KR101817772B1 - 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기 - Google Patents

메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액공정의 반응기에 관한 것으로, 탄화수소계 용매 및 올레핀 단량체를 혼합하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하기 위한 반응조; 상기 반응조 하부에 위치하여, 반응조 내부로 미반응 단량체, 용매 및 촉매를 포함하는 피드를 주입하는 피드 주입부; 및 상하 양단이 개방되어 있는 실린더 형태로 상기 반응조 내부 중심축에 위치하여, 반응조 내부 공간을 반응 혼합물의 흐름이 상승하는 공간과 반응 혼합물의 흐름이 하강하는 공간으로 나누는 유도관;을 포함하며, 상기 유도관의 외벽은 상승하는 반응 혼합물의 흐름이 선회류를 형성할 수 있도록 유도하는 헬리컬 형상의 선회류 유도날개;가 부착되어, 상기 반응조 내부의 반응 혼합물이 상기 유도관 외벽을 따라 선회류로 상승하였다가 반응조 상부에서 다시 유도관 안쪽으로 하향 인입되어 하강하는 고분자 용액중합 공정의 반응기에 관한 것이다.

Description

메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기{REACTOR OF SOLUTION POLYMERIZATION PROCESS USING METALLOCENE CATALYSTS}
본 발명은 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 중합체를 중합하는 반응기에 있어서, 반응기 내 반응물질의 유동을 개선하여 반응기 내부공간의 온도분포 편차를 최소화함으로써, 온도에 따른 중합 반응속도 차이를 최소화하여 원하는 균일한 물성을 갖는 고분자를 제조할 수 있도록 하는 데 관한 것이다.
본 발명의 기술 분야인 메탈로센 촉매를 사용하는 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정은, 일반적으로 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 헥센, 옥텐 등 알파올레핀 중에서 적어도 하나 이상 포함하는 단량체와 용매의 혼합물에 메탈로센을 촉매로 사용하여 균질 중합체를 합성하는 공정이다. 참고로, 상기 메탈로센 촉매란, 다양한 문헌 및 특허에서 명시하는 사이클로펜타다이엔(C5H5) 기본구조 또는 사이클로펜타다이엔(C5H5) 기본구조에서 확장된 다양한 화학구조를 포함하는 리간드 유도체와 전이금속(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 등)이 서로 다양하게 결합한 구조로 유기금속화합물이다.
일반적인 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정은 중합 반응기에서 상기한 바와 같이 단량체, 용매, 메탈로센 촉매 등을 교반하여 반응시킨 후, 여기에서 반응된 생성물을 농축 고체화하여 고분자 중합체를 생산하는 공정이다.
상기와 같은 용액중합 공정은 중합 과정에서 단량체가 소비되며, 상기 단량체로부터 중합되어 생성되는 중합체는 용매에 용해된다. 상기 중합체의 농도가 높아질수록 즉 중합반응이 진행될수록, 중합체, 미반응 단량체 및 용매를 포함하는 반응 혼합물의 점도는 높아진다.
상기와 같이 반응기 내부에서 반응 혼합물의 점도가 높아지면 반응 혼합물의 유동성이 낮아져 균일한 물성의 고분자 중합체를 제조하기 어려워지는 문제가 생긴다. 보다 상세히 설명하면, 반응 혼합물의 유동성이 낮아짐에 따라 반응기 내의 온도편차가 커지게 되고, 이와 같이 반응기 내 온도편차에 의해 균일한 반응이 기대하기 어려워지는 것이다.
이와 같은 이유로 인하여, 종래 기술에서는 반응기 내부의 유동성을 향상시키기 위하여 모터에 의해 회전하는 교반기가 설치되며, 또한 고점도의 반응 혼합물의 점도를 낮추기 위하여 반응용매의 비율을 높여 유동성을 향상시키고 있다.
그러나 상기와 같이 교반기를 사용하는 반응기의 경우 별도의 고가의 교반 모터를 장착해야 하는 설비투자 비용과 운전유지 비용이 소모되는 단점이 있으며, 반응용매의 비율을 높이는 방법은 반응기 내 반응 혼합물의 점도는 낮추게 되지만 이와 동시에 고분자 중합체의 생산성이 떨어지게 되는 문제가 있었다.
상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 통상의 고분자 용액중합 공정의 반응기에서 사용되는 모터 회전에 의한 교반기가 없이도 반응기 내 반응 혼합물의 유동성을 높여 균일한 물성의 고분자 중합체를 제조할 수 있는 새로운 반응기 구조를 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 한국등록특허 제0981612호는 내부순환 유동층 중합반응기 및 이를 이용한 폴리올레핀의 중합 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 내부순환 유동층 중합반응기는 반응기의 내부에 삽입되고 관의 외측과 내측을 관통하는 관통홀이 형성된 드래프트관 및 상기 드래프트관의 외측면으로부터 상기 반응기 측벽까지 경사지도록 형성되는 기체 분산판을 포함함으로써, 상기 내부순환 유동층 중합반응기는 폴레올레핀 입자의 내부 순환을 유도하여 순환 기체와의 접촉시간이 극대화 되며 폴리올레핀의 생산량을 향상시킬 수 있도록 하는 데 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국등록특허 제1124187호는 에틸렌 중합을 위한 공정 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, a) 수소의 존재하에 기상 반응기에서, 경우에 따라 3 내지 12 개의 탄소원자를 갖는 1 종 이상의 α-올레핀 공단 량체와 함께 에틸렌을 중합하는 단계, 및 b) 단계 a) 에서 보다 소량의 수소의 존재하에 다른 기상 반응기에서, 3 내지 12 개의 탄소원자를 갖는 1 종 이상의 α-올레핀 공단량체로 에틸렌을 공중합하는 단계를 포함하며, 상기 기상 반응기들 중 적어도 하나에서는 성장하는 폴리머 입자가 빠른 유동 또는 이동 조건하에서 제 1 중합 영역(상승부)을 통해 위로 흐르고, 상기 상승부를 떠나 제 2 중합 영역(하강부)에 들어가서 중력에 의해 아래로 흐르고, 상기 하강부를 떠나 상승부에 재도입되어, 상기 두 중합 영역들 사이에서 폴리머가 순환하게 되는 폴리에틸렌 제조 공정에 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국공개특허 제2013-0121964호는 올레핀의 폴리머화에 대한 고처리량 반응기 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하부 구역, 중간 구역 및 상부 구역, 하부 구역에 위치된 유동화 가스에 대한 주입구, 상부 구역에 위치되어 있는 유동화 가스에 대한 배출구를 포함하는 유동층 반응기; 가스 순환 라인에 연결되어 있는 가스로부터 고체의 분리를 위한 수단을 포함하는, 폴리머의 생성을 위한 반응기 어셈블리로서 유동화 가스에 대한 배출구는 가스 순환 라인을 통하여 주입구를 통해 유동층 반응기와 연결되고 상부 구역의 등가 횡단면 직경은 유동층 반응기를 통과하는 유동화 가스의 유동 방향에 대해 단조롭게 감소되며 중간구역은 유동층 반응기를 통과하는 유동화 가스의 유동 방향에 대해 본질적으로 일정한 등가 횡단면 직경을 가지되 유동층 반응기의 중간 구역의 등가 횡단면 직경 대비 유동층 반응기의 높이의 비율은 2 내지 10인 것을 특징으로 하며 상기 상부 구역은 상기 중간 구역에 직접 연결된 것인, 폴리머의 생성을 위한 반응기 어셈블리에 관한 기술이 기재되어 있다.
한국등록특허 제1415480호는 용액중합반응에서 발열을 제어하기 위한 외부 순환에서 순환에 의해 생기는 불균일을 해소하기 위하여 원료 및 순환 냉각 수단에 의해 순환되는 중합 용액이 돌출부 안으로 주입되도록 구성한 기술이 기재되어 있다.
그러나 상기 선행기술문헌은 본 발명과 같이 용액중합공정에서 교반기 없이 헬리컬 날개가 부착된 유도관에 의한 반응기 내부순환과 반응기 외부순환루프를 이용하여 반응물의 혼합을 극대화하여 반응의 균일성을 높이는 기술은 언급하고 있지 않다는 점에서 본 발명과 차이점이 있다.
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액공정의 반응기에 있어서, 반응조 내부에 헬리컬 형상의 날개가 외벽에 형성된 원통형 유도관을 설치하여, 반응조 내부의 반응 혼합물이 상기 유도관에 의해 내부순환되도록 함으로써, 교반기 없이도 반응조 내부의 반응 혼합물의 유동성을 향상시켜 균일한 물성의 고분자 중합체를 제조할 수 있도록 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 내부순환 구조를 같는 반응기에 있어서, 배출되는 반응 혼합물 중 일부가 소정의 순환비를 가지고 반응조로 재 주입되도록 함으로써, 반응조 내부의 유동성 개선 및 온도편차를 최소화하여 균일한 물성의 고분자 중합체를 제조할 수 있도록 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 메탈로센 촉매를 이용하여 용액공정에서 고분자를 생산하는 경우에 밀도를 낮추기 위해 무게비로 수십 퍼센트의 공단량체를 사용하는데, 본 발명은 에틸렌 또는 부텐을 사용하여 상기 공단량체를 직접 제조하여 상기 반응조로 공급하는 공단량체 제조부를 반응기 구조에 포함하도록 하여 공단량체 수급에 따른 소모비용을 낮춰 제조 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시에에 따른 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액공정의 반응기에 있어서, 탄화수소계 용매 및 올레핀 단량체를 혼합하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하기 위한 반응조; 상기 반응조 하부에 위치하여, 반응조 내부로 미반응 단량체, 용매 및 촉매를 포함하는 피드를 주입하는 피드 주입부; 및 상하 양단이 개방되어 있는 실린더 형태로 상기 반응조 내부 중심축에 위치하여, 반응조 내부 공간을 반응 혼합물의 흐름이 상승하는 공간과 반응 혼합물의 흐름이 하강하는 공간으로 나누는 유도관;을 포함하며, 상기 유도관의 외벽은 상승하는 반응 혼합물의 흐름이 선회류를 형성할 수 있도록 유도하는 헬리컬 형상의 선회류 유도날개;가 부착되어, 상기 반응조 내부의 반응 혼합물이 상기 유도관 외벽을 따라 선회류로 상승하였다가 반응조 상부에서 다시 유도관 안쪽으로 하향 인입되어 하강하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 피드 주입부는, 피드 내 촉매를 분산하기 위한 소형 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유도관 하부에 위치하여, 상기 피드 주입부를 통해 상기 반응조 내부로 주입되는 피드와 상기 유도관 내부에서 하향하는 반응 혼합물의 흐름이 상기 유도관 바깥으로 향하도록 하여 반응조 내에서 반응 혼합물이 내부순환 되도록 가이드 역할을 수행하는 내부순환 유도판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응조는 상부에 반응 혼합물이 배출되는 배출구;를 포함하며, 상기 반응기는 상기 반응조에서 배출되는 반응 혼합물 중 일부가 소정의 순환비를 가지고 상기 피드 주입부를 통해 상기 반응조로 재주입되는 외부순환루프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응기는 상기 배출구로부터 배출되는 반응 혼합물을 흡입하여 상기 피드 주입부로 이송하는 순환펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응기는 상기 외부순환루프를 통해 순환되는 반응 혼합물의 제열을 수행하는 쿨러 또는 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응조 내부 반응 혼합물의 점도에 따라서 상기 순환비가 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응조 내부로 주입되는 피드와 외부순환루프를 통해 반응조 내부로 재주입되는 반응 혼합물의 비(순환비)가 1: 0.1 내지 1: 3 이며, 바람직하게는 1:0.1 내지 1: 2, 더욱 바람직하게는 1:0.1 내지 1:1, 더 더욱 바람직하게는 1:0.3 내지 1:0.8 인 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 적어도 2대 이상의 상기 반응조를 병렬 연결, 직렬 연결 또는 이들의 조합으로 연결한 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 반응기는, 에틸렌 또는 부텐을 사용하여 고분자 용액중합 공정에 필요한 공단량체를 제조하여 이를 상기 반응조로 공급하는 공단량체 제조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 용액 중합 공정의 반응기.
본 발명은 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기에 관한 것으로, 반응기 내 고점도 고분자 용액의 유동성을 개선하여 균일한 물성을 갖는 고분자를 생성하고, 근본적으로 고점도 반응기의 자켓만으로 부족한 제열능력을 외부 순환으로 부가하여 생산성을 향상하는 효과를 가지고 있다. 특히 반응기의 유동성 개선으로 반응기 내부공간의 온도분포 편차를 최소화하여 온도에 따른 중합 반응속도 차이를 최소화하여 원하는 균일한 물성을 갖는 고분자를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 반응조 내부 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 외부순환루프에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액공정의 반응기에 관한 것으로, 본 발명의 반응기는 고점도의 고분자 용액으로 채워진 반응조의 내부의 유동성을 개선하여 균일한 물성을 갖는 고분자 중합체를 생성할 수 있도록 하고, 또한 근본적으로 고점도 반응기의 자켓(Jacket)만으로는 부족했던 제열성능을 외부순환 루프 구조를 이용하여 보강함으로써, 고분자 중합체의 생산성을 향상하는 효과를 가지고 있으며, 특히 반응기의 유동개선으로 반응조 내부공간의 온도분포 편차를 최소화하여 온도에 따른 중합 반응속도 차이를 최소화함으로써 원하는 균일한 물성을 갖는 고분자를 제조할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 구조 및 운전에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
먼저 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리 올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 반응조 내부 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리 올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 반응조(100) 내부 구조는, 반응조(100), 유도관(110), 내부순환 유도판(120), 피드 주입부(130) 및 배출구(140)를 포함하여 구성된다.
더욱 상세하게는, 상기 반응조(100)는 탄화수소계 용매 및 올레핀 단량체를 혼합하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체가 중합되는 반응기 하우징을 말하며, 상기 반응조(100) 하부에는 반응조(100) 내부로 미반응 단량체, 용매 및 촉매를 포함하는 피드를 주입하는 피드 주입부(130)가 형성되어 있다.
상기 피드 주입부(130)에는 소형 교반기가 설치되어 있을 수도 있으며, 상기 소형 교반기는 촉매 및 조촉매를 피드 내에 골고루 분산하는 역할을 수행한다.
또한, 상기 유도관(110)은 상기 피드 주입부(130)에 의해 반응조(100) 내부로 주입되는 피드 와 반응조(100) 내부에서 반응되고 있는 반응 혼합물이 반응조(100) 내부에서 내부순환 되도록 유도하는 것으로 상기 반응조(100) 내부 중심축에 위치한다.
더욱 상세하게는, 상기 유도관(110)은 상하 양단이 개방되어 있는 실린더 형태로 상기 반응조(100) 내부 중심축에 위치하여, 반응조(100) 내부 공간을 반응 혼합물의 흐름이 상승하는 공간과 반응 혼합물이 하강하는 공간으로 나눈다. 여기서 상기 반응 혼합물이 상승하는 공간은 유도관(110) 바깥 공간이며, 반응 혼합물이 하강하는 공간은 유도관(110) 내부 공간이 된다.
또한, 상기 유도관(110)의 외벽은 헬리컬 형상의 선회류 유도날개(111)가 부착되어 있어, 유도관(110) 바깥쪽에서 상승하는 반응 혼합물의 흐름이 선회류를 형성할 수 있도록 유도한다.
상기와 같은 구조의 유도관(110)으로 인하여 상기 반응조(100) 내부의 반응 혼합물이 상기 유도관(110) 외벽을 따라 선회류로 상승하였다가 반응조(100) 상부에서 다시 유도관(110) 안쪽으로 하향 인입되어 하강하게 되며, 이와 같이 반응 혼합물의 흐름이 선회류를 형성함으로써 반응 혼합물의 유동성이 향상되어 균일한 반응이 일어날 수 있고, 또한 이와 같은 유동성 향상으로 인하여 반응조(100) 내부의 온도편차가 보다 감소하게 된다.
또한, 본 발명의 고분자 용액중합 공정의 반응기는, 상기 피드 주입부(130)를 통해 상기 반응조(100) 내부로 주입되는 피드가 상기 유도관(110)의 내부 방향으로 바로 주입되면, 상기 설명한 바와 같은 반응조(100) 내의 내부순환 흐름을 방해할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 상기 피드 주입부(130)와 유도관(110) 사이에 내부순환 유도판(120)이 설치된다.
상기 내부순환 유도판(120)은 상기 피드 주입부(130)를 통해 상기 반응조(100) 내부로 주입되는 피드가 상기 유도관(110) 내부로 향하는 것을 방지하고, 피드의 흐름을 유도관(110) 바깥으로 향하도록 가이드 역할을 수행하며, 이와 동시에 상기 유도관(110) 내부에서 하향하는 반응 혼합물의 흐름이 상기 유도관(110) 바깥으로 향하도록 하여 반응조(100) 내에서 반응 혼합물이 원활하게 내부순혼 되도록 가이드 역할을 수행한다.
상기와 같이 본 발명의 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액공정의 반응기는 상기 유도관(110)의 구조에 의해 반응 혼합물이 유도관(110) 바깥에서 선회류를 형성하며 반응조(100) 상부로 이동한 후 유도관(110) 내부를 따라 하강하여 내부순환됨으로써, 별도의 교반기를 설치하지 않아도 반응조(100) 내부 유동성이 확보되어, 고가의 교반 모터를 설치 등의 설비투자를 감소 할 뿐만 아니라 운전 유지비용도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기의 외부순환루프에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기는 외부순환루프를 통해 반응조 내부의 유동성 향상 및 온도편차 감소 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 반응기는 상기 반응조(100)의 배출구(140)에서 배출되는 반응 혼합물 중 일부가 소정의 순환비를 가지고 상기 피드 주입부(130)를 통해 상기 반응조(100)로 재주입되는 외부순환루프를 포함한다.
상기 순환비란 상기 반응조(100) 내부로 주입되는 피드와 외부순환루프를 통해 반응조(100) 내부로 재주입되는 반응 혼합물의 비를 말하며, 본 발명의 외부순환루프는 순환비를 1: 0.1 내지 1: 3, 바람직하게는 1:0.1 내지 1: 2, 더욱 바람직하게는 1:0.1 내지 1:1, 더 더욱 바람직하게는 1:0.3 내지 1:0.8 인 것을 특징으로 한다. 상기 순환비가 1: 0.1 이하일 경우에는 순환에 의한 혼합 효과가 크지 않으며, 1:3이 넘어갈 경우에는 순환에 소요되는 에너지가 과다하게 소요되게 되므로 상기 범위에서 운전하는 것이 적절하다.
상기와 같이, 본 발명의 반응기는 상기 유도판를 기반으로 내부순환을 하지만 이에 더하여 외부순환루프의 순환비를 조절하여 유동성을 더욱 향상 시킬 수 있는 것이다. 참고로, 상기 순환비에서 외부순환루프에 따라 반응조(100)로 재주입되는 반응 혼합물의 비율이 높을수록 유속이 빨라지면서 유동성이 향상된다.
특히, 상기와 같이 반응 혼합물의 점도를 고려하여 순환비를 조절함으로써, 반응조(100) 내 반응 혼합물의 유동성을 조절하여 반응기의 온도편차를 최소화 할 수 있다.
종래에는 고점도의 고분자를 생성하는 경우 고분자와 반응용매의 비를 낮추는 방법을 사용함으로 인하여 생산성이 낮아지는 문제가 있었으나, 본 발명의 반응기는 상기와 같이 유동을 개선하여 반응조(100) 내 온도편차를 최소화함으로써, 균일한 물성의 제품을 생산하면서도 생산성을 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기 외부순환루프는 외부순환을 위하여, 상기 배출구(140)로부터 배출되는 반응 혼합물을 흡입하여 상기 피드 주입부(130)로 이송하는 순환펌프(140)를 더 포함한다.
또한, 상기 외부순환루프는 반응 혼합물의 반응열을 추가로 제열하기 위한 쿨러 또는 쉘엔튜브, 싱글자켓튜브 등의 열교환기(300)를 더 포함할 수도 있으며, 미반응 가스의 배출을 최소화하여 운전 안정성 뿐만 아니라 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 반응기는 적어도 2대 이상의 상기 반응조(100)를 병렬 연결, 직렬 연결 또는 이들의 조합으로 연결함으로써, 생산능력을 향상 시키고, 고분자 중합체의 물성 및 분자량 분포를 조절할 수도 있다.
또한, 일반적으로 메탈로센 촉매를 이용하여 용액공정에서 고분자를 생산하는 경우에 밀도를 낮추기 위해 무게비로 수십 퍼센트의 공단량체를 필요로 한다. 여기서 공단량체는 부텐, 헥센, 옥텐, 또는 그 이상의 분자량을 갖는 공단량체일 수 있다.
이와 같이, 메탈로센 촉매를 이용하여 용액공정 다량의 공단량체 사용량 때문에 수급 및 경기변동에 따라 공단량체의 가격이 변동하기 때문에하여 제조 수익성 확보가 어려웠다.
본 발명의 반응기에서는 상기 반응조(100) 전단에 에틸렌 또는 부텐을 사용하여 고분자 용액중합 공정에 필요한 공단량체를 제조하여 이를 상기 반응조(100)로 공급하는 공단량체 제조부(400)를 포함한다. 이와 같이, 본 발명의 반응기는, 저가이면서 상대적으로 가격변동이 작은 에틸렌 또는 부텐을 사용하여 공단량체를 직접 제조하여 바로 반응조(100)로 투입하는 방법을 사용함으로써, 안정적인 제조 수익성을 확보할 수 있다.
이 방식을 사용하면 별도의 운반, 저장시설 및 정제시설 없이 중합라인에 공단량체를 공급할 수 있어 공단량체의 수급상황에 대한 걱정없이 상대적으로 적은 비용으로 고분자 혼합물을 제조할 수 있다.
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 반응조
110 : 유도관
111 : 선회류 유도날개
120 : 내부순환 유도판
130 : 피드 주입부
140 : 배출구
200 : 순환펌프
300 : 쿨러 또는 열교환기
400 : 공단량체 제조부

Claims (6)

  1. 메탈로센 촉매를 이용하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하는 용액중합 공정의 반응기에 있어서,
    탄화수소계 용매 및 올레핀 단량체를 혼합하여 폴리올레핀 계열의 고분자 중합체를 중합하기 위한 반응조;
    상기 반응조 하부에 위치하여, 반응조 내부로 미반응 단량체, 용매 및 촉매를 포함하는 피드를 주입하는 피드 주입부;
    상하 양단이 개방되어 있는 실린더 형태로 상기 반응조 내부 중심축에 위치하여, 반응조 내부 공간을 반응 혼합물의 흐름이 상승하는 공간과 반응 혼합물의 흐름이 하강하는 공간으로 나누는 유도관;
    상기 유도관의 외벽은 상승하는 반응 혼합물의 흐름이 선회류를 형성할 수 있도록 유도하는 헬리컬 형상의 선회류 유도날개;가 부착되어, 상기 반응조 내부의 반응 혼합물이 상기 유도관 외벽을 따라 선회류로 상승하였다가 반응조 상부에서 다시 유도관 안쪽으로 하향 인입되어 하강되며,
    상기 반응조는 반응 혼합물이 배출되는 배출구를 포함하고,
    상기 반응조에서 배출되는 반응 혼합물 중 일부가 소정의 순환비를 가지고 상기 피드 주입부를 통해 상기 반응조로 재주입되는 외부순환루프;
    상기 순환비는 반응조 내부로 주입되는 피드와 외부순환루프를 통해 반응조 내부로 재주입되는 반응 혼합물의 비가 1:0.1 내지 1:3의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유도관 하부에 위치하여, 상기 피드 주입부를 통해 상기 반응조 내부로 주입되는 피드와 상기 유도관 내부에서 하향하는 반응 혼합물의 흐름이 상기 유도관 바깥으로 향하도록 하여 반응조 내에서 반응 혼합물이 내부순환 되도록 가이드 역할을 수행하는 내부순환 유도판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부순환루프를 통해 순환되는 반응 혼합물의 제열을 수행하는 쿨러 또는 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응조 내부 반응 혼합물의 점도에 따라서 상기 순환비가 조절되는 것을 특징으로 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 2대 이상의 상기 반응조를 병렬 연결, 직렬 연결 또는 이들의 조합으로 연결한 것을 특징으로 하는 고분자 용액중합 공정의 반응기.
  6. 제1항에 있어서,
    에틸렌 또는 부텐을 사용하여 고분자 용액중합 공정에 필요한 공단량체를 제조하여 이를 상기 반응조로 공급하는 공단량체 제조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 용액 중합 공정의 반응기.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894068B (zh) * 2019-03-14 2021-06-22 浙江辽想新材料科技有限公司 一种均匀分散物料的反应釜
JPWO2020230491A1 (ko) * 2019-05-16 2020-11-19
CN111921474A (zh) * 2020-06-23 2020-11-13 常州信息职业技术学院 一种粘性液体混合装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526895A (ja) * 2009-05-15 2012-11-01 ダブリュー・アール・グレイス・アンド・カンパニー−コネチカット 汚れを減少させたオレフィン重合方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI945958A (fi) * 1993-12-21 1995-06-22 Hoechst Ag Menetelmä polyolefiinien valmistamiseksi
CN1048977C (zh) * 1995-11-15 2000-02-02 中国石油化工总公司 制备低碳α－烯烃的方法
BRPI0413229B1 (pt) 2003-08-20 2015-05-05 Basell Poliolefine Srl Processo para preparar um polietileno de larga distribuição de pesos moleculares
JP5316290B2 (ja) * 2008-08-05 2013-10-16 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置及び製造方法
CA2733536C (en) 2008-09-18 2015-12-22 Toyo Engineering Corporation Apparatus for manufacturing polymer resin, polymerization vessel, and method for manufacturing polymer resin
EP2192133A1 (en) * 2008-11-07 2010-06-02 Borealis AG A polyolefin preparation process with reduced tendency to reactor fouling
WO2011080128A1 (en) * 2009-12-29 2011-07-07 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Process for the production of polyolefin films
KR100981612B1 (ko) 2010-04-30 2010-09-10 대림산업 주식회사 내부순환 유동층 중합반응기 및 이를 이용한 폴리올레핀의 중합 방법
HUE051319T2 (hu) 2011-03-02 2021-03-01 Borealis Ag Nagy átmenõteljesítményû reaktoregység olefinek polimerizálására
DE102011005388A1 (de) * 2011-03-10 2012-09-13 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten mittels Emulsions- oder Suspensionspolymerisation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526895A (ja) * 2009-05-15 2012-11-01 ダブリュー・アール・グレイス・アンド・カンパニー−コネチカット 汚れを減少させたオレフィン重合方法

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