(57)【要約】  エチレン又はエチレンとさらなる1-オレフィン類との重合方法。エチレンは、触媒の存在下、気相反応器中で重合され、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガスは再循環されて重合熱が取り除かれる。ポリマー粒子は、連続的に又は断続的に反応器から排出され、ポリマー粒子は、付随して排出されるガスの主部から分離され、ポリマー粒子は脱ガスされ、ガスから同伴される微粒子が除かれる。第１分離ステージにて、エチレンを含む低沸点留分又はさらなる1-オレフィン類又は4〜12個の炭素原子を有するアルカン類を含む高沸点留分から分離される。プロパン留分は、第２分離ステージにて分離され、このプロパン留分は、反応器から排出されたポリマー粒子を脱ガスするために用いられる。プロパン留分中のエチレンの割合は、総プロパン留分を基準として1 mol%未満であり、プロパン留分中の1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合は4 mol%未満である。さらに、本プロセスを実施するための装置。この態様において、反応器からの高い熱放出、排出されたポリマー粒子の十分な脱ガス及びポリマー粒子と一緒に排出された反応ガスの回収、さらにポリマー粒子を脱ガスするために用いたガスの回収もまた可能である。
2008528776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒の存在下、気相反応器（１）中でエチレンが重合してポリマー粒子を形成し、
プロパン及び未重合エチレンを含有する反応ガスを再循環させて重合熱を取り除く、
エチレン又はエチレンと別の1-オレフィン類との重合方法であって、
ポリマー粒子は、反応器（１）から連続的に又は断続的に排出され、
ポリマー粒子は、付随して排出されるガスの主部から分離され、ポリマー粒子は脱
ガスされ、
ガスから、同伴される微粒子が除かれ、
ガスは、第１分離ステージにて、エチレンを含む低沸点留分又は別の1-オレフィン
類又は4〜12個の炭素原子を有するアルカン類を含む高沸点留分から分離され、
プロパン留分は第２分離ステージにて分離され、このプロパン留分は、反応器から
排出されたポリマー粒子を脱ガスするために用いられ、
脱ガス用に用いられるプロパン留分中のエチレン分圧は6000Pa未満であり、プロパ
ン留分中の別の1-オレフィン類と4〜12個の炭素原子を有するアルカン類との合計の分
圧は10000Pa未満である、方法。
【請求項２】
1-オレフィン類は1-ブテン、1-ヘキセン及び1-オクテンの中から選択され、及び／
又はアルカン類は、n-ブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン及びn-オクタ
ンの中から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プロパン留分中のエチレンの割合は、0.5 mol%未満であり、特に0.2 mol%未満であ
る、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
プロパン留分中エチレン分圧は750 Pa未満であり、特に300 Pa未満である、請求項
１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
プロパン留分中1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合は
、0.1 mol%未満であり、特に0.01 mol%未満である、請求項１〜４のいずれかに記載の
方法。
【請求項６】
プロパン留分中1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の蒸気圧
は、150 Pa未満であり、特に15 Pa未満である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法
。
【請求項７】
再循環ガスは、少なくとも20 mol%の量、特に少なくとも30 mol%の量のプロパンを
含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
最大10 mol%、好ましくは最大5 mol%の他のガス又は液体が、エチレン、別の1-オレ
フィン類、水素及びプロパンに加えて、反応器（１）中に存在する、請求項１〜７の
いずれかに記載の方法。
【請求項９】
プロパン留分によるポリマー粒子の脱ガス及び排出されるガスの主部からのポリマ
ー粒子の分離は、同時に及び／又は同じ場所で行われる、請求項１〜８のいずれかに
記載の方法。
【請求項１０】
反応ガスは反応器（１）から取り出され、反応ガスの一部は凝縮され、未凝縮ガス
と一緒に又は別個に反応器に再循環される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
第１分離ステージで分離された低沸点留分は反応器（１）に再循環する、請求項１
〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
第２分離ステージを出る別の1-オレフィン類又は4〜12個の炭素原子を有するアルカ
ン類を含む高沸点留分は、反応器（１）に再循環する、請求項１〜１１のいずれかに
記載の方法。
【請求項１３】
第１分離ステージで分離されたエタンの少なくとも一部は排出される、請求項１〜
１２のいずれか１に記載の方法。
【請求項１４】
プロパン留分は、１又は複数の触媒の定量添加に用いられる、請求項１〜１３のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法を行うための装置であって、
ポリマー粒子床を含む気相反応器（１）、
反応器に接続されている、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガスを運び出し
再循環するための再循環ガスライン（３）、
ポリマー粒子及びガスを分離するための脱ガス容器（５）に接続されている、連続
的に又は断続的にポリマー粒子を反応器（１）から取り出すための製品取り出しライ
ン（２）、
脱ガス容器（５）に接続されており、ガスから同伴される微粒子を除くための粒子
沈降ライン（９）、
粒子沈降ライン（９）に接続されている、エチレン及びエタンを含む低沸点留分を
分離するための第１分離ユニット（１２）、
第１分離ユニット（１２）の底部に接続されている、プロパン留分を分離するため
の第２分離ユニット（１５）、及び
第２分離ユニット（１５）の頂部に接続され、続いてプロパン留分によるポリマー
粒子の脱ガスを可能とする脱ガス容器（５）に接続されているプロパンラインを具備
し、
第１分離ユニット（１２）は、脱ガス容器に入るプロパン留分中エチレン分圧を60
00 Pa未満とするように設計され、第２分離ユニット（１５）は、脱ガス容器に入るプ
ロパン留分中1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合が100
00 Pa未満となるように設計されている装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法を行うための装置であって、
ポリマー粒子床を含む気相反応器、
反応器に接続されている、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガスを運び出し
再循環させるための再循環ガスライン、
ポリマー粒子及びガスを分離するための脱ガス容器に接続している、連続的に又は
断続的にポリマー粒子を反応器から取り出すための製品取り出しライン、
脱ガス容器に接続されている、ガスから同伴される微粒子を除くための粒子沈降ユ
ニット、
粒子沈降ライン（９）に接続されている、別の1-オレフィン類及び／又は4〜10個の
炭素原子を有するアルカン類を含む高沸点留分を分離するための第１分離ユニット、
第１分離ユニットの頂部に接続されている、プロパン留分を分離するための第２分
離ユニット、及び
第２分離ユニットの底部に接続され、続いて、蒸発ユニットを通過した後、プロパ
ン留分によるポリマー粒子の脱ガスを可能とする脱ガス容器（５）に接続されている
プロパンラインと、を具備し、
第１分離ユニットは、脱ガス容器に入るプロパン留分中エチレンの分圧が6000 Pa未
満となるように設計され、第２分離ユニットは、脱ガス容器に入るプロパン留分中1-
オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合が10000 Pa未満となる
ように設計されている、装置。
【請求項１７】
第１分離ユニット及び／又は第２分離ユニットは分留を行う請求項１５又は１６に
記載の装置。
【請求項１８】
ガスの総量を基準として1 mol%未満のエチレンの割合、4 mol%未満の1-オレフィン
類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合を有し、気相重合反応器からポリ
マー粒子と一緒に排出されるガスから得られる、エチレンホモポリマー又はエチレン
コポリマーの脱ガス用プロパン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の存在下、気相反応器中でエチレンが重合され、プロパン及び未重
合エチレンを含有する反応ガスを再循環して重合熱を除く、エチレン又はエチレンと
別の1-オレフィン類との重合方法であって、ポリマー粒子は反応器から連続的に又は
断続的に排出され、ポリマー粒子は付随して排出されるガスの主部から分離され、ポ
リマー粒子は脱ガスされる方法に関する。本発明は、さらに、このプロセスを実施す
るための装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
気相重合プロセスは、エチレン及びプロペンの重合又は他のC2-C8-1-オレフィン類と
のエチレン又はプロペンの共重合のための経済的なプロセスである。このような気相
重合プロセスは、特に、ポリマー粒子が適切な気流によって懸濁状態に維持される気
相流動床プロセスとして設計することができる。このタイプのプロセスは、たとえば
、欧州特許出願公開EPA0 475 603、同EPA0 089 691及び同EPA0 571 826（これらは全
体として本願明細書に援用する）に記載されている。
【０００３】
このようなプロセスにおいて、流動床内に存在するポリマー粒子は連続的に又は断
続的に排出され、空気によって脱ガス容器に搬送される。特に、1-ブテン又は1-ヘキ
センなどの別の1-オレフィン類とのエチレンの共重合において、多量のコモノマーが
、反応ガス又はヘキサンなどの液体中に存在するさらに比較的高沸点のガスと一緒に
ポリマー粒子中に残る。したがって、これらはストリッピングガスで処理され、脱ガ
ス容器内で比較的高沸点のコモノマーの大部分が除去される。費用の点から、この目
的に窒素が通常用いられる。特に、エチレンのクロム触媒重合の場合には、窒素は純
窒素(O2＜2 vppm、H2O＜2 vppm)であるべきで、かなりの費用を生じさせる。さらに、
たとえば欧州特許出願公開EP-A-683 176は、反応混合物の使用又は反応混合物の構成
物質、好ましくは窒素との混合物を記載する。反応混合物の構成物質として、エチレ
ン及び水素だけでなく、不活性構成物質として窒素及びC1-C12-アルカン類、好ましくは
C4-C8-アルカン類にも言及がなされている。ポリマー粒子が反応器から排出されるとき
、かなりのエチレンもまたポリマー粒子と一緒に反応器から排出される。なぜなら、
窒素及びエチレンの分離が非常に複雑で費用がかかり、たとえばメンブランユニット
により分離されて、このエチレンは通常は回収されず、失われるからである。さらに
、特開昭60-079017は、除かれるべき1-オレフィンと同数の炭素原子を有する脱ガス用
炭化水素を用いる下流サイロ内での不活性炭化水素類によるポリマー粒子の脱ガスを
開示する。
【０００４】
米国特許US 5 376 742及び国際特許出願公開パンフレットWO 03/011920は、エチレ
ン及び／又はプロピレンを含有するオレフィンモノマーの少なくとも１のα-オレフィ
ンとの流動床気相反応器内での重合プロセスを開示する。ここで、反応器からの流出
流(リサイクルガス)の一部は分離され、ポリマーを脱ガスするために用いられる。重
質炭化水素類及び国際特許出願公開パンフレットWO 03/011920においては追加的にモ
ノマーも、脱ガスに使用される前にガスから除かれる。この脱ガス法の欠点は、ガス
がリサイクルラインから取り出され、脱ガス後に戻されることである。したがって、
脱ガスサイクルは、反応器内の条件、特に圧力に非常に依存する。さらに、重合反応
器からの熱除去は、窒素の使用によって制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、従来技術の上述の欠点を解消することであり、反応
器からの高熱の排出、排出されたポリマー粒子の十分な脱ガス及びポリマー粒子と一
緒に排出される反応ガスの回収だけでなく、ポリマー粒子の脱ガスに用いられるガス
の提供をも可能とする方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、触媒の存在下、気相反応器中でエチレンが重合してポリマー粒子を形
成し、プロパン及び未重合エチレンを含有する反応ガスが再循環されて重合熱が除か
れる、エチレン又は別の1-オレフィン類とのエチレンの重合方法であって、
−ポリマー粒子は、連続的に又は断続的に反応器から排出され、
−ポリマー粒子から、付随して排出されるガスの主部が分離され、ポリマー粒子は脱
ガスされ、
−ガスから、同伴される微粒子が除かれ、
−ガスは、第１分離ステージにて、エチレンを含有する低沸点留分又は別の1-オレフ
ィン類又は4〜12個の炭素原子を有するアルカン類を含有する高沸点留分から分離され
、
−プロパン留分は第２分離ステージから分離され、このプロパン留分は反応器から排
出されるポリマー粒子の脱ガスに用いられ、
−脱ガスに用いられるプロパン留分中エチレンの分圧は6000 Pa未満であり、プロパン
留分中1-オレフィン類と4〜12個の炭素原子を有するアルカン類との合計の分圧は100
00 Pa未満である、
方法によって達成される。
【０００７】
特に示さない限り、反応ガスの組成に関する全ての記載は反応器内の条件に基づき
、リサイクルガスに関する記載は、第１分離カラムの上流の再循環ガスライン内の組
成に基づく。
【０００８】
本発明は、非凝縮モード及び凝縮モードの両方で反応器からの高熱排出及び排出さ
れたポリマー粒子の十分な脱ガスを確実にする。排出されたポリマー粒子を脱ガスす
るためのリサイクルガスにおいて用いられるプロパンの対応する検査（work-up）及び
使用は、エチレン及びプロパンを含有する反応ガスの高度回収及び好ましくはプロパ
ンから本質的になるストリッピングガスの特に経済的な運転条件下での高度な回収を
確実にする。特に、少量のエチレンだけが排出されるエタンと一緒にリサイクルガス
から取り除かれるので、エチレン回収もまた本発明によって最大となる。本発明のさ
らなる利点は、以下の記載から明らかとなる。
【０００９】
気相反応器は、任意のタイプの気相反応器でよく、たとえば気相流動床反応器又は
撹拌気相反応器のいずれでもよく、濃縮された物質の割合を用いることもまた可能で
ある。本発明の方法のために、反応流体の少なくとも一部は気体状態にあり、ポリマ
ーは粒子形態にあることが重要である。
【００１０】
反応器からの排出は、空気圧で行ってもよく、あるいは機械的排出システムの補助
で行ってもよいが、空気圧排出が好ましい。最も単純で特に好ましい場合、排出は、
反応器と下流の脱ガス容器との間に現れる圧力傾斜によって達成される。
【００１１】
排出されたガスの主部から反応器から排出されたポリマー粒子を分離することは、
時間に関して又は空間に関して、プロパン留分によって、ポリマー粒子の脱ガスと一
緒に又は別個に行われてもよい。たとえば、ガスからの粒子の分離は第１容器内で行
われてもよく、プロパンによるストリッピングは第２容器内で続いて行われてもよい
。代替例として、断続排出の場合、反応ガスの主部は最初に粒子から分離されてもよ
く、プロパンでの脱ガスは同じ容器内で続いて行われてもよい。しかし、プロパン留
分によるポリマー粒子の脱ガス及び排出されるガスの主部からのポリマー粒子の分離
は同時に及び／又は同じ場所で行われることが好ましい。プロパン留分によるポリマ
ー粒子の脱ガス及び排出されるガスの主部からのポリマー粒子の分離は、特に好まし
くは、１個の脱ガス容器内での反応器からの排出直後に効果的に行われる。２個以上
の脱ガス容器の平行配置も明らかに可能である。
【００１２】
ポリマーの脱ガスは、好ましくは対向流で行われる。
本発明によるポリマー粒子の脱ガスは、さらなる1-オレフィン類及び／又は4〜12個
の炭素原子を有するアルカン類のポリマー粒子中の含量がガスによって所定量まで減
少することを意味する。
【００１３】
第１の脱ガスステージとしての脱ガス容器内にて、炭化水素類の損失をできるだけ
低く抑えるように、ブテン、ヘキセン又はヘキサンなどの比較的高沸点の溶解した成
分を有するポリマーの残留負荷を非常に低くすべきである。2500 ppm（質量）未満の
残留負荷が好ましく、特に好ましくは500 ppm（質量）以下である。この低い残留負荷
を達成するために、脱ガス条件下で脱ガス容器内での脱ガスのために用いられるプロ
パンは、さらなる1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の分圧が
10000 Pa未満、好ましくは2500 Pa未満、より好ましくは500 Pa未満であるべきである
。プロパン留分中での1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の分
圧の割合は、特に好ましくは250 Pa mol%未満、特に25 Pa mol%未満である。
【００１４】
脱ガス容器内での一般的な圧力について、さらなる1-オレフィン類及びアルカン類
の対応する全体の割合は、好ましくは4 mol%未満、より好ましくは1 mol%未満、より
好ましくは0.2 mol%未満、特に好ましくは0.1 mol%未満、最も好ましくは0.01 mol%未
満とすべきである。
【００１５】
脱ガスを改良するために、プロパン留分は、さらに、熱交換器によって昇温されて
もよい。しかし、この場合の温度は、脱ガスされるべきポリマーの軟化点よりも大幅
に低くすべきである。
【００１６】
さらに、脱ガス容器内で用いられるプロパン留分中エチレンの割合は6000 Pa未満で
あるべきで、好ましくは1500 Pa未満、より好ましくは750 Pa未満、特に300 Pa未満で
ある。脱ガス容器内での一般的な圧力について、プロパン留分中でのエチレンの対応
する全体の割合は、4 mol%未満、好ましくは1 mol%未満、より好ましくは0.5 mol%未
満、特に0.2 mol%未満とすべきである。この低いエチレン含量の結果として、脱ガス
容器内での後重合は大きく抑制される。第１分離ステージで低沸点留分の分離のため
、及び第２分離ステージでプロパン留分の分離のために、慣習的な分離方法が用いら
れる。ここで用いることができる分離技術の例は、分留及び選択透過膜による分離で
あるが、本発明はこれらに限定されない。むしろ、これを用いてプロパン留分の本発
明による純度が達成され得る限り、本発明のプロセスの利点を達成するために任意の
分離ユニットを用いることができる。分留が好ましい。脱ガスサイクルは反応器の主
再循環流から分断されるので、脱ガスサイクル中の圧力は、反応器中の圧力よりも高
く設定することができる。これは、必要な冷却を与えるための冷凍ユニットの使用に
代えて、サイト条件に依存して、留出物を凝縮させるための冷却水を使用可能とする
。
【００１７】
1-ブテン、1-ヘキセン及び1-オクテンから1-オレフィン類を選択すること及び／又
はn-ブタン、n-ヘキサン及びn-オクタンからアルカン類を選択することが好ましい。
エチレン及びプロパンに加えて、反応ガスは、窒素（N2）などの追加の不活性ガスを
さらに含んでいてもよい。さらに、エタンは、エチレン中変動量で常に存在する。脱
ガス用のプロパンの十分な量を与えるために、反応ガス中のプロパンの割合は30 mol
%以上とすべきである。代替例として、新鮮なプロパンを脱ガス容器の上流のプロパン
留分に加えて導入してもよいが、これはあまり有利ではない。本発明の有利な実施形
態において、反応器中のエチレン、さらなる1-オレフィン類及びプロパンに加えて、
他のガス又は液体が最大10 mol%、特に好ましくは最大5 mol%で存在する。反応ガスは
、特に好ましくは、脂肪族炭化水素類を除いて、不活性ガスを含まない。エチレンだ
けを本質的に含む反応ガスが非常に好ましく、適切な場合にはさらに1-オレフィン類
及びプロパンを含む。窒素が完全にプロパンで置換されると、重合熱を取り除くため
に必要なリサイクルガス体積流量を最小化することができる結果として、リサイクル
ガスの比熱容量は最大になる。この態様で、圧縮機、熱交換器、再循環ガスラインな
どの周辺装置をより小型化するか又は出力を増加させることが可能である。さらに、
窒素量が非常に少量である場合、リサイクルガスから抜き出したエタンを、加熱目的
で燃焼させるか又は火炎とする代わりに、クラッカーへの供給物として直接通過させ
ることが可能になる。
【００１８】
気相流動床反応器からの熱排出は、非凝縮モードにおける循環ガスによって専ら達
成され得る。反応器が凝縮モードで運転されるように、反応器からの反応ガスを取り
出して、好ましくは主としてプロパンを含む反応ガスを部分的に凝縮し、凝縮物を未
凝縮ガスと一緒に又は別個に再循環させることもまた有利になり得る。
【００１９】
本発明の好ましい変形例において、第１分離ステージで分離されたエチレンをエタ
ンなどの他の低い沸点物（low boilers）と一緒に反応器に再循環させる。さらに、第
１分離ステージで分離されたエタンの少なくとも一部をパージガス流としてプロセス
から排出することが好ましい。
【００２０】
第１分離ステージに流入するガスからの微細粒子(微細物)の除去は、任意の方法で
行うことができる。除去は、好ましくはフィルターを用いて行われる。好ましいフィ
ルターシステムが記載されている。本願において「含まない」とは、微細粒子が分離
ステージでの重合を避ける程度まで気流から取り除かれることを意味する。好ましく
は、微細粒子は本質的に除かれる。
【００２１】
本発明の特に好ましい実施形態において、エチレン重合又はエチレンとさらなる1-
オレフィン類との重合プロセスが提供される。ここで、触媒の存在下、気相反応器中
でエチレンが重合して、ポリマー粒子と、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガ
スとを形成し、反応ガスを循環させて重合熱を取り除く。ここで、
−ポリマー粒子は、連続的に又は断続的に反応器から排出され、
−ポリマー粒子は、付随して排出されるガスの主部から分離され、ポリマー粒子は脱
ガスされ、
−ガスから、同伴される微粒子が除かれ、
−第１分離ステージにて、ガスはエチレンを含む低沸点留分から分離され、
−プロパン留分は、第２分離ステージにて分離され、このプロパン留分は反応器から
排出されたポリマー粒子を脱ガスするために用いられ、
脱ガスに使用されるプロパン留分中のエチレンの割合は、1 mol%未満であり、プロパ
ン留分中のさらなる1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の合計
は4 mol%未満である。
【００２２】
本発明は、第１代替例として、特許請求の範囲のいずれかに記載のプロセスを実施
するための装置をも提供する。この装置は、
−ポリマー粒子床を含む気相反応器と、
−反応器に接続されている、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガスを運び去り
再循環させるための再循環ガスラインと、
−ポリマー粒子を反応器から連続的に又は断続的に取り出すための製品取り出しライ
ンであって、ポリマー粒子とガスとを分離するための脱ガス容器に接続している製品
取り出しラインと、
−脱ガス容器に接続している、同伴される微粒子をガスから除くための粒子沈降ユニ
ットと、
−粒子沈降ユニットに接続している、エチレンを含む低沸点留分を分離するための第
１分離ユニットと、
−第１分離ユニットの底部に接続している、プロパン留分を分離するための第２分離
ユニットと、
−第２分離ユニットの頂部に接続していて、次に脱ガス容器に接続している、ポリマ
ーを通過するプロパン留分によってポリマー粒子を脱ガスすることを可能とするプロ
パンラインと、
を含み、第１分離ユニットは、脱ガス容器に流入するプロパン留分中エチレン分圧が
6000 Pa未満となるように設計されており、第２分離ユニットは、脱ガス容器に流入す
るプロパン留分中1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合が
10000 Pa未満となるように設計されている。
【００２３】
代替例であるがあまり好ましくない実施形態において、本発明は、特許請求の範囲
に記載のプロセスを実施するための装置を提供する。本装置は
−ポリマー粒子床を含む気相反応器と、
−反応器に接続している、プロパン及び未重合エチレンを含む反応ガスを運び去り再
循環させるための再循環ガスラインと、
−ポリマー粒子及びガスを分離するための脱ガス容器に接続している、連続的に又は
断続的にポリマー粒子を反応器から取り出すための製品取り出しラインと、
−脱ガス容器に接続されている、同伴される微粒子からガスを分離させる粒子沈降ユ
ニットと、
−粒子沈降ユニット（９）に接続されている、さらなる1-オレフィン類及び／又は4〜
10個の炭素原子を有するアルカン類を含む高沸点留分を分離する第１分離ユニットと
、
−第１分離ユニットの頂部に接続されている、プロパン留分を分離するための第２分
離ユニットと、
−第２分離カラムの底部に接続されていて、次に脱ガス容器に接続されている、蒸発
ユニットを通過した後プロパン留分によってポリマー粒子を脱ガス可能とするプロパ
ンラインと、
を具備し、第１分離ユニットは、脱ガス容器に流入するプロパン留分中1-オレフィン
類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の割合が10000 Pa未満となるように設計
されていて、第２分離ユニットは、脱ガス容器に流入するプロパン留分中エチレン分
圧が6000 Pa未満となるように設計されている。
【００２４】
蒸留によって分離させる第１分離ユニット及び／又は第２分離ユニットを用いるこ
とが好ましい。適切に設計された分離カラムが特に好ましい。
プロパン留分が第２分離ユニットの頂部生成物である場合には、第２カラムの底部
からのプロパン留分の蒸発を避けることができるので、蒸留を用いる場合には第1の代
替例が好ましい。
【００２５】
最後に、本発明は、ガスの総量を基準として4 mol%未満のエチレンの割合と、4 mo
l%未満の1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類の合計の割合とを
有するプロパンをエチレンホモポリマー又はエチレンコポリマーを脱ガスするために
用いる。このプロパンの部分は、気相重合反応器からポリマー粒子と一緒に排出され
るガスから得られる。
【実施形態】
【００２６】
気相流動床反応器の図面及びエチレンと1−ヘキセンとの共重合を参照しながら本発
明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、気相流動床反応器1を有する本発明の好ましい実施形態の重合プラントのフ
ローダイアグラムを示す。気相流動床反応器1は、ガス流によって気相中に懸濁状態に
維持されているポリマー粒子から通常はなる流動床が配置されている円筒状管を具備
する。反応ガスの速度は、管内に配置されていて重合域として作用する混合ポリマー
粒子床を最初に流動化し、次に重合熱を効率的に取り除くために十分高くすべきであ
る。所望により、熱除去を改良するために、ガス又はガス混合物ばかりでなく反応器
内で気化する凝縮流体をも含む反応ガスを流動床に供給することによって、凝縮反応
ガス構成物質の気化エンタルピーを追加的に使用することができる。
【００２７】
流動床は、通常、ガス分配プレートの底部に接している。頂部では、円筒状部分が
通常は、反応器1からの粒子の排出を減少させる拡大離脱域に隣接している。別の実施
形態において、離脱域は省略されていてもよい。反応ガスは離脱域の上端部にて反応
器1を出て、再循環ガスライン3内を搬送されて、サイクロン4を介して圧縮機10bに至
り、そこからリサイクルガスが冷却される熱交換器17を介して、反応器1に戻される。
適切な場合、リサイクルガスは、凝縮した物質で、すなわち凝縮モードで反応器を運
転するように、熱交換器内で１種以上のリサイクルガス成分の露点以下まで冷却され
得る。
【００２８】
装置がエチレン重合に用いられる場合、循環反応ガス(リサイクルガス)は、エチレ
ンの混合物を含み、所望により、水素及びプロパンなどの分子量調節剤及び／又はエ
タン、ブタン、ペンタン又はヘキサンなどのさらなる飽和炭化水素類を含む。加えて
、触媒に依存して、金属アルキル類、帯電防止剤、触媒毒などのさらなる添加剤及び
補助剤も用いることができる。プロパンによる脱ガスと共に窒素を用いることは、あ
まり有利ではない。なぜなら、エチレンから再び分離することが非常に困難であるか
らである。さらに、反応ガスは、プロペン、1-ブテン、1-ペンテン、2-メチルペンテ
ン、1-ヘキセン、1-ヘプテン及び1-オクテンなどのC3-C8-1-オレフィン類をコモノマー
として含むことができ、これらは凝縮形態で存在してもよい。エチレンが1-ヘキセン
又は1-ブテンと共重合されるプロセスが好ましい。一定の反応条件を設定するために
、反応ガスの構成物質は、直接又は循環反応ガスを介して気相流動床反応器に供給さ
れてもよい。
【００２９】
気相流動床反応器1の容量は、循環反応ガスの冷却容量によって限定されることが知
られている。冷却容量は、熱容量、すなわち反応ガスの化学組成ばかりでなく、とり
わけ反応ガスの圧力又は(共)重合が生じる圧力にも依存する。ここで、0.1〜10 MPa、
好ましくは1〜8 MPa、特に好ましくは1.5〜5 MPa、特に2〜3 MPaの圧力で作動するこ
とが一般に有利である。冷却容量は、さらに、流動床内で(共)重合が行われる反応器
温度にも依存する。本発明の目的にとって、30〜125℃、特に好ましくは75〜118℃の
温度で作動することが有利であり、この範囲の高い方の温度は好ましくは比較的高い
密度のコポリマーのために設定され、この範囲の低い方の温度は好ましくは比較的低
い密度のコポリマーのために設定される。さらに、触媒の導入量は生成物の産出量を
決定する。
【００３０】
１又は複数の触媒は、１以上の触媒計量デバイス7を介して、たとえば欧州特許公報
EP-A-226935（本願に援用する）に開示されている乾式計量デバイスにより、導入され
る。プロパンによる脱ガスとの組み合わせにおいて、プロパンにより行われると同様
の定量添加、好ましくは国際特許出願パンフレットWO 04/092229（本願に援用する）
におけるような液体プロパンにより行われるような定量添加が特に有利である。プロ
パンは、好ましくは同様にプロパン留分から採取される。触媒として、オレフィン重
合に適切な触媒の公知のタイプの全てを用いることができる。チーグラー（Ziegler）
触媒、クロム系Phillips触媒及びシングルサイト触媒、特にメタロセン触媒を特に挙
げることができるが、これらに限定されない。本発明の目的にとって、シングルサイ
ト触媒は、クロム触媒及びチーグラー／ナッタ（Ziegler/Natta）触媒とは異なり、少
なくとも１の定義済みの有機金属遷移金属化合物及び通常はさらなる活性化化合物を
含み、適切な場合には担体及びさらなる添加剤及び補助剤を含む。触媒の組み合わせ
(ハイブリッド触媒)も有利に用いることができ、異なるシングルサイト触媒の組み合
わせが好ましい。複数の触媒は、担体上に一緒に固定されていてもよいし、別個に反
応器に計量されてもよい。
【００３１】
使用する触媒に依存して、ポリマー粒子は、通常、数百ミクロン〜数千ミクロンの
平均粒径を有する。クロム触媒の場合、平均粒子は約400〜600μmの粒径であり、チー
グラー（Ziegler）触媒の場合、平均粒径は約1500〜2000μmである。
【００３２】
ポリマー粒子は、１以上の製品取り出しライン2を介して空気圧によって反応器1か
ら取り出される。生成物は連続的に又は断続的に排出されてもよいが、断続排出が好
ましい。ポリマーは、脱ガス容器5内でガスの主部と分離され、精製プロパンで処理さ
れる（詳細は後述する）。脱ガス容器5内の圧力は、約0.1〜0.4 MPaであり、好ましく
は0.15〜0.35 MPaである。プロパンによる脱ガスは、ポリマー粒子上に吸着している
さらなる1-オレフィン類及び比較的不揮発性の不活性ガス、たとえばヘキサンの残量
を約0.25wt%、好ましくは0.05wt%未満の含有量まで減少させる。脱ガスされたポリマ
ー粒子は、続いて、スター供給器18によって脱ガス容器5から取り出され、脱ガスサイ
ロ(図示せず)に送られ、ここで窒素により又は国際特許出願パンフレットWO 04/0479
59に記載されているようにさらなる脱ガスが行われる。下流の検査（work-up）装置か
ら脱ガス容器5へ不純物が戻されることを防止するために、さらなるプロパンガス流を
バリアガスとしてスター供給器18の間に供給してもよい。脱ガス容器内でのポリマー
の滞留時間はさらなる1-オレフィン類及び／又は4〜12個の炭素原子を有するアルカン
類の含有量に依存して10分〜8時間の間である。好ましくは、15分〜5時間である。
【００３３】
脱ガス容器5内でポリマー粒子が除かれたガス（通常は有意量の随伴微細ダストを含
む）はリサイクルガスフィルター9を通過して、ガスから大体は微細ダストが除かれる
。精製されたガスは、圧縮機10a内で2.0〜4MPaの圧力、好ましくは2.3〜3.5MPaの圧力
まで圧縮され、凝縮した物質が液体沈降分離装置11内で分離された後、２ステージ分
留に供される。
【００３４】
分離カラム12として構成されている第１分離ユニット内で、エチレンを含む低沸点
留分、好ましくはエチレン及びエタン、55%以下のプロパンから本質的になり、水素(
C2留分)のようなさらなる低沸点リサイクルガス成分を含むこともある低沸点留分は、
分離され、カラムの頂部からガス戻りライン14を介して再循環ガスライン3まで搬送さ
れる。これは、排出システムを介してのエチレン損失を最小化させる。なぜなら、エ
チレンは重合回路に戻るからである。
【００３５】
クラッカーの副産物であり、及び／又は重合中に副産物として発生するエタンの回
路内での蓄積を避けるために、エタンは、エタンパージライン19を介して抜き取られ
る。排出されたエタンは、クラッカーへの供給物として直接供給されてもよい。エタ
ンと一緒に、さもなければ回路内に蓄積するさらなる望ましくない副産物も除去でき
る。
【００３６】
エタン排出はプロパン損失をも引き起こすから、低沸点留分の副流(カラム12の頂部
生成物)をさらなるカラム(図示せず)に送って、プロパン残留物を分離して、エタン、
エチレン及び水素のような低沸点含有物を濃縮してもよい。
【００３７】
プロパン、他の1-オレフィン類及び飽和炭化水素類から本質的になる比較的高沸点
の炭化水素類(C3+留分)が豊富な第１分離カラム12からの塔底流は、接続ライン13を介
して、分離カラム15として構成されている第２分離ユニットに送られる。本質的に純
粋なプロパンは、この第２分離カラム15の頂部にて得られ、一方、より重い炭化水素
類の全ては底部に存在する。カラムは、0.15 MPaの脱ガス圧力にてそれぞれ150 Pa及
び15 Pa に対応する1-ヘキセン、1-ブテン又はn-ヘキサンなどのより高級な炭化水素
類の含有量が好ましくは0.1mol%未満であり、エチレンの含有量が1mol%未満となるよ
うに設計される。第１分離カラムの運転モードの関数としての プロパン留分のエチレ
ン含有量の依存性は図2に例として示されている。
【００３８】
図1に示していない別の実施形態において、分離カラムを交換してもよい。この態様
において、さらなる1-オレフィン類及び4〜12個の炭素原子を有するアルカン類を含む
高沸点留分は第１ステージで分離され、その後、頂部生成物(留出物)は、清浄なプロ
パン留分と、エチレン及びエタンを含む低沸点留分とに分離される。
【００３９】
カラムの設計は、一般に当業者に公知である。特に、得られるプロパンの量は、第
２分離カラムの気化器の出力によって、又は第２蒸留カラム15と脱ガス容器との間に
配置されている弁によって、単純な態様で設定することができる。エチレンに関する
プロパンの純度は、第１カラムの気化器の出力によって影響され、一方、プロパン中
のより高級な炭化水素類の含有量は、第２分離カラム15における還流比率によって調
節される。低圧流を加熱媒体として利用させるために、且つ1-オレフィン類との反応
が進行することを避けるために、第２分離カラム15内の塔底生成物の温度は120℃以下
とすべきである。液体塔底生成物の温度は、第１分離カラム内の留出物(C2留分)のフ
ローによって調節される。第１分離カラム12の気化器の出力(右側軸)及び凝縮器の出
力(左側軸)に対するプロパン留分のエチレン含有量の依存性は図2に例示されている。
カラム12の気化器に対する熱流が高くなるほど、プロパン留分中のエチレン含有量は
低くなる。別の例として、カラムの一方又は両方を膜分離ユニット又は他の分離ユニ
ットで置換することもできるが、あまり好ましくない。カラム15の塔底部温度は、塔
底部留分のマスフローレートによって調節される。塔底部温度は、一方で、低圧流に
よりカラム15の塔底部気化器の加熱を可能とするに十分低くあるべきである。他方で
、触媒残渣によるエチレン及びさらなる1-オレフィン類の重合を抑制するために、非
常に高い温度は避けられるべきである。
【００４０】
この態様で精製されたプロパンは、プロパンライン16を介して熱交換器17に搬送さ
れ、ポリマーの軟化点よりも5〜20℃低い温度乃至好ましくは約100℃の温度まで加熱
され、続いて、脱ガス容器5に供給される。脱ガス容器内で、ポリマー粒子の一次脱ガ
スが行われ、ストリッピングループが閉じられる。
【００４１】
プロパンの低いヘキセン含量は、低い残留ヘキセン含量までポリマーの脱ガスを行
わせ、一方、低いエチレン含量は相当な後重合を防止し、よってオリゴマー(ゲル)の
形成を防止する。特に、フィルム生成物の品質は、このようなゲルによって非常に低
下する。
【００４２】
重合熱の除去用に用いられるプロパンをポリマーの脱ガス用の不活性ガスとして使
用することは、さらに、エチレン及び脱ガス剤の両方の回収を高度に達成することを
可能とする。これは、経済的観点及びエコロジカル観点の両者から有利である。さら
に、プロパンは、窒素よりも非常に大きな熱容量を有し、熱排出を増加させる。
【００４３】
第２分離カラム15からの塔底流内に多く含まれている1-ヘキセン及び任意のヘキサ
ンは、ガス戻りライン8及び凝縮器(図示せず)を介して、反応器1に再循環される。存
在する任意のヘキサンは、続いて、帯電防止剤などの反応補助剤又は金属アルキル類
(スカベンジャー)中での計量のために用いられてもよい。本発明のプロセスの使用に
かかわらず生じる少量のプロパン損失は、適量の新鮮なプロパンを再循環ガスライン
3に導入することによって補填される。あるいは、特にチーグラー（Ziegler）触媒を
用いる場合には、プロパンは触媒調製のため及び／又は触媒供給のために用いられる
源を有していてもよい。
【００４４】
特に有利な側面は、精製されたプロパンを触媒の定量添加のために用いることもで
きるということである。このために、プロパンは、国際特許出願パンフレットWO 200
4/092229に記載されているように、触媒計量デバイス7内で減圧され、反応器1に送ら
れ気化される。プロパンは、液体中で又はガスとして、この態様で用いることができ
る。
【００４５】
サイクロン4内で反応ガスから分離された微細ダストは、有利なことに、脱ガス容器
5内の生成物に微細ダストライン6を介して添加されるか又は反応器1に戻される。この
場合、活性触媒残渣が脱ガス容器5に入らないように、サイクロンに入る前に、再循環
ガスに触媒毒を添加することが非常に有用である。
【００４６】
本明細書に記載した特定の実施形態は本発明の説明のためであって本発明を限定す
るものではないことを強調しておく。特に、本プロセスは、この態様で取り除かれる
べき比較的高沸点成分(たとえば、ブテン/ブタン、ペンテン/ペンタン、ヘキセン/ヘ
キサン)をプロパンによってポリマーから取り除くことができる限り、凝縮相内での他
の重合プロセスにも適用できる。さらに、本明細書に記載された本発明のアイデアか
ら構成される手段による他の実施形態もまた考えられ得る。
【００４７】
本願は、ドイツ特許出願No. 10 2005 005 506.0（本願に援用される）の優先権を主張する。本願で用いるすべてのパーセンテージ（％）及び部は、特にことわらない限り、質量基準である。
【実施例】
【００４８】
ヘキサン、ヘキセン及びブテンなどのガスのポリマー中の溶解度及び対応する蒸気圧は、２種の典型的なポリエチレン生成物に対するチーグラー（Ziegler）及びクロム触媒を用いての実験室での実験によって決定した。これらのデータから、ストリップガス(プロパン)の必要量は、500 ppm（質量）以下のヘキサン及びヘキサンの濃縮を達成するため基本的な熱力学方程式を用いて計算することができる。反応器の生産率は40 t/hであった。結果を下記表に示す。
【００４９】
【表１】
2008528776.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態の重合プラントのフローダイアグラムを示す。
【図２】図２は、第１分離カラムの運転モードの関数としてプロパン留分のエチレン含有量の依存性を示す。
【参照符号】
【００５１】
1：気相流動床反応器
2：製品取り出しライン
3：再循環ガスライン
4：サイクロン
5：脱ガス容器
6：微細ダストライン
7：触媒計量装置
8：ガス戻りライン(C4+)
9：再循環ガスフィルタ
10a、10b：圧縮機
11：熱交換器
12：第1分離カラム
13：接続ライン
14：ガス戻りライン(C2)
15：第２分離カラム
16：プロパンライン
17：熱交換器
18：スター供給器
19：エタンパージライン
20：新鮮プロパン供給ライン
【図１】
2008528776.tif 000004
【図２】
2008528776.tif 000005
【国際調査報告】
2008528776.tif 000006
2008528776.tif 000007
2008528776.tif 000008