(57)【要約】【課題】  触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体製造プロセスにおいて、流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスへの潤滑油の混入を防止し、品質の優れたオレフィン重合体を製造する方法を提供する。【解決手段】  流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスを少なくとも、流動床反応器の運転圧力以上、かつ、該不活性ガス中に潤滑油を実質的に含有しないように昇圧して使用することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。前記流動床反応器の付帯設備が流動床反応器と同等の圧力で運転される付帯設備であり、かつ、その圧力が０．５ＭＰａＧ〜１０ＭＰａＧの範囲である場合、前記不活性ガスが窒素である場合、前記不活性ガスの昇圧に際して、単段、もしくは複数段の往復タイプの無給油型コンプレッサーを用いる場合は、本発明は一層効果的に実施される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体の製造プロセスにおいて、流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスを、少なくとも流動床反応器の運転圧力以上、かつ、該不活性ガス中に潤滑油を実質的に含有しないように昇圧してから使用することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
【請求項２】
前記流動床反応器の付帯設備が流動床反応器と同等の圧力で運転される付帯設備であり、かつ、その圧力が０．５ＭＰａＧ〜１０ＭＰａＧの範囲である請求項１記載のオレフィン重合体の製造方法。
【請求項３】
前記不活性ガスが窒素である請求項１または２記載のオレフィン重合体の製造方法。
【請求項４】
前記不活性ガスの昇圧に際して、単段、もしくは複数段の往復タイプの無給油型コンプレッサーを用いることを特徴とする 請求項１から３のいずれかに記載のオレフィン重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオレフィン重合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体製造プロセスにおいて、流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスへの潤滑油の混入を防止し、品質の優れたオレフィン重合体を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
不飽和二重結合を有する炭素数２〜２４程度のオレフィン重合体は、さまざまな用途に用いられる有用な物質である。このオレフィン重合体は流動床反応器で触媒を用いて気相重合で製造されることが多い。製造にあたり流動床反応器とその付帯設備において、粉体状のオレフィン重合体を次工程へ移送する際等に、バルブや配管内に粉体が滞留する等の問題が生じることがある。かかる滞留防止などの目的で各部に不活性ガスを注入することがある。このような設備において、流動床反応器に注入される不活性ガスは流動床反応器の圧力よりも高いことが必要である。一般的に不活性ガスの外部供給元から製造設備に供給されている不活性ガスの圧力は、流動床反応器の圧力より低い。そのため、コンプレッサーを用いて不活性ガスを必要な圧力にまで昇圧してから、流動床反応器など圧力の高い部分に用いることが多い。このとき、コンプレッサーから昇圧後のガスに潤滑油が混入した場合、最終的には製品であるオレフィン重合体に混入する。このような成分の混入したオレフィン重合体を加工した場合、製品の品質が損なわれたりする。また、潤滑油を含んだ不活性ガスを長期にわたり使用した場合、配管内面に不活性ガス中の潤滑油が付着し、付着した潤滑油にポリオレフィン粉体が付着することがある。このようにして付着した粉体はしばしば剥がれ落ちて、その際に配管閉塞の原因となったり、製品に混入する等の問題がしばしば生じ一層の改良が求められていた。
【０００３】
潤滑油がオレフィン重合体に及ぼす品質上の影響については、例えば、高圧法プロセスを用いて製造されたオレフィン重合体について、成型加工時に白煙を生じる現象があり、それを防ぐ方法が記載されている（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２７７４０７号公報（第1頁〜第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる状況において、本発明は触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体製造プロセスにおいて、流動床反応器と、流動床反応器と同等の圧力で運転される付帯設備において使用する不活性ガスへの潤滑油の混入を防止し、品質の優れたオレフィン重合体を製造する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】
【０００５】
すなわち本発明は、触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体の製造プロセスにおいて、流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスを少なくとも、流動床反応器の運転圧力以上、かつ、該不活性ガス中に潤滑油を実質的に含有しないように昇圧して使用することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法に係るものである。前記流動床反応器の付帯設備が流動床反応器と同等の圧力で運転される付帯設備であり、かつ、その圧力が０．５ＭＰａＧ〜１０ＭＰａＧの範囲である場合、前記不活性ガスが窒素である場合、前記不活性ガスの昇圧に際して、単段、もしくは複数段の往復タイプの無給油型コンプレッサーを用いる場合は、本発明は一層効果的に実施される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体製造プロセスにおいて、流動床反応器とその付帯設備において使用する不活性ガスへの潤滑油の混入を防止し、品質の優れたオレフィン重合体を製造する方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における、触媒の存在下にオレフィンを気相重合反応させるオレフィン重合体製造プロセスにおいて、流動床反応器によりエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなど炭素数２-２０のオレフィン類を単独重合または複数を組合わせて重合が行われる。流動床反応器における圧力は０．１−１０ＭＰａＧで反応させることが可能であるが、一般的に１−３ＭＰａＧで反応させることが多い。触媒は、チーグラーナッタ触媒もしくはメタロセン触媒が用いられ、反応器における温度は一般的に１０−２００℃の範囲内であるが、４０−１００℃程度が好ましい。
【０００８】
このようなオレフィン重合体製造プロセスには、流動床反応器、粉体乾燥機、造粒機、製品サイロ等多くの設備があり、これらの設備やそれぞれに付帯するバルブやノズルなどの内容物の置換、清掃を行うために不活性ガス、特に窒素ガスがユーティリティとして使用できるように供給されている。しかし、流動床反応器に付帯したノズル、バルブ、循環ガスコンプレッサーなど反応器周辺で反応器と同等の圧力で運転される付帯設備においては、ユーティリティとして供給されている圧力以上で不活性ガスを使用することが必要である。反応器周りの付帯設備においては、未だ反応活性が残っているオレフィン重合体の粉体が存在するので、ノズル部分、ボール弁のボールの外側部分等に滞留し、重合、固着等の現象を生じる。そこでこれらの固着防止や滞留防止、反応抑制などの目的で昇圧された窒素ガスをノズル部分へ吹き込んだり、バルブの外部から注入する。注入された窒素は反応ガスと混合し、最終的には系外に排出される。
【０００９】
このような目的には一般的に反応性のない不活性ガスが用いられ、ヘリウム、アルゴン等の希ガス、窒素などが例示されるが、特に窒素ガスが有用に用いられる。窒素ガスの純度は９９％以上であることが望まれる。不活性ガスは必要に応じてモレキュラーシーブやフィルタを通すといった精製を行って供給されることが多い。本発明における場合のように、プラント内でさらに窒素ガスを昇圧し用いる場合、さまざまな形式コンプレッサーを用いることができるが、一般的に簡便に使用できる往復タイプのコンプレッサーが用いられる。しかし、往復タイプのコンプレッサーの中には、潤滑のために用いる潤滑油が吐出ガスに混入するものがあり、それら潤滑油がオレフィン重合体に混入した場合、その品質を損なうおそれがある。従って、窒素ガスの昇圧に際しては極力潤滑油を含まないように注意する必要がある。
【００１０】
オレフィン重合体の品質を損なう要因として、例えば重合時に副生する炭素数１０−２０の低級炭化水素であるオリゴマーがあげられる。反応器から抜出された粉体状のオレフィン重合体は、未反応ガスの回収、除去を行った後、溶融混練してペレット状に成型した後も、前記のようなオリゴマーが大量に残存した場合オレフィン重合体の臭気等の品質を損なう原因となるので、必要に応じて貯蔵サイロ内でいわゆるエアレーション操作を行い除去することもある。潤滑油もオリゴマーと同様な低級炭化水素を主成分としており、オレフィン重合体に混入した場合製品中の低級炭化水素の含有量増加となり前記のようなエアレーション操作の妨げとなるので、窒素ガスの昇圧以外にも、重合系外からの低級炭化水素の混入を極力避けなければならない。
【００１１】
本発明においては、このような低級炭化水素の混入を極力少なくするために,流動層反応器とその周辺の付属設備に用いる窒素ガスを、無給油型コンプレッサーを用いて、プラントに供給される０．８ＭＰａＧの窒素ガスを３．０−４．０ＭＰａＧへ昇圧して実質的に潤滑油を含まず、かつ、流動床反応器の運転圧力より高い圧力の窒素ガスを得て、オレフィン重合体の品質を損なうことなく、固着防止、滞留防止、反応抑制等に用いることができた。
【００１２】
以下、本発明におけるオレフィン重合体の製造方法のプロセスの一例を示すフロー図（図１）に基づいて、詳細に説明する。図１に示したオレフィン重合体の製造プロセスは、窒素ガスのコンプレッサー１、昇圧した窒素ガスのバッファードラム２、昇圧した窒素ガスの圧力発信器３、窒素ガスの圧力制御弁４、流動床反応器５、重合した粉体ポリマーの移送弁６、反応ガスの循環ガスコンプレッサー７および昇圧窒素を注入するノズル部分８、昇圧窒素を注入するバルブ部分９を含むように構成されている。その他、昇圧した窒素ガスを注入する部分は多いが図示していない。また、次工程も図示しないが生成したオレフィン重合体を処理する乾燥機、混練造粒機等がある。
【実施例】
【００１３】
実施例１
図1に示したオレフィン重合体の製造プロセスにより、２．０ＭＰａＧにおいて、触媒、原料としてエチレンおよび１−ブテン、水素を流動床反応器に供給し、重合させ、移送弁６を経由して生成した粉体エチレン―１−ブテン共重合体を次工程へ移送を行った。一方、注入する窒素ガスはプラントに供給されている窒素ガスをコンプレッサー１により０．８８ＭＰａＧから３．８ＭＰａＧまで昇圧し、窒素圧を圧力発信器３、圧力制御弁４により制御した。窒素の昇圧に用いるコンプレッサーとしては潤滑油の混入しない、いわゆる無給油タイプの縦型２段の往復圧縮機（三國重工株式会社製ＤＮＳ４型コンプレッサー）を用いた。
前記の如くエチレン―１−ブテン共重合体の製造中に、約３．８ＭＰａＧに昇圧された窒素ガスを２０．１ｍ3のバッファードラム２を経由し、ノズル部分８、バルブ部分９、その他の部分（図示せず）に注入した。これらの注入部分における粉体エチレン―１−ブテン共重合体の滞留、固着等の現象は見られず、長期にわたり順調に操業が行われた。また、これらの不活性ガス注入部分での、潤滑油による粉体の付着現象や剥離現象は確認されなかった。このようにして製造されたエチレン―１−ブテン共重合体は、窒素のコンプレッサーからの潤滑油も含まれず、成型加工時の白煙の生成も無く良好な品質であった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明におけるオレフィン重合体の製造方法のプロセスの一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１５】
１…コンプレッサー、２…バッファードラム、３…圧力発信器、４…圧力制御弁、５…流動床反応器、６…移送弁、７…循環ガスコンプレッサー、８…ノズル部分、９…バルブ部分
【図１】
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