JP2023533172A

JP2023533172A - Ｌｄｐｅ重合中のエチレン揮発性物質を減少させるためのプロセス

Info

Publication number: JP2023533172A
Application number: JP2022576095A
Authority: JP
Inventors: オルテガ、ホセ; ムンジャル、サラット; イー．ゴンサルベス、セルジオ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2023-08-02
Also published as: EP4165092A1; CN116157423A; BR112022025697A2; US20230220127A1; KR20230026428A; WO2021257286A1

Abstract

低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）重合プロセスにおいて未反応エチレンモノマーを減少させるための方法の実施形態は、エチレンモノマーを含むモノマー供給原料を圧縮機システムに送達して、少なくとも２０００バールの圧力を有する加圧供給原料を生成することと、加圧供給原料を少なくとも１つのフリーラジカル重合反応器に送って、ＬＤＰＥ及び未反応エチレンモノマーを含む反応器流出物を生成することと、反応器流出物を、第１の分離容器、第２の分離容器、及び第３の分離容器を直列に備える分離システムに送達することであって、第３の分離容器は、０．０５バール以下の動作圧を有し、第３の分離容器は、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む分離生成物を生成し、第３の分離容器の上流ではストリッピング剤が添加されない、ことと、を含む。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年６月１５日に出願された米国特許仮出願第６３／０３９，１８５号に対する優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本明細書に記載の実施形態は、概して、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）重合プロセスに関し、具体的には、ＬＤＰＥ重合中の未反応エチレンモノマーを減少させるＬＤＰＥ重合プロセスに関する。

多くの重合プロセスと同様に、ＬＤＰＥ重合プロセスは、プロセスの最後にある程度の量の未反応モノマーを有し得る。その結果、現在のＬＤＰＥ重合システムは、未反応エチレンモノマーを除去するために分離システムを使用する。これらの分離システムにもかかわらず、５０ｐｐｍ未満の未反応エチレンモノマー含有量を有するＬＤＰＥ生成物を最終分離器段階から得ることは継続的な課題である。したがって、ＬＤＰＥ生成物中の未反応モノマーエチレン量を５０ｐｐｍ未満に下げるために、ペレットパージ、貯蔵サイロでの換気、及び／又は押出が、分離システムの下流で必要とされる。

したがって、ＬＤＰＥ生成物中の未反応エチレンモノマー量が５０ｐｐｍ未満であるＬＤＰＥ生成物を分離システムから得る、改善された分離プロセスに対するニーズが引き続き存在する。

本開示の実施形態は、５０ｐｐｍ未満の未反応エチレンモノマー含有量を有するＬＤＰＥ生成物をもたらす分離システムに対するこのニーズを満たす。具体的には、本開示の実施形態は、真空圧下の第３の分離容器を有し、第３の分離容器の上流にストリッピング剤（例えば、水）を含まない分離システムを用いることによってこれを達成する。理論に制限されることなく、本実施形態は、パージの必要性を排除し、プロセスコストを低減し、システムの安全性を改善する。

一実施形態によると、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）重合プロセスにおいて未反応エチレンモノマーを減少させるための方法が提供される。本方法は、エチレンモノマーを含むモノマー供給原料を圧縮機システムに送達して、少なくとも２０００バールの圧力を有する加圧供給原料を生成することと、加圧供給原料を少なくとも１つのフリーラジカル重合反応器に送って、ＬＤＰＥ及び未反応エチレンモノマーを含む反応器流出物を生成することと、反応器流出物を、第１の分離容器、第２の分離容器、及び第３の分離容器を直列に備える分離システムに送達することであって、第３の分離容器は、０．０５バール以下の動作圧を有し、第３の分離容器は、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む分離生成物を生成し、第３の分離容器の上流ではストリッピング剤が添加されない、ことと、を含む。

これら及び実施形態は、添付の図面と併せて以下の発明を実施するための形態においてより詳細に説明される。

本開示の特定の実施形態の以下の発明を実施するための形態は、以下の図面と併せて読む場合、最も良く理解され得るが、そこでは、同様の構造が同様の参照数字で示される。
本開示の１つ以上の実施形態による、本ＬＤＰＥ重合プロセスの概略図である。本開示の１つ以上の実施形態による、図１の本ＬＤＰＥ重合プロセスで用いられる３段階分離システムの概略図である。

ここで、本出願の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全であり、当業者に特許請求された主題の範囲を完全に伝えるように提供される。

「ポリマー」という用語は、同じ種類又は異なる種類にかかわらず、モノマーを重合することによって調製されたポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという総称は、通常、１種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指す「ホモポリマー」という用語、並びに２種類以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを指す「コポリマー」という用語を包含する。本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも２つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、ターポリマーなどの、２種類以上の異なるモノマーから調製された、コポリマー又はポリマーを含む。

「ポリエチレン」又は「エチレン系ポリマー」は、５０モル％超のエチレンモノマー由来の単位を含むポリマーを意味するものとする。これには、エチレン系ホモポリマー又はコポリマー（単位が２つ以上のコモノマーに由来することを意味する）が含まれる。当該技術分野で既知の一般的な形態のエチレン系ポリマーとしては、低密度ポリエチレン（Low Density Polyethylene、ＬＤＰＥ）が挙げられるが、これらに限定されない。直鎖状低密度ポリエチレン（Linear Low Density Polyethylene、ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（Ultra Low Density Polyethylene、ＵＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（Very Low Density Polyethylene、ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度樹脂及び実質的に直鎖状低密度樹脂の両方を含む、シングルサイト触媒による直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ－ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（Medium Density Polyethylene、ＭＤＰＥ）、並びに高密度ポリエチレン（High Density Polyethylene、ＨＤＰＥ）が挙げられる。

本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、並びに組成物の材料から形成された反応生成物及び分解生成物を指す。

「ブレンド」、「ポリマーブレンド」などという用語は、２つ以上のポリマーの組成物を意味する。そのようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。そのようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。そのようなブレンドは、透過電子分光法、光散乱、Ｘ線散乱、及び当該技術分野で既知の任意の他の方法から決定されるような、１つ以上のドメイン構成を含有しても、そうでなくてもよい。ブレンドは、積層体ではないが、積層体の１つ以上の層が、ブレンドを含有し得る。そのようなブレンドは、乾燥ブレンドとして調製され得るか、その場で（例えば、反応器内で）、溶融ブレンドとして、又は当業者に既知の他の技法を使用して形成され得る。

「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」という用語及びそれらの派生語は、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、任意の追加の成分、工程、又は手順の存在を除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む（comprising）」という用語の使用を通して特許請求される全ての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性か又は別のものであるかにかかわらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、任意の以降の記述の範囲から任意の他の成分、工程、又は手順を除外する。「からなる」という用語は、具体的に描写又は列記されていない任意の成分、工程、又は手順を除外する。

低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）重合において未反応エチレンモノマーを減少させるための本プロセスの実施形態をここで説明する。図１のシステム１０を参照すると、エチレンモノマーを含むモノマー供給原料５は、圧縮機システム２０に供給されて、少なくとも２０００バールの圧力を有する加圧供給原料２６を生成する。図示されていないが、いくつかの実施形態において、モノマー供給原料５は、圧縮機システム２０への送達前に加圧され得ることが企図される。例えば、モノマー供給原料は、１００バール未満、又は５０バール未満、又は２０バール未満の圧力で送達され得る。本開示における全てのバール測定値は、絶対圧力値である。

再び図１を参照すると、圧縮機システム２０は、１つ以上の圧縮機を並列又は直列に備え得る。図１に示すように、圧縮機システム２０は、一次圧縮機２２と、一次圧縮機２２の下流にある二次圧縮機２４と、を備え得る。一次圧縮機２２は、二次圧縮機２４への供給原料２３が少なくとも２００バールの圧力を有するようにモノマー供給原料５を加圧し得る。１つ以上の実施形態において、一次圧縮機２２は、モノマー供給原料を２００～１０００バール、又は３００～９００バールの圧力に圧縮し得る。この圧縮を達成するために、一次圧縮機２２は、１つ又は複数の圧縮段階を含み得る。

ハイパー圧縮機とも呼ばれ得る二次圧縮機２４は、供給原料２３を少なくとも２０００バール、又は少なくとも２５００バール、又は少なくとも３０００バールの圧力に加圧する。一次圧縮機２２と同様に、二次圧縮機２４は、１つ又は複数の圧縮段階を含み得る。１つ以上の実施形態では、二次圧縮機２４は、プランジャ往復圧縮機を備え得、単一又は複数の圧縮段階からなり得る。

再び図１を参照すると、圧縮機システム２０を出る加圧供給原料２６は、少なくとも１つのフリーラジカル重合反応器３０に送られて、ＬＤＰＥ及び未反応エチレンモノマーを含む反応器流出物３２を生成する。図示のように、重合開始剤４０がフリーラジカル重合反応器３０に添加され得る。

フリーラジカル重合反応器３０は、１つ以上のオートクレーブ反応器又は管状反応器を含み得る。各オートクレーブ又は管状反応器ゾーン内の圧力は、１０００～４０００バール、又は１５００～３６００バール、又は２０００～３２００バールであり得る。各管状反応器ゾーン内の重合温度は、１００℃～４００℃、又は１５０℃～３６０℃、又は１８０℃～３４０℃であり得る。各オートクレーブ反応器ゾーン内の重合温度は、１５０～３００℃、より典型的には１６５～２９０℃、更に典型的には１８０～２８０℃であり得る。

図１及び図２も参照すると、フリーラジカル重合反応器３０からの反応器流出物３２は、第１の分離容器７０、第２の分離容器９０、及び第３の分離容器１１０を直列に備える分離システムに供給され得る。しかしながら、いくつかの実施形態において、反応器流出物３２は、圧力を低下させて１７５～８００バールの圧力を有する流れ５２を生成する減圧弁５０に供給され得る。続いて、流れ５２は、分離システムへの供給前に下流冷却器６０に供給され得、冷却器を出る流れ６２の温度が、１８０～２８０℃に低下する。

再び図１を参照すると、第３の分離容器１１０は、真空圧で動作し、したがって０．０５バール以下の動作圧を有する。この非常に低い圧力のため、第３の分離容器１１０は、第３の分離容器１１０の上流でストリッピング剤を添加することなく、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む分離生成物１１２を生成することができる。更なる実施形態において、分離生成物１１２は、３０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む。

第１の分離容器７０は、１５０～３５０バールの圧力及び１８０～２８０℃の温度で動作し得る。高圧分離器と呼ばれることのある第１の分離容器７０は、未反応エチレンモノマー揮発性物質７４を分離し、典型的には第１の分離容器７０の上部を介して排出する。一方、第１の分離器ポリマー流出物７２は、第１の分離容器７０の底部から排出される。

図１及び図２の実施形態に示すように、分離システムは、第１の分離容器７０と第２の分離容器９０との間に配設された減圧弁８０を含み得る。減圧弁８０は、第１の分離器ポリマー流出物７２の圧力を低下させて、１～５バールの圧力を有する流れ８２をもたらす。低圧分離器と呼ばれることのある第２の分離容器９０は、１～５バールの圧力及び１８０～２６０℃の温度で動作する。第２の分離容器９０は流れ８２を受け入れ、未反応エチレンモノマー揮発性物質９４を更に分離し、典型的には第２の分離容器９０の上部を介して排出する。一方、第２の分離器ポリマー流出物９２は、第２の分離容器９０の底部から排出される。

図１及び図２に示す別の実施形態を参照すると、添加剤流８６、例えば、酸化防止添加剤が、第２の分離容器９０に導入され得る。第２の分離容器９０は、第２の分離容器９０から第２の分離器ポリマー流出物９２を排出するために、その底部に隣接したギアポンプ９１を備え得る。好適なギアポンプ又は容積式ポンプは、当業者によく知られている。

更に、図１及び図２に示すように、第２の分離容器９０と第３の分離容器１１０との間に添加剤流９６が存在し得る。添加剤流８６又は９６中の添加剤としては、ＵＶ安定剤、潤滑剤、酸化防止剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤などが挙げられ得る。１つ以上の実施形態において、これらの添加剤は、酸化防止剤又はタルクを含み得る。図１及び図２に示すように、添加剤流９６は、インラインで第２の分離器ポリマー流出物９２と混合し得、また、第３の分離容器１１０の上流に配設されたスタティックミキサ１００内で混合され得る。酸化防止剤の好適な市販の実施形態としては、ＢＡＳＦからのＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０１０又はＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０７６が挙げられ得る。１つ以上の実施形態において、４０００ｐｐｍ未満の添加剤が添加剤供給物９６中に含まれ得るか、又は２０００ｐｐｍ未満、又は１０００ｐｐｍ未満、又は２００ｐｐｍ未満、又は１００ｐｐｍ未満が添加剤流８６又は９６中に含まれ得る。理論に束縛されるものではないが、第２の分離容器９０又は第３の分離容器１１０の上流で添加されるこれらの添加剤は、真空圧で起こり得る潜在的なゲル形成を軽減し得る。

再び図１を参照すると、第３の分離容器１１０の上流で添加されるストリッピング剤は存在しない。本明細書で使用される場合、「ストリッピング剤」は給水を意味する。第３の分離容器１１０を非常に低い真空圧で動作させることによって、本実施形態は、第２の分離容器９０と第３の分離容器１１０との間にストリッピング剤を含むことなく、非常に少ないエチレンモノマー揮発性物質を有する生成物を得る。追加の利点として、ストリッピング剤を排除することはまた、第３の分離容器１１０の下流の水分離ユニットの必要性を排除し得るか、又は低減し得る。したがって、ストリッピング剤（例えば、給水）を排除することは、プロセス効率を改善し、コストを低減し得る。

真空圧での動作に加えて、脱揮反応器と呼ばれることのある第３の分離容器１１０は、未反応エチレンモノマー揮発性物質１１４を分離し、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む分離生成物１１２を得るために、１８０～２６０℃の温度で動作し得る。更なる実施形態において、第３の分離容器１１０は、２００～２４０℃、又は２２０～２３５℃の動作温度を有し得る。理論に限定されるものではないが、第３の容器の温度を２３５℃未満に維持することは、これらの低真空圧でのゲル形成を防止するのに有益であり得る。真空圧は、本明細書では０．０５バール未満として定義されるが、第３の分離容器１１０は、０．０１～０．０５バール、又は０．０１～０．０３バール、又は０．０３～０．０５バールの圧力で動作し得る。

第２の分離容器９０と同様に、第３の分離容器１１０は、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む分離生成物１１２を排出するために、その底部に隣接して配設されたギアポンプ１１１を含み得る。

第１の分離容器７０、第２の分離容器９０、及び第３の分離容器１１０に好適なものとして、様々な分離容器構造及び機器が企図される。様々な形状が企図されるが、第１の分離容器７０、第２の分離容器９０、及び第３の分離容器１１０のうちの１つ以上は、上側略円筒部と、下側逆円錐部と、を有し得る。いずれの場合も、第１の分離容器７０、第２の分離容器９０、及び第３の分離容器１１０への入口は、容器７０、９０、１１０の上部の円筒壁を通って入ることができ、未反応エチレンモノマー揮発性物質は蒸発し、上側円筒部を通って排出されるが、ポリマー生成物は底部円錐部から排出される。

当業者によく知られているように、第３の分離容器１１０は、フラッシュし、それによってポリマー供給物からエチレンモノマー揮発性物質を分離するために熱源を必要とし得る。

第３の分離容器１１０の一実施形態では、第３の分離容器１１０は、脱揮を改善するために分配器を含み得る。脱揮の間、減圧によって未反応エチレンモノマー揮発性物質をフラッシュし、それによってＬＤＰＥポリマーを未反応エチレンモノマー揮発性物質から分離させることが可能になる。揮発性物質からＬＤＰＥポリマーを分離するこのプロセスは、フォーム気泡を生成することを含む。これらの気泡は概して、揮発性物質が捕捉されているポリマースキンを含む。いったん気泡が十分なサイズまで成長すると、それらは合体して破裂し、ポリマースキンから揮発性化合物を放出可能にする。その結果として、この（気泡から）揮発性物質を放出することは、加熱装置とは対照的に、分配器など別個の装置で発生することが望ましいことがあり得る。

分離容器７０、９０、及び１１０については、種々の組成物が企図される。具体的には、第３の分離容器１１０及び分配器は、ゲル生成を最小限に抑えることを目的とする材料で最適化され得る。例えば、限定を目的とするのではなく、これらの材料としては、ポリテトラフルオロエチレン又はステンレス鋼が挙げられ得るが、それらに限定されない。完全な平衡よりも少なくとも３倍良好な効率をもたらすいくつかの分配器を有する、様々な分配器設計が企図される。

再び図１を参照すると、第３の分離容器１１０からの分離生成物１１２は、ＬＤＰＥを含み、５０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーは、下流処理及び／又は輸送１２０に直接供給され得る。本明細書で使用される場合、「下流処理及び／又は輸送」は、ペレット化ユニット、水圧搬送システム、受入タワー、顆粒／水分離ユニット、濃密相搬送システム、鉄道車両など貯蔵容器に向けて分離生成物１１２を直接送達することを包含し得る。しかしながら、本プロセスは、パージ工程、例えば、パレチゼーション後のパージサイロにおける排気を除外する。この余分な工程にはコストがかかり、排気は環境的に望ましくない。更なる実施形態において、本プロセスは、高価な押出機及びモノマー破壊装置を除外することができ、これにより、コストを削減し、プロセス効率を改善することができる。通気式鉄道車両など一部の貯蔵システムは、未反応エチレンモノマー含有量を更に減少させ得ることに留意されたい。しかしながら、これは、第３分離容器１１０からの分離生成物１１２が十分に低減された未反応エチレンモノマー含有量を有するために不要である。

図２に示す任意選択の実施形態において、添加剤流１１６は、第３の分離容器１１０の下流で添加され得る。特定の実施形態において、スリップ剤及びタルクと共に酸化防止剤が、第３の分離容器１１０の下流で、例えばギアポンプ１１１の下流のサイドアーム押出機を介して添加され得る。

開始剤
反応器３０に添加される開始剤４０については、様々な組成物が好適であると考えられる。しかしながら、開始剤は、反応器３０について上述した温度範囲において最小限に有効でなければならない。フリーラジカル開始剤としては、ペルエステル、ペルケタール、ペルオキシケトン、ペルカーボネート、及び環状多官能性過酸化物など有機過酸化物が挙げられ得る。これらの有機過酸化物開始剤は、従来の量で、典型的には、重合性モノマーの重量に基づいて０．００５～０．２重量％の量で使用される。過酸化物は、好適な溶媒中、例えば炭化水素溶媒中の希釈溶液として注入され得る。他の好適な開始剤としては、アゾジカルボン酸エステル、アゾジカルボン酸ジニトリル及び１，１，２，２－テトラメチルエタン誘導体、並びに所望の操作温度範囲でフリーラジカルを形成可能な他の成分が挙げられる。

連鎖移動剤（ＣＴＡ）
連鎖移動剤（ＣＴＡ）又はテロゲンは、重合プロセスでメルトインデックスを制御するために使用される。連鎖移動は、ポリマー鎖の成長の停止に関連し、したがって、ポリマー材料の最終的な分子量を制限する。連鎖移動剤は、典型的には、成長中のポリマー鎖と反応し、鎖の重合反応を停止させる水素原子ドナーである。これらの薬剤は、飽和炭化水素又は不飽和炭化水素からアルデヒド、ケトン、又はアルコールまで、多くの異なる種類のものであり得る。選択した連鎖移動剤の濃度を制御することにより、ポリマー鎖の長さ、したがって分子量、例えば数平均分子量Ｍｎを制御することができる。Ｍｎに関連するポリマーのメルトフローインデックス（ＭＦＩ又はＩ_２）も同様に制御される。

連鎖移動剤としては、ナフテン系炭化水素、脂肪族炭化水素、例えばプロパン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ－ブタン及びイソブタン；アセトン、ジエチルケトン、又はジアミルケトンなどケトン；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、及びプロピオンアルデヒドなどアルデヒド；プロピレン、及びブテンなどオレフィン；並びにメタノール、エタノール、プロパノール、又はブタノールなど飽和脂肪族アルデヒドアルコールが挙げられるが、これらに限定されない。

ポリマー
一実施形態において、本発明のエチレン系ポリマーは、０．９１４～０．９３０、より典型的には０．９１６～０．９３０、更により典型的には０．９１８～０．９２６の密度、すなわち立方センチメートル当たりのグラム数（ｇ／ｃｃ又はｇ／ｃｍ３）を有する。一実施形態において、本発明のエチレン系ポリマーは、１９０℃／２．１６ｋｇで０．１～４０ｇ／１０分、又は０．２～２５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ_２）を有する。いくつかの実施形態において、ＬＤＰＥは、０．１～１０ｇ／１０分、又は０．１～１ｇ／１０分という、より低いＩ_２を有し得る。あるいは、ＬＤＰＥは、５～４０ｇ／１０分、又は１０～２５ｇ／１０分、又は１５～２５ｇ／１０分という、より高いメルトインデックス（Ｉ_２）を有し得る。

モノマー及びコモノマー
エチレン系ポリマーという用語は、ＬＤＰＥホモポリマーなどエチレンのホモポリマー、又はエチレンと１つ以上のコモノマーとのコポリマーを指し得る。好適なコモノマーとしては、エチレン性不飽和モノマー、特にＣ_３～２０α－オレフィン、ジオレフィン、ポリエン、並びに極性コモノマーが挙げられ得るが、これらに限定されない。これらの極性コモノマーとしては、カルボン酸、アクリレート、又はアセテート官能基を有するもの、例えば、メタクリル酸、アクリル酸、酢酸ビニル、メチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、及びマレイン酸のモノエチルエステルが挙げられ得るが、これらに限定されない。

ブレンド
本エチレン系ポリマーは、限定されるものではないが、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）など１つ以上の他のポリマー；エチレンと、限定されるものではないが、プロピレン、ブテン－１、ペンテン－１，４－メチルペンテン－１、ペンテン－１、ヘキセン－１、及びオクテン－１など１つ以上のα－オレフィンとのコポリマー；並びに０．９４０～０．９７０ｇ／ｃｃの密度を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とブレンドされ得る。ブレンド中の本エチレン系ポリマーの量は、多岐にわたり得るが、典型的には、ブレンド中のポリマーの重量に基づいて、１０～９０重量パーセント（重量％）、又は１５～８５重量％、又は２０～８０重量％である。

用途
ＬＤＰＥは、有用な物品、例えば、フィルム；成形物品、例えば、ブロー成形物品、射出成形物品、又は回転成形物品；発泡体；ワイヤ及びケーブル、繊維、押出コーティング、並びに織布又は不織布を生産するための様々な従来の熱可塑性製造プロセスで用いられ得る。

試験方法
試験方法は、以下を含む。

メルトインデックス
ポリマー試料のメルトインデックスＩ_２（又はＩ２）を、それぞれ、１９０℃及び２．１６ｋｇの荷重で、ＡＳＴＭＤ－１２３８（方法Ｂ）に従って測定した。

密度
密度測定用の試料を、ＡＳＴＭＤ４７０３に従って調製した。測定を、試料加圧の１時間以内に、ＡＳＴＭＤ７９２、方法Ｂに従って行った。

実施例１及び２
実験パイロットプラントのセットアップのために、２つの市販のＤｏｗグレード、すなわち、２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有するＬＤＰＥ７８０Ｅ（実施例１）及び０．２５ｇ／１０分のメルトインデックスを有するＬＤＰＥ１５０Ｅ（実施例２）を使用した。ペレットを溶融し、溶融した材料を分離器に送るために使用される一軸押出機に、窒素パージしたペレットを供給した。押出機と分離器との間のラインは、加熱油及びスタティックミキサ要素を備えていた。このラインを用いて分離器全体の温度を制御した。エチレンを静的混合要素の上流に導入して、分離器の前での良好な混合を確保した。エチレンを供給し、ボトル入りエチレン及び流量計及び制御弁を用いて計量した。溶融ポリマーとエチレンとの混合流を、真空能力を有する分離器に供給した。分離器は、温度及び圧力計測器を備えていた。ギアポンプを分離器の底部に取り付け、単一の溶融ストランドを水浴に供した。水浴から出てきたストランドを空気乾燥し、ストランドチョッパに供した。ペレットをストランドチョッパの出口で回収し、エチレン揮発性物質について測定した。付加的なプロセス条件を、下記の表１及び表２に示す。

実施例１－２０ｇ／１０分のＩ_２を有するＬＤＰＥ７８０Ｅ
実施例１では、０．９２３ｇ／ｃｃの密度及び２０ｇ／１０分のＩ_２を有する、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているＬＤＰＥであるＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ７８０Ｅの合成プロセスにおいて、複数のパイロットプラント分離実験を行った。表１に示すように、０．０５バール以下の真空圧で動作する第３の分離容器内で脱揮された本発明の実施例１及び２は、ストリッピング剤を全く使用せずに、それぞれ１１ｐｐｍ又は２０ｐｐｍの未反応エチレンモノマー含有量を有する最終ＬＤＰＥ生成物を得たが、比較例Ａ及びＢは、未反応エチレンモノマー含有量を減少させるために、それぞれ１重量％及び２重量％の水ストリッピング剤を含んでいた。

実施例２－０．２５ｇ／１０分のＩ_２を有するＬＤＰＥ１５０Ｅ
実施例２では、０．９２１ｇ／ｃｃの密度及び０．２５ｇ／１０分のＩ_２を有する、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているＬＤＰＥであるＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ１５０Ｅの合成プロセスにおいても、複数のパイロットプラント分離実験を行った。表２に示すように、０．０３バールの真空圧で動作する第３の分離容器内で脱揮された本発明の実施例３及び４は、それぞれ３２ｐｐｍ又は２１ｐｐｍの未反応エチレンモノマー含有量を有する最終ＬＤＰＥ生成物を得たが、比較例Ｄ及びＥは、未反応エチレンモノマー含有量を減少させるために１重量％の水ストリッピング剤を含んでいた。本発明の実施例３は、２３０℃のより低い温度で未反応エチレンモノマーの除去を達成した。対照的に、比較例Ｃは、０．０５バール超の圧力で動作する第３の分離容器を用い、１０４ｐｐｍの未反応エチレンモノマー含有量を有する最終ＬＤＰＥ生成物を不満足に得た。更に、比較例Ｅは、０．０５バール超の圧力（０．１５バール）並びに１重量％のストリッピング剤で動作する第３の分離容器を用いたが、未反応エチレンモノマー含量を５０ｐｐｍ以下に減少させることはできなかった。

添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲から逸脱することなく、修正及び変更が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様は、本明細書において、好ましいか、又は特に有利なものとして特定されるが、本開示は、必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。

Claims

低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）重合プロセスにおいて未反応エチレンモノマーを減少させるための方法であって、
エチレンモノマーを含むモノマー供給原料を圧縮機システムに送達して、少なくとも２０００バールの圧力を有する加圧供給原料を生成することと、
前記加圧供給原料を少なくとも１つのフリーラジカル重合反応器に送って、前記ＬＤＰＥ及び前記未反応エチレンモノマーを含む反応器流出物を生成することと、
前記反応器流出物を、第１の分離容器、第２の分離容器、及び第３の分離容器を直列に備える分離システムに送達することであって、前記第３の分離容器は、０．０５バール以下の動作圧を有し、前記第３の分離容器は、ＬＤＰＥ及び５０ｐｐｍ以下の前記未反応エチレンモノマーを含む分離生成物を生成し、前記第３の分離容器の上流ではストリッピング剤が添加されない、ことと、を含む、方法。
後続のパージ工程なしで前記分離生成物をペレット化することを更に含む、請求項１に記載の方法。
前記第３の分離容器の上流で前記分離システムに添加剤を添加することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
前記添加剤は、前記第２の分離容器と前記第３の分離容器との間で添加される、請求項３に記載の方法。
２００ｐｐｍ未満の添加剤が添加される、請求項３又は４に記載の方法。
前記分離生成物は、３０ｐｐｍ以下の未反応エチレンモノマーを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
前記第３の分離容器は、１８０～２６０℃の温度で動作する、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の分離容器は、１５０～３５０バールの圧力で動作する、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
前記第２の分離容器は、１～５バールの圧力で動作する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
前記分離システムは、前記第１の分離容器と前記第２の分離容器との間に配設された減圧弁を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
前記圧縮機システムは、一次圧縮機と、前記一次圧縮機の下流にある二次圧縮機と、を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
前記一次圧縮機は、前記二次圧縮機への供給前に前記モノマー供給原料の圧力を少なくとも２００バールの圧力に上昇させる、請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
前記フリーラジカル重合反応器は、少なくとも１つの管状反応器又は少なくとも１つのオートクレーブ反応器を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
前記反応器流出物は、前記分離システムの上流の減圧弁に送られる、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
前記モノマー供給原料は、Ｃ_３～Ｃ_１２オレフィンコモノマー又は極性コモノマーを含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。