JP2022086277A - 高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】連鎖移動剤をより簡便な装置で供給することができ、反応器に供給される連鎖移動剤濃度の偏差（バラツキ）を小さくすることができ、及び、連鎖移動剤の圧縮エネルギーを少なくすることができるという特徴に優れた高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置；・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。【選択図】なし
Description
本発明は、高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法に関するものである。
エチレンを高温、高圧のもとに、重合開始剤の存在下で重合させエチレンの重合体を得る装置及び方法は知られている（例えば、特許文献１及び２及び非特許文献１）。かかる高圧重合法においては、重合体に含まれるエチレン単位の連鎖長を調整するために、すなわち重合体の分子量を調整するために、連鎖移動剤が取り扱われる。
特許文献１には、圧縮機、反応器、高圧分離器、低圧分離器などを備えた高圧法ポリエチレン製造装置及び製造方法が、記載されている。
特許文献２には、前段圧縮機、中段圧縮機、後段圧縮機、反応器、高圧分離器、低圧分離器などを備えた高圧法ポリエチレン製造装置及び製造方法が、記載されている。
非特許文献１の５－１１頁及び６－４頁には、ブースターコンプレッサー、プライマリコンプレッサー、ハイパーコンプレッサー、管形反応器又はオートクレーブ反応器、高圧分離器、低圧分離器などを備えた高圧法低密度ポリエチレン製造装置が、記載されている。
SRI Consulting Report No. 36D, LOW DENSITY POLYETHYLENE by SUSAN L. BELL, September 2005
かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題は、エチレン高圧重合（本明細書におけるエチレン高圧重合とはエチレンの単独重合のみならず共重合をも含む）において、連鎖移動剤をより効率的に取り扱うことができる、具体的には、連鎖移動剤をより簡便な装置で供給することができ、反応器に供給される連鎖移動剤濃度の偏差（バラツキ）を小さくすることができ、及び、連鎖移動剤の圧縮エネルギーを少なくすることができるという特徴に優れた高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法を提供する点に存するものである。
本発明者は、このような背景に鑑みて鋭意検討をしたところ、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記のものである。
［１］
下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。
すなわち本発明は、下記のものである。
［１］
下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。
以下、［２］から［１０］は、それぞれ本発明の好ましい態様又は実施形態である。
［２］
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）が、下記の配管である、［１］に記載の製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管であり、連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）の中が、０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に制御されている配管。
［３］
下記設備を更に備える、［１］又は［２］に記載の製造装置；
・未反応エチレン保持ドラム（１５）：未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して供給された未反応低圧エチレンを、保持するドラム；及び
・未反応低圧エチレン供給配管（１６）：未反応エチレン保持ドラム（１５）と一次圧縮機前段部（１）を接続し、未反応エチレン保持ドラム（１５）から一次圧縮機前段部（１）へ未反応低圧エチレンを供給する配管。
［４］
下記設備を更に備える、［３］に記載の製造装置；
・一次圧縮機前段部（１）：エチレンを圧縮する圧縮機；
・一次圧縮機後段部（２）：一次圧縮機前段（１）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・二次圧縮機（３）：一次圧縮機後段（２）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・反応器（４）：、二次圧縮機（３）から供給されたエチレンと反応器（４）に供給される重合開始剤とによって、エチレンを重合して、ポリエチレンを製造する反応器；
・高圧分離器（５）：反応器（４）から反応器（４）で得られたポリエチレンと未反応エチレンが供給され、ポリエチレンと未反応高圧エチレンを分離する高圧分離器；
・未反応高圧エチレン供給配管（６）：高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを二次圧縮機（３）へ供給するための配管；
・ポリエチレン抜出し配管（７）：高圧分離器（５）で分離されたポリエチレンを高圧分離器（５）から抜出し、低圧分離器（８）へ供給するための配管；
・低圧分離器（８）：高圧分離器（５）で分離されポリエチレン抜出し配管（７）を通して供給されたポリエチレンに含まれる未反応低圧エチレンとポリエチレンを分離する分離器；
・未反応低圧エチレン供給配管（９）：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給するための配管；及び
・ポリエチレン抜出し配管（１０）：低圧分離器（８）で分離されたポリエチレンを抜出すための配管。
［５］
下記設備を更に備える、［３］又は［４］に記載の製造装置；
・エチレン供給配管（１３）：一次圧縮機前段部（１）と一次圧縮機後段（２）を接続し、圧縮された未反応エチレンを、一次圧縮機前段部（１）から一次圧縮機後段（２）へ供給するための配管であり、フレッシュエチレン供給配管（１４）と合流する配管；及び
・フレッシュエチレン供給配管（１４）：エチレン供給配管（１３）に接続し、フレッシュエチレンを供給するための配管。
［６］
下記工程を含む、高圧法ポリエチレン製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；及び
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
［７］
未反応低圧エチレンリサイクル工程及び連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程が下記の工程である、［６］に記載の製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１５０～２２０℃の温度の未反応低圧エチレンを、未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に中が制御された連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から、０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１０～６０℃の温度に中が制御された未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
［８］
下記工程を更に備える、［６］又は［７］に記載の製造方法；
・圧縮工程：エチレンを圧縮する工程；
・反応工程：圧縮されたエチレンと重合開始剤を反応器（４）に供給して、エチレンを重合し、ポリエチレンを生成する工程；
・分離工程：反応器（４）で生成したポリエチレンと未反応エチレンを、高圧分離器（５）で分離し、高圧分離器（５）から生成ポリエチレンを抜出し、抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）へ供給し、低圧分離器（８）でポリエチレンに含まれる未反応エチレンを分離し、ポリエチレンを抜出す工程；
・未反応高圧エチレンリサイクル工程：高圧分離器（５）で分離された未反応エチレンを未反応高圧エチレン供給配管（６）を通して減圧し、減圧した未反応エチレンを二次圧縮機（３）に供給する工程；及び
・フレッシュエチレン供給工程：フレッシュエチレンを、フレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン供給配管（１３）に供給する工程。
［９］
圧縮工程が、下記の工程である、［８］に記載の製造方法；
・圧縮工程：一次圧縮機前段（１）によってエチレンを０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機前段（１）で圧縮されたエチレンを一次圧縮機後段（２）で３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機後段（２）で圧縮されたエチレンを二次圧縮機（３）で２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮する工程。
［１０］
高圧法ポリエチレン製造装置を用いる、［６］～［９］のいずれか１項に記載の製造方法。
［２］
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）が、下記の配管である、［１］に記載の製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管であり、連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）の中が、０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に制御されている配管。
［３］
下記設備を更に備える、［１］又は［２］に記載の製造装置；
・未反応エチレン保持ドラム（１５）：未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して供給された未反応低圧エチレンを、保持するドラム；及び
・未反応低圧エチレン供給配管（１６）：未反応エチレン保持ドラム（１５）と一次圧縮機前段部（１）を接続し、未反応エチレン保持ドラム（１５）から一次圧縮機前段部（１）へ未反応低圧エチレンを供給する配管。
［４］
下記設備を更に備える、［３］に記載の製造装置；
・一次圧縮機前段部（１）：エチレンを圧縮する圧縮機；
・一次圧縮機後段部（２）：一次圧縮機前段（１）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・二次圧縮機（３）：一次圧縮機後段（２）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・反応器（４）：、二次圧縮機（３）から供給されたエチレンと反応器（４）に供給される重合開始剤とによって、エチレンを重合して、ポリエチレンを製造する反応器；
・高圧分離器（５）：反応器（４）から反応器（４）で得られたポリエチレンと未反応エチレンが供給され、ポリエチレンと未反応高圧エチレンを分離する高圧分離器；
・未反応高圧エチレン供給配管（６）：高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを二次圧縮機（３）へ供給するための配管；
・ポリエチレン抜出し配管（７）：高圧分離器（５）で分離されたポリエチレンを高圧分離器（５）から抜出し、低圧分離器（８）へ供給するための配管；
・低圧分離器（８）：高圧分離器（５）で分離されポリエチレン抜出し配管（７）を通して供給されたポリエチレンに含まれる未反応低圧エチレンとポリエチレンを分離する分離器；
・未反応低圧エチレン供給配管（９）：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給するための配管；及び
・ポリエチレン抜出し配管（１０）：低圧分離器（８）で分離されたポリエチレンを抜出すための配管。
［５］
下記設備を更に備える、［３］又は［４］に記載の製造装置；
・エチレン供給配管（１３）：一次圧縮機前段部（１）と一次圧縮機後段（２）を接続し、圧縮された未反応エチレンを、一次圧縮機前段部（１）から一次圧縮機後段（２）へ供給するための配管であり、フレッシュエチレン供給配管（１４）と合流する配管；及び
・フレッシュエチレン供給配管（１４）：エチレン供給配管（１３）に接続し、フレッシュエチレンを供給するための配管。
［６］
下記工程を含む、高圧法ポリエチレン製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；及び
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
［７］
未反応低圧エチレンリサイクル工程及び連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程が下記の工程である、［６］に記載の製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１５０～２２０℃の温度の未反応低圧エチレンを、未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に中が制御された連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から、０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１０～６０℃の温度に中が制御された未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
［８］
下記工程を更に備える、［６］又は［７］に記載の製造方法；
・圧縮工程：エチレンを圧縮する工程；
・反応工程：圧縮されたエチレンと重合開始剤を反応器（４）に供給して、エチレンを重合し、ポリエチレンを生成する工程；
・分離工程：反応器（４）で生成したポリエチレンと未反応エチレンを、高圧分離器（５）で分離し、高圧分離器（５）から生成ポリエチレンを抜出し、抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）へ供給し、低圧分離器（８）でポリエチレンに含まれる未反応エチレンを分離し、ポリエチレンを抜出す工程；
・未反応高圧エチレンリサイクル工程：高圧分離器（５）で分離された未反応エチレンを未反応高圧エチレン供給配管（６）を通して減圧し、減圧した未反応エチレンを二次圧縮機（３）に供給する工程；及び
・フレッシュエチレン供給工程：フレッシュエチレンを、フレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン供給配管（１３）に供給する工程。
［９］
圧縮工程が、下記の工程である、［８］に記載の製造方法；
・圧縮工程：一次圧縮機前段（１）によってエチレンを０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機前段（１）で圧縮されたエチレンを一次圧縮機後段（２）で３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機後段（２）で圧縮されたエチレンを二次圧縮機（３）で２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮する工程。
［１０］
高圧法ポリエチレン製造装置を用いる、［６］～［９］のいずれか１項に記載の製造方法。
本発明によれば、連鎖移動剤をより簡便な装置で供給することができ、反応器に供給される連鎖移動剤濃度の偏差（バラツキ）を小さくすることができ、及び、連鎖移動剤の圧縮エネルギーを少なくすることができるという特徴に優れた高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法を提供することができる。
本発明による製造装置及び製造方法の一実施形態を、図１を参照して下記に詳細に説明する。
一次圧縮機後段（２）から二次圧縮機（３）に高圧エチレン配管（１８）を通して、エチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管（１８）に酢酸ビニル（１９）（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器（４）に酢酸ビニルを供給し、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエートを添加して、エチレンと酢酸ビニル（１９）を重合させる。
重合反応器（４）から高圧分離器（５）に重合混合物を放出し、生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離する。
高圧分離器（５）で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）に抜出し、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離する。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管（１０）を通して抜出し、造粒機でペレットとする。
低圧分離器（８）で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）に供給する。未反応エチレン保持ドラム（１５）で保持した未反応エチレンガスをエチレン配管（１６）を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管（１６）に連鎖移動剤（ＣＴＡ）（１７）としてプロパンを供給して一次圧縮機前段（１）にプロパンを供給する。
一次圧縮機前段（１）で未反応エチレンガスとプロパンを圧縮して、エチレン配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する。
高圧分離器（５）で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管（６）を通して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機（３）の入り口配管へ供給する。
フレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する。
一次圧縮機前段（１）から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段（２）で圧縮し、二次圧縮機（３）へ供給する。
二次圧縮機（３）で圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器（４）へ供給して、重合反応を連続して行う。
＜製造装置＞
本発明の製造装置は、
下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置である；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。
一次圧縮機後段（２）から二次圧縮機（３）に高圧エチレン配管（１８）を通して、エチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管（１８）に酢酸ビニル（１９）（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器（４）に酢酸ビニルを供給し、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエートを添加して、エチレンと酢酸ビニル（１９）を重合させる。
重合反応器（４）から高圧分離器（５）に重合混合物を放出し、生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離する。
高圧分離器（５）で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）に抜出し、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離する。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管（１０）を通して抜出し、造粒機でペレットとする。
低圧分離器（８）で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）に供給する。未反応エチレン保持ドラム（１５）で保持した未反応エチレンガスをエチレン配管（１６）を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管（１６）に連鎖移動剤（ＣＴＡ）（１７）としてプロパンを供給して一次圧縮機前段（１）にプロパンを供給する。
一次圧縮機前段（１）で未反応エチレンガスとプロパンを圧縮して、エチレン配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する。
高圧分離器（５）で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管（６）を通して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機（３）の入り口配管へ供給する。
フレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する。
一次圧縮機前段（１）から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段（２）で圧縮し、二次圧縮機（３）へ供給する。
二次圧縮機（３）で圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器（４）へ供給して、重合反応を連続して行う。
＜製造装置＞
本発明の製造装置は、
下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置である；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。
一次圧縮機前段部（１）
一次圧縮機前段部（１）は、エチレンを例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
一次圧縮機前段部（１）は、エチレンを例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
一次圧縮機後段部（２）
一次圧縮機後段部（２）は、一次圧縮機前段（１）から供給されたエチレンを例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
一次圧縮機後段部（２）は、一次圧縮機前段（１）から供給されたエチレンを例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
二次圧縮機（３）
二次圧縮機（３）は、一次圧縮機後段（２）から供給されたエチレンを例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
二次圧縮機（３）は、一次圧縮機後段（２）から供給されたエチレンを例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲で圧縮する圧縮機である。
反応器（４）
反応器（４）は、二次圧縮機（３）から供給されたエチレンと反応器（４）に供給される重合開始剤とによって、エチレンを重合して、ポリエチレンを製造する反応器である。
反応器（４）は、管状反応器あるいは槽状反応器などの何れであってもよく、エチレン高圧重合は、例えば酸素または過酸化物のような重合開始剤を用いて、圧力を例えば２０ＭＰａ以上、好ましくは１００～５００ＭＰａ、より好ましくは１００～４００ＭＰａ、温度を例えば１００℃以上、好ましくは１００～４００℃、より好ましくは１５０～３５０℃、更により好ましくは１５０～３００℃の条件で実施されることができる。
反応器（４）に入るエチレン流は重合開始剤の外に共単量体、連鎖移動剤を含むことができる。
反応器（４）は、二次圧縮機（３）から供給されたエチレンと反応器（４）に供給される重合開始剤とによって、エチレンを重合して、ポリエチレンを製造する反応器である。
反応器（４）は、管状反応器あるいは槽状反応器などの何れであってもよく、エチレン高圧重合は、例えば酸素または過酸化物のような重合開始剤を用いて、圧力を例えば２０ＭＰａ以上、好ましくは１００～５００ＭＰａ、より好ましくは１００～４００ＭＰａ、温度を例えば１００℃以上、好ましくは１００～４００℃、より好ましくは１５０～３５０℃、更により好ましくは１５０～３００℃の条件で実施されることができる。
反応器（４）に入るエチレン流は重合開始剤の外に共単量体、連鎖移動剤を含むことができる。
高圧分離器（５）
高圧分離器（５）は、反応器（４）から減圧して反応器（４）で得られたポリエチレンと未反応エチレンが供給され、ポリエチレンと未反応高圧エチレンを分離する高圧分離器である。
反応器（４）中で生成した重合体ポリマー、未反応エチレンガス、重合副生成物、溶剤および潤滑油等からなる反応生成混合物は、場合により圧力調整弁を経て、高圧分離器（５）入って減圧放出され、反応生成混合物中に含まれる重合体の一部が、例えば１０～１００ＭＰａ、好ましくは５０～１００ＭＰａ、より好ましくは７０ＭＰａ以下の圧力下で、例えば２００～２６０℃の温度で、分離される。
高圧分離器（５）は、反応器（４）から減圧して反応器（４）で得られたポリエチレンと未反応エチレンが供給され、ポリエチレンと未反応高圧エチレンを分離する高圧分離器である。
反応器（４）中で生成した重合体ポリマー、未反応エチレンガス、重合副生成物、溶剤および潤滑油等からなる反応生成混合物は、場合により圧力調整弁を経て、高圧分離器（５）入って減圧放出され、反応生成混合物中に含まれる重合体の一部が、例えば１０～１００ＭＰａ、好ましくは５０～１００ＭＰａ、より好ましくは７０ＭＰａ以下の圧力下で、例えば２００～２６０℃の温度で、分離される。
分離された重合体は、重量平均分子量５０００以下の低分子量物を殆んど含んでいない。
高圧分離器（５）において分離された重合体は、低圧分離器（８）に送られ、重合体中に残留する未反応エチレンガスを分離除去した後、ポリエチレン抜出し配管（１０）から製品ポリエチレンとして取出される。
高圧分離器（５）において分離された重合体は、低圧分離器（８）に送られ、重合体中に残留する未反応エチレンガスを分離除去した後、ポリエチレン抜出し配管（１０）から製品ポリエチレンとして取出される。
未反応高圧エチレン供給配管（６）
未反応高圧エチレン供給配管（６）は、高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを、二次圧縮機（３）へ供給するための配管である。
未反応高圧エチレン供給配管（６）は、高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを、二次圧縮機（３）へ供給するための配管である。
ポリエチレン抜出し配管（７）
ポリエチレン抜出し配管（７）は、高圧分離器（５）で分離されたポリエチレンを高圧分離器（５）から抜出し、低圧分離器（８）へ供給するための配管である。
ポリエチレン抜出し配管（７）は、高圧分離器（５）で分離されたポリエチレンを高圧分離器（５）から抜出し、低圧分離器（８）へ供給するための配管である。
低圧分離器（８）
低圧分離器（８）は、高圧分離器（５）で分離されポリエチレン抜出し配管（７）を通して供給されたポリエチレンに含まれる未反応低圧エチレンとポリエチレンを分離する分離器である。
低圧分離器（８）で頭部に分離された例えば約２００～２５０℃の未反応ガスは、例えば冷却器で２０～５０℃に冷却された後、例えば分離器に送られ溶剤等の不純物を除去する。不純物を除去した未反応ガスエチレンは、未反応低圧エチレン配管（９）を通して、一次圧縮機前段（１）の入口にもどされる。
低圧分離器（８）は、高圧分離器（５）で分離されポリエチレン抜出し配管（７）を通して供給されたポリエチレンに含まれる未反応低圧エチレンとポリエチレンを分離する分離器である。
低圧分離器（８）で頭部に分離された例えば約２００～２５０℃の未反応ガスは、例えば冷却器で２０～５０℃に冷却された後、例えば分離器に送られ溶剤等の不純物を除去する。不純物を除去した未反応ガスエチレンは、未反応低圧エチレン配管（９）を通して、一次圧縮機前段（１）の入口にもどされる。
未反応低圧エチレン供給配管（９）
未反応低圧エチレン供給配管（９）は、低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを一次圧縮機前段へ供給するための配管である。未反応低圧エチレン供給配管（９）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１５０～２２０℃の温度に制御されることができる。
未反応低圧エチレン供給配管（９）は、低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを一次圧縮機前段へ供給するための配管である。未反応低圧エチレン供給配管（９）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１５０～２２０℃の温度に制御されることができる。
ポリエチレン抜出し配管（１０）
ポリエチレン抜出し配管（１０）は、低圧分離器（８）で分離されたポリエチレンを抜出すための配管である。ポリエチレン抜出し配管（１０）から抜出されたポリエチレンは、押出機、冷却器及び造粒機などを通って、ペレット製品に加工することができる。得られるポリエチレンは、低密度ポリエチレンであることができ、例えば、９１０～９２０ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
ポリエチレン抜出し配管（１０）は、低圧分離器（８）で分離されたポリエチレンを抜出すための配管である。ポリエチレン抜出し配管（１０）から抜出されたポリエチレンは、押出機、冷却器及び造粒機などを通って、ペレット製品に加工することができる。得られるポリエチレンは、低密度ポリエチレンであることができ、例えば、９１０～９２０ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
エチレン供給配管（１３）
エチレン供給配管（１３）は、一次圧縮機前段部（１）と一次圧縮機後段（２）を接続し、例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａに圧縮された未反応エチレンを、一次圧縮機前段部（１）から一次圧縮機後段（２）へ供給するための配管であり、フレッシュエチレン供給配管（１４）と合流する。
エチレン供給配管（１３）は、一次圧縮機前段部（１）と一次圧縮機後段（２）を接続し、例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａに圧縮された未反応エチレンを、一次圧縮機前段部（１）から一次圧縮機後段（２）へ供給するための配管であり、フレッシュエチレン供給配管（１４）と合流する。
フレッシュエチレン供給配管（１４）
フレッシュエチレン供給配管（１４）は、エチレン供給配管（１３）に接続し、フレッシュエチレンを供給するための配管である。例えば０．８ＭＰａ～３ＭＰａのフレッシュエチレンガスが供給される。
一実施形態として、原料エチレンガスは、フレッシュエチレン供給配管（１４）から一次圧縮機後段部（２）に送られ、例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮された後、二次圧縮機（３）でさらに例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮される。重合圧力まで昇圧されたガスは反応器（４）に送られ、例えば１５０～３００℃の所定温度で酸素あるいは過酸化物開始剤を用いて重合される。
フレッシュエチレン供給配管（１４）は、エチレン供給配管（１３）に接続し、フレッシュエチレンを供給するための配管である。例えば０．８ＭＰａ～３ＭＰａのフレッシュエチレンガスが供給される。
一実施形態として、原料エチレンガスは、フレッシュエチレン供給配管（１４）から一次圧縮機後段部（２）に送られ、例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮された後、二次圧縮機（３）でさらに例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮される。重合圧力まで昇圧されたガスは反応器（４）に送られ、例えば１５０～３００℃の所定温度で酸素あるいは過酸化物開始剤を用いて重合される。
未反応エチレン保持ドラム（１５）
未反応エチレン保持ドラム（１５）は、未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して供給された未反応低圧エチレンを、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に保持するドラムである。
未反応エチレン保持ドラム（１５）は、未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して供給された未反応低圧エチレンを、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に保持するドラムである。
未反応低圧エチレン供給配管（１６）
未反応低圧エチレン供給配管（１６）は、未反応エチレン保持ドラム（１５）と一次圧縮機前段部（１）を接続し、未反応エチレン保持ドラム（１５）から一次圧縮機前段部（１）へ未反応低圧エチレンを供給する配管である。未反応低圧エチレン供給配管（１６）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
未反応低圧エチレン供給配管（１６）は、未反応エチレン保持ドラム（１５）と一次圧縮機前段部（１）を接続し、未反応エチレン保持ドラム（１５）から一次圧縮機前段部（１）へ未反応低圧エチレンを供給する配管である。未反応低圧エチレン供給配管（１６）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）は、未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管である。連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）は、未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管である。連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）の中は、例えば０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
高圧エチレン配管（１８）
高圧エチレン配管（１８）は、一次圧縮機後段部（２）と二次圧縮機（３）を接続する配管であり、未反応高圧エチレン供給配管（６）から二次圧縮機（３）へ、高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを供給するための、及び、一次圧縮機後段（２）から二次圧縮機（３）へエチレンを供給するための配管である。高圧エチレン配管（１８）の中は、例えば１０ＭＰａ～２０ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
高圧エチレン配管（１８）は、一次圧縮機後段部（２）と二次圧縮機（３）を接続する配管であり、未反応高圧エチレン供給配管（６）から二次圧縮機（３）へ、高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを供給するための、及び、一次圧縮機後段（２）から二次圧縮機（３）へエチレンを供給するための配管である。高圧エチレン配管（１８）の中は、例えば１０ＭＰａ～２０ＭＰａの圧力で例えば１０～６０℃の温度に制御されることができる。
＜製造方法＞
本発明の製造方法は、
下記工程を含む、高圧法ポリエチレン製造方法である；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；及び
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
本発明の製造方法は、
下記工程を含む、高圧法ポリエチレン製造方法である；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；及び
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。
圧縮工程
圧縮工程は、１段に限らず、２段以上の段階で圧縮する工程を含むことができる。
例えば、圧縮工程は、
一次圧縮機前段（１）によってエチレンを例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲に圧縮し、
一次圧縮機前段（１）で圧縮されたエチレンを一次圧縮機後段（２）で例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮し、
一次圧縮機後段（２）で圧縮されたエチレンを二次圧縮機（３）で例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮する工程である。
圧縮工程は、１段に限らず、２段以上の段階で圧縮する工程を含むことができる。
例えば、圧縮工程は、
一次圧縮機前段（１）によってエチレンを例えば０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲に圧縮し、
一次圧縮機前段（１）で圧縮されたエチレンを一次圧縮機後段（２）で例えば３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮し、
一次圧縮機後段（２）で圧縮されたエチレンを二次圧縮機（３）で例えば２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮する工程である。
反応工程
反応工程は、
二次圧縮機（３）で圧縮されたエチレンと重合開始剤を反応器（４）に供給して、エチレンを重合し、ポリエチレンを生成する工程である。
反応工程の詳細な運転条件は、上記の反応器（４）の説明で記載した条件を適用することができる。
反応工程は、
二次圧縮機（３）で圧縮されたエチレンと重合開始剤を反応器（４）に供給して、エチレンを重合し、ポリエチレンを生成する工程である。
反応工程の詳細な運転条件は、上記の反応器（４）の説明で記載した条件を適用することができる。
分離工程
分離工程は、
反応器（４）で生成したポリエチレンと未反応エチレンを、高圧分離器（５）で分離し、
高圧分離器（５）から生成ポリエチレンを抜出し、抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）へ供給し、
低圧分離器（８）でポリエチレンに含まれる未反応エチレンを分離し、ポリエチレンを抜出す工程である。
高圧分離器（５）及び低圧分離器（８）での分離工程の詳細な運転条件は、上記の高圧分離器（５）及び低圧分離器（８）の説明で記載した条件を適用することができる。
分離工程は、
反応器（４）で生成したポリエチレンと未反応エチレンを、高圧分離器（５）で分離し、
高圧分離器（５）から生成ポリエチレンを抜出し、抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）へ供給し、
低圧分離器（８）でポリエチレンに含まれる未反応エチレンを分離し、ポリエチレンを抜出す工程である。
高圧分離器（５）及び低圧分離器（８）での分離工程の詳細な運転条件は、上記の高圧分離器（５）及び低圧分離器（８）の説明で記載した条件を適用することができる。
未反応高圧エチレンリサイクル工程
未反応高圧エチレンリサイクル工程は、
高圧分離器（５）で分離された未反応エチレンを未反応高圧エチレン供給配管（６）を通して、未反応エチレンを二次圧縮機（３）に供給する工程である。
未反応高圧エチレンリサイクル工程の詳細な運転条件は、上記の未反応高圧エチレン供給配管（６）の説明で記載した条件を適用することができる。
未反応高圧エチレンリサイクル工程は、
高圧分離器（５）で分離された未反応エチレンを未反応高圧エチレン供給配管（６）を通して、未反応エチレンを二次圧縮機（３）に供給する工程である。
未反応高圧エチレンリサイクル工程の詳細な運転条件は、上記の未反応高圧エチレン供給配管（６）の説明で記載した条件を適用することができる。
未反応低圧エチレンリサイクル工程
未反応低圧エチレンリサイクル工程は、
低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程である。
未反応低圧エチレンリサイクル工程の詳細な運転条件は、上記の低圧分離器（８）及び未反応低圧エチレン供給配管（９）及び未反応エチレン保持ドラム（１５）の説明で記載した条件を適用することができる。
未反応低圧エチレンリサイクル工程は、
低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程である。
未反応低圧エチレンリサイクル工程の詳細な運転条件は、上記の低圧分離器（８）及び未反応低圧エチレン供給配管（９）及び未反応エチレン保持ドラム（１５）の説明で記載した条件を適用することができる。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程は、連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程である。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程の詳細な運転条件は、上記の連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）及び未反応低圧エチレン供給配管（１６）の説明で記載した条件を適用することができる。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程は、連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程である。
連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程の詳細な運転条件は、上記の連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）及び未反応低圧エチレン供給配管（１６）の説明で記載した条件を適用することができる。
フレッシュエチレン供給工程
フレッシュエチレン供給工程は、
フレッシュエチレンを、フレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン供給配管（１３）に供給し、
エチレン供給配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する工程である。
フレッシュエチレン供給工程の詳細な運転条件は、上記のフレッシュエチレン供給配管（１４）及びエチレン供給配管（１３）の説明で記載した条件を適用することができる。
フレッシュエチレン供給工程は、
フレッシュエチレンを、フレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン供給配管（１３）に供給し、
エチレン供給配管（１３）を通して一次圧縮機後段（２）へ供給する工程である。
フレッシュエチレン供給工程の詳細な運転条件は、上記のフレッシュエチレン供給配管（１４）及びエチレン供給配管（１３）の説明で記載した条件を適用することができる。
本発明は高圧循環ガス系を備えた高圧エチレン重合装置を用いて実施することができる。
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての重合開始剤及び連鎖移動剤を用いることができる。
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての重合開始剤及び連鎖移動剤を用いることができる。
＜重合開始剤＞
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化ラウロイル、過酸化ジプロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ第三ブチル、第三ブチルヒドロパーオキシド、過酸化トリメチルヘキサノイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、第三ブチルパーアセテート、第三ブチルパーイソブチレートのような有機過酸化物、過酸化水素：分子状酸素；アゾビスイソブチロニトリル、アゾイソブチルバレロニトリルのようなアゾ化合物、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、酸素等を、好適な例としてあげることができる。
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化ラウロイル、過酸化ジプロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ第三ブチル、第三ブチルヒドロパーオキシド、過酸化トリメチルヘキサノイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、第三ブチルパーアセテート、第三ブチルパーイソブチレートのような有機過酸化物、過酸化水素：分子状酸素；アゾビスイソブチロニトリル、アゾイソブチルバレロニトリルのようなアゾ化合物、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、酸素等を、好適な例としてあげることができる。
＜連鎖移動剤＞
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての連鎖移動剤を用いることができる。
連鎖移動剤としては、例えば、エタン、プロパン、ブタン、ヘフタン、ヘキサン、ペンタンのようなパラフィン炭化水素；プロピレン、ブテン－１、ヘキセン－１、３－メチルブテン－１のようなα－オレフィン；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピレンアルデヒド、ｎ－ブチルアルデヒドのようなアルデヒド；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソプロピルケトンのようなケトン；芳香族炭化水素；塩素化炭化水素等を好適な例としてあげることができる。
本発明においては、エチレンの重合又は共重合に用いることの知られているすべての連鎖移動剤を用いることができる。
連鎖移動剤としては、例えば、エタン、プロパン、ブタン、ヘフタン、ヘキサン、ペンタンのようなパラフィン炭化水素；プロピレン、ブテン－１、ヘキセン－１、３－メチルブテン－１のようなα－オレフィン；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピレンアルデヒド、ｎ－ブチルアルデヒドのようなアルデヒド；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソプロピルケトンのようなケトン；芳香族炭化水素；塩素化炭化水素等を好適な例としてあげることができる。
＜共単量体＞
本発明の装置及び方法はエチレンと他のエチレンと共重合し得る共単量体との共重合にも適用できる。
本発明においては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらのアルキルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリチン、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｎ－ビニルイミド化合物、ビニルアリール化合物、ビニルエーテル化合物及びビニルケトン化合物等を包含するエチレン性不飽和基を有する化合物のようなエチレンと共重合することの知られているすべての共単量体を用いることができる。
共単量体は、得られる共重合中に、０重量％を超え約５０重量％以下、好ましくは約４０重量％以下、より好ましくは約３０重量％以下、更により好ましくは約２０重量％以下の量で含まれるように、使用することができる。
共単量体は、いずれの設備及び工程に、添加することができる。共単量体は、例えば、圧縮機周辺から反応器周辺に至るまでの設備及び工程などに、添加することができる。
本発明の装置及び方法はエチレンと他のエチレンと共重合し得る共単量体との共重合にも適用できる。
本発明においては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらのアルキルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリチン、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｎ－ビニルイミド化合物、ビニルアリール化合物、ビニルエーテル化合物及びビニルケトン化合物等を包含するエチレン性不飽和基を有する化合物のようなエチレンと共重合することの知られているすべての共単量体を用いることができる。
共単量体は、得られる共重合中に、０重量％を超え約５０重量％以下、好ましくは約４０重量％以下、より好ましくは約３０重量％以下、更により好ましくは約２０重量％以下の量で含まれるように、使用することができる。
共単量体は、いずれの設備及び工程に、添加することができる。共単量体は、例えば、圧縮機周辺から反応器周辺に至るまでの設備及び工程などに、添加することができる。
実施例１
一次圧縮機後段２から二次圧縮機３に高圧エチレン配管１８を通して、１４，４００Ｋｇ／Ｈｒでエチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管１８に酢酸ビニル１９（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器４に酢酸ビニルを５６０Ｋｇ／Ｈｒで供給し、圧力１９１ＭＰａ、温度２１０℃の条件で、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエートを添加して、エチレンと酢酸ビニル１９を重合させた。生成ポリマー量は２，４００Ｋｇ／Ｈｒであった。
重合反応器４から２１．３ＭＰａの高圧分離器５に重合混合物を放出し、２３８℃で生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離した。
高圧分離器５で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管７を通して、０．０４２ＭＰａの低圧分離器８に抜出し、２０４℃で、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離した。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとした。
低圧分離器８で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管９を通して、０．０４０ＭＰａで３３℃の温度の未反応エチレン保持ドラム１５に供給した。未反応エチレン保持ドラム１５で保持した０．０４０ＭＰａの未反応エチレンガスをエチレン配管１６を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管１６に連鎖移動剤（ＣＴＡ）１７としてプロパンを供給して一次圧縮機前段１にプロパンを１９．９Ｋｇ／Ｈｒで供給した。
一次圧縮機前段１で未反応エチレンガスとプロパンを３．０ＭＰａに圧縮して、エチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
高圧分離器５で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管６を通して１６．０ＭＰａまで減圧して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機３の入り口配管へ供給した。
３．０ＭＰａのフレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管１４からエチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
一次圧縮機前段１から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段２で１６．７ＭＰａに圧縮し、二次圧縮機３へ供給した。
二次圧縮機３で２０２ＭＰａに圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器４へ供給して、重合反応を連続して行った。
高圧エチレン配管１８に設置したガスクロマトグラフィーで、酢酸ビニル（共単量体）とプロパン（連鎖移動剤）のそれぞれの濃度を約２００回測定して平均値濃度及び濃度の標準偏差を求めた。その結果を表１に示す。
一次圧縮機後段２から二次圧縮機３に高圧エチレン配管１８を通して、１４，４００Ｋｇ／Ｈｒでエチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管１８に酢酸ビニル１９（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器４に酢酸ビニルを５６０Ｋｇ／Ｈｒで供給し、圧力１９１ＭＰａ、温度２１０℃の条件で、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエートを添加して、エチレンと酢酸ビニル１９を重合させた。生成ポリマー量は２，４００Ｋｇ／Ｈｒであった。
重合反応器４から２１．３ＭＰａの高圧分離器５に重合混合物を放出し、２３８℃で生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離した。
高圧分離器５で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管７を通して、０．０４２ＭＰａの低圧分離器８に抜出し、２０４℃で、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離した。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとした。
低圧分離器８で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管９を通して、０．０４０ＭＰａで３３℃の温度の未反応エチレン保持ドラム１５に供給した。未反応エチレン保持ドラム１５で保持した０．０４０ＭＰａの未反応エチレンガスをエチレン配管１６を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管１６に連鎖移動剤（ＣＴＡ）１７としてプロパンを供給して一次圧縮機前段１にプロパンを１９．９Ｋｇ／Ｈｒで供給した。
一次圧縮機前段１で未反応エチレンガスとプロパンを３．０ＭＰａに圧縮して、エチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
高圧分離器５で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管６を通して１６．０ＭＰａまで減圧して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機３の入り口配管へ供給した。
３．０ＭＰａのフレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管１４からエチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
一次圧縮機前段１から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段２で１６．７ＭＰａに圧縮し、二次圧縮機３へ供給した。
二次圧縮機３で２０２ＭＰａに圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器４へ供給して、重合反応を連続して行った。
高圧エチレン配管１８に設置したガスクロマトグラフィーで、酢酸ビニル（共単量体）とプロパン（連鎖移動剤）のそれぞれの濃度を約２００回測定して平均値濃度及び濃度の標準偏差を求めた。その結果を表１に示す。
低圧部に供給したプロパンの方が濃度の標準偏差が小さく、濃度のバラツキが少ないことが分かる。
実施例２
一次圧縮機後段２から二次圧縮機３に高圧エチレン配管１８を通して、１２９００Ｋｇ／Ｈｒでエチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管１８に酢酸ビニル１９（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器４に酢酸ビニルを１６７Ｋｇ／Ｈｒで供給し、圧力１５１ＭＰａ、温度２３８℃の条件で、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートを添加して、エチレンと酢酸ビニル１９を重合させた。生成ポリマー量は２，５００Ｋｇ／Ｈｒであった。
重合反応器４から２１．３ＭＰａの高圧分離器５に重合混合物を放出し、２４１℃で生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離した。
高圧分離器５で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管７を通して、０．０４２ＭＰａの低圧分離器８に抜出し、２０８℃で、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離した。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとした。
低圧分離器８で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管９を通して、０．０４０ＭＰａで３２℃の温度の未反応エチレン保持ドラム１５に供給した。未反応エチレン保持ドラム１５で保持した０．０４０ＭＰａの未反応エチレンガスをエチレン配管１６を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管１６に連鎖移動剤（ＣＴＡ）１７としてプロパンを供給して一次圧縮機前段１にプロパンを２０．８Ｋｇ／Ｈｒで供給した。
一次圧縮機前段１で未反応エチレンガスとプロパンを３．０ＭＰａに圧縮して、エチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
高圧分離器５で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管６を通して１７．６ＭＰａまで減圧して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機３の入り口配管へ供給した。
３．０ＭＰａのフレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管１４からエチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
一次圧縮機前段１から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段２で１８．７ＭＰａに圧縮し、二次圧縮機３へ供給した。
二次圧縮機３で１５８．９ＭＰａに圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器４へ供給して、重合反応を連続して行った。
高圧エチレン配管１８に設置したガスクロマトグラフィーで、酢酸ビニル（共単量体）とプロパン（連鎖移動剤）のそれぞれの濃度を約３００回測定して平均値濃度及び濃度の標準偏差を求めた。その結果を表２に示す。
一次圧縮機後段２から二次圧縮機３に高圧エチレン配管１８を通して、１２９００Ｋｇ／Ｈｒでエチレンガスを供給し、該高圧エチレン配管１８に酢酸ビニル１９（共単量体；図示せず）を供給して重合反応器４に酢酸ビニルを１６７Ｋｇ／Ｈｒで供給し、圧力１５１ＭＰａ、温度２３８℃の条件で、重合開始剤としてｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートを添加して、エチレンと酢酸ビニル１９を重合させた。生成ポリマー量は２，５００Ｋｇ／Ｈｒであった。
重合反応器４から２１．３ＭＰａの高圧分離器５に重合混合物を放出し、２４１℃で生成ポリマーと未反応エチレンガスに分離した。
高圧分離器５で分離した生成ポリマーを、ポリエチレン抜出し配管７を通して、０．０４２ＭＰａの低圧分離器８に抜出し、２０８℃で、さらにエチレン－酢酸ビニル共重合体と未反応エチレンガスに分離した。エチレン－酢酸ビニル共重合体はポリエチレン抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとした。
低圧分離器８で分離した未反応エチレンガスを、未反応低圧エチレン配管９を通して、０．０４０ＭＰａで３２℃の温度の未反応エチレン保持ドラム１５に供給した。未反応エチレン保持ドラム１５で保持した０．０４０ＭＰａの未反応エチレンガスをエチレン配管１６を通して一次圧縮機前段１へ供給し、該エチレン配管１６に連鎖移動剤（ＣＴＡ）１７としてプロパンを供給して一次圧縮機前段１にプロパンを２０．８Ｋｇ／Ｈｒで供給した。
一次圧縮機前段１で未反応エチレンガスとプロパンを３．０ＭＰａに圧縮して、エチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
高圧分離器５で分離した未反応エチレンガスを、未反応高圧エチレン配管６を通して１７．６ＭＰａまで減圧して、未反応エチレンガスの全量（１００重量パーセント）を二次圧縮機３の入り口配管へ供給した。
３．０ＭＰａのフレッシュエチレンガスをフレッシュエチレン供給配管１４からエチレン配管１３を通して一次圧縮機後段２へ供給した。
一次圧縮機前段１から供給された未反応エチレンガスおよびプロパンと、フレッシュエチレンガスの混合エチレンガスを、一次圧縮機後段２で１８．７ＭＰａに圧縮し、二次圧縮機３へ供給した。
二次圧縮機３で１５８．９ＭＰａに圧縮されたエチレンガスとプロパンを重合反応器４へ供給して、重合反応を連続して行った。
高圧エチレン配管１８に設置したガスクロマトグラフィーで、酢酸ビニル（共単量体）とプロパン（連鎖移動剤）のそれぞれの濃度を約３００回測定して平均値濃度及び濃度の標準偏差を求めた。その結果を表２に示す。
低圧部に供給したプロパンの方が濃度の標準偏差が小さく、濃度のバラツキが少ないことが分かる。
エチレン－酢酸ビニル共重合体の物性
抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとしたエチレン－酢酸ビニル共重合体のメルトフローレート及び酢酸ビニル含有率を表３に示す。
抜出し配管１０を通して抜出し、造粒機でペレットとしたエチレン－酢酸ビニル共重合体のメルトフローレート及び酢酸ビニル含有率を表３に示す。
＜分析・測定方法＞
（１）メルトフローレートは、ＪＩＳ Ｋ７２１０－１に準じて、温度１９０±０．５℃、荷重２．１６ｋｇ±０．５％の条件で測定した。
（２）酢酸ビニル含量率は、ＪＩＳ Ｋ７１９２に準じて、けん化法で測定した。
（１）メルトフローレートは、ＪＩＳ Ｋ７２１０－１に準じて、温度１９０±０．５℃、荷重２．１６ｋｇ±０．５％の条件で測定した。
（２）酢酸ビニル含量率は、ＪＩＳ Ｋ７１９２に準じて、けん化法で測定した。
圧縮エネルギーの計算
連鎖移動剤（Chain Transfer Agent: CTA）としてプロパンを用いて、プロパンを低圧エチレン配管１６に供給する場合に必要な圧縮エネルギーをゼロとして、エチレン配管１３に供給する場合に必要な圧縮エネルギーと、高圧エチレン配管１８に供給する場合に必要な圧縮エネルギーを計算した。
プロパンをエチレン配管１３に供給するために、０．００４ＭＰａのプロパンを３．０ＭＰａに圧縮するために必要な圧縮エネルギーは、４７．５Ｗ／Ｋｇであり、ＰＥ生産量１ｔｏｎあたりでは、３９６Ｗ／ｔｏｎ－ＰＥである。
プロパンを高圧エチレン配管１８に供給するために、０．００４ＭＰａのプロパンを２４ＭＰａに圧縮するために必要な圧縮エネルギーは、９２．９Ｗ／Ｋｇであり、ＰＥ生産量１ｔｏｎあたりでは、７７４Ｗ／ｔｏｎ－ＰＥである。
よって、プロパンを低圧部分に供給する方が、圧縮に必要なエネルギーが少ないことが分かる。
以上の結果から、連鎖移動剤を、より簡便な装置（高圧を必要とせずに低圧で十分な装置）で供給するのが有利であることが、より明確になった。
連鎖移動剤（Chain Transfer Agent: CTA）としてプロパンを用いて、プロパンを低圧エチレン配管１６に供給する場合に必要な圧縮エネルギーをゼロとして、エチレン配管１３に供給する場合に必要な圧縮エネルギーと、高圧エチレン配管１８に供給する場合に必要な圧縮エネルギーを計算した。
プロパンをエチレン配管１３に供給するために、０．００４ＭＰａのプロパンを３．０ＭＰａに圧縮するために必要な圧縮エネルギーは、４７．５Ｗ／Ｋｇであり、ＰＥ生産量１ｔｏｎあたりでは、３９６Ｗ／ｔｏｎ－ＰＥである。
プロパンを高圧エチレン配管１８に供給するために、０．００４ＭＰａのプロパンを２４ＭＰａに圧縮するために必要な圧縮エネルギーは、９２．９Ｗ／Ｋｇであり、ＰＥ生産量１ｔｏｎあたりでは、７７４Ｗ／ｔｏｎ－ＰＥである。
よって、プロパンを低圧部分に供給する方が、圧縮に必要なエネルギーが少ないことが分かる。
以上の結果から、連鎖移動剤を、より簡便な装置（高圧を必要とせずに低圧で十分な装置）で供給するのが有利であることが、より明確になった。
本発明の高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法は、エチレン高圧重合において、連鎖移動剤をより簡便な装置で供給することができ、反応器に供給される連鎖移動剤濃度の偏差（バラツキ）を小さくすることができ、及び、連鎖移動剤の圧縮エネルギーを少なくすることができるという優れた特徴を有するので、製造されるポリエチレンは、多種多様なフィルム、各種自動車内外装部品をはじめ、家電機器の各種部品、各種住宅設備機器部品、各種工業部品、各種建材部品などの用途に好適に用いられ、家庭用品、輸送機械産業、電気電子産業、建築建設産業等の産業の各分野において高い利用可能性を有する。
Claims (10)
- 下記設備を備える高圧法ポリエチレン製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管。 - 連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）が、下記の配管である、請求項１に記載の製造装置；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）：未反応低圧エチレン供給配管（１６）に接続し、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する配管であり、連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）の中が、０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に制御されている配管。 - 下記設備を更に備える、請求項１又は２に記載の製造装置；
・未反応エチレン保持ドラム（１５）：未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して供給された未反応低圧エチレンを、保持するドラム；及び
・未反応低圧エチレン供給配管（１６）：未反応エチレン保持ドラム（１５）と一次圧縮機前段部（１）を接続し、未反応エチレン保持ドラム（１５）から一次圧縮機前段部（１）へ未反応低圧エチレンを供給する配管。 - 下記設備を更に備える、請求項３に記載の製造装置；
・一次圧縮機前段部（１）：エチレンを圧縮する圧縮機；
・一次圧縮機後段部（２）：一次圧縮機前段（１）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・二次圧縮機（３）：一次圧縮機後段（２）から供給されたエチレンを更に圧縮する圧縮機；
・反応器（４）：二次圧縮機（３）から供給されたエチレンと反応器（４）に供給される重合開始剤とによって、エチレンを重合して、ポリエチレンを製造する反応器；
・高圧分離器（５）：反応器（４）から反応器（４）で得られたポリエチレンと未反応エチレンが供給され、ポリエチレンと未反応高圧エチレンを分離する高圧分離器；
・未反応高圧エチレン供給配管（６）：高圧分離器（５）で分離された未反応高圧エチレンを二次圧縮機（３）へ供給するための配管；
・ポリエチレン抜出し配管（７）：高圧分離器（５）で分離されたポリエチレンを高圧分離器（５）から抜出し、低圧分離器（８）へ供給するための配管；
・低圧分離器（８）：高圧分離器（５）で分離されポリエチレン抜出し配管（７）を通して供給されたポリエチレンに含まれる未反応低圧エチレンとポリエチレンを分離する分離器；
・未反応低圧エチレン供給配管（９）：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給するための配管；及び
・ポリエチレン抜出し配管（１０）：低圧分離器（８）で分離されたポリエチレンを抜出すための配管。 - 下記設備を更に備える、請求項３又は４に記載の製造装置；
・エチレン供給配管（１３）：一次圧縮機前段部（１）と一次圧縮機後段（２）を接続し、圧縮された未反応エチレンを、一次圧縮機前段部（１）から一次圧縮機後段（２）へ供給するための配管であり、フレッシュエチレン供給配管（１４）と合流する配管；及び
・フレッシュエチレン供給配管（１４）：エチレン供給配管（１３）に接続し、フレッシュエチレンを供給するための配管。 - 下記工程を含む、高圧法ポリエチレン製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された未反応低圧エチレンを未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；及び
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。 - 未反応低圧エチレンリサイクル工程及び連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程が下記の工程である、請求項６に記載の製造方法；
・未反応低圧エチレンリサイクル工程：低圧分離器（８）で分離された０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１５０～２２０℃の温度の未反応低圧エチレンを、未反応低圧エチレン供給配管（９）を通して、未反応エチレン保持ドラム（１５）へ供給する工程；
・連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給工程：０．０１～０．１ＭＰａの圧力及び１０～６０℃の温度に中が制御された連鎖移動剤（ＣＴＡ）供給配管（１７）から、０．０１～０．１ＭＰａの圧力で１０～６０℃の温度に中が制御された未反応低圧エチレン供給配管（１６）へ、連鎖移動剤（ＣＴＡ）を供給する工程。 - 下記工程を更に備える、請求項６又は７に記載の製造方法；
・圧縮工程：エチレンを圧縮する工程；
・反応工程：圧縮されたエチレンと重合開始剤を反応器（４）に供給して、エチレンを重合し、ポリエチレンを生成する工程；
・分離工程：反応器（４）で生成したポリエチレンと未反応エチレンを、高圧分離器（５）で分離し、高圧分離器（５）から生成ポリエチレンを抜出し、抜出し配管（７）を通して、低圧分離器（８）へ供給し、低圧分離器（８）でポリエチレンに含まれる未反応エチレンを分離し、ポリエチレンを抜出す工程；
・未反応高圧エチレンリサイクル工程：高圧分離器（５）で分離された未反応エチレンを未反応高圧エチレン供給配管（６）を通して減圧し、減圧した未反応エチレンを二次圧縮機（３）に供給する工程；及び
・フレッシュエチレン供給工程：フレッシュエチレンを、フレッシュエチレン供給配管（１４）からエチレン供給配管（１３）に供給する工程。 - 圧縮工程が、下記の工程である、請求項８に記載の製造方法；
・圧縮工程：一次圧縮機前段（１）によってエチレンを０．０４ＭＰａ～３ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機前段（１）で圧縮されたエチレンを一次圧縮機後段（２）で３ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲に圧縮し、一次圧縮機後段（２）で圧縮されたエチレンを二次圧縮機（３）で２０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲に圧縮する工程。 - 高圧法ポリエチレン製造装置を用いる、請求項６～９のいずれか１項に記載の製造方法。
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| JP2020198197A JP7516228B2 (ja) | 2020-11-30 | 高圧法低密度ポリエチレン製造装置及び製造方法 | |
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| EP21210061.4A EP4005664A1 (en) | 2020-11-30 | 2021-11-23 | Apparatus and method for manufacturing high-pressure method low-density polyethylene |
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