JP2010202700A - Vapor phase polymerization apparatus, method for manufacturing polymer, and clogging detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オレフィン等の気相重合装置において移送管内の閉塞を検知する気相重合装置、重合体の製造方法および閉塞検知方法に関するものである。 The present invention relates to a gas phase polymerization apparatus that detects clogging in a transfer pipe in a gas phase polymerization apparatus such as olefin, a method for producing a polymer, and a clogging detection method.
流動床式反応器を用いたオレフィンの重合法では、オレフィン重合体の塊または板状物等の塊状物が流動床式反応器内に発生することがあり、流動床式反応器からオレフィン重合体の粒子を抜き出すとき、塊状物が抜き出し配管を閉塞させる。このため、製品の抜き出し不良により重合停止が生じることがあり、重合による発熱と除熱とのバランスがくずれて重合温度が制御不良となり、重合停止に至ることもある。 In the olefin polymerization method using a fluidized bed reactor, a mass of olefin polymer or a lump such as a plate may be generated in the fluidized bed reactor. When the particles are extracted, the lump is extracted and clogs the piping. For this reason, polymerization termination may occur due to defective product extraction, the balance between heat generation and heat removal due to polymerization may be lost, polymerization temperature may be poorly controlled, and polymerization may be terminated.
塊状物の発生等の気相重合槽における異常を検知する方法として、例えば、特許文献1,2には、流動層型重合器の外殻表面の温度分布を温度測定装置により測定する方法が記載されている。
As a method for detecting abnormalities in a gas phase polymerization tank such as the generation of a lump, for example,
しかしながら、流動床式等の気相重合反応器においては、原料を重合した後、当該反応器から下流の気相重合槽またはホッパー等へ移送する移送管内に生じる重合体の塊状物によって移送管が閉塞され、重合が停止することがあり、移送管の閉塞を防止することが求められていた。 However, in a gas phase polymerization reactor such as a fluidized bed type, a transfer pipe is formed by a polymer mass generated in a transfer pipe that is transferred from the reactor to a downstream gas phase polymerization tank or a hopper after the raw material is polymerized. There is a need to prevent clogging of the transfer pipe because it may be clogged and polymerization may stop.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、移送管内に閉塞が生じているか否かを検出することができる気相重合装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas phase polymerization apparatus capable of detecting whether or not a clogging has occurred in a transfer pipe.
本発明に係る気相重合装置は、上記課題を解決するために、オレフィンを気相重合する気相重合槽と、上記オレフィンの重合体を入れるための容器と、上記気相重合槽および上記容器を連結する移送管と、上記移送管の温度を測定する温度測定手段とを備える。 In order to solve the above problems, a gas phase polymerization apparatus according to the present invention includes a gas phase polymerization tank for vapor phase polymerization of olefin, a container for containing the polymer of the olefin, the gas phase polymerization tank and the container. And a temperature measuring means for measuring the temperature of the transfer tube.
また、本発明に係る気相重合装置において、上記温度測定手段は上記移送管の外壁面の温度を測定する手段であることが好ましい。 In the gas phase polymerization apparatus according to the present invention, the temperature measuring means is preferably means for measuring the temperature of the outer wall surface of the transfer pipe.
また、本発明に係る気相重合装置において、上記移送管は、上記移送管内を洗浄するための気体を上記移送管内に供給する供給口を、上記気相重合槽と上記温度測定手段によって測定する位置との間に備えることが好ましい。 In the gas phase polymerization apparatus according to the present invention, the transfer pipe measures a supply port for supplying a gas for cleaning the inside of the transfer pipe into the transfer pipe by the gas phase polymerization tank and the temperature measuring means. It is preferable to provide between the positions.
本発明に係る重合体の製造方法は、上記課題を解決するために、本発明に係る気相重合装置を用いてオレフィンの重合体を製造する方法であって、オレフィンを気相重合する気相重合工程と、重合した上記オレフィンの重合体を、上記移送管を介して上記容器に移送するとともに、上記移送管の温度を測定する移送工程とを包含する。 In order to solve the above problems, a method for producing a polymer according to the present invention is a method for producing an olefin polymer using a gas phase polymerization apparatus according to the present invention, wherein the olefin is vapor-phase polymerized. A polymerization step and a transfer step of transferring the polymerized olefin polymer to the container via the transfer tube and measuring the temperature of the transfer tube are included.
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記移送管は、上記移送管内を洗浄するための気体を上記移送管内に供給する供給口を、上記気相重合槽と上記温度測定手段によって測定する位置との間に備えるものであり、上記移送工程において、上記気相重合工程における重合温度よりも低い温度の上記気体を、上記供給口から上記移送管に供給することが好ましい。 Further, in the method for producing a polymer according to the present invention, the transfer pipe measures a supply port for supplying a gas for cleaning the transfer pipe into the transfer pipe by the gas phase polymerization tank and the temperature measuring means. In the transfer step, the gas having a temperature lower than the polymerization temperature in the gas phase polymerization step is preferably supplied from the supply port to the transfer pipe.
さらに、本発明に係る重合体の製造方法において、上記気体は、エチレン、水素、窒素または上記気相重合槽における未反応の原料ガスであることが好ましい。 Furthermore, in the method for producing a polymer according to the present invention, the gas is preferably ethylene, hydrogen, nitrogen, or an unreacted source gas in the gas phase polymerization tank.
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記移送工程では、上記重合体を、上記気相重合槽および上記容器の内部の圧力差によって移送することが好ましい。 In the method for producing a polymer according to the present invention, in the transfer step, the polymer is preferably transferred by a pressure difference inside the gas phase polymerization tank and the container.
本発明に係る閉塞検知方法は、上記課題を解決するために、本発明に係る気相重合装置において、上記移送管内の閉塞を検知する方法であって、上記移送管を介して上記重合体を移送しているとき、上記温度測定手段を用いて測定した上記移送管の温度が、予め設定した温度より低くなるか否かによって、当該移送管に閉塞が生じているか否かを検知する。 In order to solve the above problems, a blockage detection method according to the present invention is a method for detecting blockage in the transfer pipe in the gas phase polymerization apparatus according to the present invention, wherein the polymer is removed via the transfer pipe. Whether or not the transfer pipe is clogged is detected based on whether or not the temperature of the transfer pipe measured using the temperature measuring unit is lower than a preset temperature.
本発明によれば、移送管内に閉塞が生じているか否かを検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect whether or not a blockage has occurred in the transfer pipe.
本発明の一実施形態について図1、2に基づいて説明すると、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(気相重合装置100の構成)
まず、図1を参照して本実施形態に係る気相重合装置100の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る気相重合装置100の概略構成を示す模式図である。
(Configuration of gas phase polymerization apparatus 100)
First, the configuration of a gas
図1に示すように、気相重合装置100は、気相重合槽1と、ホッパー(容器)2と、移送管3と、温度計(温度測定手段)4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the gas
気相重合装置100はオレフィンの重合体を製造する装置であり、移送管3を介して当該重合体を気相重合槽1から下流のホッパー2へ移送するとき、移送管3の温度を測定する温度計4を備えている。
The gas
すなわち、気相重合装置100では、まず、気相重合槽1に原料のオレフィンを投入して気相重合する。次に、重合反応により生成したオレフィンの重合体は、気相重合槽1から抜き出し、移送管3を介してホッパー2へ移送する。このとき、本実施形態に係る気相重合装置100によれば、温度計4によって移送管3の温度を測定しているので、移送管3内に閉塞が生じているか否かを検出することができる。なお、閉塞の有無を検出する方法の詳細については後述する。
That is, in the gas
ここで、閉塞とは、移送管3の内部が塊等によって塞がれた状態が意図される。なお、本実施形態において、当該塊とは、オレフィンの重合体が凝固・固化することによって生じる塊状物が意図される。
Here, the blockage means a state in which the inside of the
オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテン等が挙げられる。また、オレフィンは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the olefin include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene. Moreover, an olefin may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
オレフィンの組み合わせの例としては、例えば、エチレンとプロピレン、エチレンと1−ブテン、エチレンと1−ヘキセン、エチレンと4−メチル−1−ペンテン、エチレンと1−オクテン、プロピレンと1−ブテン、エチレンと1−ブテンと1−ヘキセン、およびエチレンと1−ブテンと4−メチル−1−ペンテン等が挙げられ、この組み合わせによって共重合体を形成することができる。その中でも、オレフィンの共重合体としては、エチレンと炭素原子数3〜20のα−オレフィンとの共重合体であることが特に好ましく、ポリエチレン結晶構造を有するエチレンと炭素原子数3〜20のα−オレフィンとの共重合体がさらに好ましい。 Examples of combinations of olefins include, for example, ethylene and propylene, ethylene and 1-butene, ethylene and 1-hexene, ethylene and 4-methyl-1-pentene, ethylene and 1-octene, propylene and 1-butene, and ethylene. Examples thereof include 1-butene and 1-hexene, ethylene, 1-butene and 4-methyl-1-pentene, and a copolymer can be formed by this combination. Among them, the olefin copolymer is particularly preferably a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, and ethylene having a polyethylene crystal structure and α having 3 to 20 carbon atoms. -More preferred are copolymers with olefins.
α−オレフィンとしては、炭素原子数3〜8のα−オレフィンであることがより好ましく、例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテン等が挙げられる。 The α-olefin is more preferably an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, and 1-octene.
ここで、重合とは、単独重合および共重合を包含するものであり、重合体は単独重合体および共重合体を包含することが意図される。 Here, the polymerization includes homopolymerization and copolymerization, and the polymer is intended to include a homopolymer and a copolymer.
気相重合槽1は、オレフィンを気相重合する槽である。気相重合槽1としては、例えば、特開昭58−201802号公報、特開昭59−126406号公報、特開平2−233708号公報、特開平4−234409号公報、特開平7−62009号公報等に記載の、公知の気相流動床式反応器を用いればよい。 The gas phase polymerization tank 1 is a tank for vapor phase polymerization of olefins. Examples of the gas phase polymerization tank 1 include, for example, JP-A-58-201802, JP-A-59-126406, JP-A-2-233708, JP-A-4-234409, JP-A-7-62009. What is necessary is just to use the well-known gaseous-phase fluidized bed type | formula reactor described in gazettes.
気相重合槽1の構成としては、図1に示すように、例えば、オレフィン、触媒等のガスまたは循環ガスを導入するガス導入口15、導入されたガスを分散させるガス分散板13、重合したオレフィンの重合体を抜き出す抜き出し口14、重合に未反応であったガスを排出するガス排出口16、および排出したガスを循環させるガス循環ライン10を備えていてもよい。
As the configuration of the gas phase polymerization tank 1, as shown in FIG. 1, for example, a
ホッパー2は、気相重合によって生成したオレフィンの重合体を入れるための容器である。すなわち、気相重合槽1において重合したオレフィンの重合体が、移送管3を介して導入される槽である。ホッパー2としては、図1に示すように、導入された重合体を一時貯蔵するホッパーであればよいが、例えば、引き続き気相重合を行なう気相重合装置の場合、ホッパー2の代わりに気相重合槽を用いてもよい。
The
移送管3は、気相重合槽1およびホッパー2を連結し、気相重合槽1における気相重合によって生成したオレフィンの重合体をホッパー2へ移送する。すなわち、移送管3は気相重合槽1の抜き出し口14から抜き出された重合体を移送し、下流のホッパー2に設けられた受け入れ口21から導入する。移送管3の数は、例えば、本実施形態において示すように3本であればよいが、1本または複数であってもよい。
The
本実施形態において、移送管3は、移送管3内を洗浄するための気体(以下、本発明に係る気相重合装置が備える移送管内を洗浄するための気体を「洗浄ガス」という。)を移送管3内に供給する供給口を、気相重合槽1と温度計4によって測定する位置との間に備えることが好ましい。これによれば、移送管3内に閉塞が生じているか否かをより迅速に検知することができるとともに、供給口から供給した洗浄ガスによって、移送管3内に生じている重合体の塊状物を取り除くことができる。
In the present embodiment, the
温度計4は、重合体を移送しているときの移送管3の温度を測定する。本実施形態において、温度計4は移送管3の外壁面の温度を測定することが好ましい。これによれば、移送管3の外壁面の温度を測定することにより、移送管3の内部に閉塞が生じているか否かを検知することができる。温度計4としては、例えば、熱電対式温度計、放射温度計、抵抗温度計等が挙げられる。ここで、本実施形態の移送管3および温度計4について、図2を参照して詳細に説明する。
The thermometer 4 measures the temperature of the
(移送管3および温度計4)
図2は、本実施形態に係る気相重合装置100の移送管3の構成を示す図である。上述したように、気相重合装置100は移送管3、特に移送管3の外壁面の温度を測定するための温度計4を備えている。これによれば、移送管3の内部に閉塞が生じているか否かを検知することができる。
(
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
例えば、気相重合槽1において生成した重合体を抜き出し、移送管3を介してホッパー2へ送るとき、移送管3の内部に閉塞が生じていなければ、移送管3の温度は気相重合槽1における重合温度に近い値となる。
For example, when the polymer produced in the gas phase polymerization tank 1 is extracted and sent to the
これに対し、例えば、移送管3の内部において重合体が塊状化して塊を形成していると、移送管3内が閉塞して重合体が流れなくなる。その結果、閉塞が生じている位置よりも下流には重合体が流れないため、当該位置付近における移送管3の温度は重合温度よりも著しく低下する。
On the other hand, for example, if the polymer is agglomerated in the
本実施形態に係る気相重合装置100によれば、移送管3の外壁面の温度を測定する温度計4を備えているため、温度計4によって測定した移送管3の温度が、予め設定した温度より低くなるか否かによって、移送管3に閉塞が生じているか否かを検知することができる。
According to the gas
ここで、予め設定した温度とは、移送管3に閉塞が生じているか否かを判断するために設定した温度が意図される。例えば、事前に何回か気相重合装置100を用いてオレフィンの重合体を製造し、そのとき移送管3内に閉塞が生じた温度を特定して、その平均値を当該温度と設定すればよい。
Here, the preset temperature is intended to be a temperature set to determine whether or not the
よって、移送管3の温度が予め設定した温度よりも低くなれば、移送管3内に塊が存在し、閉塞が生じていると判断することができる。これにより、閉塞が生じている移送管3を交換または清掃等することによって、重合反応を停止させることなく、気相重合装置100の運転を継続することができる。
Therefore, if the temperature of the
温度計4は、例えば移送管3の外壁面に直接設置すればよく、またセンサ等を移送管3の外壁面に取り付けて遠隔で測定してもよい。また、温度計4によって測定する箇所は、例えば、1箇所であればよく、複数であってもよい。
The thermometer 4 may be installed directly on the outer wall surface of the
温度計4によって測定する位置としては、移送管の長さ等によって適宜設定すればよいが、例えば、移送管の長さが5〜50mの場合、気相重合槽1の抜き出し口14よりも0.5m先から、ホッパー2の受け入れ口21よりも0.5m手前の範囲(図2中Aで示す範囲)内に位置することが好ましく、抜き出し口14から2mに位置することがより好ましい。この位置で測定すれば、特に閉塞が生じ易い位置における移送管3の温度を測定することができるため、閉塞を検知し易い。
The position to be measured by the thermometer 4 may be appropriately set depending on the length of the transfer pipe or the like. For example, when the length of the transfer pipe is 5 to 50 m, it is 0 from the
また、上述したように、移送管3には移送管3内を洗浄するための洗浄ガスを供給するための供給口31を、気相重合槽1と温度計4によって測定する位置との間に備えることが好ましい。
In addition, as described above, the
例えば、洗浄ガスを供給口31から移送管3に供給すると、当該洗浄ガスは供給口31よりも下流へと流れる。このとき、供給口31からは気相重合槽1における重合温度よりも低い温度の洗浄ガスを供給する。そのため、移送管3内の閉塞が供給口31よりも気相重合槽1側に生じている場合、温度計4によって測定している箇所の移送管3内部は、ほとんど供給した洗浄ガスに占められる。よって、温度計4の測定値は重合温度よりも低い値を示すことになり、移送管3に閉塞が生じていることをより明確に検知することができる。
For example, when the cleaning gas is supplied from the
一方、移送管3内の閉塞が供給口31よりもホッパー2側に生じている場合、洗浄ガスの圧力によって移送管3に滞留している重合体を払い出すことができる。
On the other hand, when the blockage in the
洗浄ガスとしては、例えば、エチレン、水素、窒素または気相重合槽1における未反応の原料ガスであることが好ましい。これらの気体を洗浄ガスとして用いれば、例えば、ホッパー2が次工程の気相重合槽である場合、当該洗浄ガスを次工程の気相重合において使用することができる。また、洗浄ガスの温度は、気相重合槽1における重合温度よりも低ければよいが、例えば、−10〜50℃であることが好ましい。次に、本実施形態に係る気相重合装置100を用いた重合体の製造方法について説明する。
As the cleaning gas, for example, ethylene, hydrogen, nitrogen, or an unreacted raw material gas in the gas phase polymerization tank 1 is preferable. If these gases are used as the cleaning gas, for example, when the
(重合体の製造方法)
本実施の形態に係る重合体の製造方法は、主に、気相重合工程および移送工程を包含すればよい。
(Method for producing polymer)
The method for producing a polymer according to the present embodiment may mainly include a gas phase polymerization step and a transfer step.
気相重合工程とは、オレフィンを気相重合する工程である。 The gas phase polymerization step is a step for vapor phase polymerization of olefin.
移送工程とは、重合したオレフィンの重合体を、移送管3を介してホッパー2に移送するとともに、移送管3の温度を測定する工程である。
The transfer step is a step of transferring the polymerized olefin polymer to the
本実施形態に係る重合体の製造方法によれば、まず、気相重合槽1に原料のオレフィンを導入し、気相重合させて重合体を生成する。次に、生成した重合体を抜き出し口14から移送管3へ抜き出し、ホッパー2へ移送する。ここで、上述したように、気相重合装置100には移送管3の温度を測定する温度計4が設けられており、重合体を移送する移送管3の温度を温度計4によって測定する。これにより、温度計4を用いて測定した移送管3の温度が、予め設定した温度より低くなるか否かによって、移送管3に閉塞が生じているか否かを検知する。
According to the method for producing a polymer according to the present embodiment, first, a raw material olefin is introduced into the gas phase polymerization tank 1 and subjected to gas phase polymerization to produce a polymer. Next, the produced polymer is extracted from the
ここで、本実施形態に係る気相重合装置100を用いて重合体を製造する一連の流れについて説明する。なお、以下に示す気相重合槽1における気相重合はほんの一例であり、例えば従来公知の気相重合方法を用いて重合体を生成すればよい。
Here, a series of flows for producing a polymer using the gas
本実施形態に係る重合体の製造方法では、まず、気相重合槽1内の温度および圧力を後述する重合条件に従って設定する。次に、主原料のオレフィンガスと水素とを循環ガスライン10から投入するとともに、触媒も投入する。投入したオレフィンガス等は、上昇して流動床を形成しながら重合反応する。その後、重合反応によって生成したオレフィンの重合体を気相重合槽1の下方に設けられた抜き出し口14から抜き出す。
In the polymer production method according to the present embodiment, first, the temperature and pressure in the gas phase polymerization tank 1 are set according to the polymerization conditions described later. Next, the main raw material olefin gas and hydrogen are introduced from the
ここで、流動床を通過した重合に未反応であったオレフィンガス(以下、未反応ガスという)は、気相重合槽1の上方部に位置する減速領域において流速が減速される。この未反応ガスを、気相重合槽1の上部に設けられたガス排出口16から循環ガスライン10へ排出し、循環ガスライン10を通して気相重合槽1のガス分散板13よりも下部に設けられたガス導入口15へ移送する。
Here, the flow rate of the olefin gas that has not reacted to the polymerization that has passed through the fluidized bed (hereinafter referred to as unreacted gas) is reduced in the deceleration region located in the upper part of the gas phase polymerization tank 1. The unreacted gas is discharged from the
このとき、未反応ガスを気相重合槽1に導入する前に、当該ガスが保有する重合反応熱を下げる必要がある。そのため、未反応ガスを循環ガスライン10に設けられた熱交換器12によって冷却し、コンプレッサー11によって圧縮した後に、ガス導入口15から導入する。このように、気相重合槽1に導入された未反応ガスは、再び重合反応に用いることができる。
At this time, before introducing the unreacted gas into the gas phase polymerization tank 1, it is necessary to lower the polymerization reaction heat possessed by the gas. Therefore, the unreacted gas is cooled by the
次に、抜き出し口14から抜き出した重合体を、移送管3を介してホッパー2へ移送する。このとき、移送管3では、重合体を気相重合槽1およびホッパー2の内部の圧力差によって移送することが好ましい。これによれば、簡易な設備で効果的に重合体を移送することができる。
Next, the polymer extracted from the
また、重合体の移送は、例えば連続的または間歇的に行なえばよいが、連続的に移送することがより好ましい。これによれば、重合体を間歇的に移送する場合と比較して、移送管3内に重合体が滞留するのを防ぐことができる。そのような移送方法としては、例えば、特開2001−139605号公報、特表2002−530441号公報または特開2008−143929号公報に記載の方法を用いて行なえばよい。
The polymer may be transferred, for example, continuously or intermittently, but it is more preferable to transfer the polymer continuously. According to this, compared with the case where a polymer is intermittently transferred, it is possible to prevent the polymer from staying in the
また、本実施形態において、移送管3を介して重合体を移送しているとき、気相重合槽1における重合温度よりも低い温度の洗浄ガスを、供給口31から移送管3に供給することが好ましい。これによれば、供給口31からは重合温度よりも低い温度の洗浄ガスを供給するので、例えば、移送管3内に閉塞が生じている場合には、迅速に移送管3内の温度を下げ、閉塞を検知することができる。
In the present embodiment, when the polymer is transferred through the
なお、気相重合反応における重合条件は、例えば公知の重合条件であってもよい。すなわち、気相重合槽1内の圧力は、オレフィンの全体または少なくとも一部が気相として存在し得る範囲内であればよく、例えば、0.1〜5.0MPaであってもよいが、1.5〜3.0MPaであることがより好ましい。また、気相重合槽1内の温度は、使用する触媒、気相重合槽1内の圧力、重合するオレフィンの種類等によって適宜選択すればよく、例えば、30〜110℃であってもよい。また、気相重合槽1内を循環する循環ガスの流速は、例えば、10〜100cm/秒であってもよいが、20〜70cm/秒であることがより好ましい。また、当該循環ガスには、水素または不活性ガスを共存させてもよい。 The polymerization conditions in the gas phase polymerization reaction may be known polymerization conditions, for example. That is, the pressure in the gas phase polymerization tank 1 may be within a range in which all or at least a part of the olefin can exist as a gas phase, and may be, for example, 0.1 to 5.0 MPa. More preferably, it is 5-3.0 MPa. Moreover, what is necessary is just to select suitably the temperature in the gas phase polymerization tank 1 with the catalyst to be used, the pressure in the gas phase polymerization tank 1, the kind of olefin to superpose | polymerize, etc., for example, 30-110 degreeC may be sufficient. Further, the flow rate of the circulating gas circulating in the gas phase polymerization tank 1 may be, for example, 10 to 100 cm / second, but more preferably 20 to 70 cm / second. Further, hydrogen or an inert gas may coexist in the circulating gas.
ここで、本明細書において、循環ガスとは、オレフィンガスを含む、気相重合槽1に投入されるすべてのガスを総称したものが意図される。すなわち、オレフィンの気相重合において、原料となるオレフィンガス以外に、分子量調節剤の役割を果たす水素、または触媒等を供給する際に同伴する窒素等が含まれていてもよい。 Here, in this specification, the circulation gas is intended to collectively refer to all the gases that are introduced into the gas phase polymerization tank 1 including the olefin gas. That is, in olefin gas phase polymerization, in addition to the olefin gas used as a raw material, hydrogen that serves as a molecular weight regulator or nitrogen accompanying the supply of a catalyst or the like may be included.
また、オレフィンガスは、原料中の不純物、および気相重合中の水素添加反応による副産物として、アルカンが存在する。そのため、例えば、エチレン、ブテンまたはヘキセン等をオレフィンガスとして使用した場合、エタン、ブタンまたはヘキサン等が存在することになる。このように、循環ガスは、オレフィンガス以外に、水素、窒素およびアルカン(エタン、ブタン、ヘキサン等)を含む。 The olefin gas contains alkanes as impurities in the raw material and as a by-product due to a hydrogenation reaction during gas phase polymerization. Therefore, for example, when ethylene, butene, hexene, or the like is used as the olefin gas, ethane, butane, hexane, or the like is present. Thus, the circulating gas contains hydrogen, nitrogen, and alkanes (ethane, butane, hexane, etc.) in addition to the olefin gas.
また、オレフィンを重合させるために使用する重合触媒としては、例えば、チーグラー型触媒またはフィリップス型触媒等の公知のオレフィン重合用触媒を用いてもよいが、メタロセン系化合物を用いたメタロセン系触媒であることがより好ましい。 The polymerization catalyst used for polymerizing the olefin may be a known olefin polymerization catalyst such as a Ziegler type catalyst or a Philips type catalyst, but is a metallocene catalyst using a metallocene compound. It is more preferable.
すなわち、品質面に関して、一般的に、メタロセン系触媒を用いると、組成分布が狭いために、生成されるポリマーの強度が強くなる。また、メタロセン系触媒は、助触媒によるが、活性点が限定されるため、ポリマーの分子量分布を制御することが可能であるとともに、上述の組成分布が狭いことから、フィルムのブロッキングが軽減される。また、一部のメタロセン系触媒は、ポリマーに長鎖分岐を導入することができるので、加工性を改良することができる。 That is, in terms of quality, generally, when a metallocene-based catalyst is used, the composition distribution is narrow, so that the strength of the produced polymer is increased. In addition, the metallocene-based catalyst depends on the cocatalyst, but since the active sites are limited, the molecular weight distribution of the polymer can be controlled, and the above-described composition distribution is narrow, so that the blocking of the film is reduced. . Also, some metallocene catalysts can introduce long chain branching into the polymer, so that processability can be improved.
また、製造面(特に、気相重合工程)に関して、メタロセン系触媒は共重合性が良いために、気相中のコモノマー濃度が低く、そのため製品パウダーに吸着しているコモノマー量が少なくなる。よって、後処理系に同伴するコモノマー量が低減するので、コモノマーのロスまたは回収の手間が軽減する。 Further, regarding the production side (particularly, the gas phase polymerization step), since the metallocene catalyst has good copolymerizability, the comonomer concentration in the gas phase is low, so that the amount of comonomer adsorbed on the product powder is reduced. Accordingly, the amount of comonomer accompanying the post-treatment system is reduced, so that the comonomer loss or recovery time is reduced.
チーグラー型触媒の製造方法としては、例えば、特開昭59−8706号公報、特開昭
59−22907号公報、特開昭59−22908号公報、特開昭59−64611号公
報、特開昭59−71309号公報、特開昭60−42404号公報、特開昭60−13
3011号公報、特開昭60−215006号公報、特開昭62−232405号公報、
特開昭62−297304号公報、特開平1−256502号公報、特開平1−2898
09号公報、特開平3−81303号公報、特開平3−88808号公報、特開平3−9
3803号公報、特公昭56−18132号公報、特公昭56−15807号公報、特公
昭61−50964号公報、特公昭61−363号公報、特公昭62−56885号公報、特開平11−322833号公報、特開2002−187909号公報等に記載の、公知の製造方法を用いればよい。また、この他にも必要に応じて、少量のオレフィンを重合して得た粒子を使用することができる(例えば、特開2001−342211号公報等を参照のこと)。なお、このように少量のオレフィンを重合させる前処理を、予備重合と称することもある。
As a method for producing a Ziegler type catalyst, for example, JP 59-8706, JP 59-22907, JP 59-22908, JP 59-64611, JP 59-71309, JP-A-60-42404, JP-A-60-13
No. 3011, JP-A-60-215006, JP-A-62-2232405,
JP-A-62-297304, JP-A-1-256502, JP-A-1-2898
09, JP-A-3-81303, JP-A-3-88808, JP-A-3-9
No. 3803, JP-B 56-18132, JP-B 56-15807, JP-B 61-50964, JP-B 61-363, JP-B 62-56885, JP-A 11-322833. A known manufacturing method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-187909 may be used. In addition, particles obtained by polymerizing a small amount of olefin can be used as necessary (see, for example, JP-A-2001-342211). Such pretreatment for polymerizing a small amount of olefin may be referred to as prepolymerization.
メタロセン系触媒としては、例えば、有機アルミニウム化合物、有機アルミニウムオキシ化合物およびホウ素化合物等の助触媒成分とメタロセン系化合物とを粒子状担体に担持させてなる固体触媒成分(例えば、特開昭61−108610号公報、特開昭61−296008号公報、特開昭63−89505号公報、特開平3−234709号公報、特開平6−336502号公報等に記載の固体触媒成分)を用いて、予備重合して得た粒子を使用することができる。また、必要に応じて、有機アルミニウム化合物、ホウ素化合物等の助触媒成分を併用してもよい。 Examples of the metallocene catalyst include a solid catalyst component (for example, JP-A-61-108610) in which a promoter component such as an organoaluminum compound, an organoaluminum oxy compound, and a boron compound and a metallocene compound are supported on a particulate carrier. Prepolymerization using a solid catalyst component described in JP-A No. 61-296008, JP-A 63-89505, JP-A 3-234709, JP-A 6-336502, etc. The particles obtained in this way can be used. Moreover, you may use together promoter components, such as an organoaluminum compound and a boron compound, as needed.
また、例えば、有機アルミニウム化合物、有機アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物、有機亜鉛化合物等の助触媒成分を粒子状担体に担持させてなる固体触媒成分(例えば、特開2003−171412号公報を参照)を使用し、メタロセン系化合物または有機アルミニウム化合物等の触媒成分と併用して、少量のオレフィンを予備重合して得た粒子をメタロセン系触媒として用いてもよい。 In addition, for example, a solid catalyst component (for example, see JP-A-2003-171212) obtained by supporting a promoter component such as an organoaluminum compound, an organoaluminum oxy compound, a boron compound, and an organozinc compound on a particulate carrier. The particles obtained by prepolymerizing a small amount of olefin in combination with a catalyst component such as a metallocene compound or an organoaluminum compound may be used as the metallocene catalyst.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。なお、以下に示す実施例において、各項目の測定値は次の方法で測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to this Example. In the examples shown below, the measured values of each item were measured by the following method.
(1)密度(単位:kg/m3)
JIS K7112−1980のうち、A法に規定された方法に従って測定した。なお、試料にはJIS K6760−1995に記載のアニーリングを行なった。
(1) Density (Unit: kg / m 3 )
It measured according to the method prescribed | regulated to A method among JISK7112-1980. The sample was annealed according to JIS K6760-1995.
(2)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS K7210−1995に規定された方法に従い、荷重21.18N、温度190℃の条件で測定した。
(2) Melt flow rate (MFR, unit: g / 10 minutes)
According to the method defined in JIS K7210-1995, the measurement was performed under the conditions of a load of 21.18 N and a temperature of 190 ° C.
〔実施例1〕
実施例1では、流動床式気相重合反応器(気相重合槽)と、当該反応器から重合体を回収する後処理系のホッパー(容器)とが2つの移送管によって連結された気相重合装置を作製した。なお、1つの移送管は連続的に重合体を移送させて、もう1つの移送管は間歇的に重合体を移送させた。
[Example 1]
In Example 1, a fluidized bed gas phase polymerization reactor (gas phase polymerization tank) and a post-treatment system hopper (container) for recovering a polymer from the reactor are connected by two transfer pipes. A polymerization apparatus was produced. One transfer pipe continuously transferred the polymer, and the other transfer pipe intermittently transferred the polymer.
また、これら移送管のうち、連続的に重合体を移送する移送管の外壁面に、移送開始位置(抜き出し口)から2mの位置に温度計(温度測定手段)を設置し、この位置の温度を監視した。さらに、移送管の移送開始位置から0.45mの位置に洗浄ガスの供給口を設けた。 Of these transfer pipes, a thermometer (temperature measuring means) is installed on the outer wall surface of the transfer pipe that continuously transfers the polymer at a position 2 m from the transfer start position (extraction port). Monitored. Further, a cleaning gas supply port was provided at a position 0.45 m from the transfer start position of the transfer pipe.
重合反応の条件は、重合温度:87℃、圧力:2.0MPaG、循環ガスの流速:55cm/秒とした。また、ガス組成は、エチレン57.1mol%、水素9.4mol%、1−ブテン19.6mol%、窒素12.0mol%、ヘキサン1.9mol%とした。 The polymerization reaction conditions were a polymerization temperature: 87 ° C., a pressure: 2.0 MPaG, and a circulating gas flow rate: 55 cm / second. The gas composition was 57.1 mol% ethylene, 9.4 mol% hydrogen, 19.6 mol% 1-butene, 12.0 mol% nitrogen, and 1.9 mol% hexane.
また、重合反応中に触媒およびトリエチルアルミニウムを投入した。触媒としては、特開2001−342211号公報の実施例2に記載の予備重合触媒と同等の予備重合触媒を使用した。また、トリエチルアルミニウムは、生成する重合体に対して5.5mol/t供給した。さらに、上述した洗浄ガスの供給口からは、25℃のエチレンを50kg/hで供給した。このような条件において、エチレンおよび1−ブテンを共重合させた。また、エチレン−1−ブテン共重合体の密度は921.1kg/m3、MFRは1.11g/10分で装置を稼動した。 Further, a catalyst and triethylaluminum were added during the polymerization reaction. As the catalyst, a prepolymerized catalyst equivalent to the prepolymerized catalyst described in Example 2 of JP-A-2001-342211 was used. Triethylaluminum was supplied at 5.5 mol / t to the polymer produced. Furthermore, 25 degreeC ethylene was supplied at 50 kg / h from the supply port of the cleaning gas described above. Under such conditions, ethylene and 1-butene were copolymerized. The apparatus was operated at an ethylene-1-butene copolymer density of 921.1 kg / m 3 and MFR of 1.11 g / 10 minutes.
装置の稼動中、移送管に設置した温度計は約74℃を示していたが、途中で急速に温度が低下し、28℃となった。そのため、移送管を予備の移送管と交換した。 While the apparatus was in operation, the thermometer installed in the transfer pipe showed about 74 ° C., but the temperature dropped rapidly on the way to 28 ° C. Therefore, the transfer pipe was replaced with a spare transfer pipe.
その結果、気相重合反応器における重合温度に異常が発生することなく、運転を継続することが可能であった。なお、温度が低下した移送管を開放して点検したところ、重合体が塊状化しており、移送管の閉塞が確認された。 As a result, it was possible to continue the operation without causing any abnormality in the polymerization temperature in the gas phase polymerization reactor. When the transfer pipe whose temperature was lowered was opened and inspected, the polymer was agglomerated and it was confirmed that the transfer pipe was blocked.
〔比較例1〕
比較例1では、実施例1において作製した気相重合装置における温度計および洗浄ガスの供給口を設けていない以外は、同様の構成により装置を作製した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, an apparatus was produced with the same configuration except that the thermometer and the cleaning gas supply port in the gas phase polymerization apparatus produced in Example 1 were not provided.
重合反応の条件は、重合温度:87℃、圧力:2.0MPaG、循環ガスの流速:55cm/秒とした。また、ガス組成は、エチレン54.3mol%、水素10.0mol%、1−ブテン20.8mol%、窒素12.8mol%、ヘキサン2.1mol%とした。触媒およびトリエチルアルミニウムは、実施例1と同様のものを使用した。また、エチレン−1−ブテン共重合体の密度は920.7kg/m3、MFRは1.16g/10分で装置を稼動した。 The polymerization reaction conditions were a polymerization temperature: 87 ° C., a pressure: 2.0 MPaG, and a circulating gas flow rate: 55 cm / second. The gas composition was 54.3 mol% ethylene, 10.0 mol% hydrogen, 20.8 mol% 1-butene, 12.8 mol% nitrogen, and 2.1 mol% hexane. The same catalyst and triethylaluminum as in Example 1 were used. The apparatus was operated at an ethylene-1-butene copolymer density of 920.7 kg / m 3 and MFR of 1.16 g / 10 min.
装置の稼動中、急に気相重合反応器における重合温度が上昇し始めたため、熱交換器によって除熱を強化した。しかしながら、重合温度を制御することができなくなり、重合温度が95℃に達したため、緊急失活剤を投入して重合を停止した。開放点検の結果、移送管内に閉塞が確認された。 Since the polymerization temperature in the gas phase polymerization reactor suddenly started to rise during the operation of the apparatus, heat removal was enhanced by a heat exchanger. However, since the polymerization temperature could not be controlled and the polymerization temperature reached 95 ° C., an emergency quencher was added to stop the polymerization. As a result of opening inspection, blockage was confirmed in the transfer pipe.
なお、本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications are possible within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments and examples, respectively. Embodiments and examples obtained by combining these are also included in the technical scope of the present invention.
本発明に係る気相重合装置は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンの製造に適用できる。 The gas phase polymerization apparatus according to the present invention can be applied to the production of polyolefins such as polypropylene and polyethylene.
1 気相重合槽
2 ホッパー(容器)
3 移送管
4 温度計(温度測定手段)
1 Gas
3 Transfer pipe 4 Thermometer (temperature measuring means)
Claims (8)
上記気相重合槽にて気相重合された上記オレフィンの重合体を入れるための容器と、
上記気相重合槽および上記容器を連結する移送管と、
上記移送管の温度を測定する温度測定手段とを備える、気相重合装置。 A gas phase polymerization tank for gas phase polymerization of olefin;
A container for containing the olefin polymer gas-phase polymerized in the gas-phase polymerization tank;
A transfer pipe connecting the gas phase polymerization tank and the container;
A gas phase polymerization apparatus comprising temperature measuring means for measuring the temperature of the transfer pipe.
オレフィンを気相重合する気相重合工程と、
重合した上記オレフィンの重合体を、上記移送管を介して上記容器に移送するとともに、上記移送管の温度を測定する移送工程とを包含する、重合体の製造方法。 A method for producing an olefin polymer using the gas phase polymerization apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A gas phase polymerization step for gas phase polymerization of olefin;
A method for producing a polymer, comprising: transferring a polymer of the polymerized olefin to the container via the transfer pipe, and measuring a temperature of the transfer pipe.
上記移送工程において、上記気相重合工程における重合温度よりも低い温度の上記気体を、上記供給口から上記移送管に供給する、請求項4に記載の重合体の製造方法。 The transfer pipe is provided with a supply port for supplying a gas for cleaning the inside of the transfer pipe into the transfer pipe between the gas phase polymerization tank and a position measured by the temperature measuring means,
5. The method for producing a polymer according to claim 4, wherein, in the transfer step, the gas having a temperature lower than the polymerization temperature in the gas phase polymerization step is supplied from the supply port to the transfer pipe.
上記移送管を介して上記重合体を移送しているとき、上記温度測定手段を用いて測定した上記移送管の温度が、予め設定した温度より低くなるか否かによって、当該移送管に閉塞が生じているか否かを検知する、閉塞検知方法。 The gas phase polymerization apparatus according to claim 1, wherein the blockage in the transfer pipe is detected.
When the polymer is being transferred through the transfer pipe, the transfer pipe is blocked depending on whether the temperature of the transfer pipe measured using the temperature measuring means is lower than a preset temperature. A blockage detection method that detects whether or not it has occurred.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
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