(57)【要約】【課題】オレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤をループ反応装置に導入しかつ上記オレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤を循環し、オレフィン反応物を反応させて液体希釈剤と固体ポリマー粒子とからなるポリマースラリーを作る段階を有するループ反応装置中でオレフィンポリマーを製造する重合方法。【解決手段】（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記ポリマースラリーを沈殿させ、（b）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に対応する所定量のポリマースラリー容積を沈殿レグから排出する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）オレフィン反応物、重合触媒、液体希釈剤および固体のオレフィンポリマー粒子を基本とするポリマースラリー用の流路を規定する互いに連結された複数のパイプと、（２）オレフィン反応物、重合触媒および希釈剤を重合反応装置へ導入する手段と、（３）重合反応装置中にポリマースラリーの循環を維持するポンプと、（４）重合反応装置の上記パイプに連結した一つまたは複数の沈殿レグとを有する、オレフィン重合プロセスに適したループ反応装置において、
下記の（５）と（６）をさらに有することを特徴とするループ反応装置：
（５）沈殿レグ中に沈殿したスラリーの容積を推定するための少なくとも一つの測定手段、
（６）上記記測定手段と沈殿レグの上記弁とに操作自在に接続された少なくとも一つの弁制御手段。
【請求項２】
上記弁制御手段が、上記弁が2回開く間の時間に作動する請求項1に記載のループ反応装置。
【請求項３】
上記弁制御手段が、上記弁が開いている時間中に作動する請求項1に記載のループ反応装置。
【請求項４】
上記弁制御手段が、上記弁の排出孔に作用する請求項1に記載のループ反応装置。
【請求項５】
沈殿レグを出たスラリーが第2のループ反応装置中に直接噴射される請求項１〜４のいずれか一項に記載のループ反応装置。
以下の通りの請求項
【請求項６】
一種または複数のオレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤をループ反応装置に導入しかつ上記オレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤を循環し、上記オレフィン反応物を反応させて基本的に液体希釈剤と固体ポリマー粒子とからなるポリマースラリーを作る段階を有するループ反応装置中でオレフィンポリマーを製造する重合方法において、
下記（a)と（b）：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記ポリマースラリーを沈殿させ、
（b）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に対応する所定量のポリマースラリー容積を沈殿レグから排出し、上記の所定量は前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積との差が±２０％、好ましくは±１５％、さらに好ましくは±１０％、さらに好ましくは±５％である、
サイクルをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項７】
下記（a)、（b）、（c）のサイクルをさらに有する請求項６に記載の方法：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記のポリマースラリーを沈殿させ、
（b）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積をモニターし、
（c）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しい所定量のポリマースラリーを沈殿レグから排出する。
【請求項８】
下記（a)〜（ｄ）のサイクルをさらに有する請求項６に記載の方法：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記のポリマースラリーを沈殿させ、
（b）所定沈殿レグを閉じた後にその所定沈殿レグ中に所定容積のポリマースラリーが沈殿するのに必要な時間Ｔを評価し、
（c）上記の所定沈殿レグから製品回収帯域中への所定容積のポリマースラリーの排出をトリガー（開始）し、
（ｄ）上記の所定沈殿レグから上記の所定容積のポリマースラリーを所定時間Δｔの間だけ排出し、この所定容積を前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくする。
【請求項９】
沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積が、前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように、沈殿レグの開き時間を調整する段階をさらに有する請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前後する2回の沈殿レグからの排出の時間を、前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように調整する段階をさらに有する請求項6〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積が前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように、沈殿レグ沈殿レグの排出孔を調整する段階をさらに有する請求項6〜10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積を評価し、沈殿レグから排出される容積が評価された沈殿容積に実質的に等しくなるように流れ調整装置の弁および／または孔の開速度を調整する段階をさらに有する請求項6〜11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に等しい所定容積を沈殿レグから排出する段階をさらに有する請求項6〜12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積より多い所定容積を沈殿レグから排出する段階をさらに有する請求項6〜12のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オレフィンスラリー重合用の反応装置からのポリマースラリーを取り出す方法の改良に関するものである。
本発明はさらに、ループ反応装置で沈殿したポリマースラリーの排出を最適化した重合プロセスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エチレン重合のようなオレフィン重合はモノマー、希釈剤、触媒、任意成分のコモノマーを用い、ループ反応装置を用いて作られることが多い。重合は一般にスラリー条件下で実行され、製品は一般に希釈剤中に懸濁した固体粒子から成る。反応装置のスラリー内容物はポンプによって連続的に循環され、ポリマー固体粒子は液体希釈剤中に懸濁状態に維持され、製品はバッチ状態で駆動される沈殿レグ（settling legs）を介して定期的に回収される。
【０００３】
沈殿レグは、製品スラリーとして最終的に回収されるスラリーの固体濃度を増加させるために用いられる。この製品はさらに他の反応装置へ移されるか、フラッシュラインを介してフラッシュタンクへ送られ、そこで大部分の希釈剤と未反応モノマーとが分離され、再循環される。この再循環は再圧縮で行なうか、反応装置中へ噴射して行う（中間精製をする場合もある）。運転コストの大きな部分がこの再循環に必要である。ポリマー粒子は乾燥され、添加物が加えられ、最後には押し出されてペレットにされる。この方法で毎年何百万トンのエチレンポリマーが世界で製造されている。
【０００４】
沈殿レグの最適動作は回収したポリマーの量が再循環すべき流体流量に対して最大になったときに得られ、その場合に所定生産速度に対して再循環コストが最少になる。従来は全ての沈殿レグから同量のスラリーを排出し、各沈殿レグの排出時に同じ圧力降下となるようにプラントを運転するのが基本であった。しかし、この運転方法は必ずしも最適なものではない。
【０００５】
各種の沈殿レグが公知であり、例えば下記文献に記載のダクト中のスラリー流から濃縮スラリーを取り出す装置の特徴はダクトの出口領域にチャンネルを設け、出口からスラリーを連続的に取り出すことにある。
【特許文献１】国際特許第WO 01／05842号公報
【０００６】
下記文献には製品スラリーを製品連続取り出し装置、特に反応装置に設けた細長い中空アペンデージを用いて回収するオレフィン重合方法が記載されている。
【特許文献２】欧州特許第0891990号公報
【０００７】
この中空のアペンデージは熱いフラッシュタンクと直接の流体連通し、製品スラリーを連続的に取り出すようになっている。しかし、この装置および方法には不利な点がある。すなわち、反応装置から取り出した懸濁液中には多量の希釈剤と、他の反応物、例えばモノマーが含まれているので、それからポリマー粒子を分離し、反応装置で再利用するための処理をしなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、沈殿したポリマースラリーの排出が最適化されたループ反応装置を用いた重合プロセスを提供することにある。
本発明の別の目的は、ポリマースラリーの沈殿および排出の効率を最適化した方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、排出を最適化することで所定ポリマー生産速度での流体流の処理量を減らすことにある。
本発明のさらに別の目的は、最適化された沈殿レグを有するループ反応装置を提供することにある。
本発明の上記目的は本発明の方法および装置によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一種または複数のオレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤をループ反応装置に導入しかつ上記オレフィン反応物、重合触媒および液体希釈剤を循環し、上記オレフィン反応物を反応させて基本的に液体希釈剤と固体ポリマー粒子とからなるポリマースラリーを作る段階を有するループ反応装置中でオレフィンポリマーを製造する重合方法において、下記（a)〜（b）のサイクルをさらに有することを特徴とする方法を提供する：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記ポリマースラリーを沈殿させ、
（b）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積をモニターし、
（c）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しい所定量のポリマースラリーを沈殿レグから排出する。
【００１０】
本発明はさらに、（１）オレフィン反応物、重合触媒、液体希釈剤および固体のオレフィンポリマー粒子を基本とするポリマースラリー用の流路を規定する互いに連結された複数のパイプと、（２）オレフィン反応物、重合触媒および希釈剤を重合反応装置へ導入する手段と、（３）重合反応装置中にポリマースラリーの循環を維持するポンプと、（４）重合反応装置の上記パイプに連結した一つまたは複数の沈殿レグとを有する、オレフィン重合プロセスに適したループ反応装置において、下記の（５）と（６）をさらに有することを特徴とするループ反応装置を提供する：
（５）沈殿レグ中に沈殿したスラリーの容積を推定するための少なくとも一つの測定手段、
（６）上記記測定手段と沈殿レグの上記弁とに操作自在に接続された少なくとも一つの弁制御手段。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明方法および反応装置は、沈殿したスラリーの沈殿レグから製品回収帯域までの排出を最適化できる点で従来法に対して利点を有している。各沈殿レグ中に沈殿するポリマースラリーの容積はループ反応装置での沈殿レグの位置とその幾何学的特徴により各沈殿レグで異なっている。
本発明方法では各排出時に未沈殿のスラリーを実質的に排出せずに沈殿レグ中で沈殿した材料を完全に空にすることができる。未沈殿のスラリーを抜くと、その最少量の重合体の追加の生産のために流体再循環部に過大なオーバーロードがかかる。
【００１２】
本発明方法では沈殿レグが閉じらる時に未沈殿のスラリーは沈殿レグ中に残ったままであり、それによって沈殿レグの閉塞の危険が大幅に減る。この閉塞は沈殿レグ中の活性重合条件下で除熱特性が悪い残った沈殿スラリーが塊重合して起こることが多い。
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、以下の実施例は単なる例示で、本発明が以下の実施例に制限されるものではない。参照番号は添付図面に記載のものである。
【００１４】
本発明の重合プロセスは、液体媒体中に懸濁した固体粒子のスラリー流ができる任意の方法に適用できる。そうした反応プロセスには重合で粒子が形成されるものが含まれるが、それに限定されるものではない。
【００１５】
本発明は特に、ループ反応装置でポリマー、特にポリエチレンを生産する重合プロセスに適している。この場合には液体媒体、一般には反応希釈剤と未反応の反応物中に懸濁したポリマーの固体粒子のスラリーである重合流が作られる。本発明は一種または複数のオレフィン、例えばC2〜C８オレフィンを重合されるモノマーを含む希釈剤中で、触媒重合または共重合してオレフィンポリマー粒子を製造する重合プロセスに適している。作られたポリマーはループ反応装置中を循環される。このループ反応装置には出発材料が供給され、ループ反応装置からは重合スラリーが取り出される。適切なモノマーの例は１分子当り２〜8つの炭素原子を有するもの、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ブタジエン、イソプレン、1−ヘキセン等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
重合反応は50〜120℃の温度、好ましくは70〜115℃の温度、より好ましくは80〜110℃の温度で、20〜100のバールの圧力、好ましくは30〜50バールの圧力、より好ましくは37〜45バールの圧力で実行できる。
好ましい実施例では本発明はイソブタンの希釈剤中でのエチレンの重合に特に適している。適したエチレン重合はエチレンの単独重合、エチレンと1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテンまたは1-デセンのような高分子の1-オレフィンコモノマーとの共重合を含むが、これに限定されるものではない。本発明の実施例でのコモノマーはエチレンである。
【００１７】
エチレンは液体希釈剤中で触媒と、任意成分の共触媒、任意成分のコモノマー、任意成分の水素、任意成分のその他の添加物の存在下に重合され、重合スラリーが作られる。
「重合スラリー」「スラリー」という用語は、少なくともポリマー固体粒子と液相とを含み、第3の相（ガス）が少なくとも局部的にプロセス中に存在していてもよく、液相が連続相を形成する実質的に多相な組成物を意味する。
固体は触媒と重合したオレフィン、例えばポリエチレンとを含み、液体は不活性希釈剤、例えばイソブタンと、溶けたモノマー、例えばエチレン、任意成分の一種または複数のコモノマー、分子量制御剤、水素、帯電防止剤、汚染防止剤、スカペベンシャー、その他のプロセス添加物を含む。
【００１８】
適した希釈剤は周知で、不活性または少なくとも本質的に不活性な反応条件下で液体である炭化水素を含む。適当な炭化水素にはイソブタン、イソブタン、n-ブタン、プロパン、n-ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサンおよびn-ヘキサンが含まれる。
適した触媒も周知であり、適当な触媒の例はシリカに担持された酸化クロム、当業者にチーグラーまたはチーグラー‐ナッタ-触媒として知られた触媒を含む有機金属触媒、メタロセン触媒等であるが、これらに限定されのものではない。「共触媒」とは重合反応で触媒と一緒に用いられて触媒の活性を改善するものを意味する。
【００１９】
重合スラリーはトラフエルボを介して互いに接続されたジャケット付きの垂直パイプセクションから成るループ反応装置中を循環する。重合熱は水冷ジャケットを介して除去される。重合は本発明に従って単一または並列または直列に接続された少なくとも2つのループ反応装置で実行できる。ループ反応装置は液体充填モード（liquid full mode）で運転される。直列で使う場合には最初の反応装置の一つ以上の沈殿レグのような連結手段を介して連結できる。生じたポリマーは固形分濃度が反応装置本体中に比べて増加している少なくとも一つの沈殿レグを介して所定量の希釈剤と一緒にループ反応装置から抜き出される。
【００２０】
沈殿レグは「製品回収帯域」と連続流体連結させることができる。この「製品回収帯域」には加熱された（または加熱されていない）フラッシュライン、フラッシュタンク、サイクロン、フィルタおよび関連する蒸気回収系、固体回収系、他の反応装置または直列に連結された上記の他の反応装置への移送ライン等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
沈殿レグの下流に反応装置が存在しない場合には、抜き出したスラリーを減圧し、例えば加熱された（または加熱されていない）フラッシュラインを介してフラッシュタンクへ送り、そこでポリマーが未反応モノマーおよび／またはコモノマーおよび希釈剤から分離される。ポリマーの脱気はパージカラムでさらに完全に行うことができる。沈殿レグの下流に少なくとも一つの反応装置が存在する場合には抜き出したスラリーを移送ラインを介して次の反応装置へ移す。この移送は下流の反応装置の沈殿レグの出口の圧力より低い圧力の位置にスラリーを噴射することによって行うことができる。
【００２２】
本発明はさらに、上記ループ反応装置中でオレフィンのポリマーを製造するための重合プロセスに関するものであり、このプロセスは下記の一つまたは複数のサイクルから成る：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記のポリマースラリーを沈殿させ、
（b）前回の排出以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積をモニターし、
（c）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しい所定量のポリマースラリー容積を沈殿レグから排出する。
【００２３】
「実質的に等しい」とは所定の沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積±２０％の容積を意味する。
「等しい」とは所定の沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積±５％の容積を意味する。
【００２４】
本発明の実施例では、所定の沈殿レグ中に前回の排出時以降に沈殿したポリマースラリーの容積に等しい容積のポリマースラリーが排出排出される。
本発明の他の実施例では、所定の沈殿レグ中に前回の排出時以降に沈殿したポリマースラリーの容積以上の容積のポリマースラリーが排出排出される。
【００２５】
本発明方法は従来法に比べて多くの利点を有している。例えば、沈殿したスラリーを最適化した排出状態で沈殿レグから製品回収帯域へ排出できる。本発明方法では、各排出時に沈殿していないスラリーを実質的に排出せずに、沈殿した材料だけを沈殿レグが完全に空になるように排出でき、沈殿していないスラリーを排出すると、追加の少量のポリマーを製造するために流体再循環部に大きなオーバールロードがかかる。
【００２６】
本発明の一実施例の特徴は下記（a)（b）（c）（ｄ）のサイクルの一つ以上をさらに有する点にある：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記のポリマースラリーを沈殿させ、
（b）所定沈殿レグを閉じた後にその所定沈殿レグ中に所定容積のポリマースラリーが沈殿するのに必要な時間Ｔを評価し、
（c）前回沈殿レグを閉じた時から上記の時間Ｔが経過した時に、所定沈殿レグから製品回収帯域中への所定容積のポリマースラリーの排出をトリガー（開始）し、
（ｄ）上記の所定沈殿レグから上記の所定容積のポリマースラリーを所定時間Δｔの間だけ排出し、この所定容積を前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくする。
【００２７】
本発明の他の実施例の特徴は下記（a)（b）（c）のサイクルの一つ以上をさらに有する点にある：
（a) ループ反応装置に結合された一つまたは複数の沈殿レグ中に上記のポリマースラリーを沈殿させ、
（b）前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積を評価し、
（c）沈殿レグから排出される容積が上記で評価された沈殿した容積に実質的に等しくなるように弁の開口速度を調整するか、および／または、流れ調整装置の孔を調節する。
【００２８】
本発明のさらに他の実施例では、沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積が前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように沈殿レグの開き時間を調整する段階をさらに有する。
【００２９】
本発明のさらに他の実施例では、沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積が前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように沈殿レグが前後2回排出する間の時間を調整する段階をさらに有する。
【００３０】
本発明のさらに他の実施例では、沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積が前回の排出時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように沈殿レグの排出口を調整する段階をさらに有する。
【００３１】
本発明方法は従来の単一ループ反応装置およびダブルループ反応装置で最適に実行できる。単一ループ反応装置の場合には本発明によって再循環流の処理が容易になる。ダブルループ反応装置の場合には本発明によって第2の反応装置へのコモノマーの移送を最少にすることができる。
【００３２】
本発明はさらに、各沈殿レグ中の沈殿特性と沈殿レグ中に沈殿したスラリーの容積とを推定するのに適した測定手段と、反応装置の沈殿レグに動作結合した弁制御手段とを有する単一ループ反応装置およびダブルループ反応装置に関するものである。
【００３３】
［図１］を参照する。［図1］は本発明で使用するループ反応装置1の例の概念図である。このループ反応装置1は互いに連結した複数のパイプ9から成る。図にはループ反応装置1が6本の垂直管で示してあるが、パイプの数はそれより多くても少なくてもよく、例えば少なくとも4本のパイプにすることができ、ループ反応装置1は4本〜20本にすることができる。パイプ・セグメント９の垂直部分に熱ジャケット１０を備えるのが好ましい。重合熱は反応装置の上記ジャケット中を循環する冷却水で除去できる。反応物質はライン3を介して反応装置1中に供給される。触媒は任意成分の触媒活性化剤と一緒に管路1７を介して反応装置1中に噴射される。
【００３４】
［図1］はループ反応装置を簡略化した図であり、触媒は循環ポンプ２の直ぐ上流から導入され、希釈剤、モノマー、任意成分のコモノマーおよび反応添加物は循環ポンプ２の直ぐ下流から導入されるということは理解できよう。好ましい実施例では図示したように、重合スラリーは一つ以上のポンプ、例えば軸流ポンプ2によってループ反応装置1の全体を図示した矢印6の方向へ直接循環される。このポンプは電動機5で駆動できる。「ポンプ」とは流体を圧縮し、駆動し、圧力を上げることができるピストンや回転羽根4のような任意の装置を意味する。
【００３５】
反応装置1はそのパイプ９に接続した一つ以上の沈殿ラグ７をさらに備えている。［図1］には7A 〜7Eの5つの沈殿レグしか示していないが、本発明方法は一つ以上の沈殿レグを有するループ反応装置に適用される。本発明の実施例のループ反応装置は１〜20の沈殿レグ、好ましくは４〜12の沈殿レグ、さらに好ましくは６〜１０の沈殿レグを有している。
【００３６】
沈殿ラグ７は分離弁（isolation valves）１９を備えているのが好ましい。この分離弁１９は例えばボール弁にすることができる。この弁１９は通常状態下では開状態で、例えば沈殿ラグを運転から分離する時に閉じられる。この弁は反応装置の圧力が所定値以下に低下した時に閉じることができる。
沈殿ラグは製品取出し弁または排出弁１５を備えることもできる。排出弁１５は完全に開いたときにポリマースラリーを連毒的または定期的に放出できるものであれば任意タイプの弁にすることができる。沈殿ラグ中に沈殿したポリマースラリーと一つ以上の製品回収ライン8を介して例えば製品回収帯域に放出される。
【００３７】
排出弁１５は完全に開いたときにポリマースラリーを連毒的または定期的に放出できる任意タイプの弁にすることができ、アングル弁または球弁を使うのが好ましい。例えば、この弁は固体物が弁本体に蓄積または沈殿するのを防止できる構造を有することができる。しかし、排出弁のタイプおよび構造は当業者が必要に応じて選択できる。排出弁の各開で沈殿ラグ中の一部または全部が排出される。
【００３８】
上記ループ反応装置1はさらに、沈殿レグ上および／または反応装置上に、各沈殿レグ中の沈殿特性（容積）を推測するための測定手段２１とこの測定手段２１および沈殿レグ７の弁１５に動作結合した弁制御手段２２とを一つまたは複数有する。沈殿レグ7中のポリマースラリーの容積を推定するには従来の任意の測定装置が使用できる。この測定装置から出た信号は弁制御手段22へ伝送され、例えば、所定容積が所定沈殿レグ中に沈殿した時に沈殿した容積を排出させる。これに適した装置の例はγ線密度ゲージ、放射線レベル測定装置または超音波測定器等があるが、これらに限定されるものではない。これらの測定値は弁制御手段に直接伝送するか、数学・統計モデルへ入力し、その出力を弁制御手段へ伝送する。
【００３９】
［図2］は［図1］のループ反応装置1の一部分を示す。2つの沈殿レグ7Aおよび7Bが反応装置の上記部分に接続している。沈殿レグ7Aは接触面積13Aで、また、沈殿レグ7Bは接触面積13Bで接続している。図では沈殿レグ7Aおよび7Bの容積はそれぞれ容積V1およびV2で示してある。反応装置の湾曲部11の所に配置された沈殿レグ7Aの直径D1は反応装置の真直ぐな部分に配置された沈殿レグ7Bの直径D2と全く同じにすることができる。しかし、沈殿レグ7Aは水平線12に対して線18が成す角度α（16）によって特徴付けられるその位置のため、沈殿レグ7Bと比較して異なった沈殿特性を有している。すなわち、沈殿レグ7Aはその位置がパイプ9の湾曲部にあるため、ある時間Tの間に沈殿するポリマースラリーの量は沈殿レグ7Bとは異なる量になり、反応装置の湾曲部11の所に配置された沈殿レグ7Aの沈殿速度は他の沈殿レグとは同じではない。より正確には、沈殿レグの最下部に沈殿するスラリーの速度は全ての沈殿レグで等しくない。
【００４０】
本発明方法のパラメータをセットするときには測定手段21を用いて各沈殿レグ中に沈殿したスラリーの容積が推定できる。すなわち、沈殿したポリマースラリーの深さがライン１４で示した任意の所望範囲内にあるか否かを測定手段21で直接示すか、数学・統計モデルを用いて示すことができる。測定手段21の信号は弁制御手段２２へ伝送され、それによってその沈殿レグの排出弁15が駆動され、沈殿レグから沈殿したポリマースラリーの排出が制御される。
【００４１】
沈殿レグ７中ではポリマースラリーが沈降分離されるので、反応装置を出たスラリーは循環しているスラリーよりも固体濃度が高い。すなわち、沈殿期のポリマー固体粒子は互いに密に接触するので濃度が高くなる。液相は固体内部と粒子間孔部のみを占める。本発明方法および反応装置では沈殿レグからの沈殿スラリーの排出が最適化でき、それによって後処理する必要のある希釈剤の量を減らすことができ、反応装置へ再供給する量を制限することができる。一般に、沈殿したポリマースラリーは60〜65%のポリマー粒子を含むが、沈殿レグ中に沈殿していないスラリーは30〜45%のポリマー粒子しか含まない。
【００４２】
本発明の実施例では、所定沈殿レグ中で沈殿したポリマースラリーが時刻Ｔで所定の容積に達した時に、その特定の沈殿レグの排出がトリガー（開始）される。その沈殿レグは上記の所定容積が完全に排出されるように時間Δtの間駆動させている。この容積Ｖは上記所定沈殿レグの開口時間を調整することによって効率的に排出できる。本発明の他の実施例では、上記容積は上記沈殿レグから排出される容積が上記容積Vになるまでの上記沈殿レグの排出口を調整することによって効率的に排出できる。本発明の他の実施例では、沈殿したスラリーが沈殿レグ中の指定の最適容積に達した時に沈殿したポリマースラリーの沈殿レグからの排出がトリガーされる。
【００４３】
所定沈殿レグの排出口の上記調整は排出弁の開口寸法を増減するか、排出弁の下流に開口度がさらに小さい他の流れ調整装置を設けるか、より小さい孔を調節自在にすることで行うことができるが、これに限定されるものではない。
【００４４】
本発明方法で使用される測定手段は沈殿レグ中に沈殿したスラリーの容積を時刻Ｔで決定できる任意の手段である。上記モニター段階は放射線レベル検出手段、γ線プローブから成る群の中から選択される測定手段を用いるか、モデルを用いて実行できる。
沈殿レグから排出弁を介して製品回収帯域への沈殿ポリマースラリーの排出は、沈殿レグから排出される容積が前回の排出以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に等しくなるように行う。
【００４５】
本発明では排出弁の駆動は弁制御手段22によって制御され、この弁制御手段22は例えば容積調節手段21に操作接続できる。弁制御手段22は沈殿レグを所定周期およびシーケンスで周期的に開く調整および制御を行なってポリマースラリーが連続的または周期的に排出する。排出プロセスをさらに微調整するために他の制御手段、例えば圧力制御装置、流れ制御装置、流れトランスデューサおよび流れセンサを用いることもできる。
【００４６】
本発明方法および反応装置は、未沈殿のスラリーを排出しないように沈殿レグから沈殿ポリマースラリーの排出を最適化し、それによって再循環される希釈剤の量を減らし、従って、運転コストを減らすことができるという利点がある。
【００４７】
本発明の他の実施例では、本発明のループ反応装置が沈殿レグを有し、この沈殿レグと反応装置のパイプの接触面積が水平線に対して成す角度αが０〜６０°の範囲内にある。
【００４８】
本発明はさらに、オレフィン重合法に適したループ反応装置に関するものである。この反応装置のパイプには少なくとも2つの沈殿レグが接続され、少なくとも一つの沈殿レグの有効容積または沈殿速度は少なくとも一つの他の沈殿レグの有効容積または沈殿速度と実質的に異なっている。
【００４９】
「有効容積」とは反応装置において同じ循環条件下で沈殿が連続的に行われる時に沈殿レグ中へ沈殿するポリマースラリーの容積をいう。この有効容積は沈殿レグの全容積より小さい。すなわち、沈殿レグの頂部には乱流ができるので沈殿レグの頂部まで沈殿はできない。また、「沈殿速度」とは沈殿した容積が上記定義の有効容積の50%の時の所定沈殿レグ中に単位時間当りに沈殿するポリマーの容積を意味する。「実質的に異なる」とは差が２％以上の場合をいう。
【００５０】
本発明はさらに、各沈殿レグが実質的に異なる沈殿速度および／または沈殿容積となるように沈殿レグが修正されて、および／または、設計された上記ループ反応装置に関するものである。
本発明の一実施例では、ループ反応装置の沈殿レグの内径が、反応装置のパイプの内径D3の0.2〜0.5倍の範囲内にある。
本発明の他の実施例では、ループ反応装置の一部分に接続された沈殿レグ内径が反応装置のパイプ部分の内径D3の0.３〜0.5倍の範囲内にある。
【００５１】
本発明は直列に接続された多重ループ反応装置の排出に特に適している。
［図3］は互いに直列に接続された2つの単一ループ反応装置100、116から成るダブルループ反応装置100/116を示す。各反応装置100、116は複数の互いに接続されたパイプ104から成る。パイプセグメント104の垂直部分は熱ジャケット105を備えているのが好ましい。反応物はライン107から反応装置100に供給される。触媒は任意成分の助触媒または活性化剤と一緒にライン106から反応装置100、116の一方または両方へ噴射できる。重合スラリーはループ反応装置100、116全体を矢印108で示した方向へ一つ以上のポンプ、例えば軸流ポンプ101によって直接循環される。このポンプは電動機102から電力が供給される。ポンプは回転羽根、103を備えている。最初の反応装置100、116には反応装置100、116のパイプ104に接続した少なくとも2つの沈殿ラグ109を備えている。沈殿ラグ109は分離弁110を備えているのが好ましい。
【００５２】
さらに、沈殿ラグは製品取り出し弁または排出弁111を備えているか、下流部分と直接連結できる。反応装置100の沈殿ラグ109の出口の下流に移送ライン112を設けて、沈殿ラグ109に沈殿したポリマースラリーを他の反応装置116へ、好ましくはピストン弁115を介して、送る。多重ループ反応装置を並列構成で使用しなければならない場合には、三方向弁114を用いて移送ライン112に沿って流れの方向を製品回収帯域へ変更することができる。反応装置116の沈殿ラグ109に沈殿したポリマー・スラリーは製品回収ライン113を介して製品回収帯域へ除去される。
【００５３】
反応装置100、106および／またはそれらの各沈殿レグは測定手段210に操作接続され、この測定手段210は弁制御手段220に直接連結しているか、数学・統計モデルを介して操作連結されている。本発明の測定手段および弁制御手段は、本発明の目的を達成可能な任意タイプにすることができる。
【００５４】
本発明では情報の伝送に機械式、液圧式またはその他の信号処理手段を適用できる。大抵の制御系では電気式、空気式、機械式または液圧式の信号を組合せて使われる。しかし、使用する方法および装置で使用可能な任意タイプの信号伝送方法の使用は本発明の範囲内である。
定期的な排出プロセスの作動および制御はアナログ電気回路、ディジタル電子回路、空気圧、液圧、機械式、その他のタイプ、あるいはこれらの組合せを使用して実行できる。本発明の好ましい実施例では計算手段を用いて運転され、プロセスパラメータが制御される。本発明ではコンピュータ、その他の装置が使用できる。
【００５５】
本発明はさらに、沈殿レグの排出弁に作動接続したプロセス制御装置を有する計算手段にも関するものである。
本発明方法および反応装置を用いることによって各沈殿レグを異なる時間、そして、異なる継続時間の間、排出させることができ、それによって、未沈殿のスラリーは実質的に排出せずに、沈殿レグから排出されるポリマースラリーの容積を、沈殿レグを前回排出した時以降に沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積に実質的に等しくなるように制御することができる。
【００５６】
各沈殿レグの排出弁の開口持続時間の調整は(a)ループ反応装置での各沈殿レグの位置、および／または、（b）各沈殿レグの幾何学的特性、および／または、（c）各沈殿レグ中に沈殿したポリマースラリーの容積の関数にすることができる。
【００５７】
本発明は、未沈殿のスラリーを排出せずに、所定の沈殿レグからの沈殿ポリマースラリーの排出を最適化することができ、従って、再循環される希釈剤の量を減らすことができ、それによって運転コストを下げることができるという利点を有する。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、上記以外の変形が可能であり、本発明の範囲は上記実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施例の単一ループ重合反応装置の概念図。
【図２】図1のループ反応装置の一部分に配置された水平線に対して異なる角度αを成す2つの沈殿レグとその接続状態を示す模式的側面断面図。
【図３】本発明の一実施例のダブルループ重合反応装置の概念図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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