111036152A (zh) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法 |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096637A patent/JP2558117B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234917A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Japan Polypropylene Corp | 容器内の粉体質量分布測定装置、それを用いた容器の運転方法及びポリオレフィンの製造方法 |
| CN111036152A (zh) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法 |
| CN111036152B (zh) * | 2018-10-11 | 2022-12-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558117B2 (ja) | 1996-11-27 |
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