WO2015080381A1 - 폴리올레핀의 정제 방법 - Google Patents

폴리올레핀의 정제 방법 Download PDF

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임성수
이수란
김재호
신상홍
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Definitions

  • the present invention relates to a method for purifying a polyolefin, and more particularly, to a method for purifying a polyolefin which can more easily and efficiently remove residual monomers of alkenes having a high carbon number.
  • the polyolefin produced in such a gas phase polymerization process may contain a large amount of residual monomers, which may cause an explosion accident in the processing stage of the product, and may be mixed with the final product to reduce the physical properties of the product, or product defects. Problems such as this can occur and should be removed from the final product.
  • a purge of nitrogen gas with polygiene gas is carried out to vaporize the residual monomer, and The process of separation was included.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 2011-0084161
  • the present invention provides a method for purifying polyolefin, comprising contacting a linear low density polyethylene synthesized through a gas phase polymerization reaction with a purge gas containing ethylene gas and an inert gas in a purge apparatus.
  • a method for purifying polyolefin comprising contacting a linear low density polyethylene synthesized through a gas phase polymerization reaction with a purge gas containing ethylene gas and an inert gas in a purge apparatus.
  • the inventors of the present invention may cause an explosion accident in a product processing step in the presence of a gaseous or liquid residual monomer in a polyolefin prepared by a gas phase polymerization reaction, in particular, a linear low density polyethylene, and is mixed with a final product to degrade product properties.
  • the method for purifying the polyolefin of the embodiment does not use only an inert gas such as nitrogen as the purge gas in the purge device, but also uses ethylene gas together to vaporize alkenes having a higher boiling point than 5 carbon atoms in the residual monomer.
  • the ethylene gas used as the purge gas can be used as a reactant in the gas phase polymerization process of linear low density polyethylene, thereby improving the efficiency and economic efficiency of the process.
  • the linear low density polyethylene may have a monomer remaining in the gas phase polymerization process of the linear low density polyethylene. And, because it is mixed with the final product, there is a woman to cause problems such as lowering the physical properties of the product, should be removed from the linear low density polyethylene.
  • the pure linear low density polyethylene is a linear low density polyethylene separated through a purification process, and refers to a compound including 99.9% or more of linear low density polyethylene or substantially consisting of linear low density polyethylene.
  • the linear low density polyethylene is at least one residue selected from the group consisting of ethylene, 1-pentene, 1-nuxene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, and 1-dodecene It may include a monomer.
  • the residual monomer is meant to include all compounds remaining after the gas phase polymerization reaction among the monomers used as reactants in the gas phase polymerization reaction of linear low density polyethylene.
  • the linear low density polyethylene may include ethylene and 1-octene.
  • the ethylene and 1-octene are reactant monomers used in the preparation of linear low density polyethylene, and ethylene and 1-octene may be mixed with the linear low density polyethylene in a gaseous or liquid form. And, the residual monomer is based on the weight of the entire linear low density polyethylene
  • the linear low density polyethylene may be formed by gas phase polymerization of ethylene and an alken having 3 to 10 carbon atoms.
  • the linear low density polyethylene using ethylene and alkene having 3 to 10 carbon atoms as a reactant without limitation by applying a gas phase polymerization apparatus and method, such as a stirred bed reactor, a fluidized bed reaction vessel, which is commonly known to be used for the production of linear low density polyethylene. Can be formed.
  • the linear low density polyethylene may have a density of 0.500 to 1.000 g / ml, preferably 0.900 to 0.940 g / ml.
  • the linear low density polyethylene may have a melt index of 0.1 to 100 g / 10 min, preferably 0.5 to 50 g / 10 m in, measured according to ASTM D1238.
  • the purge gas of the method for purifying the polyolefin of the above embodiment is meant to include both the gas supplied for purging and the carrier gas used for supplying polyolefins synthesized through the gas phase polymerization reaction to the purge device.
  • This purge gas includes an inert gas that does not participate in the polymerization reaction and a gas for removing the activity of the polymerization catalyst, and the residual monomer contained in the linear low density polyethylene ⁇ in the purge device is continuously ventilated to remove it from the purge device.
  • the vapor pressure of the monomer can be reduced below the saturated vapor pressure to vaporize residual monomers.
  • the purge gas may include an ethylene gas and an inert gas.
  • the inert gas include helium, neon, argon, krypton, xenon, radon gas, and nitrogen gas, but nitrogen gas is preferably used for easier reaction and reaction stability.
  • the purge gas may further include high temperature water vapor, carbon monoxide, and the like in addition to the ethylene gas and the inert gas.
  • the ethylene gas and the inert gas may be injected into the purge device, respectively, or in a mixed state.
  • the commercial ethylene gas may selectively supply polyolefins synthesized through gaseous polymerization reaction with nitrogen gas to the purge device. It can be used as a carrier gas.
  • the ethylene gas is characterized in that it is mixed with alkenes of 5 or more carbon atoms to increase the saturated vapor pressure of alkenes of 5 or more carbon atoms, and can lower the boiling point of alkenes of 5 or more carbon atoms, so that only inert gas is used as the purge gas.
  • Alkenes having 5 or more carbon atoms, which were difficult to vaporize and separate, can also be vaporized.
  • the volume ratio of the ethylene gas and the inert gas of the purge gas is 1:99 to
  • purge gas can be injected into the purge apparatus using a high pressure supply line.
  • the purge gas can be in uniform contact with the linear low density polyethylene accumulated in the purge apparatus, and the residual monomer can be vaporized more efficiently.
  • the purge gas may be a temperature of 25 to 100 ° C, preferably 60 to 10 (C.
  • the temperature of the purge gas is related to the vaporization of carbonaceous alkenes and the state of linear low density polyethylene, 25 If it is less than ° C, carbonaceous alkenes are not vaporized and may remain in the linear low density polyethylene even after the refining process, and if it exceeds 10 CTC, the linear low density polyethylene may be melted inside the purge apparatus, resulting in a decrease in commercial productability.
  • the purge gas may have a pressure of 1 to 50 kgf / cirf, preferably 5 to 35 kgf / cuf
  • the pressure of the purge gas may be related to the ventilation of the purge gas and the vaporization of residual monomers. If less than lkgf / cuf, the purge gas may not be properly ventilated, and if it exceeds 50kgf / cuf, the saturated vapor pressure will be lowered and the residual mono The mer may not vaporize.
  • the step of contacting the linear low density polyethylene and the purge gas of the method for purifying the polyolefin may be performed for 10 minutes to 12 hours. That is, the linear low density polyethylene and the purge gas are supplied to the purge device, and they can contact and react for 10 minutes to 12 hours. If the contact time is too short, some residual monomer may not be vaporized and may remain in a liquid state.
  • the step of contacting the linear low density polyethylene and the purge gas may be performed at a temperature of 25 to loot :.
  • the contact temperature is the residual monomer It is related to the saturation vapor pressure, depending on the temperature may vary the vaporization of alkenes having a high carbon number and the state of the linear low density polyethylene.
  • the saturated vapor pressure inside the purge device may be too low, and in this case, even if the residual monomer is continuously vented with the purge gas and removed from the purge device, the vapor pressure of the residual monomer does not drop below the saturated vapor pressure, thereby increasing the number of carbon atoms. Alkenes may not vaporize.
  • the contact temperature exceeds lt rc, the linear low density polyethylene may be molten in the purge device, thereby decreasing commercial productability.
  • the step of contacting the linear low density polyethylene and the purge gas may be performed at a pressure of 1 to 50kgf / crf.
  • the contact pressure is related to the purging of the purge gas and the vaporization of the residual monomer. If the concentration is less than lkgf / cuf, the purge gas may not be properly ventilated. If the contact pressure exceeds 50 kgf / ciif, the saturated vapor pressure is lowered to prevent the residual monomer from vaporizing. You may not.
  • the purge device refers to a space or structure to which a linear low density polyethylene produced through a gas phase polymerization reaction and a purge gas including ethylene gas and an inert gas can contact each other.
  • the purge device has a device configuration consisting of a purge gas inlet line, a linear low density polyethylene and a carrier gas inlet line, a ventilation line, a pure linear low density polyethylene discharge line, each of these components to supply the purge gas, residual monomers send a linear low density polyethylene, and the supply of the carrier gas, separated from the gasification of residual monomer with a carrier gas and, a purge gas that contains a purification unit for reproduction, to transmit a linear low density polyethylene, the remaining monomer is removed by granulation process for commercialization Can play a role.
  • the polyolefin purification method may further comprise the step of separating the gas produced by contacting the linear low density polyethylene and the purge gas.
  • the residual monomer contained in the linear low density polyethylene may be vaporized by contacting the purge gas containing the ethylene gas and the inert gas, and the vaporized residual monomer and the purge gas may be purified by using separate angles and compressions. Can be separated.
  • the separated residual monomer and ethylene gas may be recycled to the gas reactor to prepare a linear low density polyethylene again.
  • 1 schematically shows an example purge apparatus of the present invention.
  • the purge device 6 of the example includes a transfer line 1 to a purge device of linear low density polyethylene and a carrier gas containing residual monomers, and a supply line of gas to be added to the carrier gas ( 2), purge gas input line 3, purge gas, carrier gas, discharge line 4 of vaporized residual monomer, and discharge line 5 of pure linear low density polyethylene product;
  • a method for purifying a polyolefin which can more easily and efficiently remove residual monomers of alkenes having a high carbon number.
  • Figure '1 is a schematic view of a purge apparatus of the purification method of the one embodiment polrieul repin. .
  • Linear low density poly inflow to purge bin is set as residual monomer in lephine to Ethylene (C2) and l-0ctene (C8). After the addition, residual monomers were vaporized to confirm that they were separated from the product.
  • Computer simulation was used aspen plus simulation program, the temperature and pressure applied to the computer simulation, the dosage of each component is shown in Table 1 below. And, the calculation result of the computer simulation in each condition is shown in Table 1 below. Comparative Example 1 Except that ethylene gas was not added to the carrier gas and the purge gas, the transfer simulation was carried out in the same manner as in the transfer simulation conditions of Example 1, and the results are shown in Table 1 below.
  • the input and discharge lines 1 to 4 are as follows: 1. Residual monomer discharged from the reactor 2. Nitrogen gas and ethylene gas for conveying and purging purposes
  • Example 1 and Example 3 results are the same as in Example 1 and Example 3, in which the composition of the monomers introduced in the same structure as in Example 1 was changed in temperature and pressure, and Comparative Examples 2 and 3, respectively, corresponding thereto. This is observed, and from this it can be seen that not only nitrogen gas but also ethylene gas as a carrier gas and a purge gas may further vaporize and separate monomers of alkenes having a large carbon number such as 1-octene.

Abstract

본 발명은 퍼지 장치 내에서, 기상 중합 반응을 통하여 합성된 선형저밀도폴리에틸렌을 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스와 접촉 시키는 단계를 포함하는, 폴리올레핀의 정제 방법에 관한 것이다. 이러한 정제 방법에 따르면, 보다 간단하고 효율적으로 탄소수가 높은 알켄류의 잔류 모노머도 제거할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
폴리올레핀의 정제 방법 【기술분야】
본 발명은 폴리올레핀의 정제 방법에 관한 것으로서， 보다 상세하게는 보다 간단하고 효율적으로 탄소수가 높은 알켄류의 잔류 모노머도 제거할 수 있는 폴리올레핀의 정제 방법에 관한 것이다. 【발명의 배경이 되는 기술】
촉매 활성 및 선택도가 우수한 메탈로센 촉매의 개발에 따라， 고체 촉매의 존재 하에서， 올레핀을 기상 매질에서 중합하여， 공업적 규모로 폴리올레핀을 제조하는 공정이 광범위하게 이용되고 있다. 이러한 올레핀의 기상중합 (gas-phase polymer i zat ion) 공정은 반웅층을 기계적으로 교반하거나 (교반층 반응기) , 반응 기체 자체를 재순환시켜 반응층을 현탁 상태로 유동화시켜 (유동층 반응기)， 반응 기체가 통과하여 흐르는 중합체 층을 유지하면서 을레핀을 중합할 수 있다.
이러한 기상 중합 공정에서 제조된 폴리올레판은 다량의 잔류 모노머를 포함할 수 있는데, 이들 모노머는 제품 가공단계에서 폭발사고를 일으킬 수 있으며， 최종 제품에 흔합되어 제품의 물성을 저하시키거나， 제품 불량이 발생하는 등의 문제가 발생할 여지가 있으므로 최종 제품에서는 제거되어야 한다. 이전에는 기상 중합 공정에서 제조된 폴리을레핀으로부터 잔류 모노머를 제거하기 위해서， 한국특허공개 제 2011-0084161 호와 같이 폴리올레핀에 질소 가스를 괴지 가스로 퍼지 (purge)시켜 잔류 모노머를 기화시키고， 이를 폴리올레핀과 분리하는 과정을 포함하였다.
그러나， 기상 중합 공정으로 탄소수 4 개 이하의 모노머를 주로 사용하는 경우 상술한 특허와 같이 질소 가스를 퍼지시키는 단계만으로도 잔류 모노머들이 분리되었지만， 탄소수 5 이상의 알켄류를 모노머로 사용하는 경우에는 모노머의 끓는 점이 높아 질소 가스를 퍼지시키는 것만으로는 상기 탄소수 5 이상의 알켄류를 분리해낼 수 없는 한계가 있었다. 이에 따라， 탄소수가 높은 알켄류의 모노머를 사용하는 기상 중합 공정에도 적용이 가능하며， 보다 간단한 방법으로 잔류 모노머를 제거할 수 있는 폴리을레핀 의 정제 방법에 대한 개발이 필요하다. 【선행기술문헌】
【특허문헌】
(특허문헌 0001) 한국특허공개 제 2011-0084161호
【발명의 내용]
[해결하고자 하는 과제】
본 발명은， 보다 간단하고 효율적으로 탄소수가 높은 알켄류의 잔류 모노머도 제거할 수 있는 폴리올레핀워 정제 방법을 제공하기 위한 것이다.
【과제의 해결 수단】
본 발명은， 퍼지 장치 내에서， 기상 중합 반응을 통하여 합성된 선형저밀도폴리에틸렌을 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스와 접촉 시키는 단계를 포함하는， 폴리을레핀의 정제 방법을 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리을레핀의 정제 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
.
발명의 일 구현예에 따르면， 퍼지 장치 내에서， 기상 중합 반응을 통하여 합성된 선형저밀도폴리에틸렌을 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계를 포함하는， 폴리올레핀의 정제 방법이 제공될 수 있다. 본 발명자들은, 기상 중합 반응으로 제조한 폴리올레핀， 특히， 선형저밀도폴리에틸렌에 기상 또는 액상의 잔류 모노머가 존재하는 경우， 제품 가공단계에서 폭발사고를 일으킬 수 있으며， 최종 제품에 흔합되어 제품의 물성을 저하시키거나， 제품 불량이 발생하는 등의 문제가 발생할 여지가 있으므로， 잔류 모노머를 제거하는 폴리올레핀의 정제 방법이 중요함을 인식하고 이에 대한 연구를 진행하였다. 이에 따라， 퍼지 장치 내에서 기상 중합 반응을 통하여 합성된 선형저밀도폴리에틸렌을 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스와 접촉 시키는 간단한 방법으로도 잔류 모노머를 기화시켜 제거할 수 있음을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
특히, 상기 일 구현예의 폴리올레핀의 정제 방법은 퍼지 장치 내부에서 상기 퍼지 가스로 질소와 같은 불활성 기체만을 사용하는 것이 아니라， 에틸렌 가스를 함께 사용함으로써， 잔류 모노머 중에서 끓는 점이 높은 탄소수 5 이상의 알켄류도 기화시켜 분리해 낼 수 있으며， 또한， 퍼지 가스로 사용된 에틸렌 가스는 다시 선형저밀도폴리에틸렌의 기상 중합 공정의 반응물로 사용할 수 있어， 공정의 효율성 및 경제성을 높일 수 있다.
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 최종 제품인 순수 선형저밀도폴리에틸렌 이외에도 상기 선형저밀도폴리에틸렌의 기상 중합 공정에서 잔류된 모노머가 함께 존재할 수 있는데， 상기 잔류 모노머는 기상 또는 액상의 상태로， 제품 가공단계에서 폭발사고를 일으킬 수 있으며， 최종 제품에 흔합되어 제품의 물성을 저하시키는 등의 문제가 발생할 여자가 있으므로， 선형저밀도폴리에틸렌에서 제거하여야 한다.
본 명세서에서 상기 순수 선형저밀도폴리에틸렌은 정제 과정을 통하여 분리된 선형저밀도폴리에틸렌으로써， 선형저밀도폴리에틸렌이 99.9%이상 포함되거나 또는 실질적으로 선형저밀도폴리에틸렌만으로 이루어진 화합물을 의미한다.
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌， 1-펜텐, 1-핵센， 1-헵텐， 1-옥텐， 1-노넨， 1-데센， 1-운데켄， 및 1-도데켄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 잔류 모노머를 포함할 수 있다. 상기 잔류 모노머는 선형저밀도폴리에틸렌의 기상 중합 반웅에서 반응물로 사용된 모노머 중에서 기상 중합 반응 이후에 잔류하는 모든 화합물을 포함하는 의미이다.
또는， 상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌 및 1-옥텐을 포함할 수 있다. 상기 에틸렌 및 1-옥텐은 선형저밀도폴리에틸렌의 제조에 사용되는 반응물 모노머로， 에틸렌과 1-옥텐은 선형저밀도폴리에틸렌과 기상 또는 액상의 형태로 흔합되어 있을 수 있다. 그리고， 상기 잔류 모노머는 선형저밀도폴리에틸렌 전체의 중량에 대하여
0.01 내지 5 중량 ¾>포함할 수 있다.
또한， 상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌 및 탄소수 3 내지 10 의 알켄을 기상 중합 반응시켜 형성된 것일 수 있다. 상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌 및 탄소수 3 내지 10 의 알켄을 반응물로 이용하여， 통상적으로 선형저밀도 폴리에틸렌의 제조에 사용되는 것으로 알려진 교반층 반응기， 유동층 반웅기 등의 기상중합 장치 및 방법을 제한 없이 적용하여 형성될 수 있다.
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 0.500 내지 1.000 g/ml , 바람직하게는 0.900 내자 0.940 g/ml 의 밀도를 가질 수 있다.
그리고， 상기 선형저밀도폴리에틸렌은 ASTM D1238 기준에서 측정한 0. 1 내지 100 g/10min, 바람직하게는 0.5 내지 50 g/ 10m in 의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 구현예의 폴리올레핀의 정제 방법의 퍼지 가스는 퍼지를 위해서 공급되는 가스 및 상기 기상 중합 반웅을 통하여 합성된 폴리을레핀을 상기 퍼지 장치로 공급하는데 사용되는 캐리어 가스를 모두 포함하는 의미이다.
이러한 퍼지 가스는 중합반응에 참여하지 않는 불활성 기체 및 중합 촉매의 활성을 제거하는 기체를 포함하며， 퍼지 장치 내에서 선형저밀도폴리에틸궨에 포함된 잔류 모노머를 지속적으로 환기하여 퍼지 장치에서 제거함으로써 잔류 모노머의 증기압을 포화 증기압 미만으로 감소시켜 잔류 모노머를 기화시킬 수 있다.
그리고, 상기 퍼지 가스는 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함할 수 있다. 상기 불활성 기체의 구체적인 예로 헬륨， 네온， 아르곤， 크립톤， 제논， 라돈 가스 및 질소 가스 등을 들 수 있으나, 보다 용이한 반응 및 반응 안정성을 위해서 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
또한， 상기 퍼지 가스는 상기 에틸렌 가스 및 불활성 기체 이외에 고온 수증기， 일산화 탄소 등을 더 포함할 수 있다. 상기 에틸렌 가스 및 불활성 기체는 퍼지 장치 내부로 각각 또는 흔합된 상태로 주입될 수 있으며， 특히， 상가 에틸렌 가스는 선택적으로 질소 기체와 함께 기상 중합 반웅을 통하여 합성된 폴리을레핀을 상기 퍼지 장치로 공급하는 캐리어 가스로 사용될 수 있다. 특히， 상기 에틸렌 가스는 탄소수 5 이상의 알켄과 흔합되어 탄소수 5 이상의 알켄의 포화증기압을 증가시키는 특징을 가지고 있어， 탄소수 5 이상의 알켄류의 끓는점을 낮출 수 있기 때문에, 불활성 기체만을 퍼지 가스로 사용하는 경우 기화 및 분리가 어려웠던 탄소수가 5이상인 알켄류도 기화시킬 수 있다. 상기 퍼지 가스의 에틸렌 가스와 불활성 기체의 부피 비는 1 : 99 내지
70 : 30， 바람직하게는 5 : 95 내지 50 : 50 일 수 있다. 상기 에틸렌 가스가 질소 가스와 비교하여 상기 범위의 부피 비로 퍼지 장치 내부로 주입되는 경우， 탄소수가 많은 알켄류의 잔류 모노머도 기화시켜 분리해 낼 수 있다.
그리고， 이러한 퍼지 가스는 고압 공급선을 이용하여 퍼지 장치로 주입할 수 있다. 상기 장치를 이용하여 퍼지 가스를 퍼지 장치 내로 주입하면， 상기 퍼지 가스가 퍼지 장치 내부에 누적된 선형저밀도폴리에틸렌과 고르게 접촉할 수 있어， 잔류 모노머를 보다 효율적으로 기화시킬 수 있다.
상기 퍼지 가스는 25 내지 100 °C , 바람직하게는 60 내지 10( C의 온도일 수 있다. 상기 퍼지 가스의 온도는 탄소수가 많은 알켄류의 기화 및 선형저밀도폴리에틸렌의 상태와 관련이 있는 것으로， 25°C 미만인 경우 탄소수가 많은 알켄류가 기화 되지 않아 정제 공정 이후에도 선형저밀도폴리에틸렌에 잔류할 수 있고， 10CTC를 초과하는 경우， 퍼지 장치 내부에서 선형저밀도폴리에틸렌이 용융상태가 되어 상업적으로 제품성이 감소 할 수 있다. 그리고， 상기 퍼지 가스는 1 내지 50kgf/cirf , 바람직하게는 5 내지 35 kgf/cuf의 압력을 가질 수 있다. 상기 퍼지 가스의 압력은 퍼지 가스의 환기와 잔류 모노머의 기화와 관련이 있는 것으로， lkgf/cuf .미만이면 퍼지 가스가 제대로 환기되지 않을 수 있고， 50kgf/cuf를 초과하는 경우 포화 증기압이 낮아져 잔류 모노머가 기화되지 않을 수 있다.
한편， 상기 폴리올레핀의 정제 방법의 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 10 분 내지 12 시간 동안 수행할 수 있다. 즉， 상기 퍼지 장치에 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스가 공급되고， 이들이 10 분 내지 12 시간 동안 접촉 및 반응할 수 있다. 상기 접촉 시간이 너무 짧은 경우 일부 잔류 모노머가 기화되지 못하고， 액체상태로 잔류할 수 있다.
그리고， 상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 25 내지 loot:의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 접촉 온도는 잔류 모노머의 포화 증기압과 관련이 있는 것으로, 상기 온도에 따라 탄소수가 많은 알켄류의 기화 여부 및 선형저밀도폴리에틸렌의 상태가 달라질 수 있다. 상기 접촉 온도가
25 °C 미만인 경우， 퍼지 장치 내부의 포화 증기압이 너무 낮게 나타날 수 있고， 이러한 경우 퍼지 가스로 잔류 모노머를 지속적으로 환기하여 퍼지 장치에서 제거하더라도 잔류 모노머의 증기압이 포화 증기압 미만으로 떨어지지 않아 탄소수가 많은 알켄류가 기화 되지 않을 수 있다. 또한， 접촉 온도가 lt rc를 초과하는 경우， 퍼지 장치 내부에서 선형저밀도폴리에틸렌이 용융상태가 되어 상업적인 제품성이 감소 할 수 있다.
그리고， 상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 1 내지 50kgf/crf의 압력에서 수행될 수 있다. 상기 접촉 압력은 퍼지 가스의 환기와 잔류 모노머의 기화와 관련이 있는 것으로, lkgf/cuf 미만이면 퍼지 가스가 제대로 환기되지 않을 수 있고， 50kgf/ciif를 초과하는 경우 포화 증기압이 낮아져 잔류 모노머가 기화되지 않을 수 있다.
상기 퍼지 장치는 기상 중합 반응을 통하여 제조된 선형저밀도폴리에틸렌과， 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스가 접촉할 수 있는 공간 또는 구조물을 의미한다 . 구체적으로， 상기 퍼지 장치는 퍼지 가스 유입라인， 선형저밀도폴리에틸렌 및 캐리어 가스 유입라인， 환기 라인， 순수 선형저밀도폴리에틸렌 배출라인으로 이루어진 장치 구성을 가지며， 이러한 각각의 구성은 퍼지 가스의 공급， 잔류 모노머를 포함한 선형저밀도폴리에틸렌 및 캐리어 가스의 공급， 기화를 통해 분리한 잔류 모노머와 캐리어 가스 및 '퍼지가스를 재생을 위한 정제장치로 송부， 잔류 모노머가 제거된 선형저밀도폴리에틸렌을 제품화를 위한 제립공정으로 송부하는 역할을 할 수 있다.
한편, 상기 폴리올레핀의 정제 방법은 상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉하여 생성된 기체를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이， 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스와 접촉하여 선형저밀도폴리에틸렌에 포함된 잔류 모노머를 기화시킬 수 있고， 기화된 잔류 모노머와 퍼지 가스는 별도의 넁각과 압축을 이용한 정제단계를 이용하여 분리해 낼 수 있다. 또한， 상기 분리된 잔류 모노머와 에틸렌 가스는 다시 선형저밀도폴리에틸렌의 제조를 위한기상 반웅기에 투입되어 재활용 될 수 있다. 도 1에는 본 발명의 일 예의 퍼지 장치를 개략적으로 나타내었다.
도 1 에 나타난 바와 같이， 상기 일 예의 퍼지 장치 (6)는 잔류 모노머를 포함하는 선형저밀도폴리에틸렌과 캐리어 가스의 퍼지 장치로의 이송라인 ( 1)， 캐리어 가스에 추가로 투입하는 가스의 공급라인 (2)， 퍼지 가스 투입라인 (3)， 퍼지 가스， 캐리어 가스， 기화된 잔류 모노머의 배출라인 (4)， 및 순수 선형저밀도폴리에틸렌 제품의 배출라인 (5)을 포함한다;
【발명의 효과】
본 발명에 따르면， 보다 간단하고 효율적으로 탄소수가 높은 알켄류의 잔류 모노머도 제거할 수 있는 폴리올레핀의 정제 방법이 제공될 수.있다.
[도면의 간단한 설명]
도 ' 1 은 상기 일 구현예의 폴리을레핀의 정제 방법의 퍼지 장치의 개략도이다. .
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단， 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐， 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 3]
퍼지 장치 (Purge Bin)에 유입되는 선형저밀도폴리을레핀 내 잔류 모노머를 Ethylene(C2)과 l-0ctene(C8)으로 설정하고， 에틸렌 가스와 질소 가스를 캐리어 가스 및 퍼지 가스로 투입하여 흔합 및 상태 유지시킨 후， 잔류 모노머들이 기화되어 제품으로부터 분리되었는지 확인하였다. 전산모사는 Aspen Plus 모사프로그램을 사용하였으며， 전산모사를 적용한 온도와 압력， 각 성분의 투입량은 하기 표 1 에 나타내었다. 그리고， 각 조건에서의 전산모사의 계산 결과는 하기 표 1에 나타내었다. [비교예 1] 에틸렌 가스를 캐리어 가스 및 퍼지 가스로 투입하지 않은 것을 제외하고는， 상기 실시예 1 의 전사모사 조건과 동일하게 하여 전사모사를 실시하고， 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
에틸렌 가스를 캐리어 가스 및. 퍼지 가스로 투입하지 않은 것을 제외하고는， 상기 실시예 2 의 전사모사 조건과 동일하게 하여 전사모사를 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
에틸렌 가스를 캐리어 가스 및 퍼지 가스로 투입하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 3 의 전사모사 조건과 동일하게 하여 전사모사를 실시하고， 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. [표 1]
Figure imgf000009_0001
상기 표 1 에서， 1 내지 4의 투입 및 배출 라인은 하기와 같다: 1. 반응기로부터 배출된 잔류 모노머 2. 이송과 퍼지 목적의 질소 가스 및 에틸렌 가스
3. 제품에서 분리되어 기화된 모노머와 불활성 가스
4. 제품내에 액화상태로 남겨진 모노머와 불활성 가스ᅵ 상기 표 1 에 나타난 바와 같이， 실시예 1 의 전산모사 결과를 보면 반웅물로 투입되었던 모노머 전량이 기화되어 분리된 것을 확인할 수 있으나， 상기 비교예 1 은 각각 대응되는 실시예와 비교하여 에틸렌의 주입 유무 외에는 차이점이 없지만， 퍼지 장치를 통과한 1-옥텐 모노머의 일부가 액상으로 남아있어 제품 내에서 완벽히 분리되지 않았음을 확인할 수 있다.
이러한 결과는 실시예 1 과 동일한 구조에 온도와 압력， 투입되는 모노머의 조성을 달리한 실시예 2 및 실시예 3 과， 각각에 대응되는 비교예 2 및 비교예 3 을 비교하는 경우에도 동일하게 그 현상이 관찰되며， 이로부터 질소 가스뿐만 아니라， 에틸렌 가스를 캐리어 가스 및 퍼지 가스로 추가적으로 이용하는 경우 1-옥텐과 같이 탄소수가 많은 알켄류의 모노머도 기화 및 분리가 가능함을 확인할 수 있다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
퍼지 장치 내에서， 기상 증합 반웅을 통하여 합성된 선형저밀도폴리에틸렌을 에틸렌 가스 및 불활성 기체를 포함하는 퍼지 가스와 접촉 시키는 단계를 포함하는， 폴리올레핀의 정제 방법.
[청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌， 1-펜텐， 1-핵센， 1-헵텐， 1-옥텐， 1—노넨， 1-데센， 1-운데켄， 및 1-도데켄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 잔류 모노머를 포함하는， 폴리을레핀의 정제 방법 .
【청구항 3】
제 1항에 있어서，
상기 선형저밀도폴리쎄틸렌은 에틸렌 및 1-옥텐을 포함하는, 폴리올레핀의 정제 방법. .
【청구항 4】
제 2항에 있어서，
상기 잔류 모노머는 선형저밀도폴리에틸렌 전체의 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량 %인， 폴라을레핀의 정제 방법 .
【청구항 5]
제 1항에 있어서， ,
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 에틸렌 및 탄소수 3.내지 10의 알켄을 기상 중합 반응시켜 형성되는， 폴리올레핀의 정제 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서， 상기 선형저밀도폴리에틸렌은 0.500 내지 1.000 g/ml 의 밀도를 갖는, 폴리올레핀의 정제 방법.
【청구항 7】
제 1항에 있어서,
상기 선형저밀도폴리에틸렌은 0. 1 내지 100 g/10min 의 용융지수를 갖는， 폴리올레핀의 정제 방법.
【청구항 8】
제 1항에 있어서，
' 상기 퍼지 가스의 에틸렌 가스와 불활성 기체의 부피 비는 1 : 99 내지
70 :30인, 폴리올레핀의 정제 방법 .
[청구항 9】
제 1항에 있어서，
상기 퍼지 가스는 25 내지 100°C의 온도인， 폴리을레핀의 정제 방법.
【청구항 10】
제 1항에 있어서，
상기 퍼지 가스는 1 내지 50kgf/cui의 압력인, 폴리올레핀의 정제 방법.
【청구항 11】
제 1항에 있어서，
상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 10분 내지 12시간 동안 수행되는, 폴리을레핀의 정제 방법 .
【청구항 12】
제 1항에 있어서,
상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 25 내지 KXTC의 온도에서 수행되는， 폴리을레핀의 정제 방법.
【청구항 13】
제 1항에 있어서,
상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉 시키는 단계는 1 내지 50kgf/cu의 압력에서 수행되는, 폴리을레핀의 정제 방법.
【청구항 14】
제 1항에 있어서，
상기 선형저밀도폴리에틸렌과 퍼지 가스를 접촉하여 생성된 기체를 분리하는 단계를 더 포함하는， 폴리을레핀의 정제 방법.
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