(57)【要約】  本発明は、超高圧下でのフリーラジカル重合によってエチレンポリマーを調製するための方法および装置に関する。重合は、オートクレーブ反応器中、フリーラジカル開始剤の存在下で実施される。オートクレーブ反応器は、反応器内壁（１２）に付けられた１つまたは複数の細長型バッフル（５）を有することによって特徴付けられる。
2016501296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートクレーブ反応器中、フリーラジカル開始剤の存在下で、１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇの範囲の圧力および１２０〜３４０℃の範囲の温度で、エチレンを重合させることを含む、エチレンポリマーの調製方法であって、エチレンにコモノマーも重合させてもよく、
オートクレーブ反応器は、上部板、底部板、および垂直内壁を含み垂直に配置された中空円筒本体を備え、
オートクレーブ反応器は、その長さが垂直内壁に沿って垂直に伸びる１つまたは複数の細長型壁バッフルを備える、方法。
【請求項２】
細長型壁バッフルが、垂直壁中のネジ山のない１つまたは複数の貫通孔を通して垂直内壁に付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
オートクレーブ反応器が、１つまたは複数の水平仕切りによって画定される２つ以上の反応ゾーンを備え、反応ゾーンの少なくとも１つが、１つまたは複数の細長型壁バッフルを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
オートクレーブ反応器が、４つの反応ゾーンを備え、その２つの中間反応ゾーンが、それぞれ１つの細長型壁バッフルを備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上部板に最も近い反応ゾーンが、２つの細長型壁バッフルを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
細長型壁バッフルが、Ｄ／２５〜Ｄ／１００の半径方向厚さ（ここで、Ｄは、反応器の内径である）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
細長型壁バッフルが、Ｄ／４０〜Ｄ／６０の半径方向厚さを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
細長型壁バッフルが、０．２５〜１インチの半径方向厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
オートクレーブ反応器が、底部板から反応器の内容積中に上向きに突き出た１つまたは複数の底部バッフルを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
底部バッフルが、底部板中のネジ山のある１つまたは複数のボルト孔を通して底部板に付けられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
フリーラジカル重合によってエチレンポリマーを調製するためのオートクレーブ反応器であって、
（ａ）垂直内壁を含む垂直に配置された中空円筒本体、
（ｂ）円筒本体の上部を閉鎖するための上部板、
（ｃ）円筒本体の底部を閉鎖するための底部板、
（ｄ）その長さが垂直内壁に沿って垂直に伸びる１つまたは複数の細長型壁バッフル、および
（ｅ）１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇの範囲の圧力および１２０〜３４０℃の範囲の温度で稼働する能力のある１つまたは複数の反応ゾーン
を備えたオートクレーブ反応器。
【請求項１２】
細長型壁バッフルが、垂直壁中のネジ山のない１つまたは複数の貫通孔を通して垂直内壁に付けられる、請求項１１に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１３】
１つまたは複数の水平仕切りによって画定される２つ以上の反応ゾーンを備え、反応ゾーンの少なくとも１つが、１つまたは複数の細長型壁バッフルを備える、請求項１１に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１４】
４つの反応ゾーンを備え、その２つの中間反応ゾーンが、それぞれ、１つの細長型壁バッフルを備える、請求項１３に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１５】
上部板に最も近い反応ゾーンが、２つの細長型壁バッフルを備える、請求項１４に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１６】
細長型壁バッフルが、Ｄ／２５〜Ｄ／１００の半径方向厚さ（ここで、Ｄは反応器の内径である）を有する、請求項１１に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１７】
細長型壁バッフルが、Ｄ／４０〜Ｄ／６０の半径方向厚さを有する、請求項１６に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１８】
細長型壁バッフルが、０．２５〜１インチの半径方向厚さを有する、請求項１１に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項１９】
底部板が、反応器の内容積中に上向きに突き出た１つまたは複数の底部バッフルを備える、請求項１１に記載のオートクレーブ反応器。
【請求項２０】
底部バッフルが、底部板中のネジ山のある１つまたは複数のボルト孔を通して底部板に付けられる、請求項１９に記載のオートクレーブ反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高圧下でのフリーラジカル重合によってエチレンポリマーを調製するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低密度ポリエチレン、およびエチレンと極性コモノマーとのコポリマーは、高温（例えば、１００〜３５０℃）および超高圧（例えば、１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇ）でのフリーラジカル重合によって生成することができる。これらの反応はしばしば、極端な稼働条件に耐えるように特別に設計された厚肉オートクレーブ反応器中で実施される。
温度およびポリマー濃度を制御するために、反応器中での均一性を確立するための激しい撹拌が要求される。反応器内の領域の撹拌が不十分であると、このような局在化されたゾーン中での重合が、容器の残りの部分での重合よりも増加し、温度は、それらの区域で上昇してホットスポットを形成し、かつ暴走分解を引き起こすことがある。
混合を改善するために、ラジアルインペラー撹拌機が開発されている。これらの撹拌機は、多数の撹拌パドルを含む前世代の撹拌機に比べてより良好に機能する。しかし、このより新たらしい撹拌機の使用者は、今でも、特に２５０リットル（Ｌ）を超える反応器において、およびホットトップゾーン状態（例えば、＞２００℃）で稼働している反応器において暴走分解の傾向が高いことを経験している。
驚くべきことに、これらのより新たらしい撹拌機が、かなり大きな回転流を提供するにもかかわらず、あまりにも小さな軸流および半径流を提供することが発見された。
この問題に対する１つの潜在的解決策は、壁での転流を使用することである。しかし、超高圧オートクレーブの場合、主要円筒本体の壁へ付属物を溶接およびネジ止めすることを回避する重要な機械的な理由が存在する。例えば、３，２００ｐｓｉｇでは、反応器の壁を構成するのに使用される鋼鉄は、応力亀裂を発生することなしに溶接され得る。一方、１０，０００ｐｓｉｇでは、条件は、はるかにより厳しく、応力亀裂を発生する可能性が極めて現実的である。機械的応力は、１０，０００ｐｓｉｇを超える圧力の商業的規模のオートクレーブの主要円筒壁上で極めて大きい。実際、選択される材料は、典型的には、極度の圧力と対抗するために、異常に大きな引張り強度を備えた鋼鉄合金である。残念ながら、このような鋼鉄は、亀裂を生じる傾向がより大きい。
一般に、円筒壁中のすべての孔は、完全に貫通し、亀裂開始点として働く応力集中部をなくすために、内部表面で注意深く面取りされ、研磨される。さらに、容器は、また、周期的なストリッピングおよび亀裂検出検査を受けなければならない。したがって、円筒の内部表面に鋲またはボルトを差し込むことによって壁バッフルを取り付けることは、転造ネジでさえ（切削ネジと対照的に）あまりの多くの亀裂発生のリスクおよび検査の困難性をもたらすので、実現性のある選択肢であるとは考えられない。同様に、円筒の内部表面に壁バッフルを溶接することは、急冷および鍛造された金属の完全性を低下させ、それをより軟弱にするか、より硬くし、したがって亀裂がより発生し易くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、分解を抑制し、かつ製品特性を改善するために、超高圧エチレン重合法のためのオートクレーブ反応器中での混合を改善する必要性が当技術分野に存在する。本発明は、この必要性ならびに以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになるその他の必要性に対処することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、添付の特許請求の範囲中で示される通りである。
簡潔には、一態様において、本発明は、エチレンポリマーの調製方法を提供する。該方法は、オートクレーブ反応器中、フリーラジカル開始剤の存在下で、１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇの範囲の圧力および１２０〜３４０℃の範囲の温度で、エチレンを重合させ、コモノマーも重合させてもよいことを含む。オートクレーブ反応器は、上部板、底部板、および垂直内壁を含む垂直に配置された中空円筒本体を備える。オートクレーブ反応器は、その長さが垂直内壁に沿って垂直に伸びる１つまたは複数の細長型壁バッフルを備える。
【０００５】
別の態様において、本発明は、フリーラジカル重合によってエチレンポリマーを調製するためのオートクレーブ反応器を提供する。反応器は、（ａ）垂直内壁を含む垂直に配置された中空円筒本体、（ｂ）円筒本体の上部を閉鎖する上部板、（ｃ）円筒本体の底部を閉鎖する底部板、（ｄ）その長さが垂直内壁に沿って垂直に伸びる１つまたは複数の細長型壁バッフル、および（ｅ）１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇの範囲の圧力および１２０〜３４０℃の範囲の温度で稼働する能力のある１つまたは複数の反応ゾーンを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明による、内部表面に取り付けられた壁バッフルを備えた反応器壁の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書中で使用する場合、「エチレンポリマー」は、エチレンを単独重合することによって、またはエチレンを、エチレンと共重合可能な少なくとも１種の別の化合物と共重合することによって調製されるポリマーを指す。したがって、適切なモノマーは、エチレン、およびエチレンとフリーラジカル開始剤の存在下に超高圧条件下でエチレンと通常的に共重合することができる任意の他のコモノマーとの混合物である。このようなコモノマーの例には、アクリル酸およびそのエステル、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−、ｉｓｏ−およびｔｅｒｔ−ブチルならびにアクリル酸エチルヘキシル、ならびに対応するメタクリル酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルおよびピバリン酸ビニルなどのビニルエステル；メタクリル酸およびそのエステル；ビニルエーテル；ビニルケトン；アクリロニトリル；アクリルアミド；不飽和炭化水素、例えば、プロピレン、ブテンまたはヘキセン；一酸化炭素；二酸化硫黄；およびこれらの混合物が含まれる。
特に有用なエチレンポリマーは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）である。ＬＤＰＥは、０．９００〜０．９４０ｇ／ｃｍ3の範囲、特に０．９１０〜０．９３５ｇ／ｃｍ3の範囲、またはより特に０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有することによって特徴付けられるエチレンホモポリマーである。
【０００８】
フリーラジカル開始剤の例には、酸素、無機過酸化物、有機過酸化物、オキシム、アジン、およびアゾ化合物が含まれる。有用な開始剤の具体例には、過酸化水素；過酸化ジ−ｔ−ブチル；過酸化ジエチル；メチルエチルケトンペルオキシド；ｔ−ブチルヒドロペルオキシド；アセチルペルオキシド；過酸化ベンゾイル；ジオクタノイルペルオキシド；過酸化コハク酸；ペルオキシネオデカン酸３−ヒドロキシ−１，１−ジメチルブチル；ペルオキシネオデカン酸α−クミル；ペルオキシネオヘプタン酸２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルブチル；ペルオキシネオヘプタン酸α−クミル；ペルオキシネオデカン酸ｔ−アミル；ペルオキシネオデカン酸ｔ−ブチル；ペルオキシ二炭酸ジ（２−エチルヘキシル）；ペルオキシ二炭酸ジ（ｎ−プロピル）；ペルオキシ二炭酸ジ（ｓｅｃ−ブチル）；ペルオキシネオヘプタン酸ｔ−ブチル；ペルオキシピバル酸ｔ−アミル；ペルオキシピバル酸ｔ−ブチル；ジイソノナノイルペルオキシド；ジドデカノイルペルオキシド；ペルオキシ−２−エチルヘキサン酸３−ヒドロキシ−１，１−ジメチルブチル；ジデカノイルペルオキシド；２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）；ジ（３−カルボキシプロピオニル）ペルオキシド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン；ジベンゾイルペルオキシド；ペルオキシ２−エチルヘキサン酸ｔ−アミル；ペルオキシ２−エチルヘキサン酸ｔ−ブチル；ペルオキシイソ酪酸ｔ−ブチル；ペルオキシ−（シス−３−カルボキシ）プロペン酸ｔ−ブチル；１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン；Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペルオキシ炭酸ＯＯ−ｔ−アミル；Ｏ−イソプロピルモノペルオキシ炭酸ＯＯ−ｔ−ブチル；Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペルオキシ炭酸ＯＯ−ｔ−ブチル；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン；ペルオキシ酢酸ｔ−アミル；ペルオキシ安息香酸ｔ−アミル；ペルオキシイソノナン酸ｔ−ブチル；ペルオキシ酢酸ｔ−ブチル；ペルオキシ安息香酸ｔ−ブチル；ジペルオキシフタル酸ジ−ｔ−ブチル；２，２−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ブタン；２，２−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）プロパン；４，４−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）吉草酸ｎ−ブチル；３，３−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）酪酸エチル；３，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）酪酸エチル；ジクミルペルオキシド；α，α’−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン；ジ（ｔ−アミル）ペルオキシド；ｔ−ブチルα−クミルペルオキシド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキシン；アセトンオキシムなどのオキシム；ベンジリデンアジンなどのアジン；アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（イソ酪酸メチル）およびアゾビス（イソブチルアミド）などのアゾ化合物が含まれる。使用される開始剤の量は、全反応媒体の５〜３，０００重量部で変化することができる。
【０００９】
超高圧重合は、通常量で使用される通常の分子量調節剤の存在下で実施することができる。適切な調節剤の例には、プロパン、ブタン、ヘキサンおよびシクロヘキサンなどの飽和炭化水素；アセトンおよびメチルエチルケトンなどのケトン；アルデヒド；イソプロパノールおよびｎ−ブタノールなどのアルコール、ならびに水素が含まれる。
【００１０】
エチレンの重合は、他の化合物の存在下または不在下で、１０，０００〜５０，０００ｐｓｉｇ、好ましくは１５，０００〜４０，０００ｐｓｉｇの範囲の圧力で実施される。重合温度は、１２０〜３４０℃、好ましくは１５０〜３１０℃の範囲でよい。重合のための条件は、このような条件のために作られたオートクレーブ反応器中で達成される。
【００１１】
このような反応器は、典型的には、中空円筒本体を有する。それらの中心軸は、稼働中、垂直に置かれる。容器の内部は、ほとんどの場合、１：１〜２０：１、好ましくは２：１〜１０：１である高さ：円形横断面の内径比を有する。多くの商業的反応器の場合、容器の内径は、１２〜４０インチの範囲でよく、容器の内部高さは、８〜３０フィートの範囲でよいが、その他の寸法も可能である。工業的規模に関し、これらの容器の容積は、例えば２５０Ｌ〜２，５００Ｌで変えることができる。容器は、典型的には、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏを含むＳＡ−４３４０などの合金鋼、またはＮｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＶを含むＳＡ−７２３などの合金鋼から製造されるが、その他の材料も可能である。容器は、典型的には、超高圧に耐える厚壁を有する。壁厚は、反応器本体の円形横断面の外側直径の内側直径に対する比率（ＯＤ／ＩＤ）で定義することができる。一般に、ＯＤ／ＩＤ比は、１．５〜２．５の範囲でよい。典型的な商業的反応器において、壁厚は、４〜１０インチ程度である。反応器の円筒本体は、反応器の壁を加熱または冷却するためのジャケットを含むことができる。
【００１２】
本発明は、単一ゾーンオートクレーブ反応器、およびマルチゾーンオートクレーブ反応器に適用することができる。マルチゾーンオートクレーブ反応器は、水平に配列されたバッフルなどの１つまたは複数の水平仕切りによって再分割される。これらのバッフルは、好ましくは撹拌機に付けられ、典型的には反応器容積を２〜５つのゾーンに分割する。ゾーンは、異なる容積を有することができる。各ゾーンには、通常、熱電対ならびに新たなエチレンおよび開始剤のための供給ラインが装備される。
【００１３】
マルチゾーンオートクレーブ反応器は、温度プロファイルを伴って稼働させることができる。例えば、上部ゾーンの温度は、中程度に高い、例えば１５０〜２００℃でよく、一方、底部ゾーンの温度は、ポリマーの最終特性を調節するために、高い、例えば２８０〜３１０℃でよい。開始剤の供給および新たなエチレンのゾーンへの分流を利用して、温度プロファイルを制御することができる。例えば、異なる開始剤を各ゾーン中に導入することができる。さらに、エチレン重合用オートクレーブ反応器は、断熱的に運転されるので、反応器ゾーンに入る新たなエチレンは、そのゾーンから反応熱を除去し、それによってその温度を降下させる。
オートクレーブ反応器には、円筒反応器本体の上部および底部開口部を閉鎖するための上部板および底部板が備え付けられる。これらの板は、ドーム形状でよいが、より典型的には平板である。これらの板上では応力分布が大きく異なるので、ほとんどの場合、板は主要円筒本体壁より厚い。上部板は取り外し可能である。底部板は、通常、気体およびポリマーの出口を有する。さらに、底部板は、典型的には、加熱用蒸気または熱油を通す導管を有する。底部板も、取り外しが可能である。
【００１４】
オートクレーブ反応器には、また、モーターで駆動される高速回転撹拌機が装備される。種々の単一ゾーンまたはマルチゾーン用回転撹拌機が、市販されている。しかし、撹拌機の設計は、撹拌機を円筒本体中に容易に挿入し、本体から容易に取り外すために、オートクレーブ中に備え付けられた壁バッフルから一定の距離が維持されることを保証しなければならない。好ましい実施形態において、撹拌機は、パドル、およびパドル／それに付けられた水平バッフルの組合せを有する。パドル／水平バッフルの組合せは、缶本体の内部までパドルを備えた逆さ缶に類似していてもよい。水平缶の表面は、水平バッフルとして作用し、反応器ゾーンを画定する。
回転撹拌機の典型的な速度は、５００〜１，８００ｒｐｍ、より典型的には７００〜１，５００ｒｐｍの範囲でよい。
【００１５】
本発明によれば、オートクレーブ反応器の円筒内壁は、１つまたは複数の細長型壁バッフルを備える。壁バッフルは、それらの幅および深さを超える長さを有する。壁バッフルの長さは、垂直に伸び、その結果、一般には、円筒反応器本体の中心軸と平行である。使用される壁バッフルの正確な寸法および数は、設置される個々の反応器の必要性、および採用される稼働条件に応じて変えることができる。しかし、一般に、壁バッフルは、回転流を軸流に変換するように、十分な長さおよび深さ、ならびに十分な数を有するべきである。回転流の軸流への変換は、また、必然的に半径流を撹拌シャフトに向けて増加する。
一般的指針として、壁バッフルは、Ｄ／２５〜Ｄ／１００（ここで、Ｄは反応器本体の内径である）の半径方向の厚さ（すなわち、深さ）を有することができる。好ましくは、壁バッフルは、Ｄ／４０〜Ｄ／６０の半径方向厚さを有する。エチレン重合のための典型的な商業的オートクレーブ反応器において、壁バッフルは、０＜ｔ≦２インチ、好ましくは０＜ｔ≦１インチ、より好ましくは０．２５〜１インチの範囲の半径方向厚さ（ｔ）を有することができる。
【００１６】
壁バッフルの幅は、特に限定されるものではない。それは、広範な範囲にわたって変えることができる。反応器壁への取り付け箇所での壁バッフルの幅は、取付機構に対して十分な幅でなければならないが、別のやり方では、数インチの厚さまで極めて薄くてもよい。例えば、壁バッフルの幅は、最も狭い部分での０．１インチから最も広い部分での５インチまでの範囲でよい。壁バッフルの幅は、また、その長さにわたって均一でもよく、１〜５インチの範囲でよい。
【００１７】
壁バッフルは、抵抗を創り出し、それによって撹拌機を所定の回転速度に向けて駆動するモーターに対する出力要求を増大させるので、使用する壁バッフルの数および寸法は、撹拌機モーターの利用可能な出力によって制約される可能性がある。しかし、驚くべきことに、ゾーン当たり１つの壁バッフルでさえ、プロセスの結果を改善することができ、壁バッフルの長さを、存在する電力供給およびモーターから利用できる出力すべてを消費するように切り詰めることができることが見出された。特に、驚くべきことに、反応器壁の全長より小さい、さらには個々の反応ゾーンの全長より小さい長さを有する壁バッフルが、反応混合物の回転速度を有意に低下させることも同一回転速度での撹拌機モーターに対する出力要求を有意に増加させることもなく、より無秩序な混合を創り出すことができることが見出された。
一実施形態において、各壁バッフルは、反応器の内部高さの０．１〜２５％まで伸びるであろう。別の実施形態において、各壁バッフルは、反応器の内部高さの０．５〜２０％まで伸びるであろう。別の実施形態において、各壁バッフルは、反応器の内部高さの１〜１０％まで伸びるであろう。例えば、２０フィートの反応器において、各壁バッフルは、４〜２０インチの高さを有することができる。
【００１８】
各ゾーン内での壁バッフルの垂直配置（バッフル長さは、ゾーンの全長を伸ばさないと仮定して）は、そのゾーンにおける混合度合に影響を及ぼすことができる。好ましくは、壁バッフルは、各ゾーン中の所定の撹拌ループの遠端の近傍に置かれる。例えば、上部に搭載されたインペラーを含むゾーンの場合、好ましい位置は、それらのゾーン中で可能な限り低い位置である。
好ましい一実施形態において、本発明によるオートクレーブ反応器は、４つの反応ゾーンを有する。上部板に最も近いゾーンは、２つの壁バッフルを有する。２つの中間ゾーンは、それぞれ１つの壁バッフルを有する。そして、底部板に最も近いゾーンは壁バッフルを有さない。
【００１９】
応力集中部を創り出すことを回避するために、壁バッフルを、その形成中に反応器円筒の内壁中に機械加工することができる。しかし、壁バッフルを、その形成後に反応器円筒の垂直内壁に取り付けることがより好ましい。後者の方式は、より大きな順応性を提供する。壁バッフルの大きさ、位置、および数は、個々のプロセスの具体的な必要性に合わせて仕立てることができる。
本発明者らは、驚くべきことに、壁バッフルを、その形成の後に、応力集中部を創り出すことなしに反応器円筒の垂直内壁に付けることができることを発見した。本発明によれば、壁バッフルは、反応器円筒壁中に存在するネジ山のない貫通孔（ｃｒｏｓｓ−ｂｏｎｅ  ｈｏｌｅ）の１つまたは複数を通して反応器円筒の内壁に付けられる。オートクレーブ反応器の円筒は、典型的には、エチレン供給、開始剤注入クイル（ｑｕｉｌｌ）、および熱電対のためなどの種々の目的のために、ネジ山のないいくつかの貫通孔を備えて構成される。しかし、典型的には、使用されないいくつかの貫通孔が存在する。本発明によれば、通常的には無視される予備貫通壁孔のスタンドパイプ（ｓｔａｎｄｐｉｐｅ）は、反応器円筒の内壁に対して壁バッフルを確実に保持するための棒を固定すること、および張力をかけることを含むスタンドパイプ集合体で取り替えられる。それぞれの垂直壁バッフルを、ほぼバッフルの長さに沿って好ましくはその中間点近傍で、壁の貫通孔で固定することができる。壁バッフルは、それが通常の反応器の稼働中に震動せず、あるいは回転しないように、反応器内壁と接触して堅固に保持されるべきである。
【００２０】
図１は、本発明による円筒反応器の内壁（１１）に細長型壁バッフルを固定するためのデバイスの横断面図である。反応器壁（１２）は、斜縁（ｂｅｖｅｌｅｄ  ｅｄｇｅ）（１４）を備えた貫通孔（１３）を有する。壁バッフル（５）は、斜縁（１４）と一体化させるためにその中心近傍でせり上がった表面（１５）を備えて形成される。せり上がった表面のほぼ中央に、壁バッフル（５）は、六角ボルト（１）（堅牢な引張り棒としても知られる）と一体化するための、ナットのそれに似た雌ネジを切った孔を有する。六角ボルト（１）は、一方の端には壁バッフル（５）と噛み合うための、反対端にはナットを締め付けるための雄ネジ、および均衡パイプ（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ  ｐｉｐｅ）（４）に適合するような長い柄を有する。均衡パイプ（４）は、反応器壁（１２）に対する潜在的損傷を最小にして六角ボルト（１）を緩めまたは締め付けることを可能にする。均衡パイプ（４）は、両端にフランジ（１６）、（１８）を有する。フランジ（１６）は、４つの打ち込み鋲（ｅｎｔｒｙ  ｓｔｕｄ）（８）、ならびにナット（１７）とフランジ（１６）との間にワッシャー（９）およびプラスチックスリーブ（１０）を備えたナット（１７）によって、反応器壁（１２）の外側表面に固定される。打ち込み鋲（８）は、反応器壁（１２）中にねじ込まれる。気密シールのために、均衡パイプ（４）の両端に高圧レンズリング（３）が存在する。一方のレンズリング（３）は、均衡パイプ（４）と反応器壁（１２）との間に位置し、他方のレンズリング（３）は、均衡パイプ（４）の反対端と加熱されないフランジ（２）との間に位置する。加熱されないフランジ（２）および均衡パイプ（４）上のフランジ（１８）は、４つの加熱されないジョイント鋲（６）および加熱されないジョイントナット（７）を使用し、またそれらの間にワッシャー（９）およびプラスチックスリーブ（１０）を備えて一緒に据え付けられる。壁バッフル（５）は、六角ボルト（１）を締め付けることによってしかるべき位置に保持され得る。反応器壁（１２）中に存在する貫通孔（１３）を利用して壁バッフル（５）を取り付けることによって、貫通孔（１３）は、ネジ山のない、かつ斜角を付けた内縁を有するので、応力集中部を最小化することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、底部板に、反応器の内容積中に上向きに突き出た１つまたは複数のバッフルを付けることができる。好ましい実施形態において、底部板は、その上に１つまたは複数のバッフルを備えた板で提供され、バッフルを備えた板は、底部板中のネジ山のある１つまたは複数のボルト孔によって、底部板に据え付けられる。底部板でのネジボルト締めは、その中の応力が圧縮性であるので、許容される。同様に、反応器容器本体の外側上でのネジ締め具の使用は、この区域での金属応力が容器内側の応力のほぼ半分であるので、許容される。超高圧設計で使用される合金鋼にとって応力が最大になるのは、主円筒の内壁である。
底部板のバッフルの数は、例えば、２〜８の範囲でよい。底部板のバッフルの大きさは、所望の混合度合、反応器の底部で利用可能な空間、および利用可能なモーター出力に応じて変えることができる。典型的には、底部板のバッフルは、２〜８インチの半径方向長さ、０．１〜１インチの幅、および０．５〜２インチの高さを有する。
【００２２】
壁バッフルおよび底部板バッフルの双方とも、実質上不活性で、かつ実質的に変形することなしに重合条件に耐える能力のある任意の材料で構成することができる。例えば、バッフルは、４１４−ＳＡＥ級の合金鋼から構成することができる。この材料は、優れた強度／重量比を有することによって特徴付けられ、標準的な１０２０鋼に比べて相当により強くかつより硬い。
【００２３】
本明細書中で使用する場合、不定冠詞「ａ」および［ａｎ］は、文脈がそうでないことを明確に示唆しない限り、１つまたは複数を意味する。同様に、単数形の名詞は、文脈がそうでないことを明確に示唆しない限り、それらの複数形を包含し、およびその逆もそうである。
【００２４】
正確であるための試みがなされたとはいえ、本明細書に記載の数値および範囲は、近似であると考えるべきである。これらの値および範囲は、本発明により得られるように求められる所望の特性、および測定技術において見出される標準偏差に由来する変動に応じて、それらの標準的数字から逸脱する可能性がある。さらに、本明細書に記載の範囲は、言及された範囲内のすべての下位範囲および値を包含すると解釈され、かつ具体的に想定される。例えば、５０〜１００の範囲は、６０〜９０、および７０〜８０などの下位範囲を含む、範囲内のすべての値を包含すると解釈される。
【００２５】
本発明を、その好ましい実施形態に関する以下の実施例によってさらに説明できるが、これらの実施例は、単に例示の目的で含められ、本発明の範囲を限定する意図ではないことが理解されるであろう。特記しない限り、すべての百分率は重量による。
【実施例】
【００２６】
４つの反応ゾーンを備えた超高圧オートクレーブ反応器中での撹拌を、本発明による壁バッフルのある状態とない状態で、計算流体力学を使用して解析した。この研究に先立って、反応ゾーンのすべてが適切に十分に撹拌されたと考えた。驚くべきことに、研究中に、貧弱な撹拌によるホットスポットが、各ゾーン内で発見された。例えば、研究で、第２のゾーンは、驚くべきことに平均より５０℃高いスポットを有した。計算モデルは、そのゾーン中に１つの壁バッフル（深さ０．５インチ×幅２インチ×高さ８．６２５インチの寸法を有する）を挿入すると、ホットスポット温度の２７℃の低下を示した。第３のゾーンに関し、壁バッフルなしでのホットスポットは平均より４８℃高かった。第３のゾーン中に１つの壁バッフル（深さ０．５インチ×幅２インチ×高さ１５．５インチの寸法を有する）を挿入すると、ホットスポットの温度は２５℃低下した。この改善は、望まれない化学反応の可能性を大きく低下させるはずである。
【００２７】
本発明を、特にその好ましい実施形態に関して詳細に説明してきたが、変形形態および修正形態を本発明の範囲内で成し遂げることが理解されるであろう。
【図１】
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【国際調査報告】
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