(57)【要約】【課題】  複数の気相重合槽が直列に配置された装置を用いるオレフィンの連続重合において、上流の気相重合槽から抜出されるポリマー粉粒体に同伴する反応ガスを容易に、かつ任意の割合に別のガスと置換して下流の気相重合槽に移送することができ、これにより、有利にオレフィンの連続気相重合を実施することができるオレフィン連続重合装置を提供する。【解決手段】  直列に配置された特定の構造（図１参照）を有する複数の気相重合槽を用いる。図１は、本発明に係る装置におけるガス置換槽とその上流に配置された気相重合槽との関係の一例を示す図である。上流重合槽１の内部には流動床が配置され、下部には、抜出ノズル４ａと接続配管４ｂとからなる第１の移送管４を介してガス置換槽２が接続されている。【選択図】  図１
2006052387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィンの連続重合装置であって、
該装置は、
直列に配置された複数の気相重合槽（該複数の重合槽は、１槽のガス置換槽を介して隣接する上流重合槽と下流重合槽の組合せを含んでおり、前記上流重合槽は、前記下流重合槽の上流に配置されており、前記ガス置換槽は、前記上流重合槽とは第１の移送管で連結され、前記下流重合槽とは第２の移送管で連結されている）を有し、
前記ガス置換槽は、その内部に配置されたガス分散板（該ガス分散板によって、前記ガス置換槽内は上部領域と下部領域とに仕切られている）を有し、
前記上部領域は、
入口（これは、前記第１の移送管の開口であり、前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体が、前記上流重合槽から第１のガスを同伴してそこを通って前記ガス置換槽に移送される）；
ガス置換室（ここで、前記上流重合槽から移送されたポリマー粉粒体は一時的に蓄えられ、該ポリマー粉粒体に同伴して前記上流重合槽から導入されて前記ポリマー粉粒体中に存在する前記第１のガスの少なくとも一部は、前記ガス置換槽に供給される第２のガスによって置換される）；および
出口（これは、前記第２の移送管の開口であり、前記ポリマー粉粒体を前記ガス置換室から前記下流重合槽に向けて排出する）
を有し、
前記下部領域は、前記第２のガスを導入するためのガス吹込口を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記上流重合槽は、前記第１の移送管が開口している縦側壁を有し、
前記第１の移送管は、その内底部が水平または下向きに前記上流重合槽の縦側壁から延びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の移送管は、その内底部が途中で下向きに屈曲または湾曲し、
下記式（１）および式（２）が満たされていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
０°≦Ｓ1≦９０°    （１）
Ａｒ≦Ｓ2≦９０°    （２）
式（１）中、Ｓ1 は、前記第１の移送管と前記上流重合槽の縦側壁との接合部下端において前記第１の移送管の内底部が水平線と成す角の角度（°）であり、Ｓ2は、前記第１の移送管が下向きに屈曲または湾曲している部分における前記第１の移送管の内底面の接線であって前記第１の移送管と前記上流重合槽の縦側壁との接合部上端を通る線が水平線と成す角の角度（°）であり、Ａｒは、前記上流重合槽内で生成したポリマー粉粒体の安息角（°）である。
【請求項４】
直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置において行われるポリマー粉粒体の移送方法であって、前記連続重合装置は、請求項１に記載の装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法：
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【請求項５】
直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置中の各気相重合槽において触媒の存在下にオレフィンを重合するオレフィンの連続重合方法であって、前記連続重合装置は、請求項１に記載の装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法：
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【請求項６】
前記ガス吹込口から導入する前記第２のガスの単位時間当たりの重量の、前記ガス置換槽から前記下流重合槽に移送する前記ポリマー粉粒体の単位時間当たりの重量に対する比率を調節し、これにより前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの前記第２のガスによる置換率を制御することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記上流重合槽中の重合圧力が、前記下流重合槽中の重合圧力よりも０．２ＭＰａ〜１．０ＭＰａだけ高い圧力に保持されている請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス置換槽から前記下流重合槽への間欠的な移送１回当たりに移送されるポリマー粉粒体の見掛けの体積は、前記ガス置換槽の前記ガス置換室の容積以下であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ガス分散板における圧力損失が０．２ｋＰａ以上である条件下に第２のガスを供給することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気相重合槽を直列に配置させたオレフィンの連続重合装置であって、上流重合槽で生成したポリマー粉粒体に同伴する反応ガスを他のガスに置換した後にポリマー粉粒体を下流重合槽に間欠的または連続的に移送することができる連続重合装置、および当該装置を使用するポリマー粉粒体の移送方法とオレフィン重合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オレフィンの流動床型気相重合槽の内部では、反応ガスによりポリマー粉粒体が流動する流動層が形成されている。このポリマー粉粒体を重合槽から抜き出せば必然的に、共存する反応ガスが同伴する。反応ガスは主として原料オレフィンガスからなるが、他に、重合槽内で所望の重合反応を起こすに必要な副原料ガスが含まれる。場合によっては、この副原料ガスが、後の工程にとっては不都合な場合がある。例えば、複数の重合槽を有する多段重合装置において、分子量調整剤である水素を副原料ガスとして用いる場合、後段の反応に必要とする量以上の水素が、前段からの同伴ガスに含まれると、後段の重合では所望の分子量のポリマーの生成が困難となり、製造しうるポリマーの組成の範囲が制限されることになる。このような問題を解決するために、従来、重合槽から抜き出すポリマー粉粒体に同伴する副原料ガスをできるだけ分離する方法が考案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、気相重合槽の後にポリマー沈降槽を並列に二槽設けて交互に次工程へ移送する方法、及び気相重合槽の後に直列にポリマー沈降槽を二槽設けて第一の槽でポリマーを分離して、第二の槽へ移送した後に分離されたポリマーを次工程へ移送する方法が開示されている。特許文献２には、上記の直列に二槽を設けた場合に、第一槽でのポリマーの分離性を良くするために、第一槽のポリマー受入配管の口径を大きくする方法が開示されている。特許文献３には、沈降槽に均圧ラインを設けて、沈降したポリマー粒子を間欠的に次工程へ粒子及び少量のガスと共に排出する方法が開示されている。特許文献４には、気相重合槽からの抜取導管を下方向の一定角度に規定する方法が開示されている。しかし、これらの方法では、ポリマー沈降槽を２槽必要とし、連続的な操作が困難であったり、ガス置換率を任意に変更することが困難であった。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４６２１９５２号明細書
【特許文献２】特開２０００−５３７０７号公報
【特許文献３】特開平３−１５３７０８号公報
【特許文献４】米国特許第５９２８６１２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複数の気相重合槽を直列に配置させたオレフィンの連続重合装置であって、上流の気相重合槽から抜出されるポリマー粉粒体に同伴するガスを容易に、かつ任意の割合に別のガス（例えば、フレッシュオレフィンガス）と置換することができる装置、および上流の気相重合槽からのポリマー粉粒体に同伴したガスを容易に、かつ任意の置換率で置換してから、下流の気相重合槽へポリマー粉粒体を移送する方法、ならびにこれを利用したオレフィン連続重合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その一つの側面において、オレフィンの連続重合装置であって、
該装置は、
直列に配置された複数の気相重合槽（該複数の重合槽は、１槽のガス置換槽を介して隣接する上流重合槽と下流重合槽の組合せを含んでおり、前記上流重合槽は、前記下流重合槽の上流に配置されており、前記ガス置換槽は、前記上流重合槽とは第１の移送管で連結され、前記下流重合槽とは第２の移送管で連結されている）を有し、
前記ガス置換槽は、その内部に配置されたガス分散板（該ガス分散板によって、前記ガス置換槽内は上部領域と下部領域とに仕切られている）を有し、
前記上部領域は、
入口（これは、前記第１の移送管の開口であり、前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体が、前記上流重合槽から第１のガスを同伴してそこを通って前記ガス置換槽に移送される）；
ガス置換室（ここで、前記上流重合槽から移送されたポリマー粉粒体は一時的に蓄えられ、該ポリマー粉粒体に同伴して前記上流重合槽から導入されて前記ポリマー粉粒体中に存在する前記第１のガスの少なくとも一部は、前記ガス置換槽に供給される第２のガスによって置換される）；および
出口（これは、前記第２の移送管の開口であり、前記ポリマー粉粒体を前記ガス置換室から前記下流重合槽に向けて排出する）
を有し、
前記下部領域は、前記第２のガスを導入するためのガス吹込口を有することを特徴とする装置に係るものである。
【０００７】
本発明は、第２の側面において、直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置中の各気相重合槽において触媒の存在下にオレフィンを重合するオレフィンの連続重合方法であって、前記連続重合装置は、本発明の第１の側面に係る装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法に係るものである。
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【０００８】
本発明は、第３の側面において、直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置において、より典型的には該装置を用いるオレフィンの連続重合プロセスにおいて行われるポリマー粉粒体の移送方法であって、前記連続重合装置は、本発明の第１の側面に係る装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法に係るものである。
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の気相重合槽が直列に配置された装置を用いるオレフィンの連続重合において、上流の気相重合槽から抜出されるポリマー粉粒体に同伴するガスを容易に、かつ任意の割合に別のガス（典型的には、フレッシュオレフィンガス）と置換して下流の気相重合槽に移送することができ、これにより、有利にオレフィンの連続気相重合を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る装置におけるガス置換槽とその上流に配置された気相重合槽との関係の一例を示す図である。上流重合槽１の内部にはガス分散板１aが配置され、下部には、抜出ノズル４ａと接続配管４ｂとからなる第１の移送管４を介してガス置換槽２が接続されている。ガス置換槽とその下流に設置された下流重合槽３とは、第２の移送管５を介して接続されている。この例では、第２の移送管には移送制御弁５ａが設けられている。ガス置換槽は、典型的には上部壁、縦側壁および底部壁とを有し、その内部はガス分散板２ｄによって上部領域２１と下部領域２２とに仕切られている。ガス置換槽の上部領域は、
入口２ａ（これは、前記第１の移送管４の開口であり、前記上流重合槽１で生成したポリマー粉粒体が、前記上流重合槽から第１のガスを同伴してそこを通って前記ガス置換槽２に移送される）；
ガス置換室２ｂ（ここで、前記上流重合槽１から移送されたポリマー粉粒体は一時的に蓄えられ、該ポリマー粉粒体に同伴して前記上流重合槽から導入されて前記ポリマー粉粒体中に存在する前記第１のガスの少なくとも一部は、前記ガス置換槽２に供給される第２のガスによって置換される）；および
出口２ｃ（これは、前記第２の移送管５の開口であり、前記ポリマー粉粒体を前記ガス置換室２ｂから前記下流重合槽３に向けて排出する）
を有している。
【００１１】
前記ガス置換槽２の下部領域２２には、前記第２のガスを導入するためのガス吹込口２ｅが設けられている。供給ライン１０を経てガス吹込口から下部領域に導入された第２のガス（典型的にはオレフィンガス）は、ガス分散板２ｄを通じてガス置換室２ｂに吹き込まれる。前記上流重合槽１から前記第１の移送管４に排出されたポリマー粉粒体は、前記上流重合槽から第１のガスを同伴して前記ガス置換槽に入り、ガス置換室に一時的に蓄えられる。ポリマー粉粒体に同伴し、該ポリマー粉粒体中に存在する第１のガスは、ガス置換室において、前記ガス分散板を通って吹き込まれた第２のガスによって置換される。所定時間だけガス置換を行った後、ポリマー粉粒体は、移送制御弁５ａを備えた前記第２の移送管５を通って、下流重合槽３へ移送される。
【００１２】
触媒、オレフィン、水素等の副原料がそれぞれ触媒供給ライン６、オレフィン供給ライン７、副原料供給ライン８から上流重合槽１に投入され、そこでオレフィンが重合されてポリマー粉粒体となる。ポリマー粉粒体は循環ガスライン９から投入される循環ガスにより重合槽内で流動化される。前記上流重合槽内で生成した前記ポリマー粉粒体は、前記第１の移送管４を通ってガス置換槽２に抜き出される。ポリマー粉粒体に同伴する第１のガス（オレフィンと副原料が混合したガス）は、ガス分散板２ｄを通って吹き込まれる第２のガス（典型的にはオレフィンガス）によって置換され、第１の移送管４を通って上流重合槽１へ逆送される。
【００１３】
ガス置換槽２のガス置換室２ｂでは、ガス吹込口２ｅから導入され、ガス分散板２ｄで分散された第２のガスによって、ポリマー粉粒体に同伴して上流重合槽１から流れ込みポリマー粉粒体層中の空隙に存在する第１のガスが置換される。裏側から供給されたガスを表側の全面から均一に吹き出すことができる構造のガス分散板を設けたことにより、注入する第２のガス量の多少にかかわらず、第２のガスをポリマー粉粒体と均一に効率良く接触させることができる。ガス分散板としては、典型的には、多貫通孔板や焼結金属板などの多孔質構造の板を使用するが、ガス置換槽の半径方向の均一なガス分散のための差圧特性と、粉体がガス分散板を通り抜け落ちない構造を有する物が好適に用いられる。
【００１４】
ガス吹込口２ｅからガス置換槽２に導入する第２のガスは、典型的には、フレッシュなオレフィンガスであるが、その導入量は、前記上流重合槽１で反応により消費される全原料量の範囲に収めることが望ましい。重合条件によっては反応ガスをパージする必要が生じ、この場合、パージしたガスは廃棄または回収することになる。ガス置換槽から抜き出すポリマー粉粒体に同伴するガス量は、ガス置換槽２と下流重合槽３との圧力差、第２の移送管５の径や長さ、ポリマー粉粒体やガスの種類により決まるが、この同伴ガス量に対して導入する第２のガス量の比率を調節することにより、同伴ガスの置換率を任意に制御することが可能である。同伴ガスの置換率を任意に制御することにより、生成するポリマーの分子量等、必要とする物性の制御が可能となり、同時にパージする反応ガスの損失を防ぐことができる。
【００１５】
ガス置換したポリマー粉粒体は、ガス置換槽２のガス置換室２ｂの下部から、取り付けた下流重合槽３への第２の移送管５に設けた移送制御弁５ａの開閉により、ガス置換槽と下流重合槽との圧力差を利用して直接下流重合槽に抜き出される。抜き出しによりガス置換槽内のポリマー粉粒体層の粉面が下がり、上流重合槽１からポリマー粉粒体が重力落下により継続的にガス置換槽へ流入する。
【００１６】
図２に、本発明の重合装置の一例における上流重合槽１、ガス置換槽２、および両者を繋ぐ第１の移送管４の関係を示す。この例において、前記上流重合槽は、前記第１の移送管が開口している縦側壁１ｂを有している。図２において、Ｓ1 は、前記第１の移送管と前記上流重合槽の縦側壁との接合部下端１ｃにおいて前記第１の移送管の内底部の勾配線４ｃが水平線と成す角の角度（°）である。点１ｃにおいて、第１の移送管の内底部が上流重合槽の縦側壁から直線を成して延びている場合には、第１の移送管の内底部の勾配線は、第１の移送管の内底部が成すその直線である。一方、点１ｃにおいて、第１の移送管の内底部が上流重合槽の縦側壁から曲線を成して延びている場合には、第１の移送管の内底部の勾配線は、第１の移送管の内底部が成すその曲線の、その点１ｃにおける接線である。Ｓ2は、前記第１の移送管が下向きに屈曲または湾曲している部分における前記第１の移送管の内底面の接線４ｄであって前記第１の移送管と前記上流重合槽の縦側壁との接合部上端１ｄを通る線が水平線と成す角の角度（°）である。ｄは第１の移送管４の内径を示す。上流重合槽から第１の移送管を経由し、ポリマー粉粒体をガス置換槽内に、圧力差などによらず重力落下のみにより円滑に流入させるためには、Ｓ1およびＳ2を、下記式（１）および（２）を満足するように決定すればよい。
０°≦Ｓ1≦９０°    （１）
Ａｒ≦Ｓ2≦９０°    （２）
ここで、Ａｒは、前記上流重合槽内で生成したポリマー粉粒体の安息角（°）である。本発明におけるポリマー粉粒体の安息角は、“Ｒｅｉｎｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｅｒｉｅｓ”（ニューヨークのＲｅｉｎｈｏｌｄ社刊（１９６０年））の第８５〜８８頁のＦ．Ａ．Ｚｅｎｚ，Ｄ．Ｆ．Ｏｔｈｍｅｒ共著“Ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｆｌｕｉｄ−Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”に定義されている安息角を指す。
【００１７】
好ましいＳ2は、たとえ第１の移送管４の上流重合槽１の縦側壁１ｂとの接合部における勾配、第１の移送管の内底部が下向きに屈曲または湾曲する位置、および屈曲または湾曲の角度が固定されていても、第１の移送管の内径ｄの大きさによって変動する。しかしながら、上記式（１）、（２）を満足するＳ1およびＳ2に応じてｄを決定すれば、ポリマー粉粒体を良好に流動させることができる。Ｓ1＝０の場合は、第１の移送管が上流重合槽の縦側壁に対して水平に突き出していることを意味しているが、この場合でもＳ2が式（２）を満足するように第１の移送管の内径ｄと第１の移送管の内底部が下向きに屈曲または湾曲する位置とを定めればポリマー粉粒体を重力落下により円滑に流入させることができる。
【００１８】
ガス置換槽２のガス置換室２ｂの容量は、下流重合槽３へのポリマー粉粒体の間欠的な１回の移送によって移送されるのポリマー粉粒体の見掛け体積（すなわちポリマー粉粒体の実体積と該ポリマー粉粒体中に存在するガスの体積との合計）以上であることが好ましい。ガス置換槽からポリマー粉粒体を間欠的に移送する際に、ポリマー粉粒体中に残留する第１のガスの量は、ガス置換室２ｂの容積を十分大きく取ることにより抑制することができる。ガス置換室ではポリマー粉粒体と第２のガスが連続的に接触しているが、ガス置換槽における第１の移送管の開口２ａと第２の移送管の開口２ｃとの距離が短い場合や、ポリマー粉粒体と第２のガスとの接触時間が短か過ぎる場合には、第１のガスが直接第２の移送管５に流入したり、ポリマー粉粒体中の第１のガスの第２のガスによる置換が不十分になり、下流重合槽３に流入する第１のガスの量が増加する。ガス置換室２ｂの容積をガス置換槽２からのポリマー粉粒体の１回の間欠的な移送動作で第２の移送管５に抜き出すポリマー粉粒体の量以上にすることによって、上記の望ましくない現象を防止することができる。
【００１９】
ガス置換槽２に設置するガス分散板２ｄは、該装置の稼動時に該ガス分散板による圧力損失が０．２ｋＰａ以上となるものを選択することが好ましい。ガス分散板を適切に選択することにより、少量の第２のガスを供給した場合でも、ガス置換槽の断面全体にわたって第２のガスを均一に分散させることができる。
【００２０】
本発明は、その第１の側面において、上述のとおりのオレフィンの連続重合装置を提供するが、第２の側面においては、上記の連続重合装置を使用してオレフィンの連続重合方法を提供し、また、第３の側面において、そのようなオレフィンの連続重合プロセスにおいて行われる、上流重合槽から下流重合槽へのポリマー粉粒体の移送方法を提供する。
【００２１】
本発明の第２の側面に係るオレフィンの連続重合方法は、直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置中の各気相重合槽において触媒の存在下にオレフィンを重合するオレフィンの連続重合方法であって、前記連続重合装置は、上で詳細に説明した装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法である。
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【００２２】
本発明の第３の側面に係るポリマー粉粒体の移送方法は、直列に配置された複数の気相重合槽を有する連続重合装置におけるオレフィンの連続重合プロセスにおいて行われるポリマー粉粒体の移送方法であって、前記連続重合装置は、上で詳細に説明した装置であり、下記の工程を有することを特徴とする方法である。
前記上流重合槽で生成したポリマー粉粒体を、前記上流重合槽中の第１のガスの少なくとも一部と共に、前記第１の移送管を経由して前記ガス置換槽のガス置換室に導入する工程；
前記ガス吹込口から第２のガスを前記下部領域内に供給し、更に前記ガス分散板を通して前記ガス置換室に導入し、これにより、前記ガス置換室内にある前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの少なくとも一部を前記第２のガスで置換する工程；および
前記ポリマー粉粒体をその内部に存在するガスと共に間欠的に前記ガス置換室から前記第２の移送管を通って前記下流重合槽に移送する工程。
【００２３】
前記ガス吹込口２ｅから導入する前記第２のガスの単位時間当たりの重量の、前記ガス置換槽２から前記下流重合槽３に移送する前記ポリマー粉粒体の単位時間当たりの重量に対する比率を調節することにより、前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの前記第２のガスによる置換率を制御することが容易である。前記ポリマー粉粒体中の前記第１のガスの前記第２のガスによる置換率を制御することにより、下流重合槽中のガス中の副原料濃度などを調節し、目的に応じた有用なポリマーを得ることができる。
【００２４】
上流重合槽１の重合圧力は、下流重合槽３の重合圧力よりも０．２ＭＰａから１．０ＭＰａだけ高い圧力に保持することは好ましい。本発明においては、ガス置換槽２に供給した第２のガス（典型的には、オレフィンガス）を主成分としたガスとともにポリマー粉粒体を、ガス置換槽と下流重合槽との圧力差を利用した気力輸送により移送するが、この移送能力は、圧力差、移送管サイズ、取り扱うポリマーやガスの性質等により決まる。上流重合槽と下流重合槽との圧力差は、ポリマー粉粒体移送のし易さの観点からは大きいほど好ましいが、余り大きいとこれらの両重合槽の重合条件差が大きくなりすぎるので、上流重合槽の重合圧力は、下流重合槽の重合圧力よりも０．２ＭＰａから１．０ＭＰａだけ高い圧力に保持することが好ましい。下流重合槽３へのポリマー粉粒体の間欠的な１回の移送によって移送するのポリマー粉粒体の見掛け体積（すなわちポリマー粉粒体の実体積と該ポリマー粉粒体中に存在するガスの体積との合計）は、ガス置換槽２のガス置換室２ｂの容量未満とすることが好ましい。また、ガス置換槽への第２のガスの供給は、ガス分散板２ｄによる圧力損失が０．２ｋＰａ以上となるような速度で行うことが好ましい。さらに、間欠的な移送動作のインターバルにおけるポリマー粉粒体移送の停止時に、第２のガスとの接触時間を十分確保することが有効である。
【００２５】
本発明は、オレフィンの連続重合に関する技術を提供し、本発明に適用可能なオレフィンは触媒の作用により重合可能なオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくはＣ2〜Ｃ10、特に好ましくはＣ2〜Ｃ8のオレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、またはエチレンと１種以上のＣ3〜Ｃ10、特に好ましくはＣ3〜Ｃ8のオレフィン（例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン）との混合物などが用いられる。各重合槽においては、適宜選択されたオレフィン重合触媒の存在下に、必要に応じて水素ガスなどの分子量調節剤や窒素などの不活性ガスなどの副原料の共存下に気相重合を行う。触媒としては、例えば、各種のメタロセン触媒や、Ｚｉｅｇｌｅｒ-Ｎａｔｔａ触媒などが挙げられる。重合圧力、重合時間、重合温度、副原料の種類や量などの重合条件は、当業者の常識に基づいて適宜設定すればよい。なお、上で詳述したガス置換槽を挟む上流重合槽および下流重合槽以外の１槽以上の追加の気相重合槽を有する連続重合装置において、該追加の気相重合槽の構造は、前記上流重合槽の構造と基本的には同じであるが、その容量、原料供給ラインの数、撹拌様式などの仕様は、適宜選択可能である。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明を実施例により。さらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
上流重合槽、ガス置換槽および下流重合槽を、この順序で直列に配置した装置においてポリマー粉粒体の間欠的移送を行い、ポリマー粉粒体の移送状況およびガス置換状況を検討した。
ガス置換槽は、内径２５０ｍｍ、高さ１０００ｍｍの円筒型で、その内部は作動状態における圧力損失が０．２５ＫＰａのガス分散板により２室に分離した構造を有していた。ガス分散板より下方には置換ガスの吹込口、ガス分散板より上方には上流重合槽からのポリマー粉粒体の受け入れるための入口(内径８インチ)と、ガス置換槽から下流重合槽に向けての出口（１インチ内径）が設けられており、ガス分散板から前記入口までの容積は約２５Ｌであった。
内容積１．２ｍ3の同型の上流重合槽および下流重合槽を直列に配置し、上流重合槽の縦側壁から水平に延びる内径８インチの開口部の抜出ノズルとそれに続く内径８インチの水平な接続配管でガス置換槽を接続した。抜出ノズルと接続配管の合計配管長は２５０ｍｍであった。上流重合槽と配管の角度は、Ｓ1＝０°、Ｓ2＝３９°であった。
ガス置換槽と下流重合槽とは移送制御弁を備えた移送管により接続した。
上流重合槽内は、温度７０℃、エチレンに対する水素のモルの比（以下、Ｈ2／Ｃ'2比と記す）＝１／１０のガスにて１．０ＭＰａＧに保持した。該上流重合槽内では、線速０．２２ｍ／秒のガス流により充分に流動化された、平均粒子径が１０５０μｍ、嵩比重が０．３７ｇ／ｃｃ、安息角３５°のポリマー粒子を保持した。下流重合槽内では、温度７０℃、圧力０．２ＭＰａＧで窒素ガスで流動状態を保持した。次いで、ガス置換槽のガス吹込口よりフレッシュエチレンを４０ｋｇ／ｈの速度で供給しながら、上流重合槽からガス置換槽を経由し下流気相重合槽へのポリマー粒子を間欠的に移送した。ガス置換槽からのポリマー粉粒体の移送条件は、移送制御弁の開時間は３ｓｅｃ、移送間隔を３０ｓｅｃとした。ポリマー粉粒体の間欠移送１回当たりの移送量は４．４ｋｇであった。下流重合槽のガスの分析を行った結果、Ｈ2／Ｃ'2比は０．１５／１０であり、ガス置換槽での置換が十分に行われていたことが分かった。また、ポリマー粒子のガス置換槽への流出状況も良好であった。実験条件および下流重合槽のガス分析の結果を表１に示した。
この例では、Ｓ1＝０°、Ｓ2＝３９°、Ａｒ＝３５°であり、下記条件（１）、（２）は共に満たされていた。
【００２８】
０°≦Ｓ1≦９０°    （１）
Ａｒ≦Ｓ2≦９０°    （２）
【００２９】
実施例２〜６
表１に示すように条件を変更した以外は実施例１と同様にして実験を行った。実験条件および結果を表１に示した。
【００３０】
比較例１
ガス置換槽のガス吹込口からのエチレンを導入しなかった以外は実施例１と同様の条件でポリマー粒子の移送を行った結果、移送制御弁開１回当たりの移送量は５．０Ｋｇであった。下流重合槽のガスの分析の結果、Ｈ2／Ｃ'2比は１／１０であり、ポリマー粒子に同伴したガスの組成は上流重合槽と同じであった。尚、ポリマー粒子のガス置換槽への流出状況は良好であった。
【００３１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る連続重合装置におけるガス置換槽と上流重合槽との関係の一例を示す図である。
【図２】本発明の連続重合装置の一例における上流重合槽、ガス置換槽、および両者を繋ぐ第１の移送管の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：上流重合槽    １ａ：ガス分散板    １ｂ：縦側壁    １ｃ：第１の移送管と上流重合槽の縦側壁との接合部下端    １ｄ：第１の移送管と上流重合槽の縦側壁との接合部上端    ２：ガス置換槽    ２１：上部領域    ２２：下部領域    ２ａ：入口    ２ｂ：ガス置換室    ２ｃ：出口    ２ｄ：ガス分散板    ２ｅ：ガス吹込口    ３：下流重合槽    ４：第１の移送管    ４ａ：抜出ノズル    ４ｂ：接続配管    ５：第２の移送管    ５ａ：移送制御弁    ６：触媒供給ライン    ７：オレフィンガス供給ライン    ８：副原料供給ライン    ９：循環ガスライン    １０：第２のガス供給ライン
Ｓ1：第１の移送管と上流重合槽の縦側壁との接合部下端において該第１の移送管の内底部が水平線と成す角の角度
Ｓ２：第１の移送管が下向きに屈曲または湾曲している部分における該第１の移送管の内底面の接線であって該第１の移送管と上流重合槽の縦側壁との接合部上端を通る線が水平線と成す角の角度
ｄ：第１の移送管の内径
【図１】
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【図２】
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