(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側の気相重合槽と、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーと、高圧側の気相重合槽から次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへの移送配管とを有するポリオレフィンパウダーの移送装置であって、
高圧側の気相重合槽から、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへの移送配管が、水平部分を有しないように常に勾配をもたせて設けられ、かつ、高圧側の気相重合槽はポリオレフィン抜出し口を有し、該気相重合槽のポリオレフィン抜出し口に自動連続抜出し弁が設けられたポリオレフィンパウダーの移送装置。
【請求項２】
前記移送配管の勾配が１０°〜９０°の勾配を有することを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィンパウダーの移送装置。
【請求項３】
前記自動連続抜き出し弁がＶノッチディスクタイプのボール弁である請求項１又は２記載のポリオレフィンパウダー移送装置。
【請求項４】
前記移送配管のサイズが２インチ以上である請求項１から３のいずれかに記載のポリオレフィンパウダーの移送装置。
【請求項５】
流動層部分を有する高圧側の気相重合槽においてポリオレフィンパウダーを製造し、当該高圧側の気相重合槽から低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ、ポリオレフィンパウダーを移送するポリオレフィン製造プロセスにおいて、下記Ａ工程及びＢ工程を含むポリオレフィンパウダーの移送方法。
Ａ工程：高圧側の気相重合槽から、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ、水平部分を有しないように常に勾配をもたせて設けられた移送配管を通じてポリオレフィンパウダーを移送する工程
Ｂ工程：前記の高圧側の気相重合槽のポリオレフィンパウダー抜出し口に設けられた自動連続抜出し弁を、当該高圧側の気相重合槽の流動層レベルを一定に保つように制御し、ポリオレフィンパウダーを低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ連続的に移送する工程。
【請求項６】
前記高圧側の気相重合槽内の圧力と、前記低圧側の気相重合槽又は後工程用のホッパーとの間の圧力差が１５０ｋＰａ〜３０００ｋＰａである請求項５記載のポリオレフィンパウダーの移送方法。
【請求項７】
前記自動連続抜き出し弁がＶノッチディスクタイプのボール弁である請求項５又は６記載のポリオレフィンパウダーの移送方法。
【請求項８】
前記移送配管のサイズが２インチ以上である請求項５から７のいずれかに記載のポリオレフィンパウダーの移送方法。
【請求項９】
前記ポリオレフィンパウダーがエチレン又はプロピレンの単独重合体もしくはエチレン、プロピレン、1−ブテンから選ばれる２以上の共重合体であることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のポリオレフィンパウダーの移送方法。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれかに記載のポリオレフィンパウダーの移送方法を含むポリオレフィンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相重合槽及び後工程用のホッパーを有するポリオレフィン製造プロセスにおいて、気相重合槽間又は気相重合槽と後工程のホッパー間のポリオレフィンパウダーの移送装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気相重合槽及び後工程用のホッパーを有するポリオレフィン製造プロセスにおいては、重合されたポリオレフィンを複数の気相重合槽間を、重合槽と次工程の重合槽との間に十分な圧力差をもたせ、移送配管中に配置された開閉弁を開閉操作を行うことにより、重合槽間の圧力差を利用してパウダーを間欠的に移送させる方法が知られている。しかし、プロピレンと他のオレフィン、例えばエチレン、１−ブテン等α−オレフィンとの共重合などで、融点が高くないプロピレン系重合体、低融点ランダムコポリマーや高耐衝撃ブロックコポリマー等の場合には、移送配管の内壁面に付着し易く、配管の閉塞を起こすおそれがある。また、反応性を未だ持っているパウダーが配管内に滞留し、そこで反応が進行して閉塞状態をつくることもある。一旦閉塞してしまうと、閉塞部を起点として閉塞状態が進行し、閉塞状態は更に悪化する。かかる状態では、移送配管を取り外し、閉塞物を取り除く必要が生じることもあり、その結果、減産や重合槽の運転の中止を余儀なくされることがある。
【０００３】
このような問題に対して、従来、ポリオレフィンパウダーの移送速度を高速とすることで、移送配管の閉塞防止を図ったり、移送待機中に別個に設けた洗浄ガス供給源から洗浄ガスとしてプロピレンを移送配管に導入して、移送配管内の滞留パウダーを押し流して移送配管の閉塞防止を図っている（特許文献１参照）。また、特別な洗浄ガス源を設けずに気相重合槽の循環ガスを取り出し昇圧して、洗浄ガスとして用いる方法（特許文献２参照）、さらに、高圧側の抜出し弁の開閉、洗浄ガスの供給弁の開閉、循環ガスの分取弁の開閉を順次繰り返して間欠的にポリオレフィンを移送する方法（特許文献３参照）等が提案されてきた。しかし、これらの方法によっても、循環ガスの昇圧設備が必要であることや洗浄ガスの圧力によっては移送配管の洗浄が十分に行われないこと等の問題があり、さらに改良が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６３８５６号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献２】特開２００３−２８５９２８号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献３】特開２００５−６８２０７号公報（第１頁〜第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる実情に鑑み、本発明の目的は、ポリオレフィンパウダーの移送に際して、移送配管の洗浄用ガスが不要で、かつ、移送配管へのポリオレフィンパウダーの付着や閉塞を生じることのない、効率のよいポリオレフィンパウダーの移送装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明は、
（１）高圧側の気相重合槽と、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーと、高圧側の気相重合槽から次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへの移送配管とを有するポリオレフィンパウダーの移送装置であって、
高圧側の気相重合槽から、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへの移送配管が、水平部分を有しないように常に勾配をもたせて設けられ、かつ、高圧側の気相重合槽はポリオレフィン抜出し口を有し、該気相重合槽のポリオレフィン抜出し口に自動連続抜出し弁が設けられたポリオレフィンパウダーの移送装置、
（２）前記移送配管の勾配が１０°〜９０°の勾配を有することを特徴とする（１）のポリオレフィンパウダーの移送装置、
（３）前記自動連続抜き出し弁がＶノッチディスクタイプのボール弁である（１）、（２）のポリオレフィンパウダー移送装置、
（４）前記移送配管のサイズが２インチ以上である（１）、（２）、（３）のポリオレフィンパウダーの移送装置、
（５）流動層部分を有する高圧側の気相重合槽においてポリオレフィンパウダーを製造し、当該高圧側の気相重合槽から低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ、ポリオレフィンパウダーを移送するポリオレフィン製造プロセスにおいて、下記Ａ工程及びＢ工程を含むポリオレフィンパウダーの移送方法、
Ａ工程：高圧側の気相重合槽から、低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ、水平部分を有しないように常に勾配をもたせて設けられた移送配管を通じてポリオレフィンパウダーを移送する工程
Ｂ工程：前記の高圧側の気相重合槽のポリオレフィンパウダー抜出し口に設けられた自動連続抜出し弁を、当該高圧側の気相重合槽の流動層レベルを一定に保つように制御し、ポリオレフィンパウダーを低圧側の次工程の気相重合槽又は後工程用ホッパーへ連続的に移送する工程。
（６）前記高圧側の気相重合槽内の圧力と、前記低圧側の気相重合槽又は後工程用のホッパーとの間の圧力差が１５０ｋＰａ〜３０００ｋＰａである（６）のポリオレフィンパウダーの移送方法。
（７）前記自動連続抜き出し弁がＶノッチディスクタイプのボール弁である（５）、（６）のポリオレフィンパウダーの移送方法。
（８）前記移送配管のサイズが２インチ以上である（５）、（６）、（７）のポリオレフィンパウダーの移送方法、
（９）前記ポリオレフィンパウダーがエチレン又はプロピレンの単独重合体もしくはエチレン、プロピレン、１−ブテンから選ばれる２以上の共重合体であることを特徴とする（５）、（６）、（７）、（８）のポリオレフィンパウダーの移送方法
（１０）前記（５）、（６）、（７）、（８）、（９）のポリオレフィンパウダーの移送方法によりポリオレフィンパウダーを移送する工程を含むポリオレフィンの製造方法、に係るものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ポリオレフィンパウダーの移送に際して、移送配管の洗浄用ガスが不要で、かつ、移送配管へのポリオレフィンパウダーの付着や閉塞を生じることのない、効率のよいポリオレフィンパウダーの移送装置及び方法の提供が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な形態について詳細に説明する。図１は、気相重合槽から次工程のホッパーへのポリオレフィンパウダーを移送する場合の構成を概略的に示しているが、気相重合槽を複数有する場合の重合槽間の移送、重合槽とホッパー間の移送についても同様にして実施することができる。
【０００９】
気相重合槽１はいわゆる流動層式であり、その内部では、オレフィンモノマーを含むガスとポリオレフィンパウダーとの混合相が形成され、この重合槽の下部に取り付けられたガス分散板の下方からの循環ガスによって流動化される。ガスの循環は、気相重合槽のトップからボトムにループ状に接続された循環ガス配管４の途中に設けられた循環ガスコンプレッサーにより循環される。循環ガス配管には、循環ガスに同伴する細かい粉体を分離するためのサイクロンと、循環ガスを冷却するための循環ガスクーラーが配置されている。気相重合槽内の混合相が流動化された状況下で、プロピレンモノマー等のオレフィン原料ガス及び触媒を気相重合槽内に供給すると、触媒の存在により重合反応が進行しポリオレフィンパウダーが製造される。このようにして製造された気相重合槽中のポリオレフィンパウダーは、気相重合槽の流動層部分から移送配管７を通して第２の気相重合槽又は次工程のホッパーに気相重合槽内の圧力によって移送される。
【００１０】
本発明の最大の特徴は、設置する移送配管７の構成である。移送配管７は、気相重合槽１から次工程の気相重合槽（図示せず）又はホッパー８へ水平部分を有しないように常に勾配をもたせて設けられる。勾配を設けることにより、移送配管の洗浄用ガスを用いることなく、ポリオレフィンパウダーの移送配管への残留、付着又は閉塞を防止することが可能になる。移送配管の勾配は、１０°〜９０°、好ましくは３０°〜９０°であり、配管サイズは２インチ以上、好ましくは３インチ以上である。
【００１１】
気相重合槽１のポリオレフィン抜出し口には、自動連続抜出し弁６を設ける。ポリオレフィンパウダーは、気相重合槽１に設けられた流動層レベル計５の信号により気相重合槽１の流動層のレベルを一定に保つように自動連続抜出し弁６を制御して移送される。
【００１２】
レベル計としては、例えば、流動層の上下の差圧を測定する方式が採用される。自動連続抜き出し弁は、Ｖノッチディスクタイプのボール弁としてワンダー弁等が用いられる。
【００１３】
移送配管の勾配をもたせ、かつ、自動連続抜き出し弁及び間欠抜き出し弁を併設することにより、ポリオレフィン製造プロセスを運転する場合のフレキシビリティーを高めることができる。例えば、必要生産量が高く高能力で設備の運転を行っている場合には、間欠抜き出し弁の開閉頻度のみでは所定の量のポリオレフィンパウダーを抜き出すのが困難であること、時間当たりの弁の開閉回数が非常に多くなり弁の短命化を招くおそれがあること等の問題があり、自動連続抜き出し弁を用いるのが好適である。また、自動連続抜き出し弁を用いて連続的に抜出しを行うことによって間欠的に抜出す場合に比べて、ポリオレフィンパウダーの移送量を低下させずに流速を、約２分の１の低速に下げ、エチレン−プロピレンブロック共重合体やプロピレン−ブテン共重合体等の粘着性ポリマーを移送する際の配管内への付着による汚れを低減することができる。一方、配管に勾配をもたせることによって、移送配管中に残留ポリマー等が滞留することがないので洗浄・排出するオレフィンモノマーガス等の洗浄ガスは不要となる。
【００１５】
ポリオレフィンパウダーの移送は、高圧側の気相重合槽と低圧側の第２の気相重合槽又はホッパーとの間の圧力差により行われる。この圧力差は、例えば重合槽間で移送する場合は、圧力差は４００ｋＰａ程度であるが、重合槽からホッパーへ移送する場合は、ホッパーの圧力が低いので１３００ｋＰａ程度の圧力差で移送が行われる。好ましい圧力差は、１５０ｋＰａ〜３０００ｋＰａ、より好ましくは、３００〜１５００ｋＰａである。このように、上流側の槽の圧力が１５０ｋＰａ以上高く保たれているのが好適である。圧力差が１５０ｋＰａよりも小さいと、パウダーの移送速度が不十分となる。また、圧力差が３０００ｋＰａより大きいと配管に振動が生じ、配管強度等への安全上の問題がある。
【００１６】
本発明において、ポリオレフィンパウダーがエチレン又はプロピレンの単独重合体もしくはエチレン、プロピレン、１−ブテンから選ばれる２以上の共重合体である場合に好適に移送することができる。エチレン、プロピレン、１−ブテンから選ばれる２以上の共重合体としては、エチレン−プロピレンブロック共重合体やプロピレン−ブテン共重合体等の粘着性を有するパウダーが例示される。本発明は、これらのパウダーの移送に際して生じる、配管内の粘着性ポリマーによる汚れやパウダーの滞留を防止するのに有効であるが、エチレン又はプロピレンの単独重合体のパウダーの移送に対しても移送配管の洗浄用モノマーガスが不要であり、モノマー原単位を向上できる点で有用である。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例に基づいて、より具体的に説明するが、もとより本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１
図１に示した装置を用いて、エチレン‐プロピレンブロック共重合体を重合し、気相重合槽からホッパーへエチレン‐プロピレンブロック共重合体パウダーの連続移送を行った。気相重合槽とホッパーの間を長さ３０ｍ、直径５２．７ｍｍの移送配管で、配管途中には水平部分を設けず、少なくとも勾配が１０°以上となる様に接続した。気相重合槽は、圧力１．３ＭＰａ、温度７０℃、ホッパーの圧力は２０ｋＰａであり、生成エチレン‐プロピレンブロック共重合体パウダーの抜出しを、気相重合槽の流動層レベルが一定になるように自動抜出弁の開度を制御しながら行った。またその時のパウダーの流速は１１ｍ／ｓｅｃであった。配管を洗浄するモノマーガスは使用せずに２週間運転を行い、配管内部を開放点検したところ、配管内にはポリマー付着の汚れは全く見られなかった。
【００１８】
比較例１
気相重合槽とホッパーの間を長さ７０ｍ、直径５２．７ｍｍの移送配管で、配置の関係で途中に約１０ｍの水平部分がある以外は、少なくとも勾配が１０°以上となる様に接続した。気相重合槽は、実施例１と同様、圧力１．３ＭＰａ、温度７０℃、ホッパーの圧力は２０ｋＰａであったが、配管洗浄ガスとしてプロピレンモノマーを８００ｋｇ／Ｈで流し、間欠的に抜出しを行いながら気相重合槽からホッパーへエチレン‐プロピレンブロック共重合体パウダーの移送を行った。
パウダーの間欠抜出しは、弁を３０〜４０ｓｅｃ開、１０ｓｅｃ閉の周期で行い、弁が閉じられている間は洗浄モノマーガスを供給した。抜出し時のパウダー流速は２１ｍ／ｓｅｃであった。１週間の運転で抜出し能力が低下したので、配管内部を開放点検したところ、配管内にはポリマーが付着し、汚れが大であった。
【００１９】
上記の結果から次のことがわかる。本発明の条件に合致する実施例１は、プロピレンモノマーによる移送配管の洗浄を行わなかったにも拘わらず、２週間の運転後も移送配管内のポリオレフィンパウダーの汚れや滞留はなかった。一方、水平部分を有するポリマー移送配管を用い、間欠抜出しを行った比較例２は、配管洗浄を行ったにも拘わらず１週間でパウダーの抜出し能力が低下し、配管内のポリマーによる汚れが大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】気相重合槽から次工程のホッパーへのポリオレフィンパウダーを移送する場合の構成を概略的に示したフロー図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…気相重合槽、２…触媒供給口、３…原料供給口、４…循環ガスライン、５…流動層レベル計、６…自動連続抜出し弁、７…移送配管、８…ホッパー、９…ガス回収ライン
【図１】
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