JPWO2010114069A1 - 化学装置のファウリング防止方法およびファウリング防止剤 - Google Patents

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Abstract

本発明では、式(1)又は式(13)で表されるMn30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤を、化学装置内成分に添加することを含む化学装置のファウリング防止方法が提供される[A:炭素数2〜20のオレフィンが重合した基;R1、R2、R101、R102:H、炭素数1〜18のアルキル基;X1及びX2:式(2)、式(4);E、E101、E102:O、S;X3、X7、X8:ポリアルキレングリコール基、式(3);R3:炭化水素基;G:−OX4、−NX5X6(X4〜X6はポリアルキレングリコール基);m:1〜10;A101:炭素数2〜20のオレフィンが重合した基;X101、X102:一方が水素原子、式(14)又は式(15)、他方が式(16);R104:H、炭化水素基、アシル基;R105およびR106:炭化水素基;X104:ポリアルキレングリコール基]。

Description

本発明は、化学装置のファウリング防止方法およびファウリング防止剤に関する。
石油蒸留精製プラントや、ポリオレフィン製造プラント(ポリオレフィン製造装置)などの化学装置においては、ファウリングにより、プラントの熱交換能力が落ちたり、配管が閉塞するなどの問題が発生することがある。この結果、製造運転が不安定となり、最悪の場合は運転停止に陥ることがあるため、これらの現象を回避することが望まれる。
特に、ポリオレフィン製造プロセスにおいては、液相重合や気相重合等、公知の様々な方法が利用されており、気相重合では(共)重合体が粉体で得られ、液相重合においても取扱いのし易さから、得られた(共)重合体を粉体として回収することが多い(ここで、「(共)重合体」は、単独重合体または共重合体を示す。以下の記載においても同様である)。
そして重合粉体は、該重合粉体が存在する閉塞空間(例えば、気相重合において重合粉体を製造する重合反応器もしくは各配管、または、液相重合もしくは気相重合で得られた重合粉体を貯蔵しておく貯蔵庫等)において、流動性に優れ、ファウリングを発生しないことが求められる。
ところで、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体などのポリオレフィンは、例えば固体状のチタン系触媒、担体担持型のメタロセン系触媒などの、固体触媒の存在下に、オレフィンを(共)重合させることによって製造されている。上記固体触媒は、流動性が低いことが多く、重合器への供給が困難となることがあった。このような問題は、固体触媒に界面活性剤を担持させると、ある程度改善されるが、重合活性が低下するという問題がある。
また、上記のような固体触媒の存在下にオレフィンを気相重合すると、流動床内でポリマー塊またはシート状物などが発生したり、ポリオレフィンパウダーの流動性が低下したりして、流動床内の混合状態が不均一となり、長期的に安定して運転することができなくなるなどの問題が発生することがあった。
さらに加えて、最終的に得られた重合粉体を回収したり、該重合粉体を貯蔵する貯蔵庫などで、重合粉体の流動性が低下したために、重合粉体同士が結合して貯蔵庫内でブリッジが生成するなど、その後の様々な処理が滞るという問題も発生している。
この問題に対し、特開2000−313717号公報には、ポリオレフィン製造のパウダー流動環境場において、高級脂肪族アミドを添加する方法が開示されている。
また、特開2005−48175号公報には、化学装置内部の成分に、非イオン系界面活性剤を添加する方法による熱交換器のファウリング防止方法が開示されている。
しかしながら、特開2000−313717号公報に記載された高級脂肪族アミドを添加する方法では、触媒活性が低下する場合があることが明らかとなった。
また、特開2005−48175号公報に記載された方法では、ファウリング防止の効果が不十分である。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、化学装置(例えば、ポリオレフィン製造装置(例えば、重合粉体を製造する重合反応器、各配管、重合粉体を貯蔵しておく貯蔵庫、等))でのファウリングを防止でき、かつ、プロセスに用いる触媒活性に対する悪影響が小さい化学装置のファウリング防止方法およびファウリング防止剤、ならびに該ファウリング防止剤を含む組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、化学装置(例えば、ポリオレフィン製造装置)のファウリングを防止する為に鋭意検討した結果、特定のポリオキシアルキレン系重合体は、ファウリング防止剤として優れた効果を示し、化学装置内部に添加することにより、該化学装置のファウリングを効率良く防止でき、即ち化学装置の性能低下を抑制し、生産速度を犠牲にすることなく長期安定運転ができることを見出し、さらには、ポリオレフィン製造におけるオレフィン製造触媒活性に対し、悪影響の小さいことを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
<1> 下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤を、化学装置内成分に添加することを含む化学装置のファウリング防止方法。
〔一般式(1)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、XおよびXは、同一または相異なり、下記一般式(2)で表される基、または下記一般式(4)で表される基を表す。〕
〔一般式(2)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Xはポリアルキレングリコール基、または下記一般式(3)で表される基を表す。〕
〔一般式(3)中、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Gは同一または相異なり、−OX、−NX(X、X、およびXはポリアルキレングリコール基を表す)で表される基を表し、mはGの結合数であり1〜10の整数を表す。〕
〔一般式(4)中、XおよびXは同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または前記一般式(3)で表される基を表す。〕
〔一般式(13)において、A101は炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が500〜10000の基、R101およびR102は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X101およびX102は、一方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基であって、他方が、下記一般式(16)で表される基である。〕
〔一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。〕
〔一般式(15)中、R105およびR106は同一または相異なり、炭化水素基を表す。〕
〔一般式(16)中、E102は酸素原子または硫黄原子を表し、X104はポリアルキレングリコール基を表す。〕
<2> 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、前記化学装置内成分がα−オレフィン及びオレフィン重合用固体触媒を含む成分である<1>に記載のファウリング防止方法。
<3> 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、
前記化学装置内成分がα−オレフィンを含む成分であり、
前記ファウリング防止剤を、オレフィン重合用固体触媒とともに前記化学装置内成分に添加する<1>に記載のファウリング防止方法。
<4> 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、
前記化学装置内成分がα−オレフィンを含む成分であり、
前記ファウリング防止剤とオレフィン重合用固体触媒とを含む組成物を、前記化学装置内成分に添加する<1>に記載のファウリング防止方法。
<5> 前記化学装置内成分が、気相状態である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
<6> 前記化学装置内成分が、液体状態である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
<7> 前記ファウリング防止剤を、間欠的または連続的に添加する<1>〜<6>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
<8> 前記一般式(1)において、XまたはXが下記一般式(5)で表される基である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
〔一般式(5)中、XおよびX10は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表し、QおよびQは同一または相異なり、それぞれ2価のアルキレン基を表す〕
<9> 前記一般式(1)において、XおよびXがともに下記一般式(6)で表される基である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
〔一般式(6)中、X11はポリアルキレングリコール基を表す〕
<10> 前記一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体が、下記一般式(7)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体である<1>〜<9>のいずれか1項に記載の化学装置のファウリング防止方法。
〔一般式(7)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X、X10、およびX11は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表す〕
<11> 下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤。
〔一般式(1)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、XおよびXは同一または相異なり、下記一般式(2)で表される基、または、下記一般式(4)で表される基を表す。〕
〔一般式(2)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Xはポリアルキレングリコール基、または下記一般式(3)で表される基を表す。〕
〔一般式(3)中、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Gは同一または相異なり、−OX、−NX(X、X、およびXはポリアルキレングリコール基を表す)で表される基を表し、mはGの結合数であり1〜10の整数を表す。〕
〔一般式(4)中、XおよびXは同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または前記一般式(3)で表される基を表す。〕
〔一般式(13)において、A101は炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が500〜10000の基、R101およびR102は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X101およびX102は、一方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基であって、他方が、下記一般式(16)で表される基である。〕
〔一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。〕
〔一般式(15)中、R105およびR106は同一または相異なり、炭化水素基を表す。〕
〔一般式(16)中、E102は酸素原子または硫黄原子を表し、X104はポリアルキレングリコール基を表す。〕
<12> 前記一般式(1)において、XまたはXが下記一般式(5)で表される基である<11>に記載のファウリング防止剤。
〔一般式(5)中、XおよびX10は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表し、QおよびQは同一または相異なり、それぞれ2価のアルキレン基を表す〕
<13> 前記一般式(1)において、XおよびXがともに下記一般式(6)で表される基である<11>に記載のファウリング防止剤。
〔一般式(6)中、X11はポリアルキレングリコール基を表す〕
<14> 前記一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体が、下記一般式(7)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体である<11>〜<13>のいずれか1項に記載のファウリング防止剤。
〔一般式(7)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X、X10、およびX11は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表す〕
<15> <11>〜<14>のいずれか1項に記載のファウリング防止剤と、オレフィン重合用固体触媒と、を含む組成物。
本発明によれば、化学装置(例えば、ポリオレフィン製造装置(例えば、重合粉体を製造する重合反応器、各配管、重合粉体を貯蔵しておく貯蔵庫、等))でのファウリングを防止でき、かつ、プロセスに用いる触媒活性に対する悪影響が小さい化学装置のファウリング防止方法およびファウリング防止剤、ならびに該ファウリング防止剤を含む組成物を提供することができる。
本発明におけるポリオレフィン製造装置の一例である、気相重合反応装置の一例を示す概略図である。 本発明におけるポリオレフィン製造装置の一例である、液相重合反応装置の一例を示す概略図である。 本発明におけるポリオレフィン製造装置の一例である、液相重合反応装置にインタークーラーを付属している一例を示す概略図である。 本発明における炭化水素の蒸留方法の一例を示す概略図である。 本発明における重合方法の一例の概略を示した説明図である。
本発明のファウリング防止剤は、下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤である。
また、本発明の組成物は、本発明のファウリング防止剤と、オレフィン重合用固体触媒と、を含む組成物である。
また、本発明の化学装置のファウリング防止方法は、上記本発明のファウリング防止剤を、化学装置内成分に添加する化学装置のファウリング防止方法である。
本発明のファウリング防止剤、本発明の組成物、および本発明の化学装置のファウリング防止方法によれば、化学装置(例えば、ポリオレフィン製造装置(例えば、重合粉体を製造する重合反応器、各配管、重合粉体を貯蔵しておく貯蔵庫、等))でのファウリングを抑制でき、かつ、プロセスに用いる触媒活性に対する悪影響を低減できる。
このような効果が得られる理由は明らかではないが、主に一般式(1)または一般式(13)中に含まれるポリアルキレングリコール基がファウリング抑制に寄与するとともに、主にAまたはA101で表される基が触媒活性に対する悪影響低減に寄与するためと推測される。但し、本発明はこの理由によって限定されることはない。
従来のファウリング防止剤を用いた場合では、ファウリング防止効果が不十分であるか、または、ファウリングは防止できてもファウリング防止剤の添加により重合触媒活性が大幅に低下する場合があった。
これに対し、本発明のファウリング防止剤およびファウリング防止方法は、ファウリング防止と触媒活性維持との両立という、従来なし得なかった優れた効果を示すものである。
以上のように、本発明のファウリング防止剤、組成物、および化学装置のファウリング防止方法によれば、化学装置のファウリングを抑制でき、かつ、プロセスに用いる触媒活性に対する悪影響を低減できるので、化学装置の性能低下を抑制し、生産速度を犠牲にすることなく長期安定運転が可能となる。
特に、本発明の化学装置のファウリング防止方法をオレフィンの重合プロセスに適用した場合には、従来のファウリング防止方法よりも重合触媒活性に与える悪影響が小さいため、ポリオレフィンの製造コストを低減することが可能となる。
本発明において「ファウリング」とは、化学装置内に堆積物や付着物が発生する現象を指す。
特に、本発明における化学装置が、α−オレフィンの気相または液相での重合反応を行う化学装置(ポリオレフィン製造装置)である場合における「ファウリング」とは、反応壁面に堆積物が生成される現象や、反応壁面にポリマー塊やシート状物などが発生し、付着する現象を指す。
一般に、α−オレフィンの気相または液相での重合反応を行う化学装置においては、ファウリングにより、重合容器内の流動性が低下して混合状態が不均一となることや、攪拌羽根にポリマーが付着して長期的に安定して連続運転することができなくなることがある。さらに、重合体が移動する各種設備(例えば、重合反応器に付属する配管、等)を触媒および/または重合粉体が移動する時に流動性が低下することがある。また、各種設備での流動性が低下する場所(いわゆるデッドスペース等)でポリマー塊が生成されたり、シート状物が付着したりして重合粉体の流動性を低下させることがある。これらの結果、最悪の場合には配管等が閉塞するという問題を生じている。
さらに加えて、最終的に得られた重合粉体を回収または貯蔵する貯蔵庫などで、重合粉体の流動性が低下するために、重合粉体同士が結合して貯蔵庫内でブリッジが生成するなど、その後の様々な処理が滞るという問題も発生している。
また、本発明における化学装置が石油精製プロセス等に用いられる化学装置である場合における「ファウリング」とは、石油精製プロセス等において、原料油の熱変性等により、特に熱交換器等の高温域において物質が生成し、該物質が付着したり、堆積したりする現象を指す。
以下、まず本発明のファウリング防止剤に含まれるポリオキシアルキレン系重合体について説明し、引き続き、ファウリング防止剤、組成物、化学装置のファウリング防止方法について説明する。
[ポリオキシアルキレン系重合体]
本発明のファウリング防止剤は、下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含む。
<一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体>
まず、一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体(以下、単に「一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体」ともいう)について説明する。
一般式(1)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した基である。
重合してAを構成する炭素数2〜20のオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセンなどのα−オレフィンが挙げられる。Aに対応する重合体としては、これらのオレフィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。また、前記Aに対応する重合体としては、これらのオレフィンが、特性を損なわない範囲で他の重合性の不飽和化合物と共重合したものであっても良い。
これらのオレフィンの中でも特にエチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましい。
Aで表される基の数平均分子量(Mn)は、140〜10000であり、好ましくは140〜6000であり、より好ましくは300〜4000、特に好ましくは400〜2000の範囲である。Aで表される基の数平均分子量(Mn)がこの範囲にあると、特にオレフィンの重合プロセスにおいてポリオレフィンとの親和性が高く、ファウリング防止効果と活性低下抑制効果が安定する傾向に有り、かつ溶融粘度が低く、化学装置への添加が容易になる傾向があり好ましい。
本発明において、数平均分子量の測定には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略す)を用いる。ここでGPCにより測定された数平均分子量(Mn)はポリスチレン換算の値である。ただし、標準試料が利用できない分子量500以下の低分子量域では、数平均分子量をマススペクトロスコピーにて測定する。
一般式(1)においてAで表される基の、GPCにより測定された重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比、すなわち分子量分布(Mw/Mn)は、特に制限はなく、例えば、1.0〜数十とすることができるが、物性の均一性などの点で1.0以上4.0以下が好ましく、特に1.0以上3.0以下がより好ましい。
なお、Aで表される基の分子量は、後述の、一方の末端に不飽和基を有するポリオレフィンの分子量を測定し、末端の分子量相当を差し引くことで測定できる。
一般式(1)中のRおよびRは、水素原子または炭素数1〜18の炭化水素基であり、具体的には例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などである。
一般式(1)において、XおよびXは同一または相異なり、直鎖または分岐のポリアルキレングリコール含有基を表す。XおよびXの数平均分子量(Mn)は、それぞれ、50〜7000であり、好ましくは60〜5000であり、特に好ましくは70〜3000の範囲である。XおよびXの数平均分子量(Mn)がこの範囲にあると、ファウリング防止効果の安定性及び活性低下抑制効果の安定性に優れる。
分岐アルキレングリコール基の分岐態様は、多価の炭化水素基を介した分岐、または、窒素原子を介した分岐、等である。例えば、主骨格の他に2つ以上の窒素原子または酸素原子または硫黄原子に結合した炭化水素基による分岐や、主骨格の他に2つのアルキレン基と結合した窒素原子による分岐等が挙げられる。
前記一般式(1)または後述の一般式(13)で表されるポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量(Mn)は、30000以下であることが必要であり、好ましくは20000以下であり、より好ましくは550〜10000であり、特に好ましくは800〜3000である。
数平均分子量(Mn)がこの範囲にあると、化学装置内に添加したときの分散性、ファウリング防止効果の安定性、および活性低下抑制効果の安定性に優れる。
一般式(1)の数平均分子量(Mn)は、Aの数平均分子量と、XおよびXの数平均分子量と、R、RおよびCHの分子量と、の和で表される。
同様に、後述する一般式(13)の数平均分子量(Mn)は、A101で表される基と、X101およびX102の数平均分子量と、R101、R102およびCHの分子量と、の和で表される。
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体において、XおよびXの好ましい例としては、それぞれ同一または相異なり、下記一般式(2)または下記一般式(4)で表される基である。
一般式(2)において、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Xはポリアルキレングリコール基、または下記一般式(3)で表される基を表す。
一般式(3)において、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Gは同一または相異なり、−OX、−NX(X、X、およびXはポリアルキレングリコール基を表す)で表される基を表し、mはGの結合数であり1〜10の整数を表す。
一般式(3)において、Rで表される基としては、炭素数1〜20のm+1価の炭化水素基が好ましい。
mは1〜10であるが、1〜6が好ましく、1〜2が特に好ましい。
一般式(4)中、XおよびXは同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または前記一般式(3)で表される基を表す。
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体の好ましい例としては、一般式(1)中、XおよびXのどちらか一方が、一般式(4)で表される基であるポリオキシアルキレン系重合体が挙げられる。さらに好ましい例としては、X、Xのどちらか一方が一般式(4)で表され、他方が、一般式(2)で表される基であるポリオキシアルキレン系重合体が挙げられる。
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体の別の好ましい例としては、一般式(1)中、XおよびXの両方が、一般式(2)で表される基であるポリオキシアルキレン系重合体が挙げられる。
一般式(4)で表されるXおよびXのさらに好ましい構造としては、一般式(5)で表される基である。
一般式(5)において、XおよびX10は同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基を表し、QおよびQは同一または相異なり、それぞれ2価の炭化水素基を表す。
一般式(5)においてQおよびQで表される2価の炭化水素基は、炭素数2〜20の炭化水素基であり、置換基を有していてもいなくてもよく、例えば、エチレン基、メチルエチレン基、エチルエチレン基、ジメチルエチレン基、フェニルエチレン基、クロロメチルエチレン基、ブロモメチルエチレン基、メトキシメチルエチレン基、アリールオキシメチルエチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられる。好ましいアルキレン基としては、炭化水素系のアルキレン基であり、特に好ましくは、エチレン基、メチルエチレン基であり、さらに好ましくは、エチレン基である。Q,Qは1種類のアルキレン基でもよく2種以上のアルキレン基が混在していてもよい。
一般式(1)中のXおよびXのさらに好ましい構造としては、一般式(6)で表される基である。
一般式(6)において、X11はポリアルキレングリコール基を表す。
一般式(2)〜(6)において、X〜X11で表されるポリアルキレングリコール基とは、アルキレンオキシドを付加重合することによって得られる基である。
該アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
これらの中で、好ましくは、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。より好ましくはプロピレンオキシド、およびエチレンオキシドであり、特に好ましくは、エチレンオキシドである。
〜X11で表されるポリアルキレングリコール基としては、これらのアルキレンオキシドの単独重合により得られる基でもよいし、これらのアルキレンオキシドのうち2種以上の共重合により得られる基でもよい。
好ましいポリアルキレングリコール基の例としては、ポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、またはポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合により得られる基であり、特に好ましい基としては、ポリエチレングリコール基である。
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体のうち、特に好ましい構造としては、一般式(7)で表されるポリオキシアルキレン系重合体である。
一般式(7)において、A、R、R、X、X10、X11は、それぞれ前記で定義したものと同様の原子または基である。
<一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体>
次に、一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体(以下、単に「一般式(13)で表されるポリオキシアルキレン系重合体」ともいう)について説明する。
一般式(13)において、A101は炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が500〜10000の基、R101およびR102は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X101およびX102は、一方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基であって、他方が、下記一般式(16)で表される基である。
一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。
一般式(15)中、R105およびR106は、同一または相異なり、炭化水素基を表す。
一般式(16)中、E102は酸素原子または硫黄原子を表し、X104は、ポリアルキレングリコール基を表す。
104で表されるポリアルキレングリコール基は、前述の一般式(2)〜一般式(6)おけるX〜X11で表されるポリアルキレングリコール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(14)及び一般式(15)中、R104〜R106で表される炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基が好ましい。該炭化水素基には、ヘテロ原子を含む官能基が結合していてもよい。
前記アルキル基としては、直鎖、分岐または環状の炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジヒドロキシプロピル基、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-3-ヒドロキシプロパン、テトラデシル基、オクタデシル基、シクロプロピルメチル基、シクロヘキシルメチル基、ブロモデシル基、トリフルオロエチル基、ヘキサフルオロ-2-プロピル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、直鎖または分岐の炭素数2〜6のアルケニル基が好ましい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、フルオロアリル基、イソプロペニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。
前記アラルキル基としては、炭素数7〜15のアラルキル基が好ましい。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフルオロベンジル基、ペンタフルオロフェニルメチル基、ビス(4-メトキシフェニル)メチル基、フェネチル基、ベンズヒドリル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
また、前記アリール基としては、炭素数6〜15のアリール基が好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル基、ジクロロフェニル基、メトキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、ニトロフェニル基、ヘキサフルオロフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。
一般式(14)中、R104で表されるアシル基としては、炭素数2〜15のアシル基が好ましい。
前記アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、カルボキシプロピオニル基、カルボキシプロペノイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基、トリフルオロメチルベンゾイル基、ニトロベンゾイル基、カルボキシベンゾイル基、ナフトイル基、パーフルオロヘプタノイル基、パーフルオロオクタノイル基等を挙げることができる。
一般式(13)中、R101およびR102は、それぞれ、一般式(1)中のRおよびRと同義であり、好ましい範囲も同様である。
重合して一般式(13)中のA101を構成する炭素数2〜20のオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセンなどのα−オレフィンが挙げられる。A101に対応する重合体としては、これらのオレフィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。また、前記A101に対応する重合体としては、これらのオレフィンが、特性を損なわない範囲で他の重合性の不飽和化合物と共重合したものであっても良い。
これらのオレフィンの中でも特にエチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましい。
一般式(13)中、A101で表される基の数平均分子量(Mn)は、500〜10000であり、好ましくは500〜6000であり、より好ましくは500〜4000、特に好ましくは500〜2000である。A101で表される基の数平均分子量(Mn)がこの範囲にあると、特にオレフィンの重合プロセスにおいてポリオレフィンとの親和性が高く、ファウリング防止効果と活性低下抑制効果が安定する傾向に有り、かつ溶融粘度が低く、化学装置への添加が容易になる傾向があり好ましい。
[ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法]
本発明におけるポリオキシアルキレン系重合体は、例えば、次の方法等によって製造することができる。
<一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法>
最初に、一般式(8)で表される、片末端に二重結合を有するポリオレフィン(以下、「一般式(8)で表されるポリオレフィン」ともいう)を製造する。
一般式(8)中、A、RおよびRは一般式(1)で定義したものと同様の原子または基を表す。
このポリオレフィンは、以下の方法によって製造することができる。
(1)特開2000−239312号公報、特開2001−2731号公報、特開2003−73412号公報などに示されているようなサリチルアルドイミン配位子を有する遷移金属化合物を重合触媒として用いる重合方法。
(2)チタン化合物と有機アルミニウム化合物とからなるチタン系触媒を用いる重合方法。
(3)バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなるバナジウム系触媒を用いる重合方法。
(4)ジルコノセンなどのメタロセン化合物と有機アルミニウムオキシ化合物(アルミノキサン)とからなるチーグラー型触媒を用いる重合方法。
上記(1)〜(4)の方法の中でも、特に(1)の方法によれば、上記ポリオレフィンを収率よく製造することができる。(1)の方法では、上記サリチルアルドイミン配位子を有する遷移金属化合物の存在下で、前述したAを構成する炭素数2〜20のオレフィンを重合または共重合することで、上記片方の末端に二重結合を有するポリオレフィンを製造することができる。
(1)の方法によるオレフィンの重合は、溶解重合、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれによっても実施できる。詳細な条件などは既に公知であり上記特許文献を参照することができる。
(1)の方法によって得られるポリオレフィンの分子量は、重合系に水素を存在させるか、重合温度を変化させるか、または使用する触媒の種類を変えることによって調節することができる。
次に、上記一般式(8)で表されるポリオレフィンをエポキシ化して、すなわち上記ポリオレフィンの末端の二重結合を酸化して、一般式(9)で示される末端にエポキシ基を含有する重合体を得る。
一般式(9)中、A、RおよびRは一般式(1)で定義したものと同様の原子または基を表す。
かかるエポキシ化方法は特に限定されるものではないが、以下の方法を例示することが
できる。
(1)過ギ酸、過酢酸、過安息香酸などの過酸による酸化
(2)チタノシリケートおよび過酸化水素による酸化
(3)メチルトリオキソレニウム等のレニウム酸化物触媒と過酸化水素とによる酸化
(4)マンガンポルフィリンまたは鉄ポルフィリン等のポルフィリン錯体触媒と過酸化水素または次亜塩素酸塩とによる酸化
(5)マンガンSalen等のSalen錯体と過酸化水素または次亜塩素酸塩とによる酸化
(6)マンガン−トリアザシクロノナン(TACN)錯体等のTACN錯体と過酸化水素とによる酸化
(7)タングステン化合物などのVI族遷移金属触媒と相間移動触媒との存在下で行う、過酸化水素による酸化
上記(1)〜(7)の方法の中でも、活性面で特に(1)および(7)の方法が好ましい。
また、例えば重量平均分子量(Mw)140〜600程度の低分子量の末端エポキシ基含有重合体はVIKOLOXTM(登録商標、Arkema社製)を用いることもできる。
上記方法で得られた一般式(9)で表される末端エポキシ基含有重合体に種々の反応試剤を反応させることにより、一般式(10)で表される重合体(I)のように、ポリマー末端のα、β位に様々な置換基Y、Yが導入された重合体を得ることが出来る。
一般式(10)中、A、RおよびRは一般式(1)で定義したものと同様の原子または基を表す。Y、Yは同一または相異なり水酸基、アミノ基、または下記一般式(11a)〜(11c)を表す。
一般式(11a)〜(11c)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Tは同一または相異なり水酸基またはアミノ基を表し、mは1〜10の整数を表す。
例えば、一般式(9)で表される末端エポキシ基含有重合体を加水分解することにより、一般式(10)においてYおよびYが両方とも水酸基である重合体が得られ、アンモニアを反応させることにより、YおよびYの一方がアミノ基、他方が水酸基の重合体が得られる。
また、一般式(9)で表される末端エポキシ基含有重合体と下記一般式(12a)で示される反応試剤Aとを反応させることにより、一般式(9)においてY、Yの一方が一般式(11a)に示される基で他方が水酸基の重合体が得られる。
一般式(12a)中、E、R、T、mは、一般式(11a)〜(11c)で定義したものと同様の原子または基を表す。
また、末端エポキシ基含有重合体と下記一般式(12b)または(12c)で示される反応試剤Bを反応させることにより、一般式(10)においてY、Yの一方が一般式(11b)または(11c)に示される基で他方が水酸基の重合体が得られる。
一般式(12b)または(12c)中、R、T、mは、一般式(11a)〜(11c)で定義したものと同様の原子または基を表す。
一般式(12a)で示される反応試剤Aとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、ブタントリオール、ジペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、ジヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシベンゼン等を挙げることができる。
一般式(12b)または(12c)で示される反応試剤Bとしては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノフェノール、ヘキサメチレンイミン、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジエチレントリアミン、N−(アミノエチル)プロパンジアミン、イミノビスプロピルアミン、スペルミジン、スペルミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン等を挙げることができる。
エポキシ体とアルコール類、アミン類との付加反応は周知であり、通常の方法により容易に反応が可能である。
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体は一般式(10)で示される重合体(I)を原料として、水酸基またはアミノ基にアルキレンオキシドを付加重合することにより製造することができる。
前記アルキレンオキシドとしては、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらは2種以上併用してもよい。これらの中で、好ましくは、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。より好ましくはプロピレンオキシド、およびエチレンオキシドである。
触媒、重合条件などについては、公知のアルキレンオキシドの開環重合方法を利用することができ、例えば、大津隆行著,「改訂高分子合成の化学」,株式会社化学同人,1971年1月,p.172−180には、種々の単量体を重合してポリオールを得る例が開示されている。開環重合に用いられる触媒としては、上記文献に開示されたように、カチオン重合向けにAlCl、SbCl、BF、FeClのようなルイス酸、アニオン重合向けにアルカリ金属の水酸化物またはアルコキシド、アミン類、フォスファゼン触媒、配位アニオン重合向けにアルカリ土類金属の酸化物、炭酸塩、アルコキシドあるいは、Al、Zn、Feなどのアルコキシドを用いることができる。ここで、フォスファゼン触媒としては、例えば、特開平10−77289号公報に開示された化合物、具体的には市販のテトラキス[トリス(ジメチルアミノ)フォスフォラニリデンアミノ]フォスフォニウムクロリドのアニオンをアルカリ金属のアルコキシドを用いてアルコキシアニオンとしたものなどが利用できる。
反応溶媒を使用する場合は、重合体(I)、アルキレンオキシドに対して不活性なものが使用でき、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。
触媒の使用量はホスファゼン触媒以外については原料の重合体(I)の1モルに対して、0.05〜5モルが好ましく、より好ましくは0.1〜3モルの範囲である。ホスファゼン触媒の使用量は、重合速度、経済性等の点から、重合体(I)の1モルに対して1×10−4〜5×10−1モルが好ましく、より好ましくは5×10−4〜1×10−1モルである。
反応温度は通常25〜180℃、好ましくは50〜150℃とし、反応時間は使用する触媒の量、反応温度、アルキレンオキシドの反応性等の反応条件により変わるが、通常数分〜50時間である。
一般式(1)で表される化合物のポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量は、一般式(10)で示される重合体(I)の数平均分子量と、重合に用いる重合体(I)の質量、重合させるアルキレンオキシドの質量から計算することができるので、これらを適宜調節することにより、本発明に係るポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量を調節し、所望の範囲にすることができる。
<一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体の製造方法>
一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体は、例えば、下記一般式(17)で表される重合体(II)を用いて製造できる。
一般式(17)中、A101、R101およびR102は、それぞれ、一般式(13)で定義したA101、R101およびR102と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(17)中、Y101及びY102は、一方が水酸基であり、他方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基である。
一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。
一般式(15)中、R105およびR106は、同一または相異なり、炭化水素基を表す。
前記一般式(17)で表される重合体(II)は、例えば、下記一般式(9−2)で表される末端にエポキシ基を有する重合体を用いて製造できる。
一般式(9−2)中、A101、R101およびR102は、それぞれ、一般式(13)で定義したA101、R101およびR102と同義であり、好ましい範囲も同様である。
例えば、一般式(9−2)で表される末端エポキシ基含有重合体を水素添加またはヒドリド還元することにより、一般式(17)におけるY101及びY102の一方が水素原子であり、他方が水酸基である重合体が得られる。
エポキシ基の水素添加、ヒドリド還元については一般的な方法が知られており、例えばJournal of Organic Chemistry (1992), 57(5), 1618-1621.、または、Chemical Communications(Cambridge) (1999), (11), 1041-1042.に記載の方法を用いて合成することができる。
また、一般式(9−2)で表される末端エポキシ基含有重合体と、下記一般式(18)で示される反応試剤Cと、を反応させることにより、一般式(17)においてY101及びY102の一方が水酸基であり、他方が一般式(14)に示される基である重合体が得られる。
一般式(18)中、E101およびR104は、一般式(14)中のE101およびR104と同義である。
また、一般式(9−2)で表される末端エポキシ基含有重合体と、下記一般式(19)で示される反応試剤Dと、を反応させることにより、一般式(17)においてY101、Y102の一方が水酸基であり、他方が一般式(15)に示される基である重合体が得られる。
一般式(19)中、R105及びR106は、一般式(15)中のR105及びR106と同義である。
一般式(18)で示される反応試剤Cとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、オクタノール、アリルアルコール、シクロヘキサノール、プロペニルアルコール、ヘキセノール、ブロモデカノール、トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、パーフルオロオクタノール、ベンジルアルコール、ジフルオロベンジルアルコール、ペンタフルオロフェニルメタノール、ビス(4−メトキシフェニル)メタノール、フェネチルアルコール、フェニルプロピルアルコール、フェノール、ジクロロフェノール、メトキシフェノール、メトキシカルボニルフェノール、ニトロフェノール、ヘキサフルオロフェノール、メチルフェノール、ジメチルフェノール、ナフチルアルコール等のアルコール類、チオメタノール、チオエタノール等のチオアルコール類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく2種以上の混合物でもよい。
一般式(19)で示される反応試剤Dとしては、例えば、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ピロリジン、ピペリジン、メチルシクロヘキシルアミン、メチルベンジルアミン、N−メチルアニリン等を挙げることができる。
エポキシ体とアルコール類、アミン類との付加反応は周知であり、通常の方法により容易に反応が可能である。
一般式(13)で表されるポリオキシアルキレン系重合体は、一般式(17)で示される重合体(II)を原料として、水酸基またはアミノ基にアルキレンオキシドを付加重合することにより製造することができる。
触媒および重合条件などについては、一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン系重合体の製造方法で説明した触媒および重合条件と同様である。
また、一般式(13)で表される化合物のポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量は、一般式(17)で示される重合体(II)の数平均分子量と、重合に用いる重合体(II)の質量、重合させるアルキレンオキシドの質量から計算することができるので、これらを適宜調節することにより、本発明に係るポリオキシアルキレン系重合体の数平均分子量を調節し、所望の範囲にすることができる。
以上で説明した一般式(1)または一般式(13)で表されるポリオキシアルキレン系重合体は、そのままでも本発明のファウリング防止剤の成分として使用することができるが、必要に応じて適宜精製操作を加えても良い。
精製操作としては、ポリオキシアルキレン系重合体を溶媒に溶解させ、不溶分を濾過除去する方法や、活性炭やイオン交換樹脂等の助剤を加えて濾過する方法などが挙げられる。
この場合に使用する溶媒としては、ポリオキシアルキレン系重合体の一部または全部が溶解する溶媒であって、ポリオキシアルキレン系重合体に対して不活性なものならば、特に限定なく使用できるが、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類を挙げることができる。
[ファウリング防止剤]
本発明のファウリング防止剤は、前記一般式(1)または前記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むことを特徴とする。
ファウリング防止剤中のポリオキシアルキレン系重合体の含有量としては、1質量ppmから100質量%であり、好ましくは100質量ppmから100質量%であり、さらに好ましくは、1質量%から100質量%である。
ファウリング防止剤中のポリオキシアルキレン系重合体以外の成分としては、後述する希釈媒体やその他の添加剤を含んでいても良い。
本発明のファウリング防止剤は、固体または液体のどちらでも良いが、添加の自由度が高いため、使用する温度条件で液体であることが好ましい。本発明のファウリング防止剤に含まれるポリオキシアルキレン系重合体が液体である場合、希釈せずに(すなわち100質量%で)そのままファウリング防止剤として用いても良いし、希釈媒体で希釈しても良い。また、ポリオキシアルキレン系重合体が使用する温度条件で固体の場合には、希釈して液体にして用いることが好ましい。この場合の液体とは、ポリオキシアルキレン系重合体と希釈媒体が混合された状態のもの、または分散された状態のものを全て含む。すなわち、溶液または分散体であり、より具体的には、溶液、サスペンジョン(懸濁液)またはエマルジョン(乳濁液)である。
ファウリング防止剤に含まれる希釈媒体としては、ポリオキシアルキレン系重合体に対して不活性なものならば、特に限定なく使用できるが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサンなどの炭素原子数が5〜12の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素を挙げることができる。また、ファウリング防止技術を適用するプロセスに用いられる原料または溶媒等を希釈媒体とすることが好ましい場合もある。
用いるポリオキシアルキレン系重合体が固体であって、溶媒で希釈する場合のポリオキシアルキレン系重合体の濃度は、特に限定されないが、通常0.1〜80質量%の範囲であることが好ましい。
本発明のファウリング防止剤に含まれていても良いその他の添加剤としては、従来からファウリング防止効果が知られている化合物(具体例については後述する)や、適用プロセスに使用される各種の添加剤が挙げられる。
以上、本発明のファウリング防止剤について説明した。
本発明のファウリング防止剤の好ましい使用形態としては、前記一般式(1)または前記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体(以下、「特定ポリオキシアルキレン系重合体」ともいう)を含むファウリング防止剤の、ポリオレフィン製造装置におけるファウリング防止剤としての使用形態である。
また、前記一般式(1)または前記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体の好ましい使用形態は、ポリオレフィン製造装置におけるファウリング防止剤としての使用形態である。
[組成物]
本発明の組成物は、前記本発明のファウリング防止剤と、後述するオレフィン重合用触媒と、を含む。
本発明の組成物を化学装置内成分に添加することにより、ファウリング防止効果、および触媒活性低下を抑制する効果がより効果的に奏され、かつ、製造されるポリオレフィンの収量がより増大する。
本発明の組成物は、本発明のファウリング防止剤(または前記特定ポリオキシアルキレン系重合体)と後述するオレフィン重合用触媒とを単に混合した形態であってもよいし、本発明のファウリング防止剤(または前記特定ポリオキシアルキレン系重合体)を後述するオレフィン重合用触媒に担持させた形態であってもよいし、本発明のファウリング防止剤(または前記特定ポリオキシアルキレン系重合体)を後述するオレフィン重合用予備重合触媒に担持させた形態であってもよい。
本発明の組成物中における、前記特定ポリオキシアルキレン系重合体の含有量としては、ファウリング防止効果、触媒活性低下を抑制する効果、および製造されるポリオレフィンの単位触媒当たりの収量の観点から、オレフィン重合用触媒に対して、0.1質量%〜50質量%が好ましく、0.1質量%〜20質量%がより好ましく、0.1質量%〜10質量%が特に好ましい。
[ファウリング防止方法]
本発明の化学装置のファウリング防止方法は、化学装置内成分に、前記本発明のファウリング防止剤を添加することを含む。
本発明の化学装置のファウリング防止方法は上記以外には特に限定はない。本発明の化学装置のファウリング防止方法では、必要に応じ、上記ファウリング防止剤の添加以外のその他の操作を行ってもよい。また、本発明の化学装置のファウリング防止方法では、必要に応じ、本発明のファウリング防止剤以外のその他の成分を添加してもよい。
本発明にかかる化学装置とは、化学プロセス(例えば、石油化学プロセス、オレフィン重合プロセス、等)において、取り扱う物質が接触する装置をいい、たとえば、反応機(重合反応器、等)、熱交換器、蒸留塔、原料や製品の貯槽、ポンプ、乾燥機、それらをつなぐ配管等を指す。
本発明では、オレフィン重合プロセスにおいて、取り扱う物質が接触する装置を、ポリオレフィン製造装置ともいう。ここでいうポリオレフィン製造装置の概念には、例えば、重合粉体を製造する重合反応器、各配管、重合粉体を貯蔵しておく貯蔵庫、等が含まれる。
本発明による効果をより効果的に得る観点からは、前記ポリオレフィン製造装置としては、重合粉体を製造する重合反応器が特に好ましい。
本発明における化学装置のより具体的な例については後述する([Case1]〜[Case4])。
本発明のファウリング防止剤の添加量は、化学装置内成分に対するポリオキシアルキレン系重合体成分の量として、通常、0.01〜10000質量ppm、好ましくは0.05〜3000質量ppm、さらに好ましくは0.05〜1000質量ppmの範囲である。ここで、ポリオキシアルキレン系重合体の添加量は、連続式プロセスの化学装置においては、その化学装置内成分の処理流量に対して規定し、バッチ式プロセスにおけるバッチ式反応機などの化学装置においては、化学装置内成分の装入時あるいは移液時の流量に対して連続式プロセスと同様に規定するか、装入後の反応機内の化学装置内成分の全量に対して規定する。
本発明のファウリング防止方法においては、本発明のファウリング防止剤の供給方法は、一括、間欠または連続のいずれの添加方法も採用できる。比較的小規模なプロセスやバッチ式プロセスの場合には一括添加でも良いが、大規模プロセスや連続式プロセスの場合には、本発明の効果を最大限に発揮させるためには間欠または連続添加方法が好ましい。
間欠とは、例えば3分毎、10分毎等の一定の周期で一定量ずつ添加すること意味している。一方、連続とは切れ間無く添加する方法である。
本発明のファウリング防止方法においては、本発明の目的効果を阻害しない範囲で、前記本発明のファウリング防止剤と共に、従来からファウリング防止効果が知られている化合物(以下、「従来のファウリング防止剤」ともいう)を添加しても良い。
従来のファウリング防止剤としては、例えば、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体(アデカプルロニック(登録商標;アデカ製))、アルキルアミド類(ケミスタット(登録商標;三洋化成製))、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類(エマルゲン(登録商標;花王製))を挙げることができる。従来のファウリング防止剤の添加量は、化学装置内成分に対して通常、0.01〜10000質量ppm、好ましくは0.05〜3000質量ppm、さらに好ましくは0.05〜1000質量ppmである。但し、従来のファウリング防止剤の添加量は、前記一般式(1)または前記一般式(13)で表されるポリオキシアルキレン系重合体の添加量よりも少ない質量比であることが好ましい。
本発明のファウリング防止方法の好ましい形態は、前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、前記化学装置内成分が少なくともα−オレフィンを含む成分である形態である。以下、この形態を、「ポリオレフィン製造装置のファウリング防止方法(の形態)」ともいう
ポリオレフィン製造装置のファウリング防止方法の形態では、オレフィン重合用固体触媒の触媒活性低下を抑制しながら、ポリオレフィン製造装置内におけるファウリングを防止できる。
前記ポリオレフィン製造装置のファウリング防止方法の形態は、更に、以下の実施形態1〜実施形態3の3形態に大別される。
実施形態1.化学装置内成分として予めオレフィン重合用固体触媒が含まれている形態である。
実施形態2.本発明のファウリング防止剤とともに、オレフィン重合用固体触媒を化学装置内成分(オレフィン重合用固体触媒が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい)に添加する形態である。
実施形態3.本発明のファウリング防止剤とオレフィン重合用固体触媒とを含む組成物を化学装置内成分(オレフィン重合用固体触媒が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい)に添加する形態である。
ポリオレフィン製造装置のファウリング防止方法の形態において、化学装置内成分に含まれるα−オレフィンは、1種のみであってもよいし(α−オレフィンの単独重合を行う形態である)、2種以上であってもよい(α−オレフィンの共重合を行う形態である)。 また、化学装置内成分には、α−オレフィン以外の他の重合性モノマーが含まれていてもよい。
上記実施形態2において、ポリオキシアルキレン系重合体の添加量としては、ファウリング防止効果の観点、触媒活性低下を抑制する効果の観点、および、製造されるポリオレフィンの単位触媒当たりの収量の観点から、ともに添加するオレフィン重合用触媒の量に対して、0.1質量%〜50質量%が好ましく、0.1質量%〜20質量%がより好ましく、0.1質量%〜10質量%が特に好ましい。
上記実施形態3において、組成物中におけるポリオキシアルキレン系重合体の含有量の好ましい範囲は、既述の[組成物]の項で説明したとおりである。
以下、本発明のファウリング防止方法を、代表的プロセスである、石油化学プラント系に適用する場合(本発明における化学装置が石油化学プラントである場合;[Case4])、並びにオレフィン重合反応系に適用する場合(前記「ポリオレフィン製造装置のファウリング防止方法の形態」の場合;[Case1]〜[Case3])について詳説する。
以下の例は、化学装置内成分(Z)が実質的に気体状態(気相状態)の場合([Case1]及び[Case2])と、実質的に液体状態の場合([Case3]及び[Case4])と、に大別される。
該化学装置内成分(Z)が気相状態である場合の例として、オレフィン気相重合[Case1]およびオレフィン液相重合[Case2]に適用する場合について述べる。
また該成分(Z)が液体状態である場合の例として、インタークーラーへの適用例[Case3]および炭化水素の蒸留精製塔への適用例[Case4]について述べる。
尚、以下の説明において、オレフィンの「重合」という用語は、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」とい言う用語は、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ていることがある。
なお、各ケースで用いられる全体の重合プロセスは、例えばポリオレフィンの製造方法において、固体触媒を重合反応器に導入し、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、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどの炭素原子数2〜20のα−オレフィン、および、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、などの炭素数が3〜20の環状オレフィンからなる群から選択される少なくとも1種以上供給して単独重合または共重合してポリオレフィンを製造する場合である。また、必要に応じて他の重合性モノマー、例えば、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、アクリロニトリル等のビニル型モノマー類、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン等の非共役ポリエン類、アセチレン、メチルアセチレン等のアセチレン類、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類などを共存させて重合を進めることもできる。
[Case1] 気相重合時の各プロセスに適用する場合
本発明のファウリング防止方法を適用する気相連続重合プロセスとしては、後述するような固体触媒を用いて、例えば図1に示すような気相流動床反応装置を用いるプロセスがある。図1に気相流動床反応装置の一例の概略図を示す。
図1に示す気相流動床反応装置において、流動床反応器3(重合反応器)内には、ガスの流通方向について上流側(以下、「下」側などともいう)から下流側(以下、「上」側などともいう)に向けて、ガス分散板4、流動床(反応系)5、減速域3aが設けられている。
流動床反応器3の上流側の端部には循環ガスライン6(配管)が接続されており、流動床反応器3の下流側の端部には排出ガスライン2(配管)が接続されている。排出ガスライン2は循環ガスブロワー7及び熱交換器8を介して循環ガスライン6(配管)と接続されている。
以上のように、気相流動床反応装置は、循環ガスライン6、流動床反応器3、排出ガスライン2、循環ガスブロワー7、熱交換器8、循環ガスライン6、の順の経路でガスを循環させることができるように構成されている。
排出ガスライン2の循環ガスブロワー7上流側には供給ガスライン9(配管)が接続されており、循環系に適宜ガス(分子量調節剤等)を供給できるようになっている。
流動床反応器3の流動床(反応系)5には、オレフィン重合用固体触媒(以下、単に「固体触媒」ともいう)を供給するための触媒供給ライン1と、製造された重合体を排出するための重合体排出ライン10と、がそれぞれ接続されている。
図1に示すような気相流動床反応装置を用いてオレフィンを(共)重合するに際して、固体触媒は、例えば触媒供給ライン1を介して固体粉末状態で流動床反応器3に供給される。
ガス状のオレフィンなどは、例えば供給ガスライン9から連続的に供給され、循環ガスブロワー7により、循環ガスライン6を介して流動床反応器3下方から多孔板などのガス分散板4を介して流動床(反応系)5に吹き込まれる。これにより、流動床(反応系)5は流動状態に保持される。このような固体触媒が流動状態に保持された流動床5に吹き込まれたオレフィンは、ここで重合反応して、重合粉体〔ポリオレフィンパウダー〕が生成する。生成したポリオレフィンパウダーは、重合体排出ライン10を介して流動床反応器3から連続的に抜き出される。流動床5を通過した未反応のガス状のオレフィンなどは、流動床反応器3内の下流側に設けられた減速域3aで減速されて流動床反応器3外(排出ガスライン2)に排出され、熱交換器8において重合熱が除去されて循環ガスライン6から再び流動床5に循環される。水素のような分子量調節剤は、気相流動床反応装置の任意の場所、例えば供給ガスライン9から供給することができる。
このような気相流動床反応装置を用いたオレフィンの重合工程に本発明のファウリング防止方法を適用する場合には、本発明のファウリング防止剤を気相流動床反応装置の任意の場所、例えば流動床反応器、供給ガスライン、循環ガスライン、排出ガスライン、熱交換器手前(上流側)に供給することができる。
本発明のファウリング防止方法では、本発明のファウリング防止剤(または本発明の組成物)を気相流動床反応装置に供給する際には、循環ガスライン6を介して、ガス分散板4の下から流動床反応器3内に連続的または間欠的に供給するか、あるいはガス分散板4よりも上部から流動床反応器3内に連続的または間欠的に供給することが好ましく、いずれの場合においても間欠的に供給することがより好ましい。
このように本発明のファウリング防止剤を流動環境場に供給すれば、使用するファウリング防止剤の量が極く少量で十分な効果が得られ、非常に効率よく添加することができる。また添加量の定量性がよく、非常に定量的に添加することが可能となる。
さらに流動環境場の状態を確認しつつ随時添加することができ、ファウリング防止剤の添加による触媒活性低下などの重合状態への影響を瞬時に判断することが可能となる。また触媒活性の低下や、得られたポリオレフィンパウダーの物性等への影響がほとんどないかまたは最小限に抑制することが可能となる。
[Case2] 液相重合時の各プロセスに適用する場合
本発明のファウリング防止方法を適用する液相連続重合プロセスとしては、後述するような固体触媒を用いて、例えば図2に示すような液相重合反応装置を用いるプロセスがある。図2に液相重合反応装置の一例の概略図を示す。
図2に示す液相重合反応装置において、重合反応器3’は、気相と液相とから構成されている。
重合反応器3’の気相部分には、外部から重合反応器3’の気相にガスを導入するための供給ライン2’ (配管)が接続されている。
また、重合反応器3’の液相部分には、固体触媒を導入するための供給ライン1’ (配管)、および生成された重合体を排出するための排出ライン10’ (配管)が接続されている。
また、重合反応器3’は、外部から液相にガスを吹き込むためのガス吹き込みノズル9’を備えている。
さらに、重合反応器3’には、液相を攪拌するための攪拌器5’が備えられている。
また、重合反応器3’の気相の部分には循環ガスライン6’ (配管)の一端が接続されている。
循環ガスライン6’の他端はガス吹き込みノズル9’に接続されている。このようにして、重合反応器3’の気相から、循環ガスライン6’及びガス吹き込みノズル9’を介し、重合反応器3’の液相に向けてガスを流通できるようになっている。
また、循環ガスライン6’には熱交換器8’が設けられており、熱交換器8’には液化ガス循環ライン11’の一端が接続されている。液化ガス循環ライン11’の他端は重合反応器3’に接続されており、これにより、熱交換器8’で液化されたガスが、重合反応器3’に導かれるように構成されている。
また、循環ガスライン6’にはブロワー7’が設けられており、このブロワー7’により、ガス吹き込みノズル9’に向けてガスを流通できるようになっている。
循環ガスライン6’のブロワー7’によりも下流の部分には、循環ガスライン6’にガスを供給するための供給ライン4’が備えられている。
図2に示したような液相重合反応装置を用いてオレフィンを(共)重合するに際して、固体触媒は、例えば供給ライン1’を介してスラリー状態または粉末状態で重合反応器3’の液相の部分に供給される。ガスまたは液状のオレフィン等は、例えば供給ライン2’から連続的に供給される。
次に、重合反応器3’における液相の具体的形態について説明する。
重合するオレフィンモノマーを凝縮させ該凝縮したオレフィンモノマー自体が溶媒としての役割を果たすバルク重合方法においては、オレフィンモノマー自体が液相を構成する。また、パラフィン系の溶媒を用いる重合方法においては、パラフィン系の溶媒が液相を構成する。
いずれの重合方法においても、液相への固体触媒の供給により、液相において撹拌機5’で撹拌されながらオレフィンモノマーの重合反応が進む。重合体である固体ポリオレフィン粒子は液相中に存在し、いわゆるスラリー状態となっており、撹拌機5’で撹拌されている。
生成された重合体は排出ライン10’を介して重合反応器3’から断続または連続的に抜出される。
未反応のガス状のオレフィンなどは、気相から連続的に循環ガスライン6’に抜出され、熱交換器8’にて重合熱が除去された後、ブロワー7’を用いて再び重合反応器3’のガス吹き込みノズル9’より液相中に循環される。熱交換器8’にて重合熱が除去されたガスの一部が液化される。液化されたガスは液化ガス循環ライン11’を介して再び重合反応器3’の気相部または液相部に循環される。水素のような分子量調節剤は、液相重合反応装置の任意の場所、例えば供給ガスライン2’、ブロワー7’下流の循環ライン6’の供給ライン4’等から供給することができる。また、助触媒である有機アルミニウムやプロピレンを重合する時の電子供与体も水素と同様に任意の場所、例えば触媒供給ライン1’、ブロワー下流の循環ライン6’の供給ライン4’、ガス供給ライン2’等から供給することができる。
このような液相重合反応装置を用いたオレフィンの重合工程に本発明のファウリング防止方法を適用する場合には、本発明のファウリング防止剤(または本発明の組成物)は液相重合反応装置の任意の場所、例えば重合反応器、供給ガスライン、循環ガスライン、排出ガスライン、熱交換器手前に供給することができる。
[Case3] インタークーラーに適用する場合
上述した液相重合反応装置を用いてオレフィンを(共)重合するに際して、気相部の未反応ガスの抜出しによる重合熱の除去が不十分若しくは困難、または重合熱が小さい場合は、図3に示したようなインタークーラー付きの液相重合反応装置が用いられる。
図3に示すインタークーラー付きの液相重合反応装置は、供給ライン1’’、供給ライン2’’、重合反応器3’’、供給ライン4’’、攪拌器5’’、循環ガスライン6a’’、ブロワー7a’’、熱交換器8a’’、ガス吹き込みノズル9’’、排出ライン10’’、液化ガス循環ライン11’’が備えられている。これらの構成は、それぞれ、図2に示した液相重合反応装置における、供給ライン1’、供給ライン2’、重合反応器3’、供給ライン4’、攪拌器5’、循環ガスライン6’、ブロワー7’、熱交換器8’、ガス吹き込みノズル9’、排出ライン10’、液化ガス循環ライン11’の構成と同様であるため説明を省略する。
図3に示すインタークーラー付きの液相重合反応装置は、更に、循環ポンプ7b’’および熱交換器8b’’(インタークーラー)を備えた循環ライン6b’’を備えている。循環ライン6b’’の一端及び他端は、重合反応器3’’の液相部分に接続されている。
これにより、重合反応器3’’の液相から一部を抜き出し、抜き出された一部(抜出しスラリー状液相)を、循環ポンプ7b’’および熱交換器8b’’(インタークーラー)を経由させて再び重合反応器3’’の液相に送液(還流)できるようになっている。
このような液相重合反応装置を用いるオレフィンの重合工程に本発明のファウリング防止方法を適用する場合には、本発明のファウリング防止剤(または本発明の組成物)は任意の場所、例えば重合反応器3’’、供給ライン1’’、供給ライン2’’や供給ライン4’’、熱交換器8b’’の手前等に供給可能である。
[Case4] 石油化学プラントの蒸留塔に適用する場合
石油プラントでは、製品の精製には必ずと言って良いほど、図4に示すような蒸留塔が用いられる。
本発明のファウリング防止方法を適用する場合の蒸留塔は例えば、供給ライン1#より炭素数3〜9のパラフィン、オレフィン、ジオレフィン等の混合品を連続的に供給し、蒸留塔Aにて低沸品と高沸品を分離精製する。蒸留塔の塔頂Eより低沸化合物を抜出し、熱交換器C(コンデンサー)にて凝縮する。ドラムBにて該凝縮物を回収し、精製純度を上げる為、ラインEより一部を塔頂に還流する。低沸精製品(塔頂留分)はライン2#より抜き出される。一方、高沸品(塔底留分)は塔底のライン3#より抜き出される。精製純度を上げる為、塔底にはラインFを介してリボイラーDを設けている。
精製の品質等を調整する為、供給ライン4#、5#、6#、7#、8#、9#より原料を入れることがある。
このような蒸留塔を用いる石油化学プラントの炭化水素精製工程に本発明のファウリング防止方法を適用する場合には、例えば蒸留塔本体の充填物ないしトレイのファウリングおよび、熱交換器のファウリングを防止する為、本発明のファウリング防止剤(または本発明の組成物)は任意の場所、例えば供給ライン1#、4#、5#、7#、6#、9#等に供給可能であるが、供給ライン1#、4#、6#、9#に供給されることが好ましい。
以上、本発明のファウリング防止方法を、石油化学プラント系に適用する場合(本発明における化学装置が石油化学プラントである場合;[Case4])、並びにオレフィン重合反応系に適用する場合(本発明における化学装置がポリオレフィン製造装置である場合;[Case1]〜[Case3])について説明した。
これらのうち、前述のとおり、オレフィン重合反応系に適用する場合(本発明における化学装置がポリオレフィン製造装置である場合;[Case1]〜[Case3])が好ましい。
以下、本発明における化学装置がポリオレフィン製造装置である場合に用いられるオレフィン重合用固体触媒について詳述する。
[オレフィン重合用固体触媒]
前記オレフィン重合用触媒(例えば、上述した気相または液相重合装置で用いられる固体触媒)としては特に限定はないが、例えば特開2000−297114号公報で開示されている粒子状担体に担持された担体担持型のメタロセン系触媒、WO2004/029062号公報および特開2004−051801号公報で公開されている架橋型メタロセン系触媒、EP0874005Aで公開されているサリチルアルドイミン系配位子を有する遷移金属触媒、特開昭58−83006号公報、特開平7−25946号公報で示されている固体状チタン系触媒、クロム触媒、バナジウム基材触媒が挙げられ、本発明のファウリング防止方法は、前記の全ての触媒を用いたオレフィン重合系に適用することが可能である。
特に、気相重合装置を用いて気相重合を行う場合の、ファウリング防止するためには、担体担持型のメタロセン系触媒を用いることが好ましい。
担体担持型のメタロセン系触媒は、(A)周期表第4〜6族の遷移金属化合物と、(B)有機アルミニウムオキシ化合物と、(C)微粒子状担体とから形成されている。
また、担体担持型のメタロセン系触媒は、予備重合されていてもよく、このような予備重合された担体担持型のメタロセン系触媒(以下、「予備重合メタロセン系触媒」という。)は、(A)周期表第4〜6族の遷移金属化合物と、(B)有機アルミニウムオキシ化合物と、(C)微粒子状担体と、(D)予備重合により生成するオレフィン重合体とから形成されている。
また、本発明において、オレフィン重合用固体触媒は、オレフィン重合用予備重合触媒の形態で用いてもよい。
ここで、オレフィン重合用予備重合触媒とは、オレフィン重合用固体触媒に対し予めオレフィンが予備重合されて構成された触媒を指す。
以下、気相重合に好適に使用されるオレフィン重合用固体触媒またはオレフィン重合用予備重合触媒を形成する各成分について説明する。
<(A)遷移金属化合物>
(A)周期表第4〜6族の遷移金属化合物としては、下記一般式[III]で表される化合物を例示することができる。
一般式[III]中、Mは周期表第4〜6族から選ばれる1種の遷移金属原子を示し、好ましくは周期律表第4族遷移金属化合物であり、さらに好ましくは、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムである。
xは、遷移金属の原子価であり、Lの個数を示す。Lは、遷移金属に配位する配位子または基を示す。
このような遷移金属化合物の一つの態様は、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、該シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のLは、炭素原子数が1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ(aryloxy)基、トリアルキルシリル基、SOR(ただし、Rはハロゲンなどの置換基を有していてもよい炭素原子数が1〜8の炭化水素基)、ハロゲン原子、および水素原子からなる群より選ばれる1種の基または原子であるような遷移金属化合物である。この場合は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては、例えばシクロペンタジエニル基、アルキル置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、アルキル置換インデニル基、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が置換していてもよい。なお、上記一般式[III]で表される化合物が、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2個以上含む場合、そのうち2個のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子同士は、アルキレン基、置換アルキレン基、シリレン基、置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。(A)遷移金属化合物としては、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2個有する化合物が好ましく用いられ、Mがジルコニウムでありシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2個有する化合物がより好ましく用いられる。
本発明のファウリング防止方法をオレフィン重合反応に使用する場合の遷移金属化合物(A)としては、上記の遷移金属化合物の他に、本出願人によって既に公開されている下記一般式[IV]で表される遷移金属化合物(EP0874005A公開公報)、WO2004/029062号公報に記載されている遷移金属化合物、および特開2004−051801号公報で公開されている架橋型メタロセン化合物も制限無く使用することができる。
上記一般式[IV]において、Mは周期律表第3〜11族の遷移金属原子を示し、mは、1〜6の整数を示し、R〜Rは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ヘテロ環式化合物残基、酸素含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、また、mが2以上の場合にはR〜Rで示される基のうち2個の基が連結されていてもよく、nは、Mの価数を満たす数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、nが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またXで示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
<(B)有機アルミニウムオキシ化合物>
(B)有機アルミニウムオキシ化合物として具体的には、従来公知のアルミノキサンおよび特開平2−78687号公報に例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が挙げられる。
<(C)微粒子状担体>
(C)微粒子状担体として具体的には、SiO、Al、MgO、ZrO、TiO、B、CaO、ZnO、BaO、ThOなど、もしくはこれらを含む混合物、例えばSiO−MgO、SiO−Al、SiO−TiO、SiO−V、SiO−Cr、SiO−TiO−MgOなどの無機担体、またはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などの有機担体が挙げられる。
このような(C)微粒子状担体は、平均粒径が、1〜300μm、好ましくは10〜200μmの範囲にあることが望ましい。
<(E)有機アルミニウム化合物>
本発明で用いられる担体担持型のメタロセン系触媒および予備重合メタロセン系触媒は、前記(A)遷移金属化合物、(B)有機アルミニウムオキシ化合物、(C)微粒子状担体を必須成分として含有しているが、必要に応じて(E)有機アルミニウム化合物を含有していてもよい。
このような(E)有機アルミニウム化合物としては、例えば下記一般式[VI]で表される有機アルミニウム化合物を例示することができる。
一般式[VI]中、Rは炭素数1〜12の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子または水素原子を示し、nは1〜3である。
このような(E)有機アルミニウム化合物として具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどが挙げられる。
また(E)有機アルミニウム化合物として、下記一般式[VII]で表される化合物を用いることもできる。
一般式[VII]中、Rは上記式[VI]と同様であり、Yは−OR基、−OSiR 基、−OAlR 基、−NR 基、−SiR 基またはN(R)AlR 基を示し、nは1〜2であり、R、R、RおよびR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、フェニル基などを示し、R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を示し、RおよびRはメチル基、エチル基などを示す。
担体担持型メタロセン系触媒は、前記(A)遷移金属化合物と、前記(B)有機アルミニウムオキシ化合物と、前記(C)微粒子状担体と、必要に応じて含まれる(E)有機アルミニウム化合物とから形成されており、これらの(A)、(B)、(C)、および必要に応じて(E)とを混合接触させることにより調製することができる。
また、予備重合メタロセン系触媒は、前記(A)遷移金属化合物と、前記(B)有機アルミニウムオキシ化合物と、前記(C)微粒子状担体と、(D)予備重合により生成するオレフィン重合体とから形成されている。このような予備重合メタロセン系触媒を調製する方法としては、例えば(A)遷移金属化合物と、(B)有機アルミニウムオキシ化合物と、(C)微粒子状担体とを不活性炭化水素溶媒中またはオレフィン媒体中で混合接触させて得られる固体触媒成分に、少量のオレフィンを予備重合する方法などがある。なお、固体触媒成分調製時および/または予備重合時に(E)有機アルミニウム化合物を用いることができる。
これらの担体担持型メタロセン系触媒および予備重合メタロセン系触媒は、公知の方法を含むあらゆる方法により製造することができ、具体的には例えば、特開2000−297114号公報に記載の方法に準じて調製することができる。
担体担持型のメタロセン系触媒および予備重合メタロセン系触媒を用いたオレフィンの重合は、気相および液相重合により行われる。重合の際には、さらに(C)微粒子状担体に担持されていない(B)有機アルミニウムオキシ化合物および/または(E)有機アルミニウム化合物を用いることができる。
気相および液相重合を実施する際には、オレフィンの重合温度は、通常0〜200℃、好ましくは20〜180℃の範囲であることが望ましい。また、重合圧力は、通常、常圧〜5MPa、好ましくは常圧〜4MPaの条件下であり、重合反応は、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。
担体担持型のメタロセン系触媒および予備重合メタロセン系触媒により重合することができるオレフィンとしては、炭素数が2〜20のα−オレフィン、例えばエチレン、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、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン;炭素数が3〜20の環状オレフィン、例えばシクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、などが挙げられる。さらにスチレン、ビニルシクロヘキサン、ジエンなどを用いることもできる。
本発明のファウリング防止方法を適用するオレフィン重合では、固体状のチタン系触媒を用いることもできる。
前記固体状のチタン系触媒は、(F)マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とする固体状チタン触媒成分(以下「チタン触媒成分」という。)と前記(E)有機アルミニウム化合物とからなる。
<(F)チタン触媒成分>
(F)チタン触媒成分は、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とし、さらに必要に応じて電子供与体を含有している。
このような(F)チタン触媒成分は、マグネシウム化合物およびチタン化合物、必要に応じて電子供与体を接触させることにより調製することができる。またチタン化合物、マグネシウム化合物および電子供与体を接触させる際に、前記のような粒子状担体(C)を用い、担体担持型のチタン触媒成分(F)を調製することもできる。さらに、固体状のチタン系触媒にはオレフィンが予備重合されていてもよい。(F)チタン触媒成分は、公知の方法を含むあらゆる方法により製造することができ、具体的には例えば、特開昭58−83006号公報、特開平7−25946号公報に記載の方法に準じて調製することができる。
固体状のチタン系触媒を用いたオレフィンの重合は、通常気相重合により行われる。
気相重合を実施する際には、オレフィンの重合温度は、通常0〜120℃、好ましくは20〜100℃の範囲であることが望ましい。また、重合圧力は、通常、常圧〜10MPa、好ましくは常圧〜5MPaの条件下であり、重合反応は、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。
上記のような固体状のチタン系触媒により重合することができるオレフィンとしては、上述のメタロセン系触媒により重合することができるオレフィンと同様のオレフィンが挙げられる。
<(G)クロム触媒>
次にクロム触媒について説明する。
クロム触媒としては、(1)シリルクロメート触媒、(2)ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒、(3)酸化物形態のクロムを含有する触媒の3種を挙げることができる。
(1)シリルクロメート触媒
シリルクロメート触媒としては、例えば、下記一般式[VIII]で表されるシリルクロメート触媒を例示することができる。
一般式[VIII]中、Riは炭素数1〜14のアルキル基を示す。
好ましいシリルクロメート触媒はビス(トリアリールシリル)クロメートであり、更に好ましくはビス(トリフェニルシリル)クロメートである。
この触媒は前記のような微粒子状担体(C)に担持して使用することもできる。
シリルクロメート触媒は公知の方法で製造することができ、具体的には例えば米国特許第3324101号、第3324095号に記載の方法に準じて調製することができる。
(2)ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒
ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒としては、例えば、下記一般式[IX]で表されるビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒を例示することができる。
一般式[IX]中、R及びRj’は同一または異なる炭素数1〜20の炭化水素基であり、n及びn’は0〜5の同一または異なる整数である。
ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒は、前記のような微粒子状担体(C)に担持して使用することもできる。
ビス(シクロペンタジエニル)クロム(II)化合物触媒は公知の方法で製造することができ、具体的には例えば特公平5−32110に記載の方法に準じて調製することができる。
(3)酸化物形態のクロムを含有する触媒
この「酸化物形態のクロムを含有する触媒」に使用することができるクロム化合物としては、CrO、または、用いる活性化条件下においてCrOに酸化可能な任意のクロム化合物が挙げられ、また、米国特許2825721号及び第3622521号に開示されているものも挙げられる。
また、この「酸化物形態のクロムを含有する触媒」にチタン化合物を共存させてもよく、使用できるチタン化合物としては、TiO、または、使用する活性化条件下にTiOに酸化可能な全てのものが挙げられ、また、米国特許第3622521号に開示されているものも挙げられる。
さらに、酸化物形態のクロム(及び必要に応じチタン化合物)を含有する触媒に、フッ素化合物を共存させてもよく、使用できるフッ素化合物としては、HF、または、用いる活性化条件下にHFを生成する任意のフッ素化合物を挙げることができ、例えば、特公昭55−34806号に開示されているフッ素化合物を挙げることができる。
「酸化物形態のクロムを含有する触媒」は、前記のような微粒子状担体(C)に担持して使用することもできる。
「酸化物形態のクロムを含有する触媒」は公知の方法で製造することができ、具体的には例えば特公昭55−18132号、63−22203号に記載の方法に準じて調製することができる。
クロム系触媒を用いて気相及び液相重合を実施する際には、オレフィンの重合温度は、通常0〜200℃、好ましくは20〜180℃の範囲であることが望ましい。また、重合圧力は、通常、常圧〜5MPa、好ましくは常圧〜4MPaの条件下であり、重合反応は、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。
上記のようなクロム系触媒により重合することができるオレフィンとしては、上述のメタロセン系触媒により重合することができるオレフィンと同様のオレフィンが挙げられる。
<(H)バナジウム基材触媒>
次にバナジウム基材触媒について説明する。
このバナジウム基材触媒は、(I)担持された前駆体物質、前記(E)有機アルミニウム化合物、及び(J)促進剤を含む。
(I)担持された前駆体物質は固体の不活性担体に含浸されたバナジウム化合物及び変性剤よりなる。
前駆体物質中のバナジウム化合物は三ハロゲン化バナジウムと電子供与体との反応生成物であり、本反応時に前記のような粒子担体(C)を用い、担持された前駆体物質を調製する。
(J)促進剤は下記一般式[X]で表される化合物である。
一般式[X]中、Rは水素、非置換またはハロ置換の炭素数1〜8のアルキル基を示し、X'はハロゲンを示し、bは0〜2を示す。
バナジウム基材触媒は、(I)担持された前駆体物質、(E)有機アルミニウム化合物、(J)促進剤を用いて公知の方法で製造することができ、具体的には例えば特開平2−145608号に記載の方法に準じて調製することができる。
バナジウム基材触媒を用いて気相及び液相重合を実施する際には、オレフィンの重合温度は、通常0〜200℃、好ましくは20〜180℃の範囲であることが望ましい。また、重合圧力は、通常、常圧〜5MPa、好ましくは常圧〜4MPaの条件下であり、重合反応は、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。
上記のようなバナジウム基材触媒により重合することができるオレフィンとしては、上述のメタロセン系触媒により重合することができるオレフィンと同様のオレフィンが挙げられる。
担体担持型のメタロセン系触媒もしくは予備重合メタロセン系触媒を用いたオレフィンの液相重合もしくは気相重合、固体状のチタン系触媒を用いたオレフィンの気相重合、または、クロム触媒もしくはバナジウム基材触媒を用いたオレフィンの液相重合もしくは気相重合において、パウダー流動環境場に本発明のファウリング防止剤を上記した割合で添加すると、重合粉体の流動性が向上し、ポリマー塊の生成や配管等の閉塞が抑制され、しかも触媒活性の低下や、得られたポリオレフィンパウダーの物性等への影響が抑制される。
本発明のファウリング防止方法によれば、化学装置内成分に本発明のファウリング防止剤を添加することで化学装置のファウリングを防止することができ、長期的に高い生産速度が継続できるようになる。
特に、オレフィン重合プロセスに適用することで、ポリオレフィン粒子または固体触媒などのファウリングを防止し、ポリオレフィンの製造効率を大幅に向上できる。
以上で説明したように、本発明のファウリング防止剤及び本発明の化学装置のファウリング防止方法によれば、特定のポリオキシエチレン系重合体を含む本発明のファウリング防止剤を、石油化学プラントやポリオレフィン製造プラントの各プロセス内成分に添加することにより、当該各プロセスのファウリングを効率良く防止し、触媒活性低下を少なくし、生産速度を犠牲にすることなく長期安定運転ができる。
従って、本発明のファウリング防止剤及び本発明の化学装置のファウリング防止方法は、石油化学プラントやポリオレフィン製造プラントの各プロセスに幅広く適用できる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各種の物性値は以下の方法を用いて測定した。
≪各種の物性値の測定方法≫
<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)>
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下の条件で測定した。なお、本発明におけるGPCの分子量は、全てポリスチレン換算の値である。
装置:ミリポア社製GPC−150
分離カラム:TSK GNH HT(カラムサイズ:直径7.5mm,長さ:300mm)
カラム温度:140℃
移動相:オルトジクロルベンゼン(和光純薬社製)
酸化防止剤:ブチルヒドロキシトルエン(武田薬品工業社製)0.025質量%
移動速度:1.0ml/分
試料濃度:0.1質量%
試料注入量:500マイクロリットル
検出器:示差屈折計。
なお、GPCで測定困難な分子量500以下のサンプルについては、ガスクロマトグラフィー質量分析装置(島津製作所社製GCMS−QP5050)を使用して測定した。
<融点(Tm)>
融点(Tm)は示差走査熱量計(DSC、島津製作所社製DSC−60)を用い、以下の条件で測定して得られたピークトップ温度を採用した。
セル材質 :アルミニウム
キャリアーガス:窒素(50ml/分)
温度プログラム:30℃(10℃/分)→350℃(5分固定)
H−NMR測定>
H−NMRについては以下の条件で測定した。
ケミカルシフトは、重水素化−1,1,2,2−テトラクロロエタンのピークを5.92ppmとして、他のピークのケミカルシフト値を決定した。
装置 :日本電子社製JNM−GSX270型または日本電子社製EX400型
測定溶媒:重水素化−1,1,2,2−テトラクロロエタン
測定温度:120℃
このH−NMR測定により、二重結合含有率(mol%)、ビニル基/ビニレン基/ビニリデン基含有比率(mol%)、二重結合転化率(mol%)、エポキシ化率(mol%)を計算することができる。
〜二重結合含有率(mol%)〜
片末端二重結合含有ポリエチレンの場合、末端の飽和メチル基に基づく3プロトン分のピーク(A)が0.65〜0.85ppm、ビニル基に基づく3プロトン分のピーク(B)が4.70〜5.00ppmと5.50〜5.80ppmに観測される。各ピーク(A)および(B)のピーク面積を各々SおよびSとすれば、二重結合含有率(mol%)は、下記式にて算出される。
二重結合含有率(mol%)=S×200/(S+S
〜二重結合転化率(mol%)〜
二重結合転化率は初期の二重結合含有率と反応後の二重結合含有率の比率から求められる。
〜ビニル基/ビニレン基/ビニリデン基含有比率(mol%)〜
ビニル基は4.70〜5.00ppmに2H、ビニレン基は5.48ppmに2H、ビニリデン基は4.75ppmに2H観測されるためそれぞれのピークの積分値の比率から求めることができる。
〜エポキシ基含有率(mol%)〜
片末端二重結合含有ポリエチレンをエポキシ化して得られた末端エポキシ基含有重合体の場合、飽和末端におけるメチル基の3プロトン分のピーク(C)が0.65〜0.90ppm、エポキシ基付け根の3プロトン分のピーク(D)が1プロトンずつ2.30〜2.40ppm、2.60〜2.70ppm、2.80〜2.90ppmに観測される。エポキシ変性が十分でない場合は、末端二重結合の3プロトン分のピーク(E)が4.70〜5.00ppmに2プロトン、5.50〜5.80ppmに1プロトン観測される。各ピーク(C)、(D)および(E)のピーク面積を各々S、SおよびSとすれば、エポキシ基含有率(mol%)は下記式にて算出される。
エポキシ基含有率(mol%)=S×200/(S+S+S
〜エポキシ化率(mol%)〜
エポキシ化率(mol%)は、初期の二重結合含有率と反応後のエポキシ基含有率の比率から求められる。
<IR測定>
IR測定はJASCO FT/IR−300 を使用し、重合体のフィルムを用いて測定した。これにより重合体のプロピレン含有量(mol%)、1−ヘキセン含有量(質量%)を求めることができる。
<極限粘度[η]>
重合体の極限粘度[η]は、デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。サンプル約20mgをデカリン15mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求めた(下式参照)。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
<MFR(メルトフローレート)>
MFRは、ASTM D1238−65T(190℃、荷重2.16kg)に従って測定した。
≪ポリオキシアルキレン系重合体の合成例≫
[合成例1]
特開2006−131870号公報の合成例6に準じて、Mw=1355、Mn=687、Mw/Mn=1.97(GPC)の末端二重結合含有エチレン−プロピレン共重合体(CP−1)を合成した。
得られたCP−1の物性値は以下のとおりであった。
プロピレン含有量 2.1mol%
二重結合含有率92mol%
ビニル基/ビニレン基/ビニリデン基=81/16/3
H−NMRにより測定した)
H−NMR: δ(CCl) 0.85(m),1.0−1.5(m),1.95−2.10(m),2.50(m),4.65(m),4.90−4.96(m),5.38(m),5.70−5.91(m).
融点(Tm): 106℃
特開2006−131870号公報の合成例8に準じて、上記末端二重結合含有エチレン−プロピレン共重合体(CP−1)を原料に、二重結合をエポキシ化(二重結合転化率100%、エポキシ化率99%)し、Mw=1576、Mn=843、Mw/Mn=1.87(GPC)の末端エポキシ基含有エチレン−プロピレン共重合体(E−1)を合成した。
得られたE−1の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.80−0.88(m),0.9−1.6(m),2.37−2.40(1H,dd,J=2.97,5.28Hz),2.50(m),2.66(1H,dd,J=3.96,5.28Hz),2.80−2.86(1H,m),2.95(m).
融点(Tm): 107℃
1000ミリリットルフラスコに、末端エポキシ基含有エチレン−プロピレン共重合体(E−1)84g(Mn843として100mmol)、ジエタノールアミン39.4g(375mmol)、トルエン150gを仕込み、150℃にて4時間撹拌した。
その後、冷却しながらアセトンを加え、反応生成物を析出させ、固体をろ取した。得られた固体をアセトン水溶液で1回、更にアセトンで3回撹拌洗浄した後、固体をろ取した。
その後、得られた固体を室温にて減圧下乾燥させることにより、重合体(I−1)(Mn=948、一般式(10)においてA:エチレンとプロピレンとの共重合により形成される基(Mn=800)、R、R:一方が水素原子で他方が水素原子またはメチル基、Y、Yの一方が水酸基、他方がビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ基)を得た。
得られたI−1の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.80−0.90(m),0.90−1.56(m),2.46(dd,1H,J=9.2,13.5Hz),2.61(dd,1H,J=3.3,13.5Hz),2.61−2.84(m,4H),3.58−3.68(m,5H).
融点(Tm): 106℃
窒素導入管、温度計、冷却管、撹拌装置を備えた500ミリリットルフラスコに、重合体(I−1)20.0g、トルエン100gを仕込み、撹拌しながら125℃のオイルバスで加熱し、固体を完全に溶解した。90℃まで冷却後、予め5.0gの水に溶解した418mgの85%KOHをフラスコに加え、還流条件で2時間混合した。その後、フラスコ内温度を120℃まで徐々に上げながら、水およびトルエンを留去した。さらに、フラスコ内にわずかな窒素を供給しながらフラスコ内を減圧とし、さらに内温を150℃まで昇温後、4時間保ち、フラスコ内の水およびトルエンをさらに留去した。室温まで冷却後、フラスコ内で凝固した固体を砕き、取り出した。
加熱装置、撹拌装置、温度計、圧力計、安全弁を備えたステンレス製1.5リットル加圧反応器に、得られた固体のうち18.0gおよび脱水トルエン200gを仕込み、気相を窒素に置換した後、撹拌しながら130℃まで昇温した。30分後、エチレンオキシド36.0gを加え、さらに5時間、130℃で保った後、室温まで冷却し、反応物を得た。
得られた反応物より溶媒を乾燥して除き、ポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)を得た。このポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)5gをトルエン400gに溶解し、活性炭(酸洗浄(和光純薬製))を5g加え、110℃で2時間撹拌後、60℃まで温度を下げ、熱時ろ過することで活性炭を溶液から除いた。溶液を濃縮することで、ポリオキシアルキレン系重合体(P−1)を4.5g得た。
得られたポリオキシアルキレン系重合体(P−1)は、数平均分子量(Mn)が2844であり、一般式(1)において、Aがエチレンとプロピレンの重合により形成される基(Mn=800)であり、R、Rの一方が水素原子で他方が水素原子またはメチル基であり、X、Xの一方が一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(5)で表される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール基)であるものに相当する(X、X合計のMn=2015)。また同時にポリオキシアルキレン系重合体(P−1)は、一般式(7)において、Aがエチレンとプロピレンの重合により形成される基(Mn=800)であり、R、Rの一方が水素原子で他方が水素原子またはメチル基であり、X、X10、X11がポリエチレングリコール基であるものにも相当する。
得られたP−1の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.88(3H,t,J=6.6Hz),1.04−1.47(m),3.32−3.69(m).
融点(Tm): 85.4℃,96.1℃
[合成例2]
窒素導入管、温度計、冷却管、撹拌装置を備えた500ミリリットルフラスコに、合成例1で合成した重合体(I−1)20.0g、トルエン100gを仕込み、撹拌しながら125℃のオイルバスで加熱し、固体を完全に溶解した。90℃まで冷却後、予め5.0gの水に溶解した418mgの85%KOHをフラスコに加え、還流条件で2時間混合した。その後、フラスコ内温度を120℃まで徐々に上げながら、水およびトルエンを留去した。さらに、フラスコ内にわずかな窒素を供給しながらフラスコ内を減圧し、さらに内温を150℃まで昇温後、4時間保ち、フラスコ内の水およびトルエンをさらに留去した。室温まで冷却後、フラスコ内で凝固した固体を砕き、取り出した。
加熱装置、撹拌装置、温度計、圧力計、安全弁を備えたステンレス製1.5リットル加圧反応器に、得られた固体のうち18.0gおよび脱水トルエン200gを仕込み、気相を窒素に置換した後、撹拌しながら130℃まで昇温した。30分後、エチレンオキシド27.0gを加え、さらに5時間、130℃で保った後、室温まで冷却し、反応物を得た。得られた反応物より溶媒を乾燥して除き、ポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)を得た。
得られたポリオキシアルキレン系重合体をWO2009/087961公報に従い、微粒子として取り出した。すなわち、得られたポリオキシアルキレン系重合体10gと純水(純水製造装置PURELAB OPTION−Q(ELGA社製)で製造)40gを100mlのオートクレーブに装入し、140℃、800rpmの速度で30分間加熱撹拌の後、撹拌を保ったまま室温まで冷却し、水分散体(N−1)を得た。水分散液(N−1)の体積50%平均粒子径は0.015μmであった。
次に、水分散体(N−1)に含まれる微量のKOHをイオン交換樹脂で取り除いた。
すなわち、水分散体(N−1)50gに、純水洗浄した陽イオン交換樹脂(Dowex 50Wx8 100-200mesh:Dow Chemical社製)1.0gを加え、室温で一時間撹拌した。陽イオン交換樹脂をろ別した後、得られた水分散体に、5%NaOH水溶液による処理と純水洗浄を行った陰イオン交換樹脂(Amberlite IRA 400J(Cl):Rhom & Haas社製)0.2gを加え、室温で一時間撹拌した。2度ろ過した後、水分散液を200mlナス型フラスコに装入し、液体窒素により凍結を行なった。これを凍結乾燥機(東京理化工業株式会社製、FDU−2200)に装着して乾燥し、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−2)10gを得た。(Mn=2363、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=800)、R、Rの一方が水素原子で他方が水素原子またはメチル基であり、X、Xの一方が一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(5)で表される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール基)であるものに相当する(X、X合計のMn=1538)。
得られたP−2の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR:δ(CCl) 0.88(3H,t,J=6.6Hz),1.04−1.47(m),3.32−3.69(m).
融点(Tm): 85.4℃
[合成例3]
合成例2において、水分散体(N−1)に含まれる微量のKOHをイオン交換樹脂で取り除く代わりに、酢酸で中和した以外は合成例と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−3)を得た。
[合成例4]
合成例2において、水分散体(N−1)に含まれる微量のKOHをイオン交換樹脂で取り除く代わりに、塩酸で中和した以外は合成例と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−4)を得た。
[合成例5]
合成例2において、水分散体(N−1)に含まれる微量のKOHをイオン交換樹脂で取り除く代わりに、硝酸で中和した以外は合成例と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−5)を得た。
[合成例6]
特開2008−274066号公報の合成例2に従って、Mw=1380、Mn=627、Mw/Mn=2.20の末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−2)を合成した。
得られたCP−2の物性値は以下のとおりであった。
二重結合含有率96mol%
融点(Tm)116℃
H−NMR: δ(C) 0.81(t,3H,J=6.9Hz),1.10−1.45(m),1.95(m,2H),4.84(dd,1H,J=9.2,1.6Hz),4.91(dd,1H,J=17.2,1.6Hz),5.67−5.78(m、1H).
GPC1: Mw=1380,Mw/Mn=2.20
末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−2)を原料に用い、WO2009/08796公報の合成例A12に従い、末端エポキシ基含有エチレン重合体(E−2)を合成した。
得られたE−2の物性値は以下のとおりであった。
エポキシ基含有率95mol%
H−NMR: δ(CCl) 0.88(3H,t,J=6.59Hz),1.04−1.50(m),2.38(1H,dd,J=2.64,5.28Hz),2.66(1H,dd,J=3.96, 5.28Hz) 2.80−2.87(1H,m).
融点(Tm): 119℃
Mw1800,Mn918,Mw/Mn1.96(GPC)
合成例1において、重合体(E−1)に変えて(E−2)を用いるほかは同様にして、重合体(I−2)(Mn=1023、一般式(10)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=875)、R、R:水素原子、Y、Yの一方が水酸基、他方がビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ基)を得た。
得られたI−2の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.87(t,3H,J=6.6Hz),1.03−1.69(m),2.38−2.82(m,6H), 3.54−3.69(m,5H)
融点(Tm): 119℃
合成例2において、重合体(I−1)に変えて(I−2)を用い、85%KOHの使用量を386mgに変える他は同様にして、ポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)を経て、水分散体(N−2)を得た。その後、水分散体(N−2)に含まれる微量のKOHを酢酸で中和した以外は合成例2と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−6)を得た(Mn=2558、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=875)、R、R:水素原子、X、Xの一方がポリエチレングリコール、他方が一般式(5)で示される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール)、X、X合計のMn=1658)。
得られたP−6の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR:δ(CCl) 0.86(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.70(m),3.30−4.35(m)
融点(Tm): 110℃
[合成例7]
末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−2)100g、トルエン300gを仕込み、撹拌しながら30分間加熱還流し、重合物を完全に溶融させた後、酢酸41.8gを加え、内温を90℃にした後、35%過酸化水素水 50.8gを3時間かけて滴下した後、内温90〜92℃で3時間撹拌した。IRにて991cm-1のピークの消失を確認後、温水100gを加えて静置し、水層を除去した。この操作を2回繰り返した後、内温90〜92℃でギ酸48.3gをゆっくり添加して、余剰な過酸化物を分解し、さらにエステル化反応を10時間実施した。IRにて847cm-1のエポキシのピーク消失を確認した後、アセトニトリル300gをゆっくり加えて生成物ポリマーを晶析させた。ろ取した固体をメタノールで洗浄し、得られた固体を1〜2hPaの減圧下乾燥させることにより、エステル含有エチレン重合体の白色固体97.0g(収率97%、転化率100%)を得た。
得られたエステル含有エチレン重合体の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.87(t,3H,J=6.59Hz),1.03−1.71(m),2.28−2.50(m,1H),4.05(2H,J=6.92,11.21Hz),5.14(1H,m),8.06(2H,m)
IR: 4322,4250,2924−2841,1733,1473,1463,1177,730,719(cm−1
融点(Tm): 121℃
得られたエステル含有エチレン重合体97g、トルエン200gを4つ口の1000mlセパラブルフラスコに仕込み、内温を105℃にした後、5%KOHのn−BuOH溶液110gをゆっくり加えて、この温度で3時間撹拌した。IRにて1733cm-1のピークの消失を確認後、60℃まで冷却し、メタノール300gをゆっくり加えて冷却しながら、生成物を晶析させ、ろ取した固体をメタノールで洗浄した。得られた固体を1〜2hPaの減圧下60℃で乾燥させることにより、重合体(I−3)(Mn=936、一般式(10)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=875)、R、R:水素原子、Y、Y:水酸基)を得た。
得られたI−3の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.88(3H,t,J=6.92Hz), 1.13−1.70(m),3.41(2H,dd,J=6.92,10.88Hz),3.57−3.63(1H,m)
融点(Tm): 119℃
合成例2において、重合体(I−1)に変えて(I−3)を用いた他は同様にして、ポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)を経て、水分散体(N−3)を得た。その後、水分散体(N−3)に含まれる微量のKOHを酢酸で中和した以外は合成例2と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−7)(Mn=2335、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=875)、R、R:水素原子、X、X:一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)を得た(X、X合計のMn=1435)。
得られたP−7の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR:δ(CCl) 0.87(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.60(m),3.30−3.90(m)
融点(Tm): 113.7℃
[合成例8]
合成例7において、エチレンオキシドの添加量を27gから36gに変更したこと以外は同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−8)(Mn=2747、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=875)、R、R:水素原子、X、X:一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基))を得た(X、X合計のMn=1847)。
得られたP−8の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.87(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.55(m),3.30−3.90(m)
融点(Tm): 109.1℃
[合成例9]
2006−131870号公報の合成例1に従って、Mw=1900、Mn=848、Mw/Mn=2.20(GPC)の末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−3)を合成した。
得られたCP−3の物性値は以下のとおりであった。
二重結合含有率95mol%。
H−NMR: δ(C) 0.81(t,3H,J=6.9Hz),1.10−1.45(m),1.93(m,2H),4.80(dd,1H,J=9.2,1.6Hz),4.86(dd,1H,J=17.2,1.6Hz),5.60−5.72(m,1H)
融点(Tm): 123℃
末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−3)を用い、特開2006−131870号公報の合成例2に従って、Mw=2058、Mn=1118、Mw/Mn=1.84(GPC)の末端エポキシ基含有エチレン重合体(E−3)を合成した(末端エポキシ基含有率:92mol%)。
得られたE−3の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.88(t,3H,J=6.92Hz),1.18−1.66(m),2.38(dd,1H,J=2.64,5.28Hz),2.66(dd,1H,J=4.29,5.28Hz) 2.80−2.87(m,1H)
融点(Tm): 121℃
1000ミリリットルフラスコに、末端エポキシ基含有エチレン重合体(E−3)84g、ジエタノールアミン39.4g、トルエン150gを仕込み、150℃にて4時間撹拌した。その後、冷却しながらアセトンを加え、反応生成物を析出させ、固体をろ取した。得られた固体をアセトン水溶液で1回、更にアセトンで3回撹拌洗浄した後、固体をろ取した。その後、室温にて減圧下乾燥させることにより、重合体(I−4)(Mn=1223、一般式(10)においてA:エチレン重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、Y、Yの一方が水酸基、他方がビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ基)を得た(収率100%)。
合成例2において、重合体(I−1)に変えて(I−4)を用いた他は同様にして、ポリオキシアルキレン系重合体(粗製品)を経て、水分散体(N−4)を得た。その後、水分散体(N−4)に含まれる微量のKOHを酢酸で中和した以外は合成例2と同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−9)(Mn=3045、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、X、Xの一方が一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(5)で表される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール基)であるものに相当する(X、X合計のMn=1948)を得た。
得られたP−9の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.86(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.60(m),3.30−4.10(m)
融点(Tm): 117.3℃
[合成例10]
合成例9において、エチレンオキシドの添加量を27gから36gに変更したこと以外は同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−10)(Mn=3882、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、X、Xの一方が一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(5)で表される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール基)であるものに相当する(X、X合計のMn=2682)を得た。
得られたP−10の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.87(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.60(m),3.30−4.20(m)
融点(Tm): 119.5℃
[合成例11]
合成例9において、エチレンオキシドの添加量を27gから72gに変更したこと以外は同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−11)(Mn=6100、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、X、Xの一方が一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(5)で表される基(Q=Q=エチレン基、X=X10=ポリエチレングリコール基)であるものに相当する(X、X合計のMn=5000)を得た。
得られたP−11の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.86(3H,t,J=6.6Hz),0.95−1.60(m),3.30−4.20(m)
融点(Tm): 120.5℃
[合成例12]
合成例7において末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−2)の代わりに末端ビニル基含有エチレン重合体(CP−3)を用いた以外は同様の操作を行い、重合体(I−5)(Mn=1136、一般式(10)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、Y、Y:水酸基)を得た。
得られたI−5の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.88(3H,t,J=6.92Hz),1.13−1.70(m),3.41(2H,dd,J=6.92,10.88Hz),3.57−3.63(1H,m)
融点(Tm)119℃
合成例7において、重合体(I−3)に変えて(I−5)を用いた他は同様にして、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−12)(Mn=2750、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R、R:水素原子、X、X:一般式(2)で表される基(E=酸素原子、X=ポリエチレングリコール基)を得た(X、X合計のMn=1650)。
得られたP−12の物性値は以下のとおりであった。
H−NMR: δ(CCl) 0.89(3H,t,J=6.92Hz),1.05−1.84(m),3.41(1H,dd,J=5.94,9.89Hz),3.57−3.63(1H,m).
IR: 4322,4250,3370,2950−2345,2635,1581,1462−1377,1122,730−718,619cm−1
融点(Tm): 122℃
[合成例13]
合成例9において、水分散体(N−4)に含まれる微量のKOHを酢酸で中和する代わりにイオン交換樹脂で取り除く以外は同様の操作を行い、粉末状の粒子としてポリオキシアルキレン系重合体(P−13)を得た。
[実施例1]
実施例1において、ファウリング防止剤の効果は、以下のようにして評価した。
即ち、図5に示すように、重合器(オートクレーブ等)中に、ヘプタン(C16)、エチレン(C)、1−ヘキセン(C12(1−Hexene))、触媒A(catA)、ファウリング防止剤(AF)、触媒B(catB)、及びエチレン(C)を、この順に(但し、ファウリング防止剤と触媒Bとは同時でもよい)導入し、引き続き、圧力0.8MPaG及び温度80℃の重合条件で1時間重合を行った。ここで、触媒A及び触媒Bとしては、いずれも後述する予備重合触媒(b1)を用いた。
上記の重合後、重合器内の壁面やスクリュー等への付着物の有無を目視により確認し、ファウリング防止の効果を評価した。
更に、上記重合によって得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を、触媒A及び触媒Bに含まれる固体触媒(a1)の質量(g)で割った値を求め、触媒活性とした。
次に、ファウリング防止剤を用いないこと以外は上記重合と同様にして対照実験を行い(後述の比較例1)、触媒活性を求めた。
次に、下記式に従って比活性(%)を求め、ファウリング防止剤が触媒活性に与える影響を評価した。
比活性(%)=(ファウリング防止剤を用いた場合の触媒活性/ファウリング防止剤を用いなかった場合の触媒活性)×100
なお、通常の重合では、図5中の触媒Aのところで、スカベンジャーとしてアルキルアルミニウム(トリイソブチルアルミニウムなど)を使用する。
しかし、上記通常の重合では、アルキルアルミニウム自身が重合パウダーの重合器壁への付着をある程度防止する働きをするため、ファウリング防止剤の効果を確認し難い場合がある。
そこで本実施例1では、ファウリング防止剤の効果をより確認しやすくするために、スカベンジャーとして、通常の重合におけるアルキルアルミニウムに代えて、触媒A(予備重合触媒(b1))を使用した。
本実施例1において、図5中の触媒A(予備重合触媒(b1))を使用しなければ、ポリマー収量は極端に少なくなる。その理由は、触媒B(予備重合触媒(b1))の一部活性点が系中の不純物で失活するためである。
一方、本実施例1において、図5中の触媒Bを使用しなければ、ポリマーはほとんど得られない。その理由は、触媒Aに含まれるアルミニウム(アルミノキサン等に由来する)のほとんどすべてがスカベンジャーとして働き、触媒Aの活性点のほとんどが失活するためである。
<固体触媒成分(a1)の調製>
250℃で10時間乾燥したシリカ10kgを、154リットルのトルエンに懸濁した後、0℃まで冷却した。その後、この懸濁液に、メチルアミノキサンのトルエン溶液(Al=1.52モル/リットル)50.5リットルを1時間かけて滴下した。この際、系内の温度を0〜5℃の範囲に保った。引続き0℃で30分間反応させ、次いで1.5時間かけて95℃まで昇温し、その温度で4時間反応させた。その後60℃まで降温し、上澄み液をデカンテーション法により除去した。このようにして得られた固体成分をトルエンで2回洗浄した後、トルエン100リットルで再懸濁し、全量を160リットルとし、固体成分(S)のトルエン懸濁液を得た。
このようにして得られた懸濁液に、ビス(1−n−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr=25.7ミリモル/リットル)22.0リットルを80℃で30分間かけて滴下し、さらに80℃で2時間反応させた。 その後、上澄み液を除去し、ヘキサンで2回洗浄することにより、固体触媒成分1g当り3.2mgのジルコニウムを含有する固体触媒成分(a1)を得た。
<予備重合触媒(b1)の調製>
充分に窒素置換した350リットルの反応器に、上記で調製した固体触媒成分(a1)7.0kgとヘキサンとを装入し、全容積を285リットルにした。系内を10℃まで冷却した後、エチレンを8Nm/hrの流量で5分間ヘキサン中に吹き込んだ。この間、系内の温度は、10〜15℃に保持した。その後、エチレンの供給を停止し、トリイソブチルアルミニウムを2.4モルおよび1−ヘキセンを1.2kg装入した。系内を密閉系にした後、8Nm/hrの流量でエチレンの供給を再度開始した。15分後、エチレンの流量を2Nm/hrに下げ、系内の圧力を0.08MPaGにした。この間に、系内の温度は35℃まで上昇した。その後、系内の温度を32〜35℃に調節しながら、エチレンを4Nm/hrの流量で3.5時間供給した。この間、系内の圧力は0.07〜0.08MPaGに保持されていた。次いで、系内を窒素により置換を行った後、上澄み液を除去し、ヘキサンで2回洗浄した。このようにして固体触媒成分(a1)1g当たり3gのポリマーが予備重合された予備重合触媒(b1)を得た。この予備重合したポリマーの極限粘度[η]は2.1dl/gであり、1−ヘキセンの含量は4.8質量%であった。
<ファウリング防止剤の調製>
合成例1で調製したポリオキシエチレン系重合体P−1をトルエンに溶解させ、P−1の濃度が3.0mg/mlであるトルエン溶液を調製した。この溶液をファウリング防止剤(Q−1)として、以下の重合に使用した。
<重合>
充分に窒素置換した内容積2リットルのステンレス製オートクレーブにヘプタン1000mlを装入し、系内をエチレンで置換した後、1−ヘキセン40ml、上記で調製した予備重合触媒(b1)0.6gを装入し、室温で10分間保持した。系内の温度を55℃に昇温した後、上記で調製したファウリング防止剤(Q−1)3.3ml(ポリオキシエチレン系重合体P−1として10mg)、上記で調製した予備重合触媒(b1)0.6gを装入し、次いで、エチレンを導入することにより重合を開始した。その後、連続的にエチレンを供給しながら、0.8MPaG、80℃の重合条件で1時間重合を行った。濾過によりポリマーを回収し、減圧下、80℃で一晩乾燥することにより、メルトフローレートが0.12g/10分であり、密度が927kg/mであり、嵩比重が410kg/mであるエチレン・1−ヘキセン共重合体262gを得た。
得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を固体触媒(a1)の質量(g)で割った値である活性は2090、ファウリング防止剤無しの場合(後述の比較例1)の活性を100としたときの比活性は94であった。
反応後の重合器内の様子は、壁面、スクリュー等への重合体の付着(ファウリング)は無く、良好であった。
[実施例2,3]
実施例1の重合操作においてファウリング防止剤(Q−1)の添加量を1.67ml(ポリオキシエチレン系重合体P−1として、5mg)(実施例2)、または0.42ml(ポリオキシエチレン系重合体P−1として、1.25mg)(実施例3)に変更した以外は実施例1と同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表1にまとめた。
[比較例1〜3]
実施例1の重合操作においてファウリング防止剤(Q−1)を使用する代わりに、ファウリング防止剤無し(比較例1)、あるいはファウリング防止剤としてケミスタット−2500(登録商標;三洋化成株式会社製)を10mg(比較例2)、5mg(比較例3)使用した以外は同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表1にまとめた。
表1から明らかなように、ファウリング防止剤を用いないと重合体粒子の反応器への付着(ファウリング)が激しい(比較例1)が、従来型のファウリング防止剤であるケミスタット−2500を用いた場合(比較例2〜3)、ファウリング防止効果は十分発揮できるものの、触媒活性(比較例1を100とした場合の比活性)が低下してしまう。これに対し、本発明のファウリング防止剤を用いると(実施例1〜3)、ファウリング防止効果が十分発揮される上に、触媒活性が従来型のファウリング防止剤を用いた場合に比べて高く維持されている。
このことから、本発明のファウリング防止剤およびファウリング防止方法が、ファウリング防止と活性維持との両立という、従来なし得なかった優れた効果を有していることが明らかである。
[実施例4]
実施例4〜17、比較例4〜7において、ファウリング防止剤の重合評価は、重合評価(1):活性評価と、重合評価(2):静電ファウリング評価に分けて実施した。
すなわち、重合評価(1):活性評価では、通常の重合に合わせて、スカベンジャーとして、図5で触媒Aのところ(1−ヘキセン添加後であってファウリング防止剤添加前)で、予備重合触媒(b1)ではなくトリイソブチルアルミニウムを使用した。
重合評価(2):静電ファウリング効果は、実施例1と同様の評価を実施した。
<ファウリング防止剤の調製>
合成例3で調製したポリオキシエチレン系重合体P−3を窒素ボックス中でヘプタンに分散させ、P−3の濃度が1.75mg/mlであるヘプタンスラリー溶液を調製した。この溶液をファウリング防止剤(Q−2)として、以下の重合に使用した。
<重合評価(1):活性評価>
充分に窒素置換した内容積1リットルのステンレス製オートクレーブにヘプタン500mlを装入し、系内をエチレンで置換した後、1−ヘキセン20ml、トリイソブチルアルミニウム 0.06mmolを添加し、室温で5分間保持した。その後、ファウリング防止剤(Q−2)4.0ml(ポリオキシエチレン系重合体P−3として7mg)、実施例1で調製した予備重合触媒(b1)0.4gを装入した。連続的にエチレンを供給しながら、0.8MPaG、80℃の重合条件で90分間重合を行った。濾過によりポリマーを回収し、減圧下、80℃で一晩乾燥することにより、エチレン・1−ヘキセン共重合体を得た。同じ重合評価を5回行ったところ、平均活性(得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を固体触媒(a1)の質量(g)で割った値)は1722g/g−触媒であり、ファウリング防止剤無しの場合の活性を100としたときの比活性は98であった。
<重合評価(2):静電ファウリング評価>
重合評価(1)において、トリイソブチルアルミニウムの代わりに予備重合触媒(b1)0.4gを用いたこと、55℃に昇温後ファウリング防止剤(Q−2)と予備重合触媒を加えたこと、および重合時間を90分間から60分間に変更したこと以外は重合評価(1)と同様の方法で行った。
重合後壁面等へのポリマー付着は確認されなかった。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
[実施例5,6]
実施例4のファウリング防止剤の調製において、ポリオキシエチレン系重合体P−3の代わりに、P−4、またはP−5を用い、それぞれファウリング防止剤Q−3、Q−4を得た。重合評価(1)及び重合評価(2)において、ファウリング防止剤Q−2の代わりに、Q−3、Q−4を用いた以外は実施例4と同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
[実施例7]
実施例4の重合評価(1)及び重合評価(2)において、ファウリング防止剤(Q−2)の添加量を8.0ml(ポリオキシエチレン系重合体P−3として14mg)に変更し、重合評価(1)の重合回数を1回とした以外は実施例4と同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
[実施例8〜15]
実施例4のファウリング防止剤の調製において、ポリオキシエチレン系重合体P−3の代わりに、P−6、P−7、P−8、P−9、P−10、P−11、P−12、P−13を用い、それぞれファウリング防止剤Q−5、Q−6、Q−7、Q−8、Q−9、Q−10、Q−11、Q−12を得た。
重合評価(1)及び重合評価(2)においてファウリング防止剤Q−2の代わりに、Q−5〜Q−12を用いた以外は実施例4と同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
[実施例16]
実施例9の重合評価(1)及び重合評価(2)において、ファウリング防止剤(Q−6)の添加量を8.0ml(ポリオキシエチレン系重合体P−7として14mg)に変更した以外は実施例9と同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
[比較例4、5]
実施例4の重合評価(1)及び重合評価(2)において、ファウリング防止剤(Q−2)を使用する代わりに、ファウリング防止剤無し(比較例4)、あるいはファウリング防止剤としてケミスタット−2500(登録商標;三洋化成株式会社製)を7mg(比較例5)使用した以外は同様の重合を実施した。
活性、比活性、反応後の重合器内の重合状態を表2にまとめた。
表2から明らかなように、ファウリング防止剤を用いないと重合体粒子の反応器への付着(ファウリング)が激しい(比較例4)が、従来型のファウリング防止剤であるケミスタット−2500を用いた場合(比較例5)、ファウリング防止効果は十分発揮できるものの、触媒活性(比較例1を100とした場合の比活性)が低下してしまう。これに対し、本発明のファウリング防止剤を用いると(実施例4〜16)、ファウリング防止効果が十分発揮される上に、触媒活性が従来型のファウリング防止剤を用いた場合に比べて高く維持されている。
このことから、本発明のファウリング防止剤およびファウリング防止方法が、ファウリング防止と活性維持との両立という、従来なし得なかった優れた効果を有していることが明らかである。
[実施例17]
<固体触媒成分(X−1)の調製>
窒素置換した200mLのガラス製フラスコにトルエン50mLを入れ、実施例1で調製した固体成分(S)のトルエン懸濁液(固体部換算で1.0g)を装入した。次に、ジメチルシリレン(3−n−プロピルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(WO2009/066689公報合成例2に従い合成)のトルエン溶液(Zr原子換算で0.002mmol/mL)7.6mLとジメチルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド(特開平4−69394号公報実施例1に従い合成)のトルエン溶液(Zr原子換算で0.002mmol/mL)5.1mLを混合滴下し、室温で1時間反応させた。なお、1時間反応後の上澄みトルエン中からZrは検出されなかった。次に上澄み液をデカンテーションにより除去し、ヘプタンで2回洗浄し、50mlヘプタンスラリーとした(固体触媒成分X−1)。
<固体重合触媒(XP−1)の調製>
引き続き、上記で得られた固体触媒成分(X−1)のヘプタンスラリーを10℃まで冷却した後、窒素流通下にて、ジイソブチルアルミニウムヒドリド2.0mmolと1−ヘキセン0.13mLを添加した。1−ヘキセン添加後、エチレンの流通を開始し系内温度35℃にて固体触媒成分X−1に対して質量換算で3倍分のエチレンの重合(予備重合)を行い、予備触媒成分を得た。その後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、ヘプタンを用いて3回予備触媒成分を洗浄した後、50mlヘプタンスラリーとした。
次に、合成例2で合成したポリオキシアルキレン系重合体(P−2)40mgを上記スラリー中に添加し、系内温度を34〜36℃にて1時間保温し、予備重合触媒成分に反応させ、グラスフィルターを用いて溶媒を除いた後、減圧下25℃にて乾燥させ固体触媒成分1g当たり3gのポリマー(ポリエチレン及びポリオキシアルキレン系重合体(P−2))が重合された固体重合触媒(XP−1)を4.0g得た。
得られた固体重合触媒(XP−1)の組成を調べたところ、固体重合触媒(XP−1)1g当たり、Zr原子が0.50mg含まれていた。
<重合評価(1):活性評価>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブに精製ヘプタン500mLを入れ、エチレンを流通し、液相および気相をエチレンで飽和させた。次に、1−ヘキセン10mL、トリイソブチルアルミニウム0.375mmolを添加し、さらに固体重合触媒(XP−1)を0.16g装入し、80℃に昇温して、0.78MPa・Gにて90分間重合を行った。得られたポリマーを10時間真空乾燥したところ、触媒活性(得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を固体触媒(XP−1)の質量(g)で割った値)720g/g−触媒であり、ファウリング防止剤無しの場合の活性を100としたときの比活性は96であった。
<重合評価(2):静電ファウリング評価>
実施例4の重合評価(1)において、トリイソブチルアルミニウムを使用せず、1−ヘキセンの添加量を5ml、固体重合触媒(XP−1)の添加量を0.54gとした以外は重合評価(1)と同様の方法にて実施した。
重合終了後、重合壁面へのポリマー付着は確認されなかった。
[比較例6]
<固体重合触媒(XP−2)の調製>
実施例17の<固体重合触媒(XP−1)の調製>において、ポリオキシアルキレン系重合体(P−2)を添加しない以外は、実施例17の<固体触媒成分(XP−1)の調製>と同様の方法にて実施し、固体重合触媒(XP−2)4.0gを調製した。
<重合評価>
実施例17の重合評価(1)において、固体重合触媒(XP−1)の代わりに、固体重合触媒(XP−2)0.08gを使用した以外は、実施例17の重合評価(1)と同様の方法で実施した。
得られたポリマーを10時間真空乾燥したところ、触媒活性(得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を固体触媒(XP−2)の質量(g)で割った値)は750g/g−触媒であった。
実施例17の重合評価(2)において、固体重合触媒(XP−1)の代わりに、固体重合触媒(XP−2)0.58mgを使用した以外は、実施例17の重合評価(2)と同様の方法で実施した。
重合終了後、重合壁面に多量のポリマー付着が確認された。
[比較例7]
<固体重合触媒(XP−3)の調製>
実施例17の<固体重合触媒(XP−1)の調製>において、ポリオキシアルキレン系重合体(P−2)の代わりにケミスタット−2500(三洋化成社製)40mgを使用した以外は、実施例17の<固体重合触媒(XP−1)の調製>と同様の方法にて実施し、固体重合触媒(XP−3)4.0gを調製した。
実施例17の重合評価(1)において、固体重合触媒(XP−1)の代わりに、固体重合触媒(XP−3)0.14gを使用した以外は、実施例17の重合評価(1)と同様の方法で実施した。得られたポリマーを10時間真空乾燥したところ、触媒活性(得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体の質量(g)を固体触媒(XP−3)の質量(g)で割った値)は500g/g−触媒であり、ファウリング防止剤無しの場合の活性を100としたときの比活性は67であった。
実施例17の重合評価(2)において、固体重合触媒(XP−1)の代わりに、固体重合触媒(XP−3)0.60mgを使用した以外は、実施例17の重合評価(2)と同様の方法で実施した。重合終了後、重合壁面へのポリマー付着は確認されなかった。
上記結果より、ポリオキシアルキレン系重合体を含む触媒は、重合活性をほとんど損なうことなくファウリング改善効果があることが判る。
[実施例18]
<ファウリング防止剤の調製>
合成例2で調製したポリオキシエチレン系重合体P−2を窒素ボックス中でヘキサン中に分散させ、P−2の濃度が10mg/mlであるヘキサンスラリー溶液を調製した。この溶液をファウリング防止剤(Q−13)として、以下の重合に使用した。
<重合評価>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブに、比較例1で得られたエチレン・1−ヘキセン共重合体パウダー100gを入れ、真空下80℃で2時間オートクレーブ内を乾燥させた後、気相部をエチレン/1−ブテン混合ガス(1−ブテン濃度は、エチレンに対し4vol%)を用いて置換した。次に、上記で調製したファウリング防止剤(Q−13)12ml(ポリオキシアルキレン系重合体P−2として0.12g)、比較例7で得られた固体重合触媒(XP−3)1.4gを添加した後、エチレン/1−ブテン混合ガスにて0.78MPa・Gとし、80℃にて90分間重合を行った。
重合終了後、重合壁面へのポリマー付着はほとんど確認されなかった。
[比較例8]
実施例18の重合評価において、ファウリング防止剤(Q−13)を使用しない以外は実施例18の重合評価と同様の方法で実施した。重合終了後、重合壁面に多量のポリマー付着が確認された。
[比較例9]
実施例18の重合評価において、ファウリング防止剤(Q−13)の代わりにケミスタット−2500(登録商標;三洋化成株式会社製)0.12gを使用した以外は、実施例18の重合評価と同様の方法で実施した。重合終了後、重合壁面に多量のポリマー付着が確認された。
上記結果より、ポリオキシアルキレン系重合体は、気相重合条件においても従来既知の帯電防止剤よりも重合器壁へのファウリング改善効果があることが判る。
日本出願2009−089424の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (15)

  1. 下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤を、化学装置内成分に添加することを含む化学装置のファウリング防止方法。

    〔一般式(1)中、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基を表し、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、XおよびXは同一または相異なり、下記一般式(2)で表される基、または下記一般式(4)で表される基を表す。〕

    〔一般式(2)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Xはポリアルキレングリコール基、または下記一般式(3)で表される基を表す。〕

    〔一般式(3)中、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Gは同一または相異なり、−OX、−NX(X、X、およびXはポリアルキレングリコール基を表す)で表される基を表し、mはGの結合数であり1〜10の整数を表す。〕

    〔一般式(4)中、XおよびXは同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または前記一般式(3)で表される基を表す。〕

    〔一般式(13)において、A101は炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が500〜10000の基、R101およびR102は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X101およびX102は、一方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基を表し、他方が、下記一般式(16)で表される基を表す。〕

    〔一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。〕

    〔一般式(15)中、R105およびR106は同一または相異なり、炭化水素基を表す。〕

    〔一般式(16)中、E102は酸素原子または硫黄原子を表し、X104はポリアルキレングリコール基を表す。〕
  2. 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、
    前記化学装置内成分がα−オレフィン及びオレフィン重合用固体触媒を含む成分である請求項1に記載のファウリング防止方法。
  3. 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、
    前記化学装置内成分がα−オレフィンを含む成分であり、
    前記ファウリング防止剤を、オレフィン重合用固体触媒とともに前記化学装置内成分に添加する請求項1に記載のファウリング防止方法。
  4. 前記化学装置がポリオレフィン製造装置であり、
    前記化学装置内成分がα−オレフィンを含む成分であり、
    前記ファウリング防止剤とオレフィン重合用固体触媒とを含む組成物を、前記化学装置内成分に添加する請求項1に記載のファウリング防止方法。
  5. 前記化学装置内成分が、気相状態である請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。
  6. 前記化学装置内成分が、液体状態である請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。
  7. 前記ファウリング防止剤を、間欠的または連続的に添加する請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。
  8. 前記一般式(1)において、XまたはXが下記一般式(5)で表される基である請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。

    〔一般式(5)中、XおよびX10は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表し、QおよびQは同一または相異なり、それぞれ2価のアルキレン基を表す〕
  9. 前記一般式(1)において、XおよびXがともに下記一般式(6)で表される基である請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。

    〔一般式(6)中、X11はポリアルキレングリコール基を表す〕
  10. 前記一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体が、下記一般式(7)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体である請求項1に記載の化学装置のファウリング防止方法。

    〔一般式(7)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基を表し、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X、X10、およびX11は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表す〕
  11. 下記一般式(1)または下記一般式(13)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体を含むファウリング防止剤。

    〔一般式(1)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基を表し、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、XおよびXは、同一または相異なり、下記一般式(2)で表される基、または下記一般式(4)で表される基を表す。〕

    〔一般式(2)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、Xはポリアルキレングリコール基、または下記一般式(3)で表される基を表す。〕

    〔一般式(3)中、Rはm+1価の炭化水素基を表し、Gは同一または相異なり、−OX、−NX(X、X、およびXはポリアルキレングリコール基を表す)で表される基を表し、mはGの結合数であり1〜10の整数を表す。〕

    〔一般式(4)中、XおよびXは同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または前記一般式(3)で表される基を表す)で表される基を表す。〕

    〔一般式(13)において、A101は炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が500〜10000の基、R101およびR102は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X101およびX102は、一方が、水素原子、下記一般式(14)で表される基、または下記一般式(15)で表される基を表し、他方が、下記一般式(16)で表される基を表す。〕

    〔一般式(14)中、E101は酸素原子または硫黄原子を表し、R104は水素原子、炭化水素基、またはアシル基を表す。〕

    〔一般式(15)中、R105およびR106は同一または相異なり、炭化水素基を表す。〕

    〔一般式(16)中、E102は酸素原子または硫黄原子を表し、X104はポリアルキレングリコール基を表す。〕
  12. 前記一般式(1)において、XまたはXが下記一般式(5)で表される基である請求項11に記載のファウリング防止剤。

    〔一般式(5)中、XおよびX10は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表し、QおよびQは同一または相異なり、それぞれ2価のアルキレン基を表す〕
  13. 前記一般式(1)において、XおよびXがともに下記一般式(6)で表される基である請求項11に記載のファウリング防止剤。

    〔一般式(6)中、X11はポリアルキレングリコール基を表す〕
  14. 前記一般式(1)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体が、下記一般式(7)で表される数平均分子量が30000以下のポリオキシアルキレン系重合体である請求項11に記載のファウリング防止剤。

    〔一般式(7)において、Aは炭素数2〜20のオレフィンが単独重合または共重合した数平均分子量が140〜10000の基、RおよびRは水素原子または炭素数1〜18のアルキル基を表し、X、X10、およびX11は同一または相異なり、それぞれポリアルキレングリコール基を表す〕
  15. 請求項11に記載のファウリング防止剤と、オレフィン重合用固体触媒と、を含む組成物。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY173782A (en) * 2012-04-02 2020-02-20 Borealis Ag Ethylene polymerization process using an inhibitor
EP3831476A1 (en) * 2014-09-02 2021-06-09 Univation Technologies, LLC Polyolefin production with chromium-based catalysts
JP5953619B2 (ja) * 2014-09-30 2016-07-20 秀之 春山 溶液移送冷却装置
JP6675132B2 (ja) 2015-11-20 2020-04-01 秀之 春山 熱交換ミキシング装置及び溶液移送冷却装置
JP6739186B2 (ja) * 2016-02-19 2020-08-12 三井化学株式会社 オレフィン重合体の製造方法
US11352375B2 (en) * 2018-12-28 2022-06-07 Braskem S.A. Auxiliaries for olefin polymerization process
US11396620B2 (en) * 2020-07-30 2022-07-26 Saudi Arabian Oil Company Epoxidized alpha olefin based anti-bit balling additive for water-based drilling fluids
CN113926314B (zh) * 2021-11-17 2023-04-18 厦门嘉戎技术股份有限公司 一种除硫酸钙垢反渗透膜清洗剂及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3337640A1 (de) * 1983-10-17 1985-04-25 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf Verwendung von oberflaechenaktiven tertiaeren alkylaminen als polymerisationsemulgatoren
US5288814A (en) * 1992-08-26 1994-02-22 The B. F. Goodrich Company Easy to disperse polycarboxylic acid thickeners
GB9903140D0 (en) * 1999-02-12 1999-04-07 Basf Ag Interpolymers
JP3967489B2 (ja) 1999-03-02 2007-08-29 三井化学株式会社 重合粉体の流動性改良方法
FR2802207B1 (fr) 1999-12-08 2002-01-18 Inst Francais Du Petrole Derives de l'isosorbide utilisables dans des compositions detergentes pour carburants de type essence
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