KR20040091644A - 루프 반응기를 사용하는 연속적인 슬러리 중합 방법 - Google Patents

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타울스토마스더블유
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Abstract

방출 밸브 및 전달 도관을 통해, 슬러리 반응기로부터, 제 1 중간 압력 기화 탱크(이는 슬러리/중합체 고형분의 미끄럼 각도 이상인 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되는 원뿔형 바닥부를 가짐) 내로, 또한 밀봉 챔버 출구 리듀서(이는 불활성 희석제의 약 50 내지 100%를 제거한 후에 잔류하는 중합체 고형분의 미끄럼 각도 이상인 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되는 경사진 측부를 가짐)를 통해 출구 밀봉 챔버로부터 제 1 기화 탱크의 농축된 중합체 고형분/슬러리 바닥부 생성물의 플러그 유동을 보다 낮은 압력의 제 2 기화 탱크로 연속적으로 방출시키면서, 압력 밀봉을 형성하는데 요구되는 출구 밀봉 침버 내의 농축된 중합체 고형분/슬러리의 부피를 유지시키는 그러한 직경(d) 및 길이(l)의 출구 밀봉 챔버 내로, 중합 방출물을 연속적으로 방출시킴을 포함하는, 희석제, 미반응 단량체 및 중합체 고형분을 포함하는 중합 방출물로부터 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질을 연속적으로 분리시키는 방법/장치가 개시되어 있다.

Description

루프 반응기를 사용하는 연속적인 슬러리 중합 방법{CONTINUOUS SLURRY POLYMERIZATION PROCESS USING A LOOP REACTOR}
중합체를 제조하는 많은 중합 방법에서는, 액체 매질, 통상적으로는 반응 희석제 및 미반응 단량체에 현탁된 미립 중합체 고형분의 슬러리인 중합 방출물이 형성된다. 이러한 방법의 전형적인 예는 본원에 참고로 인용되어 있는 호간(Hogan) 및 뱅크(Bank)의 미국 특허 제 2,285,721 호에 개시되어 있다. 호간의 특허에 기재되어 있는 중합 방법에서 산화크롬 및 지지체를 포함하는 촉매를 사용한 반면, 본 발명은 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질에 현탁된 미립 중합체고형분의 슬러리를 포함하는 방출물을 생성시키는 임의의 방법에 적용될 수 있다. 이러한 반응 공정은 당해 분야에서 입자형 중합으로 공지되어 있는 것을 포함한다.
대부분의 상업적인 규모의 작동시, 액체 매질이 오염에 노출되지 않아, 필요한 경우 최소한으로만 정제하고서도 액체 매질을 중합 대역으로 재순환시킬 수 있도록 하는 방식으로, 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질과 중합체를 분리시키는 것이 바람직하다. 현재까지 사용되어 온 특히 바람직한 기법은 스코긴(Scoggin) 등의 미국 특허 제 3,152,872 호에 개시되어 있으며, 더욱 구체적으로는 상기 특허의 도 2와 관련하여 예시되어 있다. 이러한 방법에서는, 반응 희석제, 용해된 단량체 및 촉매를, 중합 반응의 압력이 약 100 내지 700psia인 루프 반응기에서 순환시킨다. 생성된 고체 중합체도 반응기 내에서 순환된다. 중합체 및 액체 매질의 슬러리를 슬러리 루프 반응기의 하나 이상의 침강 다리(leg)에서 수집하고, 이로부터 슬러리를 주기적으로 기화 챔버로 방출시키고, 기화 챔버에서는 약 20psia 같은 저압으로 혼합물을 기화시킨다. 기화에 의해, 중합체로부터 액체 매질이 실질적으로 완벽하게 제거되지만, 회수된 희석제를 액체 희석제로서 중합 대역으로 재순환시키기에 적합한 액체 형태로 응축시키기 위하여 기화된 중합 희석제(즉, 아이소뷰테인)를 재압축시킬 필요가 있다. 압축 장치 및 설비를 작동시키는데 필요한 비용은 종종 중합체를 제조하는데 관련되는 비용의 상당량에 이르기도 한다.
몇몇 중합 방법에서는 반응기로 재순환시키기 전에 액화된 희석제를 증류시킨다. 증류의 목적은 단량체 및 경질-말단(light-end) 오염물의 제거이다. 이어,처리상(treater bed)을 통해 증류된 액체 희석제를 통과시켜 촉매 독소를 제거한 다음, 반응기로 보낸다. 증류 및 처리에 필요한 장치 및 설비는 중합체 제조 비용의 상당 부분일 수 있다.
상업적 규모의 작동시에는, 최소 비용으로 희석제 증기를 액화시키는 것이 바람직하다. 현재까지 이용된 이런 기법중 하나는 핸슨(Hanson) 및 셔크(Sherk)의 미국 특허 제 4,424,341 호에 개시되어 있으며, 이 특허에서는 중간 압력 기화 단계에서, 비용이 더욱 많이 드는 압축 공정에 의해서보다는 열 교환에 의해서 희석제의 기화된 분량을 액화시킬 수 있는 그러한 온도 및 압력에서 희석제의 상당량을 제거한다.
발명의 개요
본 발명은 촉매, 단량체 및 임의적으로는 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제 및 이들의 혼합물중 하나 이상을 반응기 내로 공급하고(이 때, 촉매는 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 공급됨), 반응기로부터 중합체를 회수함을 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 한 실시태양에서, 이 방법은 또한 단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 하나 이상의 공급물 유입구를 포함한다. 바람직하게는, 이 방법은 다중 공급물 유입구를 포함한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시태양에서, 이 방법은 또한 반응기 내에 하나 이상의 순환장치를 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 순환 장치는 펌프를 포함한다. 또한 바람직하게는, 하나 이상의 순환장치는 루프 반응기에서 순환되는 슬러리의 압력을 증가시키는 모터 구동 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 한 실시태양에서는, 하나 이상의 촉매 유입구가 하나 이상의 순환장치의 흡입 말단에 위치한다. 본 발명에 따른 또 다른 실시태양에서는, 하나 이상의 공급물 유입구가 하나 이상의 순환장치의 방출 말단에 위치한다. 바람직하게는, 하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 동일한 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치한다.
일반적으로, 촉매 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치한다. 바람직하게는, 촉매 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 촉매 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치한다. 가장 바람직하게는, 촉매 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점에 위치한다.
일반적으로, 순환장치는 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치한다. 바람직하게는, 순환장치는 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 순환장치는 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치한다. 가장 바람직하게는, 순환장치는 루프 반응기의 대칭 지점에 위치한다.
또한 일반적으로, 공급물 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 우치한다. 바람직하게는, 공급물 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 공급물 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치한다. 가장 바람직하게는, 공급물 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점에 위치한다.
본 발명의 또 다른 실시태양에 따라, 루프 반응기는 750ft 이상, 바람직하게는 1,000ft 이상, 더욱 바람직하게는 1,400ft 이상의 길이를 갖는다. 본 발명의 또 다른 실시태양에 따르면, 루프 반응기는 6개 이상, 바람직하게는 8개 이상, 더욱 바람직하게는 12개 이상의 수직부(leg)를 갖는다. 본 발명의 여전히 다른 실시태양에 따라, 루프 반응기는 10,000갤런 이상, 바람직하게는 20,000갤런 이상, 더욱 바람직하게는 35,000갤런 이상, 가장 바람직하게는 40,000갤런 이상의 부피를 갖는다.
본 발명에 따른 한 실시태양에서, 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체의 농도(중량%로 측정됨)의 차이는 보다 높은 값의 20% 이내이다. 바람직한 실시태양에서, 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체의 농도(중량%로 측정됨)의 차이는 보다 높은 값의 10% 이내이다. 더욱 바람직한 실시태양에서, 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체의 농도(중량%로 측정됨)의 차이는 보다 높은 값의 5% 이내이다.
본 발명은 또한 탄화수소 희석제 중에서 단량체를 반응시켜, 액체 매질중 중합체 고형분의 중합 슬러리를 제조하고; 둘 이상의 방출 도관을 통해, 방출되는 액체 매질중 방출되는 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 슬러리 방출물로서 중합 슬러리의 일부를 방출시키며; 둘 이상의 방출 도관으로부터의 방출물을 합치고; 제 1 기화시 합쳐진 방출물을 기화시켜, 제 1 기화 증기 및 제 1 기화 슬러리를 형성시키고; 압축시키지 않으면서 제 1 기화 증기의 적어도 일부를 응축시킴을 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 한 실시태양에서, 하나 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출은 연속적이다. 바람직하게는, 둘 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출은 연속적이다. 또한 바람직하게는, 모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관 내에서 합친다.
본 발명에 따른 다른 실시태양에서, 방출 도관은 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 이내에 위치한다. 바람직하게는, 방출 도관은 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 이내에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 방출 도관은 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치한다. 가장 바람직하게는, 방출 도관은 루프 반응기의 대칭 지점에 위치한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시태양에서는, 하나 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 바닥부 구간(bottom run)에 위치한다. 바람직하게는, 바닥부 구간은 180。굴곡부이다. 또한 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심의 45。내에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심의 25。내에 위치한다. 더더욱 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심의 10。내에 위치한다. 가장 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심에 위치한다.
본 발명은 또한 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리하는 장치에 관한 것이다. 다른 요지에서, 본발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리하고, 중합체를 건조시킨 다음, 중합 공정에 재사용하기 위하여 희석제 증기를 응축시켜 액체 희석제로 만드는데 필요한 압축을 감소시키면서 희석제 및 미반응 단량체를 회수하는 장치에 관한 것이다. 다른 요지에서, 본 발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 요지에서, 본 발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리하고, 중합체를 건조시킨 후, 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 중합 공정에 재사용하기 위해 회수하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따라, 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질중 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 중합 방출물로부터 중합체 고형분을 연속적으로 회수하는 장치가 제공된다. 이 장치는, 슬러리 반응기의 내용물의 일부를 제 1 전달 도관 내로 연속적으로 방출시키기 위한, 슬러리 반응기(이의 예로는 슬러리 루프 반응기 및 교반식 탱크 슬러리 반응기가 있음) 상의 방출 밸브; 슬러리/중합체 고형분의 미끄럼 각도 이상의, 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되는 바닥부를 갖는 제 1 기화 탱크(이 때, 제 1 기화 탱크의 압력 및 중합 방출물의 온도는, 액체 매질의 약 50% 내지 약 100%가 기화되고, 증기의 불활성 희석제 성분이 압축되지 않고 약 65℉ 내지 약 135℉의 유체와의 열 교환에 의해 응축되도록 하는 압력 및 온도임); 농축된 중합체 고형분/슬러리가 축적되도록 하고 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버에서 압력 밀봉이 형성되도록 하는 길이(l) 및 직경(d)을 갖는, 제 1 기화 탱크와 연통되어 있는 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버; 농축된 중합체 고형분/슬러리의 플러그 유동(plug flow)을 제 2 전달도관(이는 농축된 중합체 고형분/슬러리를 제 2 기화 탱크 내로 전달하고, 제 2 기화 탱크에서, 제 2 기화 탱크의 압력 및 농축된 중합체 고형분/슬러리의 온도는, 임의의 잔류하는 불활성 희석제 및/또는 미반응 단량체가 본질적으로 모두 기화되고, 압축 및 열 교환에 의해 응축시키기 위하여 오버헤드 제거되도록 하고, 중합체 고형분이 추가의 가공 또는 저장을 위해 제 2 기화 탱크의 바닥부로부터 방출되도록 하는 압력 및 온도임)으로 연속 방출하는 밀봉 챔버 출구 리듀서(reducer)를 포함한다.
본 발명은 또한 방출 밸브를 통해 슬러리 반응기로부터 중합 방출물의 스트림을 연속적으로 제거하고; 농축된 중합체 고형분/슬러리의 미끄럼 각도 이상의, 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되는 바닥부를 갖는 제 1 기화 탱크로 중합 유출물을 연속적으로 전달하면서, 제 1 전달 도관을 통한 운송 동안 중합 방출물의 열 함량을 중합체의 융해점 미만까지 증가시키며; 가열된 제 1 기화 탱크의 액체 매질의 약 50% 내지 약 100%를 연속적으로 기화시켜, 농축된 중합체 고형분/슬러리, 및 증기의 불활성 희석제 함량이 압축되지 않으면서 약 65℉ 내지 약 135℉의 유체와의 열 교환에 의해 응축될 수 있도록 하는 온도 및 압력의 증기 스트림을 생성시키며; 제 1 기화 탱크로부터의 농축된 중합체 고형분/슬러리를, 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버에서 압력 밀봉을 형성시키도록 농축된 중합체 고형분/슬러리의 부피를 연속적으로 유지시키는 그러한 길이(l) 및 직경(d)을 갖는 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버로 연속적으로 방출시키고; 제 1 기화 탱크 밀봉 챔버로부터의 농축된 중합체 고형분/슬러리를, 불활성 희석제의 약 50 내지 100%를제거한 후에도 잔류하는 중합체 고형분의 미끄럼 각도 이상의, 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되는 밀봉 챔버 출구 리듀서를 통해 연속적으로 방출시키며; 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버로부터의 농축된 중합체 고형분/슬러리의 연속적인 플러그 유동을, 밀봉 챔버 출구 리듀서를 통해, 농축된 중합체 고형분/슬러리의 연속적인 플러그 유동을 제 2 기화 탱크로 전달하는 제 2 전달 도관으로 전달하고; 제 1 기화 탱크보다 낮은 압력에서 작동되는 제 2 기화 탱크에서 임의의 잔류하는 불활성 희석제 및/또는 미반응 단량체를 본질적으로 모두 연속 기화시키고; 제 2 기화 탱크로부터의 기화된 불활성 희석제 및/또는 미반응 단량체를 압축 및 열 교환에 의해 응축시키고; 본질적으로 건조된 중합체 슬러리를, 추가로 가공 또는 저장하기 위하여 제 2 기화 탱크로부터 연속적으로 방출하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 순환되는 슬러리의 고형분의 중량%보다 더 높은 중량%의 중합체 고형분을 루프 반응기에서 순환되는 슬러리로부터 포획하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 제 1 말단을 갖는 도관을 포함하며, 이 제 1 말단은 루프 반응기 내로 일정 거리만큼 연장된다. 상기 도관은 또한 순환되는 슬러리의 방향에 대해 적절하게 위치된 개구를 한정하는 부분을 갖는다. 바람직하게는, 개구는 순환되는 슬러리의 유동 방향을 대면할 수 있다. 또한, 상기 도관의 일부는, 루프 반응기로부터 중합체 고형분을 연속적으로 또는 다른 방식으로 방출하기 위해, 루프 반응기로부터 바깥쪽으로 연장될 수 있다.
본 발명은 또한 순환되는 슬러리의 중합체 고형분의 중량%보다 더 높은 중량%의 중합체 고형분을 루프 반응기에서 순환되는 슬러리로부터 포획하는 방법을 제공한다. 이 방법은 순환되는 슬러리 내로 연장되는 개구를 한정하는 부분을 갖는 도관을 루프 반응기 내로 일정 거리만큼 연장시키는 단계를 포함한다. 뿐만 아니라, 본 방법은 루프 반응기로부터 바깥쪽으로 연장되는 도관 부분을 통해 루프 반응기로부터 중합체 고형분을 연속적으로 또는 다른 방식으로 방출하는 단계를 포함할 수 있다.
물론, 본 발명은 또한 본원에 개시된 실시태양의 다양한 조합도 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 루프 반응기에 연결되고 루프 반응기와 유체 연통되는 도관으로부터 중합체 고형분을 퍼징시키는 장치도 제공한다. 이 장치는 센서, 도관과 유체 연통되어 있는 제 1 밸브, 제 1 불활성 희석제와 도관 사이에 위치된 제 2 밸브(이 때, 제 1 불활성 희석제는 루프 반응기 및 제 1 밸브 사이의 도관과 유체 연통되어 있음)를 포함한다. 센서에 의해 발생된 신호에 반응하여, 제 1 밸브가 닫히고 제 2 밸브가 열리면, 중합체 고형분을 도관으로부터 퍼징시키기에 충분한 압력 하에 중합체 고형분을 도관으로부터 퍼징시키기에 충분한 양으로 제 1 불활성 희석제가 도관 내로 들어갈 수 있다. 이 장치는 제 2 불활성 희석제와 도관 사이에 위치하는 제 3 밸브를 추가로 포함할 수 있으며, 이 때 제 2 불활성 희석제는 루프 반응기와 제 1 밸브 사이의 도관과 유체 연통되어 있다. 이러한 방식으로, 제 1 밸브가 열리고 제 2 밸브가 닫힐 때, 제 3 밸브가 열려 제 2 불활성 희석제가 도관으로 들어갈 수 있게 한다.
본 발명은 또한 루프 반응기와 연결되고 루프 반응기와 유체 연통되는 도관으로부터 중합체 고형분을 퍼징시키는 방법을 제공한다. 이 방법은 (1) 제 1 센서로부터의 제 1 신호에 반응하여 제 1 밸브를 닫는 단계(이 때, 제 1 밸브는 도관에 연결되고 도관과 유체 연통되어 있음), (2) 제 2 센서로부터의 제 2 신호에 반응하여 제 2 밸브를 여는 단계(이 때, 제 2 밸브는 제 1 불활성 희석제와 도관 사이에서 유체 연통되고, 제 1 불활성 희석제는 루프 반응기와 제 1 밸브 사이의 도관과 유체 연통됨), 및 (3) 중합체 고형분을 도관으로부터 퍼징시키기에 충분한 압력 하에 중합체 고형분을 도관으로부터 퍼징시키기에 충분한 양의 제 1 불활성 희석제를 도관 내로 유동시키는 단계를 포함한다. 이 방법에서, 제 1 센서 및 제 2 센서는 공통된 센서일 수 있고, 제 1 신호 및 제 2 신호는 공통된 신호일 수 있다.
본 발명은 또한 루프 반응기의 중합 슬러리에 미분(fine)을 복귀시키는 장치도 제공한다. 이 장치는 중합 슬러리의 일부를 루프 반응기로부터 제 1 전달 도관 내로 방출하는 방출 밸브를 포함한다. 제 1 전달 도관은 중합 슬러리를 제 1 기화 탱크 내로 전달한다. 제 1 기화 탱크는 중합 슬러리의 일부를 예컨대 증기 같은 제 1 유체로 전환시킨다. 제 1 유체는 중합 슬러리로부터의 희석제 및 미분의 일부를 포함한다. 제 2 전달 도관은 제 1 유체를 제 1 사이클론에 전달한다. 제 1 사이클론은 제 1 유체의 일부를 증기 같은 제 2 유체로 전환시킨다. 제 2 유체는 희석제 및 미분의 일부를 포함한다. 제 3 전달 도관은 제 2 유체를 열 교환기 내로 전달한다. 열 교환기는 제 2 유체를 희석제 및 미분을 포함하는 액체로 전환시킨다. 제 4 전달 도관은 액체를 루프 반응기의 중합 슬러리로 복귀시킨다. 이 장치는 또한 제 1 전달 도관 히터와 중합 슬러리 사이의 열 교환을 위해 제 1 전달 도관 히터도 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 미분을 루프 반응기의 중합 슬러리로 복귀시키는 방법을 제공한다. 이 방법은 (i) 중합 슬러리의 일부를 루프 반응기로부터 방출시키고, (ii) 방출 중합 슬러리를 제 1 기화 탱크 내로 전달하고, (iii) 기화 탱크에서 중합 슬러리의 일부를 제 1 유체(이는 희석제와 미분을 포함함)로 전환시키며, (iv) 제 1 유체를 제 1 기화 탱크로부터 제 1 사이클론으로 전달하며, (v) 사이클론에서 제 1 유체의 일부를, 희석제와 미분을 포함하는 제 2 유체로 전환시키고, (vi) 제 2 유체를 열 교환기 내로 전달하고, (vii) 열 교환기에서 제 2 유체를, 희석제와 미분을 포함하는 액체로 전환시킨 다음, (viii) 이 액체를 루프 반응기의 중합 슬러리로 복귀시킴을 포함한다.
본 발명은 2.8파운드/시간-갤런(lbs/hr-gal)보다 큰 공간 시간 수율로 작동되는 루프 반응기에서 중합 슬러리로부터 중합체를 제조하는 장치 및 방법을 추가로 제공한다. 이 경우, 중합체는 액체 매질 및 고형분을 포함하는 중합 슬러리에서 생성된다. 중합 슬러리를 제 1 전달 도관 내로 방출시킨다. 루프 반응기에서 나갈 때 중합 슬러리를 중합 방출물이라고 한다. 중합 방출물을 제 1 전달 도관에서 중합체 고형분의 융해 온도 미만으로 가열한다. 가열된 중합 방출물을 제 1 전달 도관을 통해 제 1 기화 탱크로 전달한다. 제 1 기화 탱크에서는, 액체 매질의 약 50% 내지 약 100%가 기화된다. 열 교환에 의해 증기를 응축시킨다. 중합체 고형분을 제 1 기화 탱크로부터 밀봉 챔버(이는 밀봉 챔버의 중합체 고형분의 부피를압력 밀봉을 유지시키기에 충분하게 유지시키도록 하는 충분한 치수를 가짐)를 통해 제 2 기화 탱크로 방출시킨다. 이어, 중합체 고형분을 제 2 기화 탱크로 전달한다. 제 2 기화 탱크에서는, 제 1 기화 탱크에서의 보다 높은 압력으로부터 제 2 기화시의 보다 낮은 압력으로의 감압에 중합체 고형분을 노출시킨다. 이어, 중합체 고형분을 제 2 기화 탱크로부터 방출시킨다. 또한, 중합 슬러리의 고형분의 중량%는 47보다 클 수 있다. 0.15ft/ft보다 큰 총 재순환 펌핑 헤드/반응기 거리에서 루프 반응기를 작동시킬 수 있다. 200ft 이상의 재순환 펌핑 헤드로 루프 반응기를 작동시킬 수도 있으며, 루프 반응기는 8개보다 많은 수직부, 바람직하게는 10 내지 16개의 수직부, 더욱 바람직하게는 10 내지 12개의 수직부, 가장 바람직하게는 12개의 수직부를 가질 수 있다. 루프 반응기의 중합 슬러리의 부피는 20,000갤런보다 클 수 있다.
본 발명의 목적은 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질 및 중합체 고형분을 포함하는 중합 방출물을 단일 지점 방출 밸브를 통해 슬러리 반응기로부터 연속적으로 제거한 후, 중합체 고형분을 연속적으로 2단계 기화 건조시키고; 밀봉 챔버 출구 리듀서를 통해 제 2 전달 도관 내로 또한 제 2 기화 탱크 내로 중합체 고형분을 연속적으로 방출시키면서(이렇게 하면 제 1 기화 탱크에서 막히지 않게 된다), 제 1 기화 탱크가 제 2 기화 탱크보다 실질적으로 더 큰 압력하에 작동될 수 있도록 압력 밀봉을 제공하는 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버에서 연속적으로 고형분 수준을 조절하며; 압축보다는 열 교환에 의해 불활성 희석제 증기의 약 50% 내지 약 100%를 연속적으로 액화시키는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬러리 반응기 상의 침강 다리를 필요하지 않게 하고, 침강 다리의 내용물의 주기적인 방출에 의해 야기되는 슬러리 반응기의 간헐적인 고압 펄스를 없애는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 침강 다리에서 막힐 가능성을 없앰으로써 안전성을 개선시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방출 밸브 하류의 장치가 막히지 않도록 하는 것이다. 중합 반응기의 침강 다리에서는, 중합이 계속되고, 반응열이 액체 매질을 추가로 가열하며, 중합체 고형분중 일부가 용해되거나 서로 융해될 가능성이 있다. 침강 다리의 내용물이 방출 밸브를 통과하여 나갈 때, 압력 강하가 액체 매질중 일부를 기화시켜, 나머지 액체 매질이 냉각됨으로써, 용해된 중합체가 침전되고 이것이 하류의 장치를 막히게 하는 경향이 있다. 침강 다리의 필요성이 없는 본 발명은 또한 중합체 고형분의 최초 용해 또는 융해를 피함으로써 하류 장치가 막힐 가능성도 없앤다.
본 발명의 다른 목적은 액체 매질을 연속적으로 방출하고 액체 매질의 에틸렌 농도를 증가시킴(예컨대, 반응기 유출구에서 4중량% 이상, 바람직하게는 4 내지 8중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 7중량%)으로써 반응기 처리량을 증가시키는 것이다. 침강 다리는 침강 다리 내에서의 가속화된 반응에 의해 하류 장치를 막는 경향이 증가되기 때문에 에틸렌 농도를 제한한다. 연속적인 중합 방출물 슬러리 유동은 반응기의 액체 희석제에서의 에틸렌 용해도에 의해서만 에틸렌 농도가 제한되도록 함으로써, 중합에 특이적인 반응 속도를 증가시키고 반응기 처리량을 증가시킨다.
본 발명의 다른 목적은 루프 반응기의 중합 대역에서 순환되는 중합 슬러리중 중합체 고형분의 중량%를 증가시키는 것이다. 바람직하게는, 중합 슬러리중 중합체 고형분의 중량%는 45보다 크고, 더욱 바람직하게는 45 내지 65이며, 더더욱 바람직하게는 50 내지 65이고, 가장 바람직하게는 55 내지 65이다.
본 발명의 또 다른 목적은 파운드/시간-갤런(lbs/hr-gal) 단위로 표시되는 공간 시간 수율(STY)을 증가시키는 것이다. 바람직하게는, STY는 2.6보다 크고, 더욱 바람직하게는 2.6 내지 4.0이고, 가장 바람직하게는 3.3 내지 4.0이다.
본 발명의 다른 요지, 목적 및 이점은 하기 상세한 설명과 도 1 및 도 2로부터 명백해질 것이다.
청구된 장치 및 방법은 아래 이점을 비롯하여 종래 기술에 비해 몇 가지 이점을 제공한다: (1) 방출 밸브를 통한 중합 슬러리 방출물의 방출 지점으로부터 제 1 기화 탱크; 밀봉 챔버; 밀봉 챔버 출구 리듀서; 제 2 기화 탱크까지 슬러리 반응기의 내용물을 연속적으로 처리할 수 있음; (2) 루프 반응기 액체 매질중의 에틸렌 농도를 상당히 증가시킴으로써 반응기 처리량을 증가시킴; (3) 중합 슬러리중 중합체 고형분의 중량%를 상당히 증가시킴; (4) 반응기 공간 시간 수율을 상당히 증가시킴; 및 (5) 반응기 증기-액체 방출물을 압축 및/또는 증류시킬 필요를 감소시킴으로써 에너지 소비를 감소시킴. 재순환 압축기 및 다른 하류 장치를 크기 면에서 감소시키거나 없앨 수 있다.
본 발명은 슬러리 중합 공정에서 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리시키는 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리시키고, 중합체를 건조시킨 다음, 희석제 증기를 중합 공정에 재사용하기 위하여 응축시켜 액체 희석제를 만드는데 필요한 압축을 감소시키면서 희석제 및 미반응 단량체를 회수하는 장치에 관한 것이다. 다른 요지에서, 본 발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리시키는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 액체 매질로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리시키고, 중합체를 건조시킨 후, 중합 공정에 재사용하기 위하여 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 회수하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 촉매, 단량체 및 임의적으로는 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제 및 이들의 혼합물중 하나 이상을 반응기 내로 공급하고(이 때 촉매는 다중 촉매 유입구로부터 반응기에 공급됨), 반응기로부터 중합체를 회수함을 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 탄화수소 희석제 중에서 단량체를 반응시켜, 액체 매질중 중합체 고형분의 중합 슬러리를 형성시키고; 중합 슬러리의 일부를, 둘 이상의 방출 도관을 통해 방출되는 액체 매질중 방출되는 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 슬러리 방출물로서 방출시키며; 둘 이상의 방출 도관으로부터의 방출물을 합하고; 제 1 기화(flash)에서 합쳐진 방출물을 기화시켜, 제 1 기화 증기 및 제 1 기화 슬러리를 형성시킨 다음; 압축시키지 않으면서 제 1 기화 증기의 적어도 일부를 응축시킴을 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 다중 촉매 유입구; 하나 이상의 공급물 유입구; 하나 이상의 방출 도관; 및 반응기 내의 하나 이상의 순환장치를 포함하는 슬러리 루프 반응기에 관한 것으로, 이 때 촉매 유입구는 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따라 희석제 및 미반응 단량체로부터 중합체 고형분을 연속적으로 분리하는 장치를 도시하는 도식이다.
도 3은 루프 반응기 및 순환되는 중합 슬러리 내로 일정 거리만큼 연장되는, 개구를 갖는 방출 도관의 확대 단면도이다.
도 4는 압력 제어 시스템의 개략도이다.
도 5는 다중 촉매 유입구, 공급물 유입구, 순환장치 및 방출 도관을 갖는 루프 반응기의 개략도이다.
도 6은 3개의 공급물 유입구의 "대칭 지점"의 예를 도시하는 개략도이다.
도 7은 루프 반응기의 바닥부 구간의 한 유형을 예시하는 개략도이다.
본원에 사용되는 용어 "중합 슬러리"는 루프 반응기 내에서 순환되는 중합체 고형분 및 액체를 포함하는 실질적인 2상 조성물을 의미한다. 고형분은 촉매 및 폴리에틸렌 같은 중합된 올레핀을 포함한다. 액체는 아이소뷰테인 같은 불활성 희석제, 및 용해된 단량체, 공단량체, 분자량 조절제(예: 수소), 대전방지제, 오염 방지제, 소거제 및 다른 공정 첨가제를 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "공간 시간 수율"(STY)은 루프 반응기 단위 부피 또는 중합 슬러리 단위 부피당 중합체의 생성 속도를 의미한다.
본원에 사용되는 "촉매 생산성"이란 용어는 루프 반응기 내로 도입되는 촉매의 중량당 생성되는 중합체의 중량을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "중합체 체류 시간"은 중합체 입자가 루프 반응기 내에 머무르는 평균 지속기간을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "다중"은 하나보다 많음을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "일정한 반응 동력학"이란, 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취된 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 높은 값의 20% 이내에 있음을 의미한다.
본원에 사용되는 "대칭 지점"은 루프 반응기의 전체 길이를 따라 동일 거리에 있는 지점을 의미한다. 예를 들어, 길이 1200ft의 루프 반응기의 경우, 두 대칭 지점은 600ft 이격되며, 세 대칭 지점은 400ft 이격되고, 4 대칭 지점은 300ft 이격된다. 비제한적인 예로서, 반응기의 대칭 지점에 위치한 3개의 촉매 유입구는 1200ft 반응기에서 400ft 이격되어 위치된다. 또한, 비제한적인 예로서, 1200ft 반응기의 경우, 대칭 지점의 25% 내에 위치된 3개의 공급물 유입구는 각각 400ft 대칭 지점의 25% 내에 또는 300 내지 500ft 이격되어 위치되며, 이들 구성요소중 하나 이상은 서로로부터 동일 거리에 존재하지 않는다. 예를 들어, 3개의 촉매 유입구를 갖는 1200ft 루프 반응기의 경우, 제 1 및 제 2 촉매 유입구가 400ft 이격되고 제 3 유입구가 제 2 촉매 유입구로부터 300ft, 그리고 제 1 유입구로부터 500ft 이격되어 위치되는 것은 본 발명의 영역 내에 있다.
본원에 사용되는 용어 "기화 슬러리"는 연행된(흡수된) 액체 매질 및 연행된 기화 증기(존재하는 경우)를 함유하는 중합체 고형분 및/또는 "자유-유동" 액체 매질중에 슬러리화된 이러한 중합체 고형분을 의미한다.
본 발명은 올레핀 중합에 의해 생성된 슬러리를 비롯한, 중합체 고형분 및 불활성 희석제와 미반응 중합성 단량체를 함유하는 액체 매질의 슬러리를 포함하는 임의의 혼합물에 적용될 수 있다. 이러한 반응에 통상적으로 사용되는 올레핀 단량체는 바람직하게는 분자당 2 내지 8개의 탄소원자를 갖는 1-올레핀을 포함한다. 전형적인 예는 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐을 포함한다. 다른 예는 스타이렌 및 알킬-치환된 스타이렌 같은 비닐 방향족 단량체; 아이소뷰틸렌 같은 쌍을 같은 자리로(geminally) 배치된 단량체; 및 노보넨 및 비닐 노보넨 같은 환상 올레핀을 포함한다. 이러한 올레핀 중합에 사용되는 전형적인 희석제는 분자당 3 내지 8개, 바람직하게는 3 내지 4개의 탄소원자를 갖는 포화 지방족 탄화수소, 예컨대 프로페인, 아이소뷰테인, 프로필렌, n-뷰테인, n-펜테인, 아이소펜테인, n-헥세인, 아이소옥테인 등을 포함한다. 이들 희석제 중에서, 분자당 3 내지 4개의 탄소원자를 갖는 것이 바람직하고, 아이소뷰테인이 가장 바람직하다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 중합 방출물의 방출 속도는 단일 지점 방출 밸브를 통해, 또한 제 1 기화 탱크 및 연결된 증기 회수 및 고형분 회수 시스템을 통해, 액화된 중합 방출물의 방출 지점으로부터 슬러리 루프 반응기에서의 공정 스트림이 연속적으로 유동하도록 하는 속도이다. 중합 방출물의 방출 속도는 슬러리 반응기에서 일정한 압력을 유지시키고 슬러리 반응기의 침강 다리에서 발생되는 반응기 내용물중 일부의 방출에 수반되는 간헐적인 고압 펄스를 없애도록 하는 속도이다.
반응기로부터 방출되는 중합 방출물이 기화를 위해 제 1 기화 탱크로 전달되는 동안 가열되는 온도는 중합체의 융해 온도 미만이다. 이는, 이 제 1 전달 도관을 적절히 가열함으로써 달성될 수 있다. 이 제 1 도관을 통해 제 1 기화 탱크로 전달되는 동안 중합 방출물에 공급되는 열량은 바람직하게는 제 1 기화 탱크에서 기화되어야 하는 불활성 희석제의 양의 기화열에 상응하는 열량 이상이어야 한다. 이에 의해, 제 1 기화 탱크에서 농축된 중합체 고형분이 제공되며, 이는 제 2 기화 탱크로 보내져서 보다 높은 고형분 온도의 제 2 기화 탱크를 통과하여, 제 2 기화 탱크의 작동에 의한 이러한 중합체 고형분의 공극에 잔류하는 희석제의 제거가 용이해진다. 제 1 전달 도관을 통해 제 1 기화 탱크로 전달되는 동안 중합 방출물에 전달되는 열량은, 이렇게 전달되는 열량이, 중합체 고형분이 융해되거나 또는 서로 응집되는 경향이 있는 온도까지 가열되도록 하지 않는다면, 더욱 더 클 수 있다.
농축된 중합체 고형분/슬러리는 제 1 기화 탱크로부터 방출되어, 농축된 중합체 고형분/슬러리의 부피가 출구 밀봉 챔버에서 압력 밀봉을 유지시키기에 충분한 부피를 유지하기에 충분한 부피를 제공하도록 하는 길이(l) 및 직경(d)의 제 1 기화 탱크 출구 밀봉 챔버 내로 보내진다. 농축된 중합체 고형분/슬러리는 출구 밀봉 챔버 리듀서를 통해 출구 밀봉 챔버로부터 방출되어 제 2 전달 도관으로 보내지며, 이 제 2 전달 도관은 농축된 중합체 고형분/슬러리를 플러그 유동으로서 제 2 기화 탱크로 전달한다. 출구 밀봉 챔버 리듀서는 농축된 중합체 고형분/슬러리의 미끄럼 각도 이상의, 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정된다.
제 1 기화 단계의 압력은 희석제 및 미반응 단량체의 특성과 중합 방출물의 온도에 따라 달라진다. 전형적으로는, 약 140psia 내지 약 315psia, 더욱 바람직하게는 약 200psia 내지 약 315psia; 더욱 바람직하게는 약 200psia 내지 약 270psia; 가장 바람직하게는 약 225psia 내지 약 250psia의 압력을 사용할 수 있다.
제 1 기화 단계로부터의 증기를 응축시키는데 사용되는데 열 교환 유체는 약 65℉ 내지 약 150℉이다. 바람직한 실시태양에서는 약 75℉ 내지 약 140℉의 열 교환 유체를 사용한다. 가장 바람직한 실시태양에서는 약 85℉ 내지 약 130℉의 열 교환 유체를 사용한다.
큰 루프 반응기가 사용되는 경우에는 일정한 반응 동력학을 유지하는 것이 바람직하다. 큰 루프 반응기에서는, 미반응 단량체 같은 반응물의 농도가 공급물 유입구에서 또한 공급물 유입구 바로 하류에서 높다. 이들 반응물의 농도는 반응이 진행됨에 따라 루프 길이를 따라 감소된다. 이 현상은 루프를 따른 반응물 농도 구배를 생성시키는데, 이로 인해 생산 수율이 보다 낮아지고 최종 생성물의 품질에 문제가 생기며 반응기 제어가 어려워질 수 있다. 따라서, 반응물에 대해 다중 공급물 유입구를 사용함으로써 이들 농도 구배를 감소시키는 것이 바람직하다. 비슷한 이유로, 촉매, 조촉매, 중합체 개질제 및/또는 공정 첨가제에 대해 다중 유입구를 사용함으로써, 이들 성분을 고르게 분포시키는 것이 바람직하다.
"일정한 반응 동력학"은 본원에서 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취된 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 높은 값의 20% 이내에 있는 것으로 정의된다. 도 5에 도시된 비제한적인 실시예의 경우, 반응동안 동일한 시간에 두 샘플링 포트(505, 506)로부터 두 가지 샘플을 채취하고 미반응 에틸렌의 농도에 대해 분석한다. 2개의 값, 즉 4.0중량% 및 3.5중량%가 수득된다. 따라서, 두 밸브의 차이는 0.5중량%이고, 이는 보다 높은 값의 20%(즉, 4.0중량%의 20%) 이내에 있다. 이는 루프 반응기가 "일정한 반응 동력학"을 가짐을 나타낸다. 두 샘플링 포트(505, 506)의 위치는 루프 반응기를 따라 임의대로 위치할 수 있다. 농도 분석에 이용되는 방법은 두 샘플을 분석하는데 동일한 방법이 이용되기만 하면 임의의 공지된 방법일 수 있다.
본 방법의 한 요지는 다중 촉매 유입구(비제한적인 예시로서, 502A, 502B, 502C, 502D)로부터 루프 반응기 내로 공급되는 촉매를 사용하여 큰 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 것이다. 바람직하게는, 이 방법은 단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대해 하나 이상, 바람직하게는 다중 공급물 유입구(503A, 503B, 503C, 503D)를 포함한다. 중합체 개질제를 사용하여 중합체 구조 및 특성을 변화시킬 수 있다. 공정 첨가제를 사용하여 큰 루프 반응기를 작동시키는 공전 효과를 감소시키는 것과 같이 반응기 작동 효율을 개선시킬 수 있다. 본 개시내용의 이점을 숙지한 당해 분야의 숙련자가 쉽게 도출해내듯이, 다수의 상이한 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제 및 공정 첨가제를 이 방법에 사용할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 에틸렌 중합에서는, 루프 반응기(1)를 따라 비교적 일정한 에틸렌 농도를 유지하기 위하여 공급물 유입구(503A, 503B, 503C, 503D)중 하나 이상을 통해 에틸렌을 공급할 수 있다. 공정은 바람직하게는 루프 반응기에 하나 이상의 순환장치(501A, 501B, 501C 및/또는 501D)도 포함한다. 더욱 바람직하게는, 순환장치는 펌프이고/이거나 루프 반응기에서 순환되는 슬러리의 압력을 증가시키는 모터(507) 구동 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 한 실시태양에서, 촉매 유입구(502A, 502B, 502C 및/또는 502D)중 하나 이상은 순환장치(501A, 501B, 501C 및/또는 501D)의 흡입 말단에 위치한다. 하나 이상의 공급물 유입구(503A, 503B, 503C 및/또는 503D)는 바람직하게는 하나 이상의 순환장치의 방출 말단에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 동일한 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치하는 하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 있다.
촉매 유입구, 순환장치 및 공급물 유입구는 루프 반응기를 따라 일정한 반응 동력학을 유지시키기 위해 루프 반응기를 따라 전략적으로, 통상적으로는 대칭 지점의 45% 이내에, 바람직하게는 대칭 지점의 25% 이내에, 더욱 바람직하게는 대칭 지점의 10% 이내에, 가장 바람직하게는 대칭 지점에 위치한다. "대칭 지점"이란, 루프 반응기의 전체 길이를 따라 동일 거리에 있는 지점을 의미한다. 예를 들어, 1200ft 길이의 루프 반응기의 경우, 두 대칭 지점은 600ft 이격되고, 세 대칭 지점은 400ft 이격되며, 네 대칭 지점은 300ft 이격된다. 비제한적인 예로서, 반응기의 대칭 지점에 위치되는 3개의 촉매 유입구는 1200ft 반응기의 경우 400ft 이격되어 위치된다.
이는 도 6의 비제한적인 예시에 의해 더욱 잘 이해될 수 있다. 도 6은 대칭지점(A, B, C)이 400ft 이격된 1200ft 반응기를 도시하고 있다. A와 A1 사이의 거리는 400ft의 25%, 즉 100ft이다. A와 A2 사이의 거리는 400ft의 10%, 즉 40ft이다. 대칭 지점의 25% 내에 위치되는 3개의 공급물 유입구는 각각 400ft 대칭 지점의 25% 이내에 위치하거나 또는 300ft(A1과 B 사이) 내지 500ft(C와 A1 사이) 이격되어 위치된다. 이들 구성요소중 하나 이상이 다른 것으로부터 동일 거리에 있지 않는 것으로 이해된다. 예를 들어, 3개의 촉매 유입구를 갖는 1200ft 루프 반응기의 경우, 제 1 및 제 2 촉매 유입구가 400ft 이격되어 있고, 제 3 유입구가 제 2 촉매 유입구로부터 300ft, 또한 제 1 촉매 유입구로부터 500ft 이격되어 있는 경우, 이는 본 발명의 영역 내에 속한다.
루프 반응기 길이는 750ft 이상, 바람직하게는 1,000ft 이상, 더욱 바람직하게는 1,400ft 이상일 수 있다. 독립적으로, 루프 반응기는 6개 이상, 바람직하게는 8개 이상, 더욱 바람직하게는 12개 이상의 수직부를 가질 수 있다. 또한 독립적으로, 루프 반응기는 또한 10,000갤런 이상, 바람직하게는 20,000갤런 이상, 더욱 바람직하게는 35,000갤런 이상, 가장 바람직하게는 40,000갤런 이상의 부피를 가질 수 있다.
예컨대 1,000ft 길이의 루프 반응기(1)를 따라 4개의 순환장치(501A, 501B, 501C, 501D)를 전략적으로 위치시키는 도 5로 다시 돌아가서, 4개의 순환장치의 대칭 지점은 250ft 이격된다. 순환장치(501A, 501B, 501C, 501D)의 가장 바람직한 위치는 대칭 지점에 위치하는 것이다. 4개의 순환장치는 서로로부터 약 250ft 이격된다. 촉매 유입구(502A, 502B, 502C, 502D) 및 공급물 유입구(503A, 503B,503C, 503D)도 이상적으로는 루프 반응기를 따라 대칭 지점에 고르게 이격되며, 바람직하게는 동일한 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 존재한다. 도 5가, 4개의 순환장치 각각이 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 촉매 유입구 및 공급물 유입구를 갖는 예를 도시하고 있기는 하지만, 그렇게 작동될 필요는 없다. 본 개시내용의 이점을 숙지한 당해 분야의 숙련자가 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 순환장치, 촉매 유입구 및 공급물 유입구 배치의 다수의 조합을 작동시킴으로써 일정한 반응 동력학을 달성할 수 있다. 에를 들어, 2개의 순환장치, 3개의 촉매 유입구 및 4개의 공급물 유입구를 갖는 몇몇 적용예에서 일정한 반응 동력학이 달성될 수 있다.
"일정한 반응 동력학"이 루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 높은 값의 20% 이내에 있는 것으로서 정의되지만, 두 반응물 단량체 농도의 차이가 보다 높은 값의 10% 이내에 있는 것이 바람직하고, 보다 높은 값의 5% 이내에 있는 것이 더욱 바람직하다. 촉매 유입구, 공급물 유입구 및 순환장치를 상기 개시된 바와 같이 전략적으로 위치시킴으로써, 또한 본 개시내용의 이점을 숙지한 당해 분야의 숙련자가 용이하게 도출해내는 바와 같이 순환장치, 촉매 유입구 및 공급물 유입구 배치의 다수의 조합을 작동시킴으로써, 이를 달성할 수 있다.
본 발명의 다른 요지는, 탄화수소 희석제 중에서 단량체를 반응시켜, 액체 매질중 중합체 고형분의 중합 슬러리를 제조하고; 둘 이상의 방출 도관을 통해, 방출되는 액체 매질중 방출되는 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 방출물로서 중합슬러리의 일부를 방출시키고; 둘 이상의 방출 도관으로부터의 방출물을 합치고; 합친 방출물을 제 1 기화시 기화시켜, 제 1 기화 증기 및 제 1 기화 슬러리를 형성시키며; 압축시키지 않으면서 제 1 기화 증기의 적어도 일부를 응축시킴을 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 것이다. 다중 방출 도관의 비제한적인 도식은 도 5에서 504A 및 504B로 도시되어 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 방출 도관(504A, 504B)을 통한 슬러리 방출물의 방출이 연속적이고, 더욱 바람직하게는 둘 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출이 연속적이다. 다중 방출 도관을 사용하면, 방출 도관 하나의 작동이 중지될 때에도 제조가 지속될 수 있다.
또한 바람직하게는, 모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관(508) 내로 합칠 수 있다. 다중 슬러리 방출 양상은 단독으로 또는 본원에 기재된 본 발명의 다른 모든 양상과 함께 수행될 수 있는 것으로 생각된다.
방출 도관은 루프 반응기를 따라 전략적으로, 통상적으로는 대칭 지점의 45% 이내에, 바람직하게는 대칭 지점의 25% 이내에, 더욱 바람직하게는 대칭 지점의 10% 이내에, 가장 바람직하게는 대칭 지점에 위치한다. 도 5는 두 방출 도관(504A, 504B)이 루프 반응기(1)의 바닥부 구간에 또는 그 근처에 위치되는 디자인을 도시하고 있다. 루프 반응기의 하나 이상의 바닥부 구간은 바람직하게는 180。굴곡부이다. 각 굴곡부에 더 많은 방출 도관이 제공될 수 있지만, 반응기의 별도의 180。굴곡부 바닥부 구간 내에 둘 이상의 방출 도관이 각각 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 하나의 바닥부 구간 당 하나의 방출 도관이 위치하는 것이 바람직하다. 두 방출 도관으로부터의 슬러리는 바람직하게는 하나의 전달 도관(508) 내로 합쳐진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 방출 도관은 바닥부 구간의 중심(7C)의 45。 이내(7A와 7B 사이)에 바람직하게 위치된다. 바람직하게는, 이 위치는 180。굴곡부의 중심의 25。이내이다. 더욱 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심의 10。이내에 있다. 가장 바람직하게는, 방출 도관은 180。굴곡부의 중심(7C)에 위치한다.
상기 기재된 바와 같이, 루프 반응기 길이는 750ft 이상, 바람직하게는 1,000ft 이상, 더욱 바람직하게는 1,400ft 이상일 수 있다. 독립적으로, 루프 반응기는 6개 이상, 바람직하게는 8개 이상, 더욱 바람직하게는 12개 이상의 수직부를 가질 수 있다. 또한 독립적으로, 루프 반응기는 10,000갤런 이상, 바람직하게는 20,000갤런 이상, 더욱 바람직하게는 35,000갤런 이상, 가장 바람직하게는 40,000갤런 이상의 부피를 가질 수 있다. 개시된 특징부를 모두 갖는 본 발명의 한 실시태양에서는, 1,350ft보다 큰 길이, 바람직하게는 1,400ft보다 큰 길이, 더욱 바람직하게는 1,450ft보다 큰 길이를 갖는 루프 반응기가 효과적으로 작동될 수 있다. 다른 바람직한 실시태양에서는, 8개보다 많은 수직부, 바람직하게는 10개보다 많은 수직부, 더욱 바람직하게는 12개보다 많은 수직부를 갖는 루프 반응기가 효과적으로 작동될 수 있다.
본 발명의 몇몇 다른 요지는 본 발명의 실시태양을 포함하는 시스템을 도시하는 도 1을 참조함으로써 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1에 도시된 실시태양에서는, 루프 반응기(1)에서 중합을 수행한다. 루프 반응기(1)가 4개의 수직부를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 루프 반응기(1)에는 더욱 많은 수직부, 바람직하게는 8개 이상의 수직부, 더욱 바람직하게는 8 내지 20개의 수직부, 더더욱 바람직하게는 8 내지 16개의 수직부, 가장 바람직하게는 12개의 수직부가 설치될 수 있는 것으로 이해된다. 축방향 유동 펌프(2A, 2B) 같은 하나 이상의 펌프에 의해, 중합 슬러리가 루프 반응기(1) 전체를 화살표(A 내지 D)에 의해 표시되는 바와 같이 방향성 있게 순환된다. 바람직하게는, 루프 반응기(1)에는 다중 펌프가 설치되어 있으며, 각각의 펌프에는 짝수개의 다리(예컨대, 4개, 6개, 8개 등)가 제공된다. 희석제, 공단량체 및 단량체를 개별적인 처리상(37, 38, 39)을 통해, 이어 도관(6)에 연결된 도관(5, 4, 3)을 통해, 희석제 저장 용기(40), 공단량체 저장 용기(41) 및 단량체 저장 용기(42)로부터 루프 반응기(1) 내로 도입한다. 하나 이상의 촉매 공급 시스템(7A, 7B)을 통해 촉매를 루프 반응기(1)에 첨가한다. 통상적으로, 촉매는 탄화수소 희석제 내에 도입된다.
방출 도관(8A)을 통해 연속적으로 방출시킴으로써, 중합 슬러리를 루프 반응기로부터 제거할 수 있다. 루프 반응기(1)에는 하나 이상의 방출 도관(8A)이 설치될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 방출 도관(들)(8A)은 연속적인 방식 또는 불연속적인 방식으로 작동될 수 있으나, 바람직하게는 연속적인 방식으로 작동되는 것으로 이해된다. 방출 도관(8A)은 루프 반응기(1)의 벽의 일부를 통해 일정 거리만큼 순환되는 중합 슬러리 내로 연장된다. 중합 슬러리 내로 일정 거리만큼 연장됨으로써, 방출 도관(8A)은 루프 반응기(1)의 내벽 근처 또는 그에 인접한 구역으로부터 순환되는 중합 슬러리 내로 연장된 거리까지로 한정된 구역에 걸쳐 순환되는 중합 슬러리로부터 중합 방출물을 제거할 수 있다. 이러한 방식으로, 다른 순환되는 중합 슬러리중의 중합체 고형분의 중량%보다 높은 중량%의 중합체 고형분이 도관(8A) 내에 형성될 수 있으며, 궁극적으로는 루프 반응기(1)로부터 제거될 수 있다. 압력 제어 시스템(도 1에는 도시되지 않음)을 도관(8A)과 제휴하여 작동시킨다. 방출 도관(8A) 및 압력 제어 시스템(410)은 도 3 및 4에 더욱 명확하게 도시되어 있으며, 이후 보다 상세히 논의될 것이다.
중합 방출물은 방출 도관(8A)으로부터 방출 밸브(8B)를 거쳐 라인 히터(10)가 제공된 도관(9)으로 통과되는데, 도관(9)은 제 1 기화 탱크(11) 내로 연결되며, 제 1 기화 탱크(11)는 기화된 액체 매질을 중합체 슬러리/고형분으로부터 분리시킨다. 도관(9)은 기화 라인 히터(10) 같은 간접적인 열 교환 수단을 갖는다.
희석제 및 미반응 단량체를 포함하는 기화된 액체 매질은 전달 도관(12)을 거쳐 제 1 기화 탱크(11)를 나가서, 사이클론 같은 분리기(13) 내로 통과되며, 분리기(13)는 연행된 중합체 고형분을 증기로부터 분리시킨다. 사이클론(13)에 의해 분리된 중합체 고형분은 도관(14)을 거쳐, 사이클론(13) 아래의 압력 밀봉을 보다 낮은 압력의 제 2 기화 탱크(15)까지 유지시키도록 디자인된 이중 밸브 어셈블리(14A)를 통해 통과된다.
이중 밸브 어셈블리(14A)는 밸브(14B, 14C)를 포함한다. 도관(14)과 함께밸브 어셈블리(14A)는 사이클론(13)으로부터 도관(14)에 수집된 중합체 고형분을 주기적으로 방출시키도록 작동한다. 밸브 어셈블리(14A)는 또한 사이클론(13)에서의 보다 높은 압력 환경과 제 2 기화 탱크(15)에서의 보다 낮은 압력 환경 사이에서 압력 차이를 유지시킨다. 밸브 어셈블리(14A)를 작동시키면 밸브(14B, 14C)가 연속적으로 열리고 닫힌다. 이러한 일련의 작동이 개시될 때, 밸브(14B)는 열리고 밸브(14C)는 닫혀서, 사이클론(13)으로부터의 중합체 고형분이 도관(14)에 수집되도록 한다. 시간이 경과되고/되거나 충분한 중합체 고형분이 도관(14)에 수집되면, 밸브(14B)가 닫혀서 도관(14) 내에 사이클론(13)으로부터의 고압 환경의 일부가 포획되도록 한다. 밸브(14B)가 닫힌 후에는, 밸브(14C)가 열리고, 도관(14)에 수집된 중합체 고형분은 도관(14)의 보다 높은 압력 환경과 기화 탱크(15)의 보다 낮은 압력 환경 사이의 압력 차이에 의해 기화 탱크(15) 내로 강력하게 방출된다. 도관(14)으로부터 기화 탱크(15) 내로 중합체를 방출한 후, 밸브(14C)가 닫힌다. 밸브(14C)가 닫히면, 밸브(14B)가 열리고, 이 때 중합체 고형분은 다시 사이클론(13)으로부터 도관(14)에 수집된다. 상기 일련의 작동을 반복한다.
제 1 기화 탱크(11)로 돌아가서, 제 1 기화 탱크(11)의 바닥부의 농축된 중합체 고형분/슬러리는 직선 바닥부 표면(16)을 따라 밀봉 챔버(17)(도 2에 확대됨) 내로 미끄러져 들어감으로써 연속적으로 침강된다. 중합체 고형분/슬러리 수준(43)을 밀봉 챔버(17) 내에서 유지시켜, 제 1 기화 탱크(11)에서의 막힘 경향을 없애고, 제 1 기화 탱크(11)가 제 2 기화 탱크(15)보다 실질적으로 더 높은 압력에서 작동될 수 있도록 압력 밀봉을 형성시킨다. 중합체 슬러리/고형분을 밀봉 챔버(17)로부터 보다 낮은 압력의 제 2 기화 탱크(15) 내로 연속해서 방출시킨다. 밀봉 챔버(17)의 길이(l), 직경(d) 및 부피, 및 밀봉 챔버 출구 리듀서(18)의 기하학적 형태는, 가변적인 체류 시간을 제공하고 농축된 중합체 고형분/슬러리의 연속적인 플러그 유동을 제공하여 "사용되지 않는(dead)" 공간을 최소화시키고 막힘 경향을 감소시키도록 선택된다. 밀봉 챔버(17) 길이는 입자(중합체 고형분) 수준을 측정 및 제어할 수 있도록 하기에 충분해야 한다.
핵 수준 지시 시스템(18D)에 의해 입자 수준을 측정 및 제어할 수 있다. 핵 수준 지시 시스템(18D)은 핵 방사선원(도시되지 않음) 및 수준 지시 제어기(18B)와 신호 연통되는 수용기 또는 수준 구성요소(18A)를 포함한다. 작동시, 수준 구성요소(18A)는 밀봉 챔버(17)내의 미립자 수준에 비례하는 신호를 발생시킨다. 이 신호는 수준 지시 제어기(18B)로 전달된다. 이 신호 및 미리 설정된 값에 반응하여, 수준 지시 제어기(18B)는 도관(점선(18C)으로 도시됨)을 통해 제어 밸브(18E)로 신호를 보낸다. 제어 밸브(18E)는 중합체 고형분의 도관(19) 내로의 방출을 선택적으로 제어한다.
밀봉 챔버(17)에서의 농축된 중합체 고형분/슬러리의 전형적인 체류 시간은 5초 내지 10분이고, 바람직한 체류 시간은 10초 내지 2분이며, 가장 바람직한 체류 시간은 15초 내지 45초이다. 농축된 중합체 고형분/슬러리의 연속적인 플러그 유동은 압력 밀봉을 형성하고, 이 때 농축된 중합체 고형분/슬러리는 밀봉 챔버(17) 내부의 l/d 비(이는 전형적으로는 1.5 내지 8임)를 갖는데, 바람직한 l/d는 2 내지 6이고, 가장 바람직한 l/d는 2.2 내지 3이다. 전형적으로, 밀봉 챔버 출구 리듀서(18) 측부는 수평에 대해 60 내지 85。, 바람직하게는 65 내지 80。, 가장 바람직하게는 68 내지 75。 경사져 있다. 밀봉 챔버 출구 리듀서(18)의 기하학적 형태는 농축된 중합체 슬러리/고형분의 미끄럼 각도 이상인 수평에 대한 각도로 경사진 실질적인 직선 측부에 의해 한정되며, 농축된 중합체 고형분/슬러리를 제 2 전달 도관(19)으로 전달하는데, 이 도관은 기화 탱크(15)의 공급물 유입구와 연통되어 있다. 기화 탱크(15)에서는, 농축된 중합 방출물 중의 임의의 잔류하는 불활성 희석제 및 미반응 단량체를 실질적으로 모두 기화시키고, 오버헤드로 취하여 도관(20)을 거쳐 제 2 사이클론(21)으로 보낸다.
사이클론(13)과 관련하여, 중합 방출물중의 액체 매질의 대부분은 사이클론(13)으로부터 증기로서 취해질 수 있다. 연행된 촉매 및 중합체 고형분중 일부가 제거된 후의 증기를 도관(22)을 거쳐 열 교환 시스템(23A)을 통해 통과시키며, 열 교환 시스템(23A)에서는 압축시켜야 할 필요성을 없애기 위해 약 140psia 내지 약 315psia의 증기를 열 교환 유체와의 간접적인 열 교환에 의해 응축시킨다. 사이클론(13)에 의해 제거되지 않은 연행된 촉매 및 중합체 고형분 부분은 통상 크기가 더 작으며, "미분", "중합체 미분" 및/또는 "촉매 미분"으로 일컬어질 수 있다. 이들 미분은 통상 미반응 촉매 및/또는 반응중인 촉매를 포함한다.
열 교환 시스템(23A)은 열 교환기(23E), 및 도관(23C)에 의해 열 교환기(23E)에 연결되는 조절수(tempered water) 순환 펌프(23B)를 포함한다. 조절수 온도 제어 밸브(23D)는 각각 도관(23F, 23G)에 의해 열 교환기(23E) 및 물 순환 폄프(23B)에 연결된다. 냉각수 공급원(도시되지 않음)으로부터의 냉각수는 냉각수 도관(23A)을 거쳐 제어 밸브(23D)와 순환 펌프(23B) 사이의 도관(23G) 내로 운반된다. 온도 지시 제어기(TIC)(23J)는 제어 밸브(23D)와 도관(23C) 사이에 연결된다. 제어기(23J)와 도관(23C) 사이에는 온도 구성요소(23K)가 존재한다.
열 교환 시스템(23A)은 열 교환기(23E)에서 응축되는 증기의 양을 조절하도록 작동된다. 이는, 열 교환기(23E)에서 형성되는 가열된 물을 비움으로써 도관(23H)으로부터 도관(23G) 내로 도입되는 냉각수의 유동을 조절함에 의해 달성된다. 열 교환기(23E)로부터의 가열된 물을 도관(23F)을 거쳐 제어 밸브(23D)로 운송한다. 가열된 물은 도관(23I)을 거쳐 제어 밸브(23D)를 나간다.
더욱 구체적으로, 도관(23G)으로 들어가는 도관(23H)으로부터의 냉각수는 도관(23G)에서 순환되는 조절수와 혼합되고, 이들의 혼합물이 펌프(23B)로 들어간다. 펌프(23B)에서 나온 물은 도관(23C)으로 들어가고, 그의 일부는 열 교환기(23E)로 가는 경로에서 온도 구성요소(23K)와 접촉한다. 온도 구성요소(23K)는 도관(23C)의 온도에 비례하는 신호를 발생시킨다. 이 신호는 온도 지시 제어기(23J)로 전달된다. 이 신호 및 미리 설정된 온도 값에 반응하여, 온도 지시 제어기(23J)는 신호 도관(점선(23L)으로 도시됨)을 통해 신호를 제어 밸브(23D)로 보낸다. 제어 밸브(23D)는 도관(23I)을 통해 열 교환 시스템(24A)을 나가는 가열된 물의 부피를 조절한다.
열 교환기(23E)에서 생성된 응축된 액체 매질은 희석제, 미반응/반응중인 촉매, 중합체 고형분 및 미반응 단량체를 포함한다. 이 응축된 액체 매질을 도관(22A)을 통해 축적기(accumulator)(24B)로 통과시킨다.
열 교환기(23E)에서 응축되는 증기의 양을 조절하고 축적기(24B)에서 충분한 증기압을 유지시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 압력 제어 밸브(24A)는 축적기(24B) 상에서 충분한 배압(back pressure)을 유지시킬 수 있다. 축적기(24B) 상에서 충분한 배압을 유지시킴으로써, 제 1 기화 탱크(11)에서 적절한 작동 압력을 유지한다. 압력 구성요소(24D)와 제휴하여 압력 지시 제어기(24C)에 의해 압력 제어 밸브(24A)를 가동시킨다. 압력 구성요소(24D)는 축적기(24B)와 검출 연통되어 있다. 압력 구성요소(24D)는 축적기(24B)의 압력에 비례하는 신호를 발생시킨다. 이 신호 및 미리 설정된 압력값에 반응하여, 압력 지시 제어기(24C)는 신호 도관(점선(24E)으로 도시됨)을 통해 제어 밸브(24A)로 신호를 보내며, 제어 밸브(24A)는 축적기(24B) 상에서의 배압을 선택적으로 제어한다.
축적기(24B)로부터의 응축된 액체 매질을 도관(26)에 의해 중합 대역으로 운반하기 위하여 펌프(25)가 제공된다. 이러한 방식으로, 사이클론(13)에 의해 제거되지 않은 미반응/반응중인 촉매 및 중합체 고형분을 추가로 중합시키기 위하여 루프 반응기(1)로 복귀시킨다.
보다 낮은 압력의 제 2 기화 탱크(15)의 중합체 고형분을 도관(27)을 거쳐 통상적인 건조기(28)로 통과시킨다. 여과 단위장치(29)에서 여과한 다음, 보조 사이클론(21)으로부터 나가는 증기를 도관(30)에 의해 압축기(31)로 통과시키고, 압축된 증기를 도관(32)을 통해 응축기(33)로 통과시킨다. 응축기(33)에서는 증기를 응축시키고 응축물을 도관(34)을 통해 저장 용기(35)로 통과시킨다. 경질 말단 오염물을 제거하기 위하여 저장 용기(35) 내의 응축된 액체 매질을 전형적으로 오버헤드 배기시킨다. 촉매 독소를 제거하기 위하여 불활성 희석제를 처리상(37)을 통해 공정으로 복귀시키거나, 또는 경질-말단을 더욱 완벽하게 제거하기 위하여 불활성 희석제를 단위장치(36)에서 증류시킨 다음 처리상을 통해 공정으로 복귀시킬 수 있다.
도 3에는, 방출 도관(8A)이 연장된 루프 반응기(1)의 벽(310)의 일부가 도시되어 있다. 방출 도관(8A)은 다양한 각도로 반응기 내로 연장될 수 있다. 바람직하게는, 방출 도관(8A)은 벽(310)에 대해 실질적으로 직각으로 루프 반응기 내로 연장된다.
벽(310)은 내표면(312) 및 외표면(314)을 포함한다. 내표면(312)은 방향을 나타내는 화살표(318)에 의해 도시되는 순환되는 중합 슬러리를 지지한다. 방출 도관(8A)은 상부(316A) 및 연속적인 측부(316B)를 갖는다. 측부(316B) 부분은 개구(320)를 한정한다. 개구(320)는 측부(316B)의 벽(320A, 320B)에 의해 한정되는 수직 개구 치수(v1, v2)를 갖는다. 바람직하게는, v1 치수가 v2 치수보다 크다. 개구(320)는 수평 개구 치수(h1, h2)(도시되지 않음)를 갖는다. 개구(320)는 임의의 적합한 형상으로, 예컨대 직사각형, 타원형 또는 이들이 조합된 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시태양에서, 개구(320)는 원뿔 형상 또는 국자로 떠 올린 형상일 수 있다.
개구(320)는 상부(316A) 및 측부(316B)의 내표면에 의해 한정되는 채널(322)과 연통되어 있다. 채널(322)은 방향을 나타내는 화살표(324)에 의해 도시되듯이 포획된 중합 슬러리를 방출 밸브(8B)(도시되지 않음)로 운반한다.
개구(320)는 순환되는 중합 슬러리(318)의 이동 방향과 관련하여 그 크기 및 위치가 결정된다. 바람직하게는, 개구(320)는 순환되는 중합 슬러리(318)의 방향에 대해 실질적으로 대면하는 위치에 있다. 더욱 바람직하게는, 개구(320)는 순환되는 슬러리(318)의 방향을 대면한다. 이러한 방식으로, 중합체 고형분을 함유하는 중합 슬러리(324)의 일부를 루프 반응기(1)의 내벽 근처 또는 인접한 구역으로부터 순환되는 중합 슬러리(318) 내로 연장된 거리까지의 구역에 걸쳐 순환되는 중합 슬러리(318)로부터 제거한다. 이러한 방식으로, 다른 순환되는 중합 슬러리 내의 중합체 고형분의 중량%보다 더 높은 중량%의 중합체 고형분이 도관(8A) 내에 형성될 수 있다.
중합체 고형분의 이 중량% 증가는 루프 반응기(1)를 따른 방출 도관(8A)의 위치, 루프 반응기 내에서의 방출 도관(8A)의 삽입 깊이, 개구(320)의 크기 및 형상, 순환되는 중합 슬러리의 방향에 대한 개구(320)의 배향, 및 순환되는 중합 슬러리(318)중의 중합체 고형분의 중량%에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 약 5인치의 v1 치수 및 약 1인치의 h1 치수를 갖는 방출 도관(8A)을 사용하면 1 내지 5중량%로 계산된 증가가 관찰된다. 방출 도관(8A)은 바닥에 인접한 루프 반응기 벽(314) 부분에서 루프 반응기(1)의 90。 굴곡부의 10ft 하류에 위치하였다. 방출 도관(8A)은 순환되는 중합 슬러리 스트림 내로 약 5.5인치 연장되었다. 순환되는 중합 슬러리의 속도는 28 내지 34ft/초였고, 중합체 고형분의 중량%는 48 내지 53이었다.
도 4에는, 압력 제어 시스템(410)이 도시되어 있다. 압력 제어 시스템(410)은 방출 도관(8A)을 거쳐 루프 반응기(1)로부터 방출되는 중합 방출물의 방출을 제어함으로써 루프 반응기(1) 내에서 실질적으로 균일한 압력을 유지시키도록 작동된다. 제어 시스템(410)은 또한 루프 반응기(1) 내에서의 압력 변동 동안 및/또는 방출 도관(8A)으로부터 도관(9)으로의 중합 방출물의 유동이 중단 및/또는 정지될 때, 중합체 고형분에 의한 방출 도관(8A)의 막힘을 방지하도록 작동된다.
압력 제어 시스템(410)은 제 1 불활성 희석제(예: 아이소뷰테인) 공급원(412) 및 루프 반응기 도관(416)과 연통되어 있는 불활성 희석제 도관(414)을 포함한다. 불활성 희석제 도관(414)을 통한 루프 반응기 도관(416)으로의 불활성 희석제의 유동은 유동 구성요소(420) 및 유동 지시 제어기(422)와 제휴된 제어 밸브(418)에 의해 조절된다. 제 1 불활성 희석제 공급원(412)으로부터 루프 반응기(1)로의 불활성 희석제의 유동을 칭량하는 목적은 중합체 고형분에 의한 도관(416)의 막힘을 방지하는 것이다. 이러한 방식으로, 루프 반응기 도관(416)과 연통되어 있는 루프 반응기 압력 구성요소(441)(이후 논의됨)는 루프 반응기(1) 내의 압력을 더욱 정확하게 모니터링할 수 있다.
압력 제어 시스템(410)은 제 2 불활성 희석제 공급원(424) 및 제 3 불활성 희석제 공급원(426)을 추가로 포함한다. 제 2 불활성 희석제 공급원(424)으로부터의 불활성 희석제(예: 아이소뷰테인)는 도관(424) 내로 흘러, 도관(432)과 유체 연통되어 있는 제어 밸브(430)를 향해 유동한다. 유동 구성요소(431) 및 유동 지시 제어기(433)와 제휴하여 제어 밸브(430)는 제 2 불활성 희석제 공급원(424)으로부터 도관(432) 내로의 불활성 희석제의 유동을 칭량한다. 도관(432)은 도관(434)및 방출 도관(8A)과 유체 연통되어, 루프 반응기(1)와 방출 밸브(8B) 사이의 지점에서 방출 도관(8A)에서 종결된다. 제 2 불활성 희석제 공급원(422)으로부터 도관(432) 내로의 불활성 희석제의 유동을 칭량하는 목적은, 그렇지 않을 경우 방출 도관(8A)으로부터 도관(432) 내로 역류할 수 있는 중합체 고형분에 의한 도관(432)의 막힘을 방지하는 것이다. 또한, 제 2 불활성 희석제 공급원(422)으로부터의 불활성 희석제의 유동은 또한 방출 도관(8A)으로부터 도관(432) 내로 역류할 수 있는 중합체 고형분에 의한 도관(434) 및 제어 밸브(440)의 막힘을 방지한다.
제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터의 불활성 희석제는 도관(438) 내로 흘러 도관(434)과 유체 연통되어 있는 제어 밸브(440)를 향해 유동한다. 이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 루프 반응기(1) 내에서 충분한 압력 변동이 있는 경우에는, 제어 밸브(440)가 중합체 고형분을 방출 도관(8A)으로부터 루프 반응기(1) 내로 퍼징 및/또는 방출시키기에 충분한 압력하에서 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터의 불활성 희석제의 충분한 유동을 개시하도록 작동된다. 이 경우, 일반적으로 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터 도관(432) 내로의 불활성 희석제의 유동은 제 2 불활성 희석제 공급원(424)으로부터 도관(432) 내로의 불활성 희석제의 유동보다 더 크다. 예를 들어, 제 2 불활성 희석제 공급원(424)으로부터 방출 도관(8A)으로의 불활성 희석제의 유동은 0.5 내지 2.0갤런/분일 수 있다. 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터 방출 도관(8A)으로의 불활성 희석제의 유동은 2.0 내지 20갤런/분일 수 있다.
루프 반응기 압력 구성요소(441) 및 압력 지시 제어기(442)는 몇 가지 기능을 수행한다. 앞서 언급한 바와 같이, 압력 구성요소(441)는 도관(416)을 거쳐 루프 반응기(1) 압력을 모니터링한다. 이 압력에 반응하여, 루프 반응기 압력 구성요소(441)는 도관(416)의 압력에 비례하는 신호를 발생시킨다. 이 신호는 압력 지시 제어기(442)로 전달된다. 이 신호 및 미리 설정된 압력값에 반응하여, 압력 지시 제어기(442)는 신호 도관(점선(444)으로 도시됨)을 통해 방출 밸브(8B) 및 제어 밸브(440)로 신호를 보낸다.
정상적인 루프 반응기 작동 동안, 중합 방출물이 방출 도관(8A)으로부터 도관(9)으로 유동할 수 있도록 방출 밸브(8B)를 위치시킨다. 동시에, 제어 밸브(440)를 닫아, 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터 방출 도관으로의 불활성 희석제의 유동을 방지한다. 충분한 압력 변동이 발생하고/하거나 루프 반응기 압력 구성요소(441)에 의해 루프 반응기(1)의 부분적인 감압이 검출될 때, 압력 지시 제어기(442)에 의해 발생된 신호는 방출 밸브(8B)가 닫히도록 하고 제어 밸브(440)가 열리도록 한다. 방출 밸브(8B)를 닫아 루프 반응기(1)로부터의 방출을 중단시킴으로써, 루프 반응기(1) 내의 압력을 회복시킬 수 있다. 제어 밸브(4410)를 열고 충분한 압력하에서 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터 방출 도관(8A) 내로 충분한 부피의 불활성 희석제를 유동시킴으로써, 방출 밸브(8B)와 루프 반응기(1) 사이의 방출 도관(8A)에 잔류하는 중합체 고형분을 방출 도관(8A)으로부터 루프 반응기(1) 내로 플러쉬 및/또는 퍼징시킬 수 있다. 또한, 방출 밸브(8B)가 닫혀 있는 동안, 불활성 희석제가 방출 도관(8A) 내로 및/또는 방출 도관(8A)을 통해 연속적으로 또는 달리 충분하게 유동하도록 유지시킴으로써, 루프 반응기(1) 내의중합체 고형분이 방출 도관(8A)에 들어가고/가거나 방출 도관(A)에 실질적으로 수집되고/되거나 방출 도관(8A)을 막는 것을 방지한다. 정상적인 작동으로 되돌아 오면, 제어 밸브(440)가 닫혀 불활성 희석제가 제 3 불활성 희석제 공급원(426)으로부터 흘러나오는 것을 종결시키고, 방출 밸브(8B)가 열려 방출 도관(8A)을 통한 도관(9) 내로의 중합 방출물의 유동을 다시 시작한다.
본 발명을 광범위하게 기재하였으나, 하기 실시예를 참조함으로써 본 발명이 더욱 명확해질 것으로 생각된다. 본 실시예는 예시할 목적으로만 제공된 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안됨을 알아야 한다.
실시예 1
215℉ 및 565psia에서 전형적인 에틸렌 중합 공정을 수행할 수 있다. 이러한 공정의 예는 약 45,000lb/hr의 폴리에틸렌 중합체 고형분 및 약 38,000lb/hr의 아이소뷰테인과 미반응 단량체를 포함하는 약 83,000lb/hr의 중합 방출물을 생성시킨다. 연속적으로 방출되는 중합 방출물을 약 240psia 및 약 180℉의 제 1 기화 탱크에서 기화시켜, 약 35,000lb/hr의 희석제 및 미반응 단량체 증기 및 연행된 미립자를 오버헤드 제거한다. 방출 밸브와 제 1 기화 탱크 사이에서 전달하는 동안에, 중합 방출물에 추가의 열량을 부여하기 위한 추가적인 열을 적절한 가열 수단에 의해 공급한다. 미분을 제거한 다음, 아이소뷰테인 증기를 압축시키지 않으면서 약 240psia 및 약 135℉에서 열 교환시킴으로써 응축시킨다. 제 1 기화 탱크의바닥부로부터 밀봉 챔버 내로 방출되는 중합체 슬러리/고형분은 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동을 형성하고, 이는 5.5의 l/d 비 및 밀봉 챔버 출구 리듀서에서 약 68。의 원뿔 각도를 갖는 8'4" 길이의 밀봉 챔버에서 중합체 슬러리/고형분 플러그(l/d 비 2.5)로 압력 밀봉을 제공한다. 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동의 체류 시간은 약 16초이다. 밀봉 챔버, 밀봉 챔버 출구 리듀서 및 제 2 전달 도관을 통해 약 180℉ 및 약 240psia의 제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 제 2 기화 탱크상의 공급물 유입구 내로 농축된 중합체 슬러리/고형분을 연속적으로 방출시킨다. 제 2 기화 탱크로 전달되는 농축된 중합체 슬러리/고형분에 잔류하는 액체 매질을 약 175℉ 및 약 25psia에서 기화시켜, 약 4,300lb/hr의 아이소뷰테인 및 미반응 단량체를 제거하고, 이를 압축 및 열 교환에 의해 응축시킨다.
실시예 2
약 215℉ 및 565psia에서 전형적인 에틸렌 중합 공정을 추가적으로 수행할 수 있다. 이러한 공정의 예는 약 45,000lb/hr의 폴리에틸렌 중합체 고형분 및 약 38,000lb/hr의 아이소뷰테인과 미반응 단량체를 포함하는 약 83,000lb/hr의 중합 방출물을 생성시킨다. 연속적으로 방출되는 중합 방출물을 약 240psia 및 약 175℉의 제 1 기화 탱크에서 기화시켜, 약 23,000lb/hr의 희석제 및 미반응 단량체 증기 및 연행된 미립자를 오버헤드 제거한다. 미분을 제거한 후, 약 240psia 및 약 112℉에서 열 교환시킴으로써 압축시키지 않고서 아이소뷰테인 증기를 응축시킨다.제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 밀봉 챔버 내로 방출되는 중합체 슬러리/고형분은 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동을 형성하고, 이는 5.5의 l/d 비 및 밀봉 챔버 출구 리듀서 상에서 약 68。의 원뿔 각도를 갖는 8'4" 길이의 밀봉 챔버에서, 중합체 슬러리/고형분의 플러그(l/d 비 2.5)로 압력 밀봉을 제공한다. 밀봉 챔버에서 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동의 체류 시간은 약 16초이다. 밀봉 챔버, 밀봉 챔버 출구 리듀서 및 제 2 전달 도관을 통해 약 175℉ 및 약 240psia의 제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 제 2 기화 탱크상의 공급물 유입구 내로, 약 60,000lb/hr의 농축된 중합체 슬러리/고형분을 연속적으로 방출시킨다. 제 2 기화 탱크로 전달되는 농축된 중합체 슬러리/고형분에 잔류하는 액체 매질을 약 125℉ 및 약 25psia에서 기화시켜, 약 16,000lb/hr의 아이소뷰테인 및 미반응 단량체를 제거하고, 이를 압축 및 열 교환에 의해 응축시킨다.
실시예 3
전체 길이가 833ft이고 부피가 11,500갤런인, 침강 다리를 갖는 20인치 반응기(수직부는 8개임)에서 전형적인 에틸렌 중합 공정의 예를 수행하였다. 반응기에는 단일 기화 탱크(반응기로부터 방출되는 모든 희석제의 100% 압축을 필요로 함), 460 내지 480kW의 단일 순환 펌프(85ft 내지 110ft의 펌프 헤드를 갖고, 21,000 내지 28,000갤런/분(gpm)의 순환 속도를 생성시키고, 불연속적인 방출 방식으로 작동됨)가 장치되었다. 반응기의 중합 온도 및 압력은 약 215℉ 내지 218℉ 및 565psia였다.
실시예 3의 공정에서, 반응기 슬러리 밀도는 0.555gm/cc 내지 0.565gm/cc이고, 중합체 생성 속도는 46 내지 48의 반응기 고형분 농도 중량%를 유지하면서 0.83 내지 0.92시간의 중합체 체류 시간에서 28,000 내지 31,000lb/hr이다. 공간 시간 수율(STY)은 2.4 내지 2.7이었다. 실시예 3의 데이터 및 결과는 표 1에 추가로 예시되어 있다.
실시예 4
전체 길이가 833ft이고 부피가 11,500갤런인 수직부 8개의 20인치 반응기에서, 높은 중합체 고형분 함량을 예시하는 전형적인 에틸렌 중합 공정의 다른 예를 수행하였다. 실시예 4의 반응기에는 이중 기화 탱크, 단일 방출 도관, 총 890 내지 920kW를 소비하는 2개의 직렬 순환 펌프(190ft 내지 240ft의 총 펌핑 헤드를 발생시키고, 23,000 내지 30,000gpm의 순환 속도를 발생시키며, 연속 방출 방식으로 작동됨)가 장치되었다. 반응기의 중합 온도 및 압력은 약 217℉ 내지 218℉ 및 565psia였다.
실시예 4의 공정에서는, 54 내지 57의 반응기 고형분 농도 중량% 및 0.68 내지 0.79시간의 중합체 체류 시간을 유지시키면서, 0.588 내지 0.592gm/cc의 반응기 슬러리 밀도, 38,000 내지 42,000lb/hr의 중합체 생성 속도를 갖는 중합 방출물이 생성되었다. 공간 시간 수율(STY)은 3.3 내지 3.7이었다. 실시예 4의 데이터 및 결과는 표 1에 추가로 기재되어 있다.
연속적으로 방출되는 중합 방출물을 약 240psia 및 약 175℉의 제 1 기화 탱크에서 기화시켜 약 16,000lb/hr의 희석제 및 미반응 단량체 증기 및 연행된 미립자를 오버헤드 제거한다. 미분을 제거한 다음, 약 240psia 및 약 112℉에서 열 교환시킴으로써 압축시키지 않고서 아이소뷰테인 증기를 응축시킨다. 제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 밀봉 챔버 내로 방출되는 중합체 슬러리/고형분은 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동을 형성하고, 이는 5.5의 l/d 비 및 밀봉 챔버 출구 리듀서에서 약 68。의 원뿔 각도를 갖는 8'4" 길이의 밀봉 챔버에서 중합체 슬러리/고형분의 플러그(l/d 비 2.5)로 압력 밀봉을 제공한다. 밀봉 챔버에서 농축된 중합체 슬러리/고형분의 연속적인 플러그 유동의 체류 시간은 약 16초이다. 약 175℉ 및 약 240psia의 제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 밀봉 챔버, 밀봉 챔버 출구 리듀서 및 제 2 전달 도관을 통해 제 2 기화 탱크상의 공급물 유입구 내로 농축된 중합체 슬러리/고형분을 연속적으로 방출시킨다. 제 2 기화 탱크로 전달되는 농축된 중합체 슬러리/고형분에 잔류하는 액체 매질을 약 125℉ 및 약 25psia에서 기화시켜 약 16,000lb/hr의 아이소뷰테인 및 미반응 단량체를 제거하고, 이를 압축 및 열 교환에 의해 응축시킨다.
결론
상기 기재내용 및 실시예로 보아, 장치 및 공정에 대한 몇 가지 관찰 결과를 기재할 수 있다.
루프 반응기 순환 펌프(들)의 헤드 및 유동 용량을 증가시킴으로써, 보다 높은 중량%의 고형분을 반응기에서 순환시킬 수 있는 것으로 관찰되었다. 또한, %고형분이 45중량% 이상 증가하고/하거나 반응기 길이가 증가함에 따라 하나의 펌프로부터 필요한 헤드 및 유동을 달성하기가 더욱 더 어려워지는 것으로 관찰되었다. 따라서, 두 개의 펌프를 직렬로 사용하면, 펌핑 헤드 용량이 두 배로 되고 결과적으로 달성되는 % 고형분이 증가될 수 있다. 루프 반응기에서 증가된 중량%의 고형분은 촉매 체류 시간을 증가시키고, 이는 산화크롬 및 지글러-나타 촉매의 경우 촉매 생산성을 증가시킨다. 감소된 촉매 공급 속도에서 생산 속도를 일정하게 유지시킴으로써 보다 높은 %의 고형분 및 보다 긴 체류 시간의 이점을 취하고 촉매 수율을 개선시키도록 선택할 수 있다. 다른 선택은, 촉매 공급 속도를 일정하게 유지시키고 반응기 처리량을 증가시켜, 거의 일정한 촉매 생산성에서 STY를 증가시키는 것이다. 보다 높은 고형분은 또한 반응기로부터 제거되는 고형분의 중량%를 증가시켜, 재순환 설비에서의 아이소뷰테인 처리 비용을 감소시킨다. 바람직하게는, 보다 높은 고형분을 연속적으로 제거한다. 단일 지점 방출 라인을 통해 연속적으로 방출시킬 수 있다.
루프 반응기에서는, 원심력의 이점을 취하여 고형분의 중량%를 증가시킴으로써 중합체 고형분에 연행되는 아이소뷰테인의 양을 감소시키기에 최적인 위치로 연속 방출 라인을 위치시키는 것이 항상 가능하지는 않다. 루프 반응기 내로 삽입된, 도 3에 도시된 특수하게 디자인된 파이프가 반응기로부터 제거되는 고형분의 중량%를 증가시킬 수 있는 것으로 관찰되었다. 이 파이프 삽입은 루프 반응기의 임의의 부분에서 작용할 수 있으며, 직선 부분에서는 고형분을 농축시키는 원심력의 이점을 취하는 위치에 있는 경우와 동일한 정도로 고형분의 중량%를 증가시킬수 있다.
루프 반응기 및 2단계 기화에서의 높은 중량%의 고형분의 순환능의 개발로, 반응기 방출물에 고형분을 농축시킬 필요성이, 낮은 고형분 순환, 단일-단계 기화, 연속적인 방출 라인 및 연속 방출 등을 갖는 종래의 루프 반응기 작동과 비교하여 감소된다. 따라서, 방출시키기 전에 중합체 고형분 농도를 최대화시키도록 디자인된 종래의 루프 반응기 침강 다리를 연속적인 방출 라인으로 대체할 수 있으며, 이로 인해 시스템이 기계적으로 단순화되며 비용이 감소되고 안전성이 증가하고 정비할 필요성이 감소되며 반응기 제어가 개선된다. 침강 다리는 그의 막힘 경향으로 인해 일상적인 정비를 필요로 하고, 하류의 중합체 취급 장치를 막는 물질을 형성시킬 수 있다. 최대 루프 반응기 에틸렌 농도는, 방출 사이의 높아진 에틸렌 농도에서 수직부에서 중합체가 성장하여 수직부를 막는 경향 때문에, 침강 다리에 의해 제한된다. 연속 방출이 이러한 경향을 없앤다. 연속 방출의 다른 이점은 반응기 압력의 갑작스러운 강하(이는 에틸렌 유동이 급속하게 감소되는 경우 발생될 수 있음)에 대해 더욱 잘 반응할 수 있는 것이다. 이러한 조건 하에서, 침강 다리는 방출을 중지시키고, 잠깐 사이에 중합체로 막힐 수 있다.
2단계 기화 시스템의 효율을 증가시키는 개발 요지는 연속적인 기화 라인 히터이다. 히터는 반응기로부터 중합체와 함께 방출되는 희석제를 100%까지 기화시키고, 이는 중간 압력 응축기에 의해 더 많은 희석제가 회수될 수 있도록 한다. 제 1 기화 탱크를 통한 희석제 회수는 설비 및 자본 비용을 감소시킨다. 종래의 저압 단일-단계 희석제 회수 시스템은 높은 자본 및 작동 비용을 필요로 하는 압축, 증류 및 처리를 포함한다. 기화 라인 히터는 하류의 건조 시스템의 중합체 온도를 증가시키고, 최종 생성물 중의 휘발성 성분의 수준을 더욱 낮출 가능성을 생성시키며, 이로 인해 가변 비용을 보다 낮추고 안전성을 개선시키며 환경 기준 달성에 도움이 된다.
제 1 기화 탱크는 희석제의 단순 응축 및 반응기로의 복귀를 가능케 하는 중간 압력 기화 단계를 제공한다. 기화 라인 히터는 제 1 기화 탱크에서 희석제를 100%까지 기화시키기에 충분한 열을 공급할 수 있다.
희석제 증기 및 미반응/반응중인 촉매/중합체 미분을 기화 탱크로부터 오버헤드 제거하여 사이클론으로 보낸다. 대부분의 중합체는 밀봉 챔버를 통해 제 1 기화 탱크의 바닥부로부터 제 2 기화 탱크로 통과한다.
제 1 기화 탱크의 바닥부에 연결된 것은, 낮은 체류 시간동안 플러그 유동 구역을 제공하여 중합체 수준을 조절하고 제 1 기화 탱크의 압력을 유지시키는 밀봉 챔버이다. 밀봉 챔버는 농축된 슬러리로부터 건조 중합체까지 광범위한 중합체 형태를 수용하도록 디자인된다.
제 1 기화 탱크로부터의 오버헤드 스트림은 사이클론에 의해 수용되고, 사이클론은 대부분의 중합체 미분을 제거하여 이들을 2개의 밸브 시스템을 통해 제 2 기화 탱크의 중합체 유동 부피로 복귀시킨다. 2개의 밸브 시스템은 미분을 밸브 사이에 축적시킨 다음 제 1 기화 시스템의 압력을 유지시키면서 바닥부 밸브를 통해 방출시킬 수 있다. 사이클론으로부터의 오버헤드 스트림은 일부 미반응/반응중인 촉매 및 중합체 미분을 함유한다. 이들 입자는 희석제 증기와 함께 응축기로운반되고, 응축 후에는 액체 매질에 연행된 다음, 축적기에 수집되고 희석제 중에서 반응기로 복귀된다. 응축 시스템 및 축적기 시스템은 미분을 수용하도록 디자인 및 작동된다.
응축기는 제 1 기화 탱크를 거쳐 중합체와 함께 반응기로부터 제거되는 희석제의 낮은 가변 및 자본 비용의 액화를 제공한다. 종래의 단일 기화 탱크 시스템은 중합 방출물을 주위 압력 바로 위에서 기화시키며, 이는 루프 반응기로 재순환시키기 전에 희석제를 액화시키는 압축을 필요로 한다. 중간 압력 기화에 의해, 플랜트 냉각수 같은 시판중인 냉각 매질을 사용하여 응축시킬 수 있다. 응축 시스템은 희석제로 플러쉬되고, 축적 또는 막힘 없이 일정 수준의 미분을 수용하도록 디자인된다. 응축기는 응축 온도를 조절하여 축적기 내에서 적절한 증기압을 달성함으로써 축적기 배기시 압력 제어 밸브에 의해 효과적으로 압력이 제어되도록 하는 조절수 시스템에 의해 냉각된다. 응축기 조절수 시스템은 냉각수의 펌프-주위 루프이고, 이의 온도는 필요한 새로운 냉각수를 칭량함으로써 조절된다.
축적기는 응축된 희석제 및 촉매/중합체 미분을 수용하고, 축적기에서의 수준 제어에 기초하여 혼합물을 루프 반응기로 펌핑시킨다. 축적기는 미분을 수용하도록 디자인된 바닥 형상을 갖는다. 축적기의 배기는 경질-말단/비-응축성의 축적된 희석제를 퍼징시키고, 제 1 기화 시스템의 압력을 조절한다.
주위 압력 바로 위에서 작동되는 제 2 기화 탱크는 제 1 기화 탱크 밀봉 챔버로부터의 중합체를 수용한다. 제 1 기화 탱크에서 미처 달성되지 못한다 하더라도, 제 2 기화 탱크에서 완벽하게 기화가 이루어진다. 중합체는 제 2 기화 탱크의바닥부를 빠져나와 건조 시스템으로 간다. 기화-라인 히터는 중합체의 온도를 증가시키고, 이는 건조 시스템이 잔류하는 휘발성 성분을 더욱 효율적이고 효과적으로 제거할 수 있도록 한다. 제 2 기화 탱크의 오버헤드는 제 1 기화 시스템에서 회수되지 않은 희석제 증기이고, 루프 반응기로 복귀시키기 위하여 여과 및 압축시킨다.
특정 실시태양을 참조하여 본 발명을 기재 및 예시하였으나, 당해 분야의 숙련자는 본 발명에 대하여 본원에 예시되지 않은 다수의 상이한 변형이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 이러한 이유로, 본 발명의 진정한 영역을 결정하기 위해서는 첨부된 청구의 범위만 참조해야 한다.
첨부된 청구의 범위가 미국 특허 관행에 따라 하나의 항만 인용하고 있으나, 임의의 선행 청구항의 각 특징은 다른 종속항 또는 독립항의 각 특징과 합쳐질 수 있다.

Claims (174)

  1. 촉매, 단량체 및 임의적으로는 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제 및 이들의 혼합물중 하나 이상을 반응기에 공급하고, 반응기로부터 중합체를 회수함을 포함하며,
    이 때, 촉매를 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 공급하는,
    연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 하나 이상의 공급물 유입구를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 포함하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    반응기에 하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    반응기에 하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    반응기에 하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치가 펌프를 포함하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치가 펌프를 포함하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치가 루프 반응기에서 순환되는 슬러리의 압력을 증가시키는 모터 구동 장치를 포함하는 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치가 루프 반응기에서 순환되는 슬러리의 압력을 증가시키는 모터 구동 장치를 포함하는 방법.
  12. 제 5 항에 있어서,
    촉매 유입구중 하나 이상이 하나 이상의 순환장치의 흡입 말단에 위치하는 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    촉매 유입구중 하나 이상이 하나 이상의 순환장치의 흡입 말단에 위치하는 방법.
  14. 제 5 항에 있어서,
    하나 이상의 공급물 유입구가 하나 이상의 순환장치의 방출 말단에 위치하는 방법.
  15. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 공급물 유입구가 하나 이상의 순환장치의 방출 말단에 위치하는 방법.
  16. 제 5 항에 있어서,
    하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치하는 방법.
  17. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치하는 방법.
  18. 제 7 항에 있어서,
    하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  20. 제 2 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  21. 제 3 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  30. 제 27 항에 있어서,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  31. 제 5 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  32. 제 6 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  33. 제 7 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  34. 제 31 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  37. 제 34 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  38. 제 35 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  41. 제 38 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  42. 제 39 항에 있어서,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  43. 제 2 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  44. 제 3 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  45. 제 4 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 방법.
  46. 제 43 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  47. 제 44 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  48. 제 45 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 방법.
  49. 제 46 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  50. 제 47 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  51. 제 48 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 내에 위치하는 방법.
  52. 제 49 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  53. 제 50 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  54. 제 51 항에 있어서,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  55. 제 1 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  56. 제 3 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  57. 제 55 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,000ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  58. 제 56 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,000ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  59. 제 57 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,400ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  60. 제 58 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,400ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  61. 제 1 항에 있어서,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부(leg)를 갖는 방법.
  62. 제 3 항에 있어서,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  63. 제 61 항에 있어서,
    루프 반응기가 8개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  64. 제 62 항에 있어서,
    루프 반응기가 8개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  65. 제 63 항에 있어서,
    루프 반응기가 12개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  66. 제 64 항에 있어서,
    루프 반응기가 12개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  67. 제 1 항에 있어서,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  68. 제 3 항에 있어서,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  69. 제 67 항에 있어서,
    루프 반응기가 20,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  70. 제 68 항에 있어서,
    루프 반응기가 20,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  71. 제 69 항에 있어서,
    루프 반응기가 35,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  72. 제 70 항에 있어서,
    루프 반응기가 35,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  73. 제 71 항에 있어서,
    루프 반응기가 40,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  74. 제 72 항에 있어서,
    루프 반응기가 40,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  75. 제 1 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  76. 제 1 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  77. 제 2 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  78. 제 3 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  79. 제 1 항에 있어서,
    반응기 내에서 일정한 반응 동력학을 유지하는 방식으로 루프 반응기를 작동시킴을 포함하는 방법.
  80. 제 79 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 추가로 포함하는 방법.
  81. 제 79 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는 방법.
  82. 제 80 항에 있어서,
    하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는 방법.
  83. 탄화수소 희석제 중에서 단량체를 반응시켜, 액체 매질중 중합체 고형분의 중합 슬러리를 형성하고;
    둘 이상의 방출 도관을 통해, 방출되는 액체 매질중의 방출되는 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 슬러리 방출물로서 중합 슬러리의 일부를 방출시키며;
    둘 이상의 방출 도관으로부터의 방출물을 합치고;
    합쳐진 방출물을 제 1 기화(flash)에서 기화시켜, 제 1 기화 증기 및 제 1 기화 슬러리를 형성하며;
    제 1 기화 증기의 적어도 일부를 압축시키지 않으면서 응축시킴을 포함하는,
    연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법.
  84. 제 83 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출이 연속적인 방법.
  85. 제 84 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출이 연속적인 방법.
  86. 제 83 항에 있어서,
    모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관 내로 합치는 방법.
  87. 제 84 항에 있어서,
    모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관 내로 합치는 방법.
  88. 제 85 항에 있어서,
    모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관 내로 합치는 방법.
  89. 제 83 항에 있어서,
    일정한 반응 동력학을 유지하는 방식으로 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 촉매를 공급함을 추가로 포함하는 방법.
  90. 제 84 항에 있어서,
    일정한 반응 동력학을 유지하는 방식으로 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 촉매를 공급함을 추가로 포함하는 방법.
  91. 제 85 항에 있어서,
    일정한 반응 동력학을 유지하는 방식으로 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 촉매를 공급함을 추가로 포함하는 방법.
  92. 제 89 항에 있어서,
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 하나 이상의 공급물 유입구를 추가로 포함하는 방법.
  93. 제 90 항에 있어서,
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 하나 이상의 공급물 유입구를 추가로 포함하는 방법.
  94. 제 91 항에 있어서,
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 하나 이상의 공급물 유입구를 추가로 포함하는 방법.
  95. 제 92 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 포함하는 방법.
  96. 제 93 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 포함하는 방법.
  97. 제 94 항에 있어서,
    다중 공급물 유입구를 포함하는 방법.
  98. 제 83 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 이내에 위치하는 방법.
  99. 제 84 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 이내에 위치하는 방법.
  100. 제 85 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 이내에 위치하는 방법.
  101. 제 98 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 이내에 위치하는 방법.
  102. 제 99 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 이내에 위치하는 방법.
  103. 제 100 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 이내에 위치하는 방법.
  104. 제 101 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하는 방법.
  105. 제 102 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하는 방법.
  106. 제 103 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하는 방법.
  107. 제 104 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  108. 제 105 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  109. 제 106 항에 있어서,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 방법.
  110. 제 92 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 바닥부 구간에 위치하는 방법.
  111. 제 110 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관이 각각 루프 반응기의 별도의 바닥부 구간에 위치하는 방법.
  112. 제 93 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 바닥부 구간에 위치하는 방법.
  113. 제 112 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관이 각각 루프 반응기의 별도의 바닥부 구간에 위치하는 방법.
  114. 제 110 항에 있어서,
    바닥부 구간이 180。굴곡부인 방법.
  115. 제 114 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 45。내에 위치하는 방법.
  116. 제 115 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 25。내에 위치하는 방법.
  117. 제 116 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 10。내에 위치하는 방법.
  118. 제 117 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심에 위치하는 방법.
  119. 제 112 항에 있어서,
    바닥부 구간이 180。굴곡부인 방법.
  120. 제 119 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 45。내에 위치하는 방법.
  121. 제 120 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 25。내에 위치하는 방법.
  122. 제 121 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 10。내에 위치하는 방법.
  123. 제 122 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심에 위치하는 방법.
  124. 제 92 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  125. 제 93 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  126. 제 124 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,000ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  127. 제 125 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,000ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  128. 제 126 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,400ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  129. 제 127 항에 있어서,
    루프 반응기가 1,400ft 이상의 길이를 갖는 방법.
  130. 제 92 항에 있어서,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  131. 제 93 항에 있어서,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  132. 제 130 항에 있어서,
    루프 반응기가 8개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  133. 제 131 항에 있어서,
    루프 반응기가 8개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  134. 제 132 항에 있어서,
    루프 반응기가 12개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  135. 제 133 항에 있어서,
    루프 반응기가 12개 이상의 수직부를 갖는 방법.
  136. 제 92 항에 있어서,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  137. 제 93 항에 있어서,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  138. 제 136 항에 있어서,
    루프 반응기가 20,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  139. 제 137 항에 있어서,
    루프 반응기가 20,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  140. 제 138 항에 있어서,
    루프 반응기가 35,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  141. 제 139 항에 있어서,
    루프 반응기가 35,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  142. 제 140 항에 있어서,
    루프 반응기가 40,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  143. 제 141 항에 있어서,
    루프 반응기가 40,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  144. 제 92 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  145. 제 93 항에 있어서,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이, 6개 이상의 수직부 및 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  146. 1,350ft보다 큰 길이를 갖는 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법.
  147. 제 146 항에 있어서,
    반응기가 1,400ft보다 큰 길이를 갖는 방법.
  148. 제 147 항에 있어서,
    반응기가 1,450ft보다 큰 길이를 갖는 방법.
  149. 8개보다 많은 수직부를 갖는 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법.
  150. 제 149 항에 있어서,
    반응기가 10개보다 많은 수직부를 갖는 방법.
  151. 제 150 항에 있어서,
    반응기가 12개보다 많은 수직부를 갖는 방법.
  152. 제 149 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 20% 내에 있는 방법.
  153. 제 152 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 10% 내에 있는 방법.
  154. 제 153 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 5% 내에 있는 방법.
  155. 제 150 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 20% 내에 있는 방법.
  156. 제 155 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 10% 내에 있는 방법.
  157. 제 156 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 5% 내에 있는 방법.
  158. 제 151 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 20% 내에 있는 방법.
  159. 제 158 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 10% 내에 있는 방법.
  160. 제 159 항에 있어서,
    루프 반응기를 따라 임의의 두 지점에서 채취한 반응물 단량체 농도(중량%)의 차이가 보다 큰 값의 5% 내에 있는 방법.
  161. 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 촉매를 공급함을 포함하며,
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 다중 공급물 유입구; 반응기 내의 하나 이상의 순환장치를 추가로 포함하는, 연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법으로서,
    순환장치가 루프 반응기 내의 순환하는 슬러리의 압력을 증가시키기기 위한 모터 구동 장치 및/또는 펌프를 포함하고,
    하나 이상의 촉매 유입구 및 하나 이상의 공급물 유입구가 순환장치의 흡입 말단 및 방출 말단에 각각 위치하며,
    촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하고,
    순환장치가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하며,
    공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하며,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖고,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부를 가지며,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는 방법.
  162. 일정한 반응 동력학을 유지하는 방식으로 다중 촉매 유입구로부터 반응기 내로 촉매를 공급하고;
    탄화수소 희석제 중에서 단량체를 반응시켜, 액체 매질중 중합체 고형분의 중합 슬러리를 형성시키고;
    둘 이상의 방출 도관을 통해, 방출되는 액체 매질중 방출되는 중합체 고형분의 슬러리를 포함하는 슬러리 방출물로서 중합 슬러리의 일부를 방출시키고;
    둘 이상의 방출 도관으로부터의 방출물을 합치고;
    합쳐진 방출물을 제 1 기화에서 기화시켜, 제 1 기화 증기 및 제 1 기화 슬러리를 형성하며;
    제 1 기화 증기의 적어도 일부를 압축시키지 않으면서 응축시킴을 포함하며, 이 때,
    둘 이상의 방출 도관을 통한 슬러리 방출물의 방출이 연속적이고,
    모든 방출 도관으로부터의 방출물을 단일 전달 도관 내로 합치며.
    단량체, 공단량체, 조촉매, 희석제, 중합체 개질제, 공정 첨가제 및 이들의 혼합물중 하나 이상에 대한 다중 공급물 유입구가 제공되며,
    방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 10% 이내에 위치하고,
    하나 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 바닥부 구간에 위치하고,
    루프 반응기가 750ft 이상의 길이를 갖고,
    루프 반응기가 6개 이상의 수직부를 가지며,
    루프 반응기가 10,000갤런 이상의 부피를 갖는,
    연속 슬러리 루프 반응기에서 중합체를 제조하는 방법.
  163. 다중 촉매 유입구; 하나 이상의 공급물 유입구; 하나 이상의 방출 도관; 및 반응기 내의 하나 이상의 순환장치를 포함하며, 이 때 촉매 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 이내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  164. 제 163 항에 있어서,
    루프 반응기의 바닥부 구간으로서 하나 이상의 180。굴곡부를 추가로 포함하며, 이 때 방출 도관이 상기 굴곡부 내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  165. 제 164 항에 있어서,
    촉매 유입구 및 공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 이내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  166. 제 165 항에 있어서,
    촉매 유입구 및 공급물 유입구가 루프 반응기의 대칭 지점에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  167. 제 163 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관을 포함하는 슬러리 루프 반응기.
  168. 제 167 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 45% 내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  169. 제 168 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 대칭 지점의 25% 내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  170. 제 169 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 45。이내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  171. 제 170 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 25。이내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  172. 제 171 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심의 10。이내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  173. 제 172 항에 있어서,
    하나 이상의 방출 도관이 180。굴곡부의 중심에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
  174. 제 164 항에 있어서,
    둘 이상의 방출 도관이 루프 반응기의 별도의 바닥부 구간 내에 위치하는 슬러리 루프 반응기.
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