JP2703813B2 - 流動層型気相重合装置のガス分散板 - Google Patents

流動層型気相重合装置のガス分散板

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流動層型気相重合装置に係り、特にオレフィ
ン類の流動層型気相重合に適切なガス分散板に関するも
のである。
〔従来の技術〕
高活性触媒を用いるオレフィン類の重合分野において
は重合後の触媒除去操作及び低分子量重合体除去操作の
省略できる気相重合等特に流動層型重合装置による気相
重合法が近年、広く利用されている。
図４は流動層型反応装置によってオレフィン類の重合
反応を行う場合の代表的な例である。反応器３にはオレ
フィンガスまたはオレフィンを含むガスを均一に流動層
部９に供給するガス分散板４が取り付けてある。反応器
下部のガス吸込部５より導入されたガスは、ガス分散板
４により均一に分散されて上昇し、流動層部９内の重合
体粒子を流動化させ、ここで重合反応が進行する。流動
層部９より上昇した未反応ガスは反応器上部のガス吐出
部６より取出され、冷却された後、再びガス吸込部５に
送られ循環使用される。
ガス分散板４により、ガスが均一に分散されないと、
流動層部９の撹拌、混合が不均一となり、流動層部、特
に反応器側壁とガス分散板４で形成される流動層のコー
ナー部分10において、重合熱の除去が不十分となり、重
合体の塊りや反応器内面への重合体の付着等のトラブル
が発生し、運転停止や製品品質悪化に到る危険性が高
い。
ガス分散板の構造としては、従来公知の多孔板の他、
上記問題点改善のために多孔板の上に各種キャップを取
付けたものが提案されている。例えば、特開昭58−1547
02号公報では三角錐形キャップ、特開昭58−196205号公
報では仕切壁を利用したキャップ、特開昭58−201802号
公報ではバブルキャップ、特開昭61−106608号公報では
アングルキャップがそれぞれ提案又は例示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ガス分散板として孔径の小さなものを用いると、重合
体粒子のわずかな付着により、孔を通過するガス流量が
大きく低下し、目詰りを発生しやすい。また、反応器上
部のガス吐出部６より取出された重合体微粉を含む未反
応ガスが循環使用される際、重合体微粉がガス分散板を
通過できずガス分散板を下から詰らせることがある。ガ
ス分散板の目詰りが発生すれば、重合装置の長期運転継
続が不可能となる。
ガス分散板として孔径の大きなものを用いると、上
記、目詰りの問題は、ある程度解消できるが下記に示
す、２つの別の問題が生じる。
第１の問題は、重合体粒子がガス分散板下部に落下
し、ガス分散板下部での壁への付着や塊りが発生するこ
とである。
第２の問題は、孔と孔の間の距離即ちピッチが長くな
り孔と孔の間の部分に流動の悪い部分が生じることであ
る。目詰り及びガス分散板下部への落下を防止するため
には、孔１個当りのガス流量を一定量以上に保つ必要が
あるが、重合器に供給する全ガス量を一定として、孔径
を大きくした場合、孔１個当りのガス流量を多くする
と、ガス分散板の総孔数は少なくなり、その結果として
ピッチが長くなる。ピッチが長くなるとガスを垂直上向
きに吹出す単純な多孔板では、ガス分散板直上の孔と孔
の中間部分にある重合体粒子をガスによって吹飛ばすこ
とができず、該箇所で重合体のガス分散板への付着や塊
りが発生する。
上記の２つの問題を解決する手段としては従来技術の
項で述べたように各孔の上にキャップを設けたものが多
く提案されているが、これらの方法では、キャップ自体
がガス分散板直上に於ける流動阻害物となり、付着・塊
り発生等のトラブルが生じ易い。
孔径の大小にかかわらず、反応器側壁とガス分散板で
形成される流動層のコーナー部分は、流動に対する摩擦
の大きい箇所であり、流動不良となり易い。上記と同様
のトラブル発生を防止するためには、該箇所の流動を良
好に保つ必要がある。
本発明が解決しようとする課題は、上記のような重合
体粒子の付着・塊り発生などのトラブルを防止し、良好
な流動を保つためのガス分散板を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るガス分散板は前記課題を解決するもので
あって、次のようなものである。
図１に示す円筒形または円すい台形のピース１は、円
筒形または円すい台形の棒の外側にらせん状の溝をつけ
たものである。ピースを隙間なくはめ込むことのできる
孔をガス分散板に開け、その孔にピースをはめ込むこと
により、ガス分散板にはらせん状のガス流路が形成され
る。
このガス流路の大きさとして、相当直径は重合体粒子
平均径の５倍以上が必要で、５倍未満では、ガス分散板
上面及び下部の目詰りが発生し易い。また、ガス流路の
断面形状としては図２（ｂ）に示す如く角ばった部分の
ない形状とする目詰りが生じにくい。
ガス流路をらせん状にすると図１に示す水平方向と流
路のなす角θが小さくなり、かつ流路が曲がっているた
め孔径が大きく、ガス流量が少ない場合でも重合体粒子
はガス分散板下部へ落下しない。角度θとしては10〜40
゜が適切である。
らせん状の流路を通過したガスは分散板から斜め上方
に吹出し、しかも水平方向にも扇状に広がるため、ガス
を垂直上方に吹出す単純な多孔板と比較すると、分散板
直上の重合体粒子を吹飛ばす能力が高く、吹飛ばす範囲
も広いので、孔のピッチが長い場合でも、分散板直上の
孔と孔の中間部分に、重合体の付着・塊りが発生しな
い。この効果を大きく発現させるためには、角度θとし
て10〜40゜特に10〜20゜が好ましい。
ピースとガス分散板の厚さを同じにし、段差が生じな
いように製作すれば、完成したガス分散板は、一見、平
板にらせん状の孔を開けたような形となり、分散板上
面、下面ともに、平らなガス分散板となる。これによ
り、各孔の上にキャップを設けた場合等に発生する、分
散板直上の流動阻害に起因する付着・塊り発生等のトラ
ブルを防止できる。
ピースはあらゆる向きに取付け可能であるため、ガス
の吹出し方向を、分散板の各箇所で様々に変化させるこ
とができる。
ガス分散板上の全体的なガスの流れとして、ガス分散
板上で旋回流を発生させるような方向に、ピースを取付
けることが特に望ましい。旋回流を発生させることによ
り、流動層全体の流動が均一なものとなる。また多少の
塊が発生したとしても、遠心力により、塊りを外周部に
すみやかに移動・旋回させ、塊りが大きく成長しないう
ちに、排出管より系外に排出することができる。
ガス分散板上の局所的なガスの流れとしては、孔と孔
の中間部分にその上流の孔から出たガスが吹出し、該部
分に重合体粒子が滞留しないようにすると付着・塊り発
生等のトラブルの発生を防止できる。
反応器側壁とガス分散板で形成される流動層のコーナ
ー部分では、流動不良を生じ易いが、反応器側壁に近い
箇所のピースのガス吹出方向を、外向き即ち重合器の側
壁に向かう方向に近づけることにより、該コーナー部分
の流動が良好となり、付着・塊り発生等のトラブルを防
止できる。
また、ピース及びガス分散板をバフ仕上、電解研磨等
により、その表面を平滑にすると、目詰り及び付着等の
トラブル防止に有効である。
本発明のガス分散板は以上の如く、ガス吹出し孔の形
状及び取付方法に工夫を施し、孔の目詰り、ガス分散板
下部への重合体粒子の落下、重合体の反応器側面及びガ
ス分散板への付着・塊りの発生等を防止できるようにし
たものである。
〔作用〕
粒子が孔を通過する場合、孔径が粒子径の一定倍数以
上の大きさでないと目詰りを生ずるのが通常である。ガ
ス分散板に生ずる目詰りに於いても同様の考え方が適用
され、本発明の分散板についても、ガス流路の相当直径
として、重合体粒子平均径の一定倍数以上が必要とな
る。さらにピース及び分散板の表面仕上により、粒子が
付着しにくくなる。
本発明のガス分散板のらせん状流路と水平方向のなす
角度θが小さくかつ流路が曲がっているため、重合体粒
子がガス分散板下部方向に落下する妨げとなり、落下は
起こらない。
らせん状流路を通過して、分散板上面へ吹出したガス
は角度θが小さいことに起因して分散板直上を這うよう
に流れた後上昇し、かつ、流路の出口形状により、水平
方向にも扇状に幅広く拡がる。この作用により、分散板
直上、特に、孔と孔の中間部分の重合体が滞留しやすい
箇所の重合体粒子を、完全に吹飛ばすため、分散板直上
に於いて重合体の付着・塊り発生等のトラブルを防止で
きる。
ピースとガス分散板の厚みを同じにして、段差が生じ
ないようにしたガス分散板では、分散板上面及び下面の
凹部に重合体粒子が滞留することを防ぎ、分散板上面に
於いては、表面の凹凸が重合体粒子のスムーズな流れの
抵抗となることを防いでいる。さらにピース及び分散板
の表面仕上により、重合体粒子の流れに対する抵抗を低
く抑えることができる。
ピースの取付け方向を変えて、孔と孔の中間部分や反
応器側壁とガス分散板で形成されるコーナー部分等の流
動不良の生じやすい箇所に、ガスを吹付けることによ
り、該箇所の重合体粒子を吹飛ばし、付着・塊り発生等
のトラブルを回避できる。
ガス分散板上で旋回流を発生させる方向に、ピースを
取付けることにより、流動層全体として良好な流動を発
現することができる。また、重合体の塊りが発生した場
合、その塊りは、分散板の直上を、ガスの旋回流の遠心
力により、すみやかに外周方向へ移動し、反応器の側壁
に到達した後、側壁に沿って旋回する。反応器の側壁に
到達した塊りを側壁に設けられた排出管より、抜出すこ
とにより、塊りが重合器内に滞留することに起因する、
運転停止、製品品質悪化等のトラブル発生を防止でき
る。
〔実 施 例〕
表１に内径480φの流動層型気相重合装置を用いたプ
ロピレンの重合に於ける本発明の実施例を示す。
例１〜８は、ガス吹出し方向を旋回流を発生する方向
と、最外周と、その１列内側の列のピースのガス吹出し
方向を側壁寄り（反応器中心から放射状に外周へ向かう
線とガス吹出し方向のなす角（図３のφ）が105〜150
度）に向けたものである。例１〜８については、塊りの
発生等の問題はなかった。
例９及び10は上記角度φを90度にしたもので、反応器
側壁とガス分散板で形成されるコーナー部分に塊りが発
生した。
例11及び12は、旋回流とせず、すべてのピースのガス
吹出し方向を一定としたものである。上記コーナー部分
で、ガスの当たらない箇所に大きな塊りが発生した。
例13及び14は、流路の相当径が小さいため、反応開始
直後にガス分散板に目詰りが発生し、運転停止した。
例15〜17はピースの厚さをガス分散板の厚さを小さく
しピース部分を凹として行った例であるが、長時間の運
転後、反応器側壁近くに目詰りが起こり、塊りが発生し
た。
〔効果〕 本発明に係るガス分散板を使用することにより、流動
層型気相重合装置において、良好な流動が得られ、重合
体の付着や塊り発生のトラブルを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
図１は円筒形（図１（ａ））及び円すい台形（図１
（ｂ））のピースをガス分散板の１つの孔にはめ込んだ
断面、図２（ａ）は円筒形ピースの正面図及び側面図、
図２（ｂ），（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ′の流路断面
図の例、図３は旋回流を発生するガス分散板の平面図、
図４は流動層によって重合反応を行う場合の代表的な例
を示す。 １……ピース、２……ガス分散板 ３……反応器、４……ガス分散板 ５……ガス吸込部、６……ガス吐出部 ７……触媒又はポリマー導入管 ８……排出管、９……流動層部 10……反応器側壁とガス分散板で形成されるコーナー部
分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井尻 博三 大分県大分市大字中の洲２ 昭和電工株 式会社大分工場内 (56)参考文献 特開 昭58−196205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−154702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−145702（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外側にらせん状の溝を切った円筒形または
    円すい台形のピース１を平板２の多数の孔部にはめ込ん
    だ構造からなる流動層型気相重合装置のガス分散板。
  2. 【請求項２】ピース１と平板２の厚さを同じにし、段差
    が生じないようにした請求項（１）記載のガス分散板。
  3. 【請求項３】ピース１の取付け方向を変えることによ
    り、ガスの吹出し方向を自在に変えられるようにした請
    求項（１）記載のガス分散板。
  4. 【請求項４】ピース１をガス分散板上で旋回流を発生さ
    せる方向に配列した請求項（１）記載のガス分散板。
  5. 【請求項５】重合装置側壁とガス分散板で形成される流
    動層のコーナー部分にガスを吹き付けるような方向にピ
    ース１を取り付け、該部分での流動を良好なものとする
    請求項（１）記載のガス分散板。
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