KR20060035648A - 올레핀 중합 반응기로부터 배출된 폴리올레핀의 처리 방법 - Google Patents
올레핀 중합 반응기로부터 배출된 폴리올레핀의 처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060035648A KR20060035648A KR1020057025228A KR20057025228A KR20060035648A KR 20060035648 A KR20060035648 A KR 20060035648A KR 1020057025228 A KR1020057025228 A KR 1020057025228A KR 20057025228 A KR20057025228 A KR 20057025228A KR 20060035648 A KR20060035648 A KR 20060035648A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- vessel
- purge
- polyolefin
- gas
- concentrator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 133
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 122
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 23
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 20
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 15
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 9
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 7
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 18
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 8
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDYVUKGVKRZQNM-UHFFFAOYSA-N 6-phosphonohexylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CCCCCCP(O)(O)=O WDYVUKGVKRZQNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007613 slurry method Methods 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/001—Removal of residual monomers by physical means
- C08F6/005—Removal of residual monomers by physical means from solid polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
폴리올레핀 및 희석제를 포함하는 슬러리를 중합 반응기로부터 배출하고 ; 상기 슬러리에 대한 압력을 배출시켜, 희석제를 증발시키고 폴리올레핀/기체 혼합물을 형성하고 ; 상기 폴리올레핀/기체 혼합물을 수합 용기 내로 배출하고 ; 수합 용기 내에 정착된 폴리올레핀의 농도를 조절하고 ; 수합 용기 내의 폴리올레핀/기체 혼합물을 농축 용기 내로 불연속적으로 수송시키고 ; 상기 폴리올레핀/기체 혼합물이 탄화수소 퍼지 저장소 내로 수송되도록 하는 방식으로 상기 농축기 용기를 배출하는 단계를 포함하는, 올레핀 중합 반응기로부터 배출되는 폴리올레핀의 처리 방법. 구현예는 또한 2 개의 상호연결된 농축기 용기의 사용 및 퍼지 저장소로부터의 희석제의 최적화된 회수를 포함한다.
폴리올레핀, 희석제, 슬러리, 중합 반응기
Description
본 발명은, 반응기에서 탄화수소 퍼지 저장소 (purge bin) 로 수송되는 희석제의 양을 최소화하고, 퍼지 저장소로부터 상기 희석제의 회수를 최대화시키면서 올레핀 중합 반응기로부터 배출되는 폴리올레핀을 처리하는 방법에 관한 것이다.
또다른 측면에서, 본 발명은 또한 상기 퍼지 저장소로부터 나오는 퍼지 분출 스트림 (purge vent stream) 을 처리하는 방법을 포함한다.
실용적인 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은, 중합 반응기로부터 원료 중합체를 수송하는 동안에 올레핀 중합 반응기의 중간압 (medium pressure) 다운스트림에서 작동하는 플래쉬 용기 (flash vessel) 로부터 탄화수소 퍼지 저장소로 수송되는 기체 희석제의 잉여분을 최소화하는 것을 포함한다.
전형적인 소위 "슬러리" 올레핀 중합 방법에서, 중합 반응기로부터 나오는 원료 중합체 물질은, 비교적 고압 (10 내지 40 bar) 및 온도 (일반적으로 60 내지 110℃) 하에서 작동하는데, 압력 하강 또는 압력 배출을 받고, 회수된 기체의 대부분은 수합 용기 내에서 경사분리 또는 원심분리에 의해 분리된다. 그러나, 일부, 전형적으로 기체의 10 내지 20 중량% 는 분리되지 않고, 더 낮은 압력에서 작 동하는 소위 퍼지-저장소로 수송된다. 이는, 중합 반응기로부터의 대량의 기체 탄화수소가 중합 반응기 내에서 재순환될 수 있기 전에 - 시간 및 에너지 소비 단계에서 - 고압으로 되돌아가도록 압축되어야 한다는 것을 의미한다.
한편, 중합 반응기로부터 배출될 때, 원료 중합체 슬러리는 상당한 양의 희석제, 더 작은 양의 미반응된 올레핀계 단량체 (들) 를 함유하는 물질의 형태로 있으며, 사용되는 제조 방법에 따라 소량의 촉매, 공촉매, 다른 탄화수소 및 임의의 다른 물질 (이후 집합 명사 "오염원" 이라고 함) 을 함유할 수 있다. 압력이 배출된 후, 원료 중합체 수지는 대략 대기압에서 상기 언급된 퍼지 저장소 내로 통과되며, 여기서 질소가 상기 오염원을 외부로 퍼지하는데 사용된다. 상기 단계로부터의 퍼지 분출 스트림은 질소, 희석제, 올레핀계 단량체, 및 다른 방법-특이적 물질을 함유한다.
중합 방법에서 퍼지 분출 스트림의 구성분을 분리하고, 그것들을 재순환시키는 상이한 기술이 알려져 있다.
US 5,769,927 에서, 분출 기체의 구성분을 분리하기 위한 선택성 막-기재 기체 분리를 기초로 한 방법 및 장비가 개시되어 있다.
분출 기체의 구성분을 분리하고 재순환시키는 또다른 통상적인 수단은 가압하에서의 축합이다.
성능이 관계되는 한 상기 기술이 허용가능한 결과를 주더라도, 부분적으로는, 대량의 분출 기체가 저압 (대기압에 근접함) 하에서 만회되고, 단량체 및 희석제와 같은 주요 구성분은 중합 반응기 내에서 재순환될 수 있기 전에 고압으로 압 축되어야 하는 사실로 인해, 분출 기체의 처리는 성가시고, 에너지 소비적이다.
본 발명의 목적은 중합 방법에서 재순환되기 위해 저압에서 존재하는 유용한 생성물의 양을 최소화하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 첫번째 측면에서, 본 발명은 하기 순서의 단계를 포함하는, 올레핀 중합 반응기로부터 배출되는 폴리올레핀의 처리 방법을 제공한다 :
폴리올레핀 및 희석제를 포함하는 슬러리를 중합 반응기로부터 배출함 ;
상기 슬러리에 대한 압력을 배출시켜, 희석제를 증발시키고 폴리올레핀/기체 혼합물을 형성시킴 ;
상기 폴리올레핀/기체 혼합물을 수합 용기 내로 배출함 ;
수합 용기 내에서 정착된 폴리올레핀의 농도를 조절함 ;
수합 용기 내의 폴리올레핀/기체 혼합물을 농축기 용기 내로 불연속적으로 수송시킴 ;
상기 폴리올레핀/기체 혼합물이 탄화수소 퍼지 저장소 내로 수송되도록 하는 방식으로 상기 농축기 용기를 배출함.
본 명세서 전체를 통해 사용되는 하기 용어의 의미는 이후 강조된다.
용어 "기체" 는 기체 또는 증기를 의미한다.
용어 "희석제" 는 "슬러리" 반응기 내에서 중합체의 담체로서 사용되는, 정상 조건 (25℃, 1 bar) 하의 액체 또는 기체 탄화수소, 바람직하게는 C3-C8-함유 비 중합가능한 포화 탄화수소를 의미한다.
용어 "슬러리" 는 액체 또는 기체 내의 중합체 입자의 현탁액을 의미한다.
용어 "퍼지 저장소" 는 중합체 입자 내에 가두어진 기체 또는 액체로부터 원료 중합체를 자유롭게 하도록 고안된 장치를 의미하며 ; 그것은 상당한 체류 시간을 갖는 전형적인 퍼지 저장소, 건조기 또는 임의의 다른 적합한 장치를 포함한다.
본 발명의 방법에 따르면, 수합 용기는 중합 반응기 배출구로부터 나오는 감압된 폴리올레핀/기체 혼합물로 임의로 연속적으로 채워진다.
폴리올레핀/기체 혼합물은 바람직하게는 반응기 배출 라인 내에서 수합 용기로, 바람직하게는 감압 후에 가열된다. 폴리올레핀/기체 혼합물의 온도는 이상적으로는 기체 혼합물의 이슬점 초과로, 가장 바람직하게는 이슬점 5 - 10℃ 초과 로 가열된다. 본 발명의 목적은, 다운스트림 시스템 상에서의 탈기 하중을 감소시키는 것뿐만 아니라, 용기 내 및 수합 용기로부터 농축 용기로의 분말 유동성을 향상시키는 것 둘 다를 위해, 가능한 한 건조한 수합 용기 내에서 분말을 획득하는 것이다. 수합 용기는 용기 내에서 중합, 축합 및/또는 고체 형성이 일어나는 잠재성을 피하도록 고안된다. 수합 용기 내로의 폴리올레핀/기체 혼합물 주입구는 바람직하게는 용기 벽쪽으로 접하고 있고, 가장 바람직하게는 수평으로 5 내지 25 도, 및 가장 바람직하게는 수평으로 약 10 도의 각도로 아래로 꺽어져 있어서, 수합 용기의 벽의 소제 (sweep) 를 최적화한다. 수합 용기는 바람직하게는 분말 온도를 유지하고, 임의의 냉각 용기 벽 상에서의 임의의 축합이 일어나는 잠재성도 피하기 위해 격리되고 투사 (trace) 된다. 용기는 또한 원뿔각, 표면 마감 및 배출구 노즐 크기/모형의 적절한 고안을 통해 용기 바닥에서의 고체의 균일한 횡단 유동을 위해 고안된다.
수합 용기 내에서의 체류 시간은 수지의 탈기 필요성 및 연속된 중합이 일어나는 잠재성을 최소화하려는 요구 사이의 균형일 수 있다. 상기 최적화는 수지 특성 (예를 들어, 밀도, 비정질 함량, 온도) 및 존재하는 탄화수소 유형 및 양에 따라 다를 것이다. 헥산-1 공단량체 및 이소부탄 희석제를 사용한 슬러리 방법으로부터 고밀도 폴리에틸렌을 처리할 때, 고체 함량은 바람직하게는 수합 용기의 원뿔 바닥 부분 내에서 조절되며, 이상적으로는 수합 용기 내의 고체의 최대 함량을 단일 다운스트림 농축 용기를 완전히 채우기 위해 필요한 고체의 부피보다 약간 더 많게, 바람직하게는 그 단일 농축 용기를 완전히 채우기 위해 필요한 고체의 부피보다 50% 이하 (가장 바람직하게는 25%) 더 많이 유지한다. 상기 경우에, 수합 용기 내에서의 고체 체류 시간은 전형적으로 20 내지 400 초, 가장 바람직하게는 40 내지 200 초, 이상적으로는 약 60 내지 100 초이다.
수합 용기 내에서의 고체 함량은 바람직하게는, 이상적으로는 용기 내에서 기체 밀도를 보상하는 연속 핵 장치 (continuous nuclear device) 를 사용하여 측정된다. 폴리올레핀/기체 혼합물이 수합 용기 안쪽에서 소정의 레벨에 도달하자마자, 농축기 용기 내의 주입구 밸브가 개방되고, 수합 용기 내에 수합된 폴리올레핀/기체 혼합물의 소정의 양이 농축기 용기로 수송된다. 본 발명의 최대 이점은, 폴리올레핀/기체 혼합물의 부피가, 농축기 용기가 본질적으로 완전히 채워지는, 즉 반응기로부터의 용출 기체의 최소량이 농축기 용기 내로 수송되는 정도가 될 때 달성된다. 기본적으로는, 중합체-입자 및 입자 자체 내의 구멍 사이의 간격만 기체로 채워진다. 이상적으로는, 농축기 용기의 실질적으로 전체 부피는 중합체 입자에 의해 채워진다. 저압 용기 (예를 들어 적합한 평형 농축기 용기 또는 퍼지 저장소) 로 이어지는, 볼 밸브 (예를 들어 2.5 cm 직경) 가 있는 작은 분출 라인은 바람직하게는 농축기 용기를 채울 때 개방되거나, 또는 가장 바람직하게는 고체가 농축기 용기 내로 흘러들어갈 때 충전 사이클에 있는 한 지점에서 감소를 시작하거나, 또는 그 반대로 감소하기 시작할 것이다. 농축기 용기가 폴리올레핀/기체 혼합물로 채워진 후, 농축기 용기의 주입구 밸브가 닫히고, 농축기 용기의 배출구 밸브가 개방된다. 농축기 용기는 퍼지 저장소 내로 비워진다. 임의의 고압 기체의 작은 유동 (예를 들어, 수합 용기로부터) 이 농축기 용기로부터 퍼지 저장소로 고체의 수송을 지원하는데 사용될 수 있지만, 이것은 잘 고안된 시스템에서는 필요하지 않을 것이다.
이상적으로 시스템은 농축기 용기가 수 초 이하 내에 채워질 수 있게 빠른 사이클 시간을 달성하도록 고안된다. 임의로, 농축기 용기는 일단 채워지면, 추가의 5 - 20 초 동안 수합 용기에 대해 개방된 채 있어서, 고체가 농축기 용기 내에서 완전히 측면에 있을 수 있도록 하고, 그로 인해 임의의 압축 없이 고압 시스템으로 많은 기체를 분출한다. 농축기 용기의 주입구 및 배출구 밸브의 순서는 바람직하게는 타이머에 의해 조절되나, 대안적으로는 레벨 및/또는 압력 지시와 같은 시스템 상태의 측정의 본래의 (또는 추가의) 용도에 기초할 수 있다.
안전 연동장치는 바람직하게는, 배출구 밸브도 개방될 때 농축기 주입구 밸브가 개방되는 것을 예방하기 위해, 및 그 반대로 되는 것을 예방하기 위해 시스템 내에 설치된다. 상기 밸브의 상태는 수합 용기, 농축기 용기 및 퍼지 저장소 사이의 압력 검증으로부터 추가로 확인될 수 있다.
본 발명에 따라 조작할 때, 배출 과정 동안에 수합 및 농축 용기 사이의 기체 밀봉을 항상 유지하는 것이 필수적이지 않거나 또는 일반적으로 특히 요구되지는 않는다. 수합 용기 내에서 기체 밀봉 (예를 들어 특정 고체 함량으로) 을 유지하는 것이 바람직할 때는, 퍼지 저장소로 이어지는 농축기 용기 주변의 어떤 임의의 고체 배관을 사용할 수 있을 때만이다. 상기 배관은 적절한 기체 밀봉이 있는 다운스트림 시스템으로의 기체 누수를 증가시킬 것이지만, 퍼지 저장소로의 상기 추가의 고체 유동은 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있다.
수합 용기, 농축 용기 및 퍼지 저장소의 전체 수송대 (train) 는 바람직하게는 용기 사이의 중력에 의해 확실한 고체 유동이 가능할 수 있도록 고안되고, 설치된다. 상기 경우에, 용기는 반드시 서로 위에서 수직으로 직접 위치될 필요는 없으나, 연결 파이프의 임의의 슬로프는 바람직하게는 슬로프에 주어진 중력 유동, 파이프 내부 및 분말 특성 (그것의 습도를 포함) 에 따라 고안된다. 중력 유동을 위해 고안하는 것이 바람직할 수 있더라도, 이는 결코 본 발명의 요건은 아니다. 비용, 설계 등과 같은 다른 고려사항이 단일 입면도를 덜 흥미있게 활용하게 하는 경우, 용기 사이에 공기 작용에 의한 고체의 수송의 신뢰가능한 사용을 고려하는 것이 전체적으로 가능할 것이라고 인지된다.
본 발명의 방법은 임의의 중합체 제조 방법에 적용될 수 있다. 본 발명의 방법은 탄소 원자 2 내지 18 개를 함유하는 α-올레핀 (이후 "올레핀" 이라 함), 바람직하게는 탄소 원자 2 내지 8 개를 함유하는 α-올레핀 중에서 선택되는 단량체 유래의 중합체의 제조에 특히 유용하다. 상기 중합체는 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌 ; 폴리프로필렌 ; 폴리부텐 ; 폴리(4-메틸-펜텐-1) 과 같은 단독중합체 ; 탄소 원자 2 내지 18 개, 바람직하게는 탄소 원자 2 내지 8 개를 함유하는 모노올레핀, 및 탄소 원자 4 내지 18 개를 함유하는 디올레핀 중에서 선택되는 하나 이상의 상이한 공단량체와 상기 단량체의 공중합체일 수 있다. 당업계에 잘 공지된 상기 공중합체의 예는 에틸렌 및/또는 부텐과 프로필렌 50% 초과의 몰비의 랜덤 및 블록 공중합체뿐만 아니라, 부텐, 헥센 및/또는 옥텐과 에틸렌 50% 초과의 몰비의 공중합체이다. 본 발명의 방법은 특히 에틸렌의 단독중합체 및 프로필렌의 단독중합체 및 에틸렌과 프로필렌의 공중합체의 제조, 및 더욱 특히 고밀도 폴리에틸렌의 제조에 적합하다.
본 발명의 방법은 또한 이소부탄, 펜탄, 프로판 또는 헥산이 슬러리 반응기에서 액체 희석제로서 사용되는, 상기 언급된 중합체의 제조에 특히 유용하다. 헥산 및 이소부탄은 고밀도 폴리에틸렌의 제조의 경우에 바람직한 액체 희석제이다.
본 발명의 방법의 실질적인 이점은, 중합 반응기로부터의 기체의 중요량과 함께 폴리올레핀/기체 혼합물을 중합 반응기로부터 직접 - 각각 수합 용기로부터 직접 - 퍼지 저장소로 수송하는 대신, 농축기 용기가 수합 용기와 퍼지 저장소 사이의 중합 반응기 사이에서 개별적으로 사용된다는 점에 있다. 따라서, 중합 반응기로부터 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양은 최소화된다. 보통, 중합 반응기는 고압 (10-40 bars) 하에 있으며, 반면 퍼지 저장소는 대기압에 근접한 압력에 있다. 용출 기체가 수합 용기로부터 덜 나오면 나올수록, 더 적은 양의 기체가 재순환되고 중합 반응기 내에서 필요로 하는 고압으로 가압되어야 한다. 상기 기술된 바와 같은 농축기 용기를 사용하면, 저압측 즉, 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양을 감소시킨다. 예를 들어, 이소부탄이 중합용 희석제로서 사용되고, 본 발명의 방법의 두번째 단계에서 압력이 약 5 내지 11 bara, 전형적으로 10 bara 로 하강할 때, 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양은 약 2 내지 5 중량%, 전형적으로 2.5 중량% 로 감소된다. 여기서 중량% 는 수송되는 스트림의 전체 질량 중의 기체의 질량% 이다. 결과적으로 압축기는 더 작은 크기일 수 있고, 따라서 그것들은 구입 및 작동하기에 덜 비싸다. 더욱이, 재순환되어야 하는 미반응 단량체 및 용매의 양이 더 적어지기 때문에, 다운스트림 재순환 장비는 더 작아지고, 덜 에너지-소비적일 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에 따르면, 하나의 농축기 용기를 사용하는 대신, 2 개 이상의 농축기 용기를 평행으로 작동시킨다. 본 명세서의 목적을 위해, 상기 농축기 용기를 각각 "제 1 농축기 용기" 및 "평행 농축기 용기" 또는 "제 2 농축기 용기" 라고 한다.
그러므로, 순환의 첫번째 부분에서, 제 1 농축기 용기는 폴리올레핀/기체 혼합물로 채워지고, 제 1 농축기 용기의 주입구 밸브가 닫힌다. 제 1 농축기 용기가 퍼지 저장소 내로 비워지기 전에, 2 개의 농축기 용기를 연결하는 압력 보정 밸브가 개방된다. 2 개의 농축기 용기에서의 압력이 대략 동일해질 때까지 제 1 농축기 용기 내에 함유된 기체는 평행 농축기 용기로 수송된다. 다음, 농축기 용기 사이의 압력 보정 밸브가 닫히고, 제 1 농축기 용기가 퍼지 저장소 내로 비워진다. 제 1 농축기 용기 안쪽의 압력은 퍼지 저장소 안쪽의 압력으로 하강하고, 반면 평행 농축기 용기 내의 압력은 퍼지 저장소 안쪽의 압력보다 더 높으나, 수합 용기 내의 압력보다는 더 낮으며, 즉, 약 30 - 50% 더 낮다.
순환의 두번째 부분에서, 평행 농축기 용기는 수합 용기로부터의 폴리올레핀/기체 혼합물로 채워질 것이고, 2 개의 농축기 용기 사이의 압력은 2 개의 농축기 용기를 연결하는 압력 보정 밸브를 개방함으로써 평형이 된다. 평행 농축기 용기는 결국 퍼지 저장소 내로 비워질 것이다.
평행으로 있는 2 개 이상의 농축기 용기를 대안적으로 사용하는 방법은 중합 반응기로부터 - 수합 용기로부터 개별적으로 - 저압측으로, 즉 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양을 더욱 감소시킨다. 예를 들어, 이소부탄이 중합용 희석제로서 사용되고, 단계 (b) 에서 압력이 약 5 내지 11 bara, 전형적으로 10 bara 로 하강할 때, 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양은 약 0.75 내지 1.75 중량%, 전형적으로 1 중량% 로 감소된다. 상기 숫자는 중합체의 벌크 밀도, 및 기체의 밀도 및 유형에 따라 다르다.
또다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 방법으로부터 나온 퍼지 분출 스트림의 처리 방법을 추가로 포함한다.
실용적인 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은 퍼지 저장소로부터의 퍼지 분출 스트림을 처리하기 위해 하기 단계를 추가로 포함한다 :
- 퍼지 저장소로부터의 퍼지 분출 스트림을 압축 및 냉각시켜, 스트림의 부분 축합을 초래하고, 그리하여 단량체 내에 풍부한 축합 부분 및 퍼지 기체 내에 풍부한 미축합 부분으로 스트림을 분리하고 ;
미축합 부분을 2 개의 부분으로 분리하고,
미축합 부분의 첫번째 부분을 퍼지 저장소로 재순환시키고 ;
미축합 부분의 두번째 부분을 분리 장치 (unit) 내에서 처리하여, 더욱-풍부한 퍼지 기체 스트림 및 혼합 스트림을 만들고 ;
퍼지 저장소의 바닥 또는 중간 레벨에 있는 분리 장치로부터 풍부해진 퍼지 기체 스트림을 재순환시키고 ;
압축의 퍼지 분출 스트림 업스트림으로 그것들을 되돌려 보냄으로써, 분리 장치로부터 축합 단계로 혼합 스트림을 재순환시킴.
퍼지 분출 스트림의 처리 방법은 매우 경제적이다. 실제로, 퍼지 저장소로부터 나오는 단량체 및 다른 재순환가능한 생성물의 양 및 농도가 전통적인 방법에서보다 더 작기 때문에, 장비 즉, 압축/냉각 및 분리 장치는 매우 클 필요가 없다. 그것들은 구입 및 작동하기에 덜 비싸다.
더욱이, 미축합 부분의 첫번째 부분을 퍼지 저장소로 직접 재순환시키는 것은 장비의 크기, 비용 및 에너지 소비를 추가로 감소시킨다.
축합 단계는 바람직하게는 약 8 내지 20 bar 에 포함되는 압력에서 수행되며 ; 이소부탄이 중합용 희석제로서 사용될 때, 상기 압력은 전형적으로 12 내지 16 bar 에 포함된다. 축합 단계는 바람직하게는 -30 내지 + 50℃ 에 포함되는 온도에서 추가로 수행되며 ; 이소부탄이 중합용 희석제로서 사용될 때, 상기 온도는 전형적으로 5 내지 30℃, 바람직하게는 10 내지 15℃ 에 포함된다.
분리 장치는 막 분리 장치, 동결 분리 장치, 흡수 장치 등을 포함할 수 있다. 동결 분리의 경우, 장치는 예를 들어 -50 내지 -100℃ 의 범위의 저온에서 작동하는 축합기를 지닌 증류 칼럼을 포함한다.
막에 의한 분리가 바람직하다. 그것은 바람직하게는 다른 성분 - 즉, 퍼지 기체보다 - 약 5 이상의, 더 빠른 침투 성분 - 즉, 올레핀에 대한 선택성을 갖는 막을 사용하여 수행된다. 중합 반응기로부터 탄화수소 퍼지 저장소로 수송되는 기체의 양을 최소화하기 위한 상기 방법이 임의의 중합체 제조 작업에 적용될 수 있다는 것을 명심해야 할 것이다.
본 발명은 7 bara, 바람직하게는 5 bara 미만의 압력으로 감소된 중합 반응기로부터 폴리올레핀과 함께 제거되는 탄화수소의 양을 최소화하는 최적화된 탈기 방법을 제공한다. 상기 방법은 추가로, 전체 탈기 방법에 필요한 에너지 및 새로운 구성퍼지 기체 및 가장 특별히는 퍼지 저장소 시스템을 감소시킨다. 본 발명은, 올레핀 중합 반응기로부터 폴리올레핀과 함께 배출되는 탄화수소의 95 중량% 초과, 바람직하게는 97 중량% 초과가 액체로서 중합 반응기로 재순환되고, 퍼지 저장소로 배출되는 폴리올레핀 기체 혼합물이 2.5 중량% 미만의 기체, 바람직하게는 1 중량% 미만의 기체를 함유하는 폴리올레핀 처리 방법을 제공한다. 바람직한 구현예에서, 퍼지 저장소는 주로 재순환된 퍼지 기체를 사용하고, 폴리올레핀 5 Nm3/te 미만, 더욱 바람직하게는 폴리올레핀 1 Nm3/te 미만을 필요로 하는 신선한 구성 퍼지 기체를 갖고, 가장 바람직하게는 퍼지 저장소에서 사용되는 전체 퍼지 기체가 재순환된다. 임의의 신선한 구성 퍼지 기체가 퍼지 저장소에 도입되는 경우, 그것은 바람직하게는 불활성 기체, 가장 바람직하게는 질소이다. 본 발명은, 100 미만, 가장 바람직하게는 40 ppm 미만의 휘발성 유기 화합물 (Volatile Organic Compounds, VOC) 을 함유하도록 퍼지 저장소에서 나오는 폴리올레핀을 처리하고, 생성된 중합체의 15 kW/te 미만, 바람직하게는 10 kW/te 미만의 에너지를 소비하여, 퍼지 저장소 주변의 퍼지 기체를 정제하고, 재순환시키는, 상기 성능을 달성하는 방법을 제공한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 구현예를 제한하지 않는 하기 상세한 설명으로부터 더욱 분명하게 될 것이다. 도 1 은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 중합체 농축기의 도식도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 퍼지 분출 스트림의 처리 방법의 도식도이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 중합체 농축기를 묘사한다.
나타낸 바와 같이 중합체 농축기 (10) 은 하기를 포함한다 :
중합 반응기 (표시하지 않음) 로부터 원료 중합체 및 용출 기체를 받기 위한 수합 용기 (12) ,
각각이 주입구 밸브 (18 및 18') 및 배출구 밸브 (20 및 20') 를 갖고 있는, 평행으로 있는 제 1 농축기 용기 (14) 및 제 2 농축기 용기 (16),
2 개의 농축기 용기를 연결하는 압력 보정 밸브 (22),
상기 수합 용기 수단 내의 원료 중합체의 소정의 양/부피를 측정하기 위한 측정 장치 (표시하지 않음) 및
상기 주입구 및 배출구 밸브를 작동시키는 스위치 (24), - 예를 들어 레벨 스위치.
중합 반응기 (표시하지 않음) 로부터의 원료 중합체 입자 및 용출 기체의 슬러리는 수합 용기 (12) 로 연속적으로 수송된다. 원료 중합체 및 용출 기체의 슬러리는 수합 용기 (12) 에 정착되게 되고, 슬러리가 수합 용기 (12) 내에서 소정의 수준에 도달하자마자, 스위치 (24) 가 제 1 농축기 용기 (14) 의 주입구 밸브 (18) 을 개방하고, 제 1 농축기 용기 (14) 는 수합 용기 (12) 로부터 나오는 슬러리로 채워진다. 수합 용기로 수송되는 원료 중합체의 양/부피는, 농축기 용기 (14) 가 원료 중합체로 맨 위쪽까지 채워지고, 농축기 용기 (14) 내의 용출 기체의 양이 최소가 되는 정도이다. 제 1 농축기 용기 (14) 가 채워지자마자, 주입구 밸브 (18) 이 닫히고, 2 개의 농축기 용기 (14), (16) 을 연결하는 압력 보정 밸브 (22) 가 개방된다. 제 1 농축기 용기 (14) 에 함유된 용출 기체는 제 2 농축기 용기 (16) 으로 수송된다. 2 개의 농축기 용기 (14), (16) 사이의 압력이 평형이 될 때, 압력 보정 밸브 (22) 가 닫히고, 스위치 (24) 가 제 1 농축기 용기 (14) 의 배출구 밸브 (20) 을 개방한다. 원료 중합체는 퍼지 저장소 내로 수송된다 (표시하지 않음). 제 1 농축기 용기 (14) 내의 압력이 퍼지 저장소의 압력으로 하강하고, 반면 제 2 농축기 용기 (16) 내의 압력은 수합 용기 (12)/중합 반응기의 압력의 약 30% - 50% 이다.
그 사이에, 수합 용기 (12) 는 원료 중합체 및 용출 기체로 다시 채워지고, 스위치 (24) 는 수합 용기 (12) 로부터의 원료 중합체 및 용출 기체로 맨위까지 채워진 제 2 농축기 용기 (16) 의 주입구 밸브 (18') 을 개방한다. 일정량의 용출 기체가 제 2 수합 용기 (16) 내에 그대로 있기 때문에, 용출 기체는 수합 용기 (12) 로부터 거의 수송되지 않는다. 주입구 밸브 (18) 이 닫히고, 압력 보정 밸브 (22) 가 개방된다. 제 2 농축기 용기 (16) 으로부터의 용출 기체는 제 1 농축기 용기 (14) 로 수송된다. 압력 보정 밸브 (22) 가 닫히고, 제 2 농축기 용기 (16) 의 배출구 밸브 (20') 가 열려서, 용출 기체와 함께 원료 중합체가 퍼지 저장소 내로 수송된다. 제 2 농축기 용기 (16) 내의 압력은 퍼지 저장소의 압력으로 하강하고, 반면 제 1 농축기 용기 (14) 내의 압력은 수합 용기/중합 반응기의 압력의 약 30% - 50% 이다. 이러한 사이클을 다시 시작할 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 퍼지 분출 스트림의 처리의 도식도이다.
중합체 제조 작업으로부터의 퍼지 분출 스트림은 전형적으로는 수지 퍼지 저장소로부터 발산하며, 기체는 새로 형성된 중합체 입자로부터의 오염원을 퍼지하는데 사용된다. 상기 오염원은 중합체가 제조되고, 출발 성분의 순도, 및 방법이 중간압 (5-25 bar) 에서 기체/고체 혼합물을 발생시키는 기체-상 방법, 슬러리 방법 또는 임의의 다른 방법인가에 따라, 방법-특이적이다. 오염원은 중합 반응기에서 사용되거나 또는 존재하는 미반응 단량체 및 공단량체, 용매, 촉매, 안정화 제, 다른 탄화수소, 또는 임의의 다른 물질을 포함할 수 있다. 단지 하나의 구체적인 예를 들자면, 질소가 퍼지에 사용되고 퍼지 분출 스트림이 슬러리 폴리에틸렌 제조로부터 나온다면, 그것은 - 상당량의 에탄뿐만 아니라 -에틸렌, 수소, 희석제 및 질소 및 때때로 다른 오염원을 함유한다.
본 발명의 방법은 휘발성 탄화수소를 함유하는 퍼지 분출 스트림을 발생시키는 임의의 중합체 제조 방법에 적용될 수 있다. 가장 흔하게는, 중합체 마커 (marker) 에 의해 사용되는 퍼지 기체는 질소이고, 이는 불활성이며 쉽게 입수가능하다. 그러나, 상기 방법은, 예를 들어 공기, 또는 본 목적에 적합한 것으로 발견된 임의의 다른 기체가 사용될 수 있는 다른 퍼지 기체를 분리하는데 사용가능한 것으로 생각될 것이다.
본 방법의 이 부분의 주요 목적은 원료 중합체를 퍼지하는데 사용되는 기체로부터 희석제를 분리하는 것이며, 가장 바람직하게는 둘 중 하나 또는 둘 다가 재사용가능한 정도로까지 분리하는 것이다.
이제 도 2 로 되돌아가서, 원료 중합체 슬러리는 중합 반응기 (26) 으로부터 수합 용기 (28) 로, 다음 농축기 용기 (30) 으로, 그리고 마지막으로 퍼지 저장소 (32) 로 수송되는 것을 볼 수 있다.
퍼지 분출 스트림의 처리는 이제 더욱 상세히 기술될 것이다. 주입구 스트림 (38) 을 형성하기 위해 재순환된 스트림 (36) 과 조합된 퍼지 분출 스트림 (34) 가 먼저 압축기 (40) 을 통해 통과하여, 압축된 스트림 (42) 를 형성하여 축합기 (44) 또는 냉각 장치를 통해 통과한다. 압축 및 냉각을 조합하면 소량의 용해된 올레핀 단량체 (들) (및 공급액에 존재한다면 다른 유기 물질) 와 함께 희석제를 함유하고, 뿐만 아니라 약간의 용해된 또는 축합된 퍼지 기체를 함유하는 축합된 스트림 (46), 및 일부 희석제 및 올레핀 단량체 (들) 를 여전히 함유하는 퍼지 기체와 함께 미축합 스트림 (48) 을 형성한다.
축합된 스트림 (46) 또는 축합물은 당업계에 공지된 가능한 추가의 처리 후에 중합 반응기 (26) 내에서 바로 재순환된다.
미축합 스트림 (48) 은 두 부분으로 분리된다. 미축합 스트림 (48) 의 한 부분 (50) 은 분리 장치 (52), 이 특별한 경우에서 막 분리 장치로 공급된다. 막 분리 장치는 퍼지 기체보다 희석제 및 단량체에 선택적인 막을 함유한다. 전형적으로, 상기 공급액 및 막통과 (transmembrane) 침투를 위한 충분한 구동력을 제공하기에 충분히 큰 막의 침투면 사이의 압력차는 업스트림 압축기 (40) 에 의해 제공된다. 막 분리 장치는 2 개의 스트림, 즉 잔류 스트림 (56) 및 침투 스트림 (54) 를 생성한다. 잔류 스트림 (56) 은 퍼지-기체-풍부한 생성물 스트림으로, 이는 퍼지 저장소로 되돌아갈 수 있다. 막 공급액 스트림 (50) 에 비해 희석제 및 단량체 함량이 풍부한 침투 스트림 (54) 는 보통 추가의 처리를 위해 압축기 (40) 의 주입면으로 되돌아간다.
미축합 스트림 (48) 의 다른 부분 (58) 은 퍼지 저장소 (32) 로 직접 재순환된다. 평행으로 있는 하나의 농축기 용기 (30) 또는 2 개의 농축기 용기가 사용되기 때문에, 원료 중합체와 함께 반응기 (26) 으로부터 퍼지 저장소 (32) 내로 수송되는 기체의 양 또는 차변 (debit) 은 매우 작다. 따라서, 퍼지 분출 스트 림 (34) 내의 미반응 단량체, 희석제 및 때때로 다른 오염원의 농도는 통상의 방법에서보다 훨씬 더 낮다. 퍼지 저장소에서 퍼지 기체로서 사용할 수 있기 위해 주로 질소 및 소량의 단량체를 함유하는 미축합 부분의 한 부분 이상을 추가로 처리하는 것이 필요하지 않다는 것이 밝혀졌다. 퍼지 저장소에서, "순수한" 질소는 바닥을 통해 주입되고, 기체는 원료 중합체를 통해 퍼지 저장소 내에서 발생한다. 퍼지 동안에, 질소는 단량체, 희석제 및 다른 오염원을 함유하는 기체를 플러쉬 (flush) 하고, 이는 원료 중합체 입자 내 및 사이에 갇혀 있고, 따라서 갇혀진 기체로 충전되게 된다. 미축합 부분의 한 부분이 임의의 추가의 처리 없이 퍼지 저장소 내로 직접 주입될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 미축합 스트림의 상기 주입은, 퍼지 저장소의 바닥을 통해 주입되는 "순수한" 질소의 주입 위의 어느 정도 높이에서 발생한다. 상기 높이에서, 퍼지 저장소 내에서 발생하는 퍼지 기체 내의 단량체 및 다른 오염원의 농도는, 주입되는 미축합 부분 내에서의 상기 생성물의 농도와 대략 동일하거나 또는 그보다 더 높다.
도 2 에서, 축합 단계로 재순환되는 스트림 (36) 은 압축기 (40) 의 공급액 스트림 (34) 업트림과 혼합하도록 되돌아가는 것으로 표시되어 있다.
축합 단계의 목적은, 회수되는 올레핀 또는 다른 단량체의 이슬점을 넘어선 압력/온도 조건으로 주입 기체 스트림을 가져가는 것이며, 성분의 한 부분은 기체 스트림을 액체 형태로 축합해 낼 것이다. 이렇게 기체 스트림으로부터 제거될 수 있는 단량체의 양은 끓는점, 공급액 내 농도 및 축합이 실행되는 작업 조건에 따라 다를 것이다.
축합 단계가 수행되는 조건은 축합 및 미축합 부분 둘 다의 조성에 영향을 준다.
간단하게는, 도 2 의 축합기 또는 냉각 장치는 단일 상자 (44) 에 의해 확인되며, 그로부터 축합물 액체 및 잔존 기체가 분리된 스트림으로서 나오는 것으로 보인다. 실제로, 축합기는 기체/액체 혼합물을 생성하는 냉각 장치, 및 상이 분리되고 그로부터 그것들이 분리된 스트림으로서 제거되는 상 분리기를 종종 포함할 것이라고 생각된다.
두번째 장치 분리 방법은 막 분리일 수 있다. 막 장치는 퍼지 기체에 대해서보다 단량체 기체에 대해 실질적으로 상이한 침투성을 나타내는 막을 함유한다. 그것은 희석제 및 단량체에는 비교적 침투가능하나, 퍼지 기체에는 비교적 침투불가능할 수 있거나, 또는 퍼지 기체에는 비교적 침투가능하나 상대적으로 단량체에는 비교적 침투불가능할 수 있다. 탄화수소에 대해 선택적인 막을 사용하는 것이 더욱 보편적으로 실용적이다.
이미 언급된 바와 같이, 막은 바람직하게는 약 5 이상, 더욱 바람직하게는 약 10 이상 및 가장 바람직하게는 약 20 이상의, 다른 성분보다 더 빠른-침투 성분에 대한 선택성을 갖고 있어야 한다. 퍼지 분출 스트림의 처리는 이제 도 2 에 나타난 것과 같은 장치에서 수행되는 한 구체적인 실시예에 의해 추가로 상세히 기술된다. 본 실시예는 본 발명에 따른 방법을 추가로 분명하게 하려는 것이며, 어떤 식으로는 그 영역을 제한하려는 것은 아니다.
슬러리 스트림은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 250 kg/h, 이소부탄 (iBu) 300 kg/h 및 미반응 에틸렌 (Et) 15 kg/h 의 속도로 중합 반응기 (26) 으로부터 연속적으로 나왔다. 그것은 12 bara 로 감압되고, 기체-고체 분리가 일어나는 수합 용기 (28) 내에서 배출되며, 그로 인해 iBu 294 kg/h 및 Et 14.7 kg/h 의 스트림이, 잔존 부분이 농축기 용기 (30) 내로 배출되는 동안, 그의 맨위로부터 배출되었다. HDPE 250 kg/h, iBu 6 kg/h 및 Et 15 kg/h 의 스트림은 퍼지 저장소 (32) 로 수송되고, 그의 바닥에서 iBu 0.1 kg/h 만 함께 HDPE 250 kg/h 를 운반하였다. 퍼지 저장소 (32) 의 맨위에서 iBu 6.1 kg/h, Et 0.5 kg/h 및 질소 (N2) 6 kg/h 의 스트림 (퍼지 저장소 (32) 의 바닥에서 도입되었음) 이 운반되었고, 이는 16 bara 로 압축되는 압축기 (40) 을 통해 1.2 bara 의 압력 하에서, 재순환된 스트림 (36) 과 함께 (후에 나타남) 스트림 (34) 로서 전해져서, iBu 15.6 kg/h, Et 3.5 kg/h 및 N2 14 kg/h 의 스트림 (42) 를 형성하였다. 다음, 스트림 (42) 가 축합기 (44) 를 통과하였다. 축합된 스트림 (46), iBu 5.866 kg/h, Et 0.27 kg/h 및 N2 0.3 kg/h 가 N2 를 회수할 수 있는 처리 (표시하지 않음) 후에 중합에 재순환되었다.
라인 (48) 을 통해 축합기로부터 나오는 미축합 스트림은 막 분리 장치 (52) 에 공급되는 iBu 9.734 kg/h, Et 3.23 kg/h 및 N2 13.7 kg/h 인 하나의 스트림 (50) 으로 분리되었다. 미축합 스트림 (48) 의 다른 부분 (58) 은 퍼지 저장소 (32) 로 재순환되었다.
막 분리 장치에 의해 생성되는 잔류 스트림 (56), iBu 0.234 kg/h, Et 0.230 kg/h 및 N2 5.7 kg/h 는 1 kg/h 의 속도로 N2 의 형성 후에 그리고, iBu 0.034 kg/h, Et 0.030 kg/h 및 N2 5.7 kg/h 의 스트림을 운반하는 퍼지 단계 (표시하지 않음) 후에 계속해서 퍼지 저장소 (32) 로 되돌아갔다.
iBu 9.5 kg/h, Et 3 kg/h 및 N2 8 kg/h 인, 막 분리 장치에 의해 생성되는 침투 스트림 (54) 는 압축기 (40) 의 주입측으로 되돌려 보내졌다.
참조 리스트
10 중합체 농축기
12 수합 용기
14 제 1 농축기 용기
16 제 2 농축기 용기
18, 18' 주입구 밸브
20, 20' 배출구 밸브
22 압력 보정 밸브
24 스위치
26 중합 반응기
28 수합 용기
30 농축기 용기
32 퍼지 저장소
34 퍼지 분출 스트림
36 재순환된 스트림
38 주입구 스트림
40 압축기
42 압축된 스트림
44 축합기
46 축합된 스트림
48 미축합 스트림
50 미축합 스트림의 한 부분
52 분리 장치
54 침투 스트림
56 잔류 스트림
58 미축합 스트림의 다른 부분
Claims (16)
- 하기 순서의 단계를 포함하는, 올레핀 중합 반응기로부터 배출되는 폴리올레핀의 처리 방법 :1) 폴리올레핀 및 희석제를 포함하는 슬러리를 중합 반응기로부터 배출함 ;2) 상기 슬러리에 대한 압력을 배출시켜, 희석제를 증발시키고 폴리올레핀/기체 혼합물을 형성시킴 ;3) 상기 폴리올레핀/기체 혼합물을 수합 용기 내로 배출함 ;4) 수합 용기 내에 정착된 폴리올레핀의 농도를 조절함 ;5) 수합 용기 내의 폴리올레핀/기체 혼합물을 농축기 용기 내로 불연속적으로 수송시킴 ;6) 상기 폴리올레핀/기체 혼합물이 탄화수소 퍼지 저장소 내로 수송되도록 하는 방식으로 상기 농축기 용기를 배출함.
- 제 1 항에 있어서, 수합 용기가 연속적으로 공급되는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 두 개 이상의 농축기 용기가 평행으로 작동되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 수합 용기는 연속적으로 배 출되나, 각각의 농축기 용기는 불연속적으로 공급되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 농축기 용기를 채운 후, 압력은 상기 채워진 농축기 용기를 배출하기 전에 저압에서 평행 농축기 용기에 평형이 되는 방법.
- 제 5 항에 있어서, 하기 연속적인 단계를 추가로 포함하는 방법 :a) 상기 폴리올레핀/기체 혼합물의 소정의 부피를 상기 제 1 농축기 용기 내로 수송하는 방식으로, 배출구 밸브를 또한 갖는 제 1 농축기 용기의 주입구 밸브를 개방함 ;b) 상기 제 1 농축기 용기의 주입구 밸브를 닫음 ;c) 제 1 및 평행 농축기 용기 사이의 압력을 평행이 되게 하기 위해, 상기 제 1 농축기 용기를 평행 농축기 용기로 연결하는 압력 보정 밸브를 개방하고, 상기 평행 용기는 또한 주입구 밸브 및 배출구 밸브를 포함함 ;d) 상기 압력 보정 밸브를 닫음 ;e) 폴리올레핀-기체 혼합물이 탄화수소 퍼지 저장소 내로 수송되도록 상기 제 1 농축기 용기의 배출구 밸브를 개방함 ;f) 폴리올레핀-기체 혼합물이 상기 수합 용기 내에서 소정의 농도에 도달할 때, 상기 평행 농축기 용기의 주입구 밸브를 개방함 ;g) 폴리올레핀-기체 혼합물로 상기 평행 농축기 용기를 채움 ;h) 상기 평행 농축기 용기의 주입구 밸브를 닫음 ;i) 제 1 및 제 2 농축기 용기 사이의 압력을 평형이 되게 하기 위해, 상기 제 1 농축기 용기를 상기 평행 농축기 용기에 연결하는 압력 보정 밸브를 개방함 ;j) 상기 압력 보정 밸브를 닫음 ;k) 폴리올레핀-기체 혼합물을 상기 탄화수소 퍼지 저장소로 수송하기 위해, 상기 평행 농축기 용기의 배출구 밸브를 개방함.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 하기 단계를 추가로 포함하는 방법 :l) 상기 탄화수소 퍼지 저장소를 퍼지 기체로 퍼지하고, 퍼지 분출 스트림을 생성함 ;m) 상기 퍼지 분출 스트림을 압축시키고 냉각시켜서, 스트림의 부분 축합을 초래하고, 그리하여 희석제 풍부한 축합 부분 및 퍼지 기체 풍부한 미축합 부분으로 스트림을 분리하고 ;n) 미축합 부분을 2 개의 부분으로 분리하고,o) 미축합 부분의 첫번째 부분을 퍼지 저장소로 재순환시키고 ;미축합 부분의 두번째 부분을 분리 장치 (unit) 내에서 처리하여, 퍼지-기체-풍부한 스트림 및 혼합 스트림을 만들고 ;q) 풍부해진 퍼지 기체 스트림을 퍼지 저장소로 재순환시키고, 혼합 스트림을 퍼지 분출 스트림, 압축 단계의 업스트림으로 되돌려 보냄.
- 제 7 항에 있어서, 분리 장치는 막 분리 장치를 포함하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 막 분리 장치는, 5 이상의 퍼지 기체보다 올레핀에 대한 선택성을 갖는 방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 농축기 용기로부터 배출되는 폴리올레핀/기체 혼합물은 2.5 중량% 미만의 기체를 함유하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 농축기 용기로부터 배출되는 폴리올레핀/기체 혼합물은 1.75 중량% 미만의 기체, 바람직하게는 1 중량% 미만의 기체를 함유하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 신선한 구성 퍼지 기체 대 퍼지 저장소 내에서 사용된 재순환된 퍼지 기체의 비율이 0.15 미만, 바람직하게는 0.05 미만인 방법.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 올레핀 중합 반응기로부터의 폴리올레핀과 함께 배출되는 탄화수소의 95 중량% 초과가 액체로서 중합 반응기로 재순환되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 퍼지 저장소 내로 도입되는 신선한 구성 퍼지 기체의 유동이 폴리올레핀 5 Nm3/te 미만, 더욱 바람직하게는 폴리올레핀 1 Nm3/te 미만이며, 및 가장 바람직하게는 퍼지 저장소에서 사용되는 전체 퍼지 기체가 재순환되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 생성된 중합체 15 kW/te 미만의 에너지가 퍼지 저장소 주위의 퍼지 기체를 정제하고 재순환시키는 데 소비되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 퍼지 저장소에서 나오는 처리된 폴리올레핀은 40 ppm 미만의 VOC 를 함유하는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0315618.9A GB0315618D0 (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Process for treating a polyolefin discharged from an olefin polymerization reactor |
| GB0315618.9 | 2003-07-03 | ||
| PCT/EP2004/006807 WO2005003188A1 (en) | 2003-07-03 | 2004-06-28 | Process for treating a polyolefin discharged from an olefin polymerization reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060035648A true KR20060035648A (ko) | 2006-04-26 |
| KR101109445B1 KR101109445B1 (ko) | 2012-01-31 |
Family
ID=27741541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020057025228A KR101109445B1 (ko) | 2003-07-03 | 2004-06-28 | 올레핀 중합 반응기로부터 배출된 폴리올레핀의 처리 방법 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7241859B2 (ko) |
| EP (1) | EP1641837B1 (ko) |
| JP (1) | JP5001648B2 (ko) |
| KR (1) | KR101109445B1 (ko) |
| CN (2) | CN101402696B (ko) |
| AT (1) | ATE509037T1 (ko) |
| BR (1) | BRPI0412307B1 (ko) |
| CA (1) | CA2530465C (ko) |
| ES (1) | ES2364354T3 (ko) |
| GB (1) | GB0315618D0 (ko) |
| MX (1) | MXPA06000153A (ko) |
| WO (1) | WO2005003188A1 (ko) |
| ZA (1) | ZA200510300B (ko) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008024517A2 (en) | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Method and apparatus for managing volatile organic content in polyolefin |
| US7957947B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-06-07 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Method and apparatus for managing volatile organic content in polyolefin |
| EP2172495A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-07 | Ineos Europe Limited | Method for the production of polymers |
| EP2825569B1 (en) | 2012-03-16 | 2016-08-03 | Ineos Europe AG | Process for the treatment of feed streams to a polymerisation reactor |
| WO2015022025A1 (en) | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Ineos Europe Ag | Polymerization process |
| CN110072898B (zh) * | 2016-12-23 | 2021-10-01 | 北欧化工股份公司 | 获得低挥发物塑性体的方法 |
| WO2018204026A1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Methods and systems for recovering volatile volatile organic compounds from a purged polymer product |
| US10730032B2 (en) | 2018-05-16 | 2020-08-04 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Polymer flake degassing system and methods |
| WO2021083715A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | Basf Se | Method and system for operating a descending moving bed reactor with flowable granular material |
| US11155652B2 (en) | 2019-11-07 | 2021-10-26 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Olefin polymerization processes |
| CN111397994A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-07-10 | 重庆神开气体技术有限公司 | 一种voc气体的制备方法 |
| KR102593889B1 (ko) * | 2020-07-17 | 2023-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 중합체 제조방법 |
| US11608392B2 (en) | 2020-11-17 | 2023-03-21 | Ineos Usa Llc | Polymerization process |
| WO2024132569A1 (en) | 2022-12-23 | 2024-06-27 | Ineos Europe Ag | Process |
| CN117402277B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-04-09 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种淤浆法生产超高分子量聚乙烯出料线防堵塞的工艺方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4501885A (en) * | 1981-10-14 | 1985-02-26 | Phillips Petroleum Company | Diluent and inert gas recovery from a polymerization process |
| DZ520A1 (fr) * | 1982-03-24 | 2004-09-13 | Union Carbide Corp | Procédé perfectionné pour accroitre le rendement espace temps d'une réaction de polymérisation exothermique en lit fluidisé. |
| JPS6079017A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-04 | Chisso Corp | ポリオレフイン粉体中に残存する未反応オレフインの回収方法 |
| US5799412A (en) * | 1996-04-11 | 1998-09-01 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Drying solid polymer apparatus |
| JP3839128B2 (ja) * | 1996-04-11 | 2006-11-01 | 三井化学株式会社 | 固体状重合体の乾燥方法および乾燥装置 |
| US5769927A (en) * | 1997-01-24 | 1998-06-23 | Membrane Technology And Research, Inc. | Monomer recovery process |
| FI108448B (fi) * | 1998-03-04 | 2002-01-31 | Borealis Tech Oy | Menetelmõ polyolefiinien valmistuksesta saatavan, reagoimattomia yhdisteitõ sisõltõvõn kaasuvirran kõsittelemiseksi |
| KR100531628B1 (ko) * | 1998-03-20 | 2005-11-29 | 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 | 연속적인 슬러리 중합반응의 휘발물질 제거 |
| DE19915106A1 (de) * | 1999-04-01 | 2000-10-05 | Elenac Gmbh | Verfahren zur Isolierung von Olefinen aus Polyolefinanlagen |
| GB0014972D0 (en) | 2000-06-19 | 2000-08-09 | Borealis Tech Oy | Degassing apparatus |
| JP2002001005A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-08 | Mitsubishi Chemicals Corp | 共沸蒸留方法 |
| US6271319B1 (en) * | 2000-08-30 | 2001-08-07 | Membrane Technology And Research, Inc. | Membrane-augmented polypropylene manufacturing |
| WO2004039848A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Solvay Polyolefins Europe - Belgium (S.A.) | Polymer treatment |
-
2003
- 2003-07-03 GB GBGB0315618.9A patent/GB0315618D0/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-06-28 BR BRPI0412307-7A patent/BRPI0412307B1/pt active IP Right Grant
- 2004-06-28 EP EP04740226A patent/EP1641837B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-28 WO PCT/EP2004/006807 patent/WO2005003188A1/en active Application Filing
- 2004-06-28 ES ES04740226T patent/ES2364354T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-28 CN CN2008101754354A patent/CN101402696B/zh not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-28 CN CNB2004800190373A patent/CN100448894C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-28 AT AT04740226T patent/ATE509037T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-06-28 JP JP2006518027A patent/JP5001648B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-06-28 MX MXPA06000153A patent/MXPA06000153A/es active IP Right Grant
- 2004-06-28 CA CA2530465A patent/CA2530465C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-06-28 KR KR1020057025228A patent/KR101109445B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-07-02 US US10/882,231 patent/US7241859B2/en active Active
-
2005
- 2005-12-19 ZA ZA200510300A patent/ZA200510300B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5001648B2 (ja) | 2012-08-15 |
| MXPA06000153A (es) | 2006-04-07 |
| WO2005003188A1 (en) | 2005-01-13 |
| ZA200510300B (en) | 2007-01-31 |
| CN100448894C (zh) | 2009-01-07 |
| CA2530465C (en) | 2012-02-21 |
| US7241859B2 (en) | 2007-07-10 |
| JP2009513731A (ja) | 2009-04-02 |
| ATE509037T1 (de) | 2011-05-15 |
| GB0315618D0 (en) | 2003-08-13 |
| CN101402696A (zh) | 2009-04-08 |
| US20050033016A1 (en) | 2005-02-10 |
| KR101109445B1 (ko) | 2012-01-31 |
| CN101402696B (zh) | 2011-08-03 |
| EP1641837B1 (en) | 2011-05-11 |
| ES2364354T3 (es) | 2011-08-31 |
| CA2530465A1 (en) | 2005-01-13 |
| BRPI0412307B1 (pt) | 2014-08-26 |
| EP1641837A1 (en) | 2006-04-05 |
| BRPI0412307A (pt) | 2006-06-13 |
| CN1816569A (zh) | 2006-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ZA200510300B (en) | Process for treating a polyolefin discharged from an olefin polymerization reactor | |
| US8653206B2 (en) | Operation of multi-reactor polyolefin manufacturing process | |
| US7740808B2 (en) | Process and apparatus for producing olefin polymers | |
| US8314197B2 (en) | Process for the degassing of polymer power | |
| WO2004039847A1 (en) | Process and apparatus for producing olefin polymers | |
| CN107849168A (zh) | 从烯烃聚合方法中回收未反应的单体 | |
| US11623176B2 (en) | Nitrogen conservation in polymerization processes | |
| EA012730B1 (ru) | Способ усовершенствования реакции полимеризации путём отбора и анализа пробы | |
| US20220169758A1 (en) | Devolatilization of plastomer pellets | |
| CN1918192B (zh) | 闪蒸罐与吹洗塔之间用于回收聚合物固体的转移容器 | |
| WO2018204026A1 (en) | Methods and systems for recovering volatile volatile organic compounds from a purged polymer product | |
| CN102161715B (zh) | 一种固体聚合物脱气及排放气回收的方法和装置 | |
| RU2755991C2 (ru) | Способ эксплуатации резервуарной установки для дегазации порошка полимера | |
| CN114402000B (zh) | 用于双峰淤浆聚合的方法和装置 | |
| JPH09328516A (ja) | 固体状重合体の乾燥方法および乾燥装置 | |
| CN108431050B (zh) | 改进的以冷凝模式操作的气相烯烃聚合方法 | |
| RU2781188C1 (ru) | Система и способ быстрого нагрева сливного резервуара | |
| JPH01135805A (ja) | 低圧オレフィン重合体の製造法 | |
| KR20070018960A (ko) | 올레핀 중합체를 제조하는 방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150106 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160108 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170111 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |