JP6581990B2 - エチレンとアルファーオレフィンとの重合装置および製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エチレンとアルファーオレフィンとの重合装置および方法に関し、より詳しくは、反応原料および溶媒を再利用し、経済的にエチレンとアルファ─オレフィンとを共重合させることができる重合装置および方法に関するものである。
一般的に、潤滑油（ｌｕｂｒｉｃａｎｔ）は、潤滑基油（ｂａｓｅ ｏｉｌ）と物性向上のための添加剤（ａｄｄｉｔｉｖｅ）とを含み、潤滑基油は、代表的に鉱油（ｍｉｎｅｒａｌ ｏｉｌ）と合成油とに区分される。一般的に、鉱油は原油を分離および精製する過程で生成されるナフテン系オイル（ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ ｏｉｌ）のことであり、合成油は石油精製過程で生成されるアルファーオレフィンを重合して製造されるポリーアルファーオレフィン（ｐｏｌｙ−α−ｏｌｅｆｉｎ：ＰＡＯ）のことを言う。従来では、潤滑基油として鉱油が主に使用されていたが、最近では、低温流動性、高い粘度指数、高温での低い揮発性、高い剪断および熱安定性等の特性を持つ合成油に対する需要が増加している。一般の鉱油と比較して、合成油は温度変化による粘度の変化幅が小さく、季節変化にかかわらず優れた潤滑性能を保つので、自動車の静粛性および燃費向上に寄与するだけではなく、耐久性および安定性が優れており、寿命が長く、スラッジおよび廃油発生量が少なくて環境親和的なものであるという長所がある。又、既存の鉱油を使用するエンジンオイルは、小型化および高効率化された最近のエンジンに要求される熱的、物理的および機械的特性が不十分なので、特に高品質を必要とするエンジンオイル、ギアオイル、グリース等の分野で、合成油の使用が増加している。
合成油で使用されるポリーアルファーオレフィンは米国特許第３、７８０、１２８号明細書等に開示されている。前記文献に開示されたとおり、ポリーアルファーオレフィンは、酸触媒の存在下で、デセン−１（Ｄｅｃｅｎｅ−１、Ｃ１０）、ドデセン−１（Ｄｏｄｅｃｅｎｅ−１、Ｃ１２）等の高級線状アルファ─オレフィンをオリゴマー化（ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）して得られるが、原材料である高級線状アルファオレフィン（Ｌｉｎｅａｒ Ａｌｐｈａ Ｏｌｅｆｉｎ：ＬＡＯ）の価格が高くて需給が不安定という短所がある。特開１９８２−１１７５９５号公報には、エチレンとアルファーオレフィンとを共重合し、粘度指数、酸化安定性、剪断安定性、耐熱性等の特性が優れた合成潤滑油を製造する方法が開示されている。前記エチレンとアルファーオレフィンとの共重合にあっては、一般的にチタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ）化合物と有機アルミニウム化合物で構成された触媒組成物が使用されていた。前記チタン化合物触媒は触媒活性が大きいが、得られた共重合体の分子量分布が広く、規則性が低い特徴を持つ。よって、潤滑油、潤滑油添加剤、燃料油添加剤等にとって有用な高引火点の製品を得ることが困難であり、高粘度製品の場合には、価格が高く、実用的ではない短所がある。又、米国特許第５、７６７、３３１号明細書には、バナジウム（ｖａｎａｄｉｕｍ）化合物と有機アルミニウム化合物とを含むバナジウム系触媒組成物を利用して、エチレンとアルファーオレフィンとを、特に、エチレンとプロピレンとを共重合する方法が開示されている。前記バナジウム系触媒組成物を使用して得られた共重合体もまた分子量分布が狭く、均一性が優れているが、一般的に重合活性がとても低く、多量の触媒スラッジが生成されるので、追加的な脱触媒工程が必要となる短所がある。これは第１世代触媒、例えば、チ─グラ─ナッタ触媒に共通する問題点である。また、特開昭６１−２２１２０７号公報、特公平０７−１２１９６９号公報等には、ジルコノセン等のメタロセン（ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ）化合物と有機アルミニウムオキシ（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｙ）化合物で構成された触媒システムを利用し、高い重合活性で共重合体を製造する方法が開示されており、特許第２７９６３７６号公報にも特定メタロセン触媒と有機アルミニウムオキシ化合物とを含む触媒システムを利用して、エチレンとアルファーオレフィンとを共重合し、合成潤滑油を製造する方法が開示されている。
本発明の目的は、供給が円滑で、価格が低廉な反応原料であるエチレンとアルファーオレフィン（特に、プロピレン等の低級アルファ─オレフィン）とを効率的に共重合させることができるエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置および方法を提供することである。
本発明の別の目的は、反応原料および溶媒を再利用し、経済的にエチレンとアルファーオレフィンとを共重合させることができる重合装置および方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、高品質および高性能の合成油として使用することができるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体の重合装置および方法を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明は、反応原料としてのエチレン及びアルファーオレフィンと溶媒とが供給されて、前記反応原料が溶液状態で共重合されて、溶媒に溶解されたエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体を含む重合生成物を生成する重合反応器；前記重合生成物中に含まれる未反応のエチレンおよびアルファ─オレフィンを蒸留によって分離するためのフラッシュ塔、および前記重合生成物中に含まれるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマーおよび溶媒を蒸留によって分離するストリッパー部を含む、分離部；および前記分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、低分子量オリゴマーを分離して、溶媒を回収する溶媒回収部を含む、エチレンとアルファーオレフィンとの重合装置を提供する。
また、本発明は、溶媒の存在下で、反応原料であるエチレンとアルファーオレフィンとを共重合反応させ、未反応のエチレンおよびアルファ─オレフィンを含む低分子量化合物と、溶媒と、エチレンとアルファーオレフィンとの共重合体と、エチレンとアルファーオレフィンとのオリゴマーとを含む重合生成物を得る段階；前記重合生成物中に含まれている未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを蒸留して分離する段階；前記重合生成物に含まれており、重合生成物であるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマーおよび溶媒を蒸留して分離することで、純粋な重合生成物を得る段階；および前記重合生成物から分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、蒸留によって低分子量オリゴマーを分離して、溶媒を回収した後、回収された溶媒をまた重合溶媒に再利用する段階を含む、エチレンとアルファーオレフィンとの重合方法を提供する。
本発明によるエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置および方法は、供給が円滑で、価格が低廉な反応原料であるエチレンとアルファーオレフィン（特に、プロピレン等の低級アルファ─オレフィン）とを効率的に共重合させ、高品質および高性能の合成油を製造できるだけではなく、反応原料および溶媒を再利用するので、経済的である。
以下、添付された図面を参照し、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例によるエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置の全体構成を示すブロック図である。図１に図示されたように、本発明によるエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置は、重合反応器（１０、Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒ）、分離部（２０）および溶媒回収部（３０）を含んでおり、必要によって、溶媒精製部（４０、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を更に含むことができる。
前記重合反応器（１０）は、反応原料であるエチレンおよびアルファーオレフィンと溶媒とが供給されて、前記反応原料が溶液状態で共重合され、溶媒に溶解されたエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体を含む重合生成物を生成する反応器である。前記反応原料および溶媒と共に、触媒および分子量調節剤等の通常の重合反応制御用添加剤が前記重合反応器（１０）に更に供給することができる。前記重合反応は、バッチ式、半連続式または連続式で行うことができ、好ましくは連続攪拌タンク反応器（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｔｉｒｒｅｄ Ｔａｎｋ Ｒｅａｃｔｏｒ、ＣＳＴＲ）を利用して連続式で行うことができる。前記連続攪拌タンク反応器は、反応器滞留時間の間に反応物と触媒との混合効果を高め、均一な混合物を作り、熱交換を通じて反応系の温度を一定に維持することができる。前記重合反応器（１０）で生成される重合生成物（Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）は、未反応のエチレンおよびアルファ─オレフィン等を含む低分子量化合物、溶媒、エチレンとアルファーオレフィン共重合体（重合生成物）、エチレンとアルファーオレフィンの低分子量オリゴマー等を含む。
分離部（２０）は、前記重合生成物に含まれる揮発物質を除去して（ｄｅｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）、重合生成物であるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体を分離するためのものである。本発明において、前記分離部（２０）は、フラッシュ塔（２２、Ｆｌａｓｈ Ｔｏｗｅｒ）、洗浄部（２４）、第１ストリッパー部（２６、Ｓｔｒｉｐｐｅｒ）、第２ストリッパー部（２８）等を含む。前記フラッシュ塔（２２）は、前記重合生成物（Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）中に含まれる第１低分子量化合物、具体的には、溶媒よりも分子量が小さい化合物（例えば、炭素数２乃至５、好ましくは炭素数２乃至３である未反応のエチレンおよびアルファ─オレフィン等）をフラッシュ蒸留（ｆｌａｓｈ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）によって分離するための装置である。例えば、常圧又はそれ以下の圧力および５０〜１５０℃の温度に維持される前記フラッシュ塔（２２）に重合生成物が供給されると、溶媒、オリゴマー、共重合体等は液体状態で残留し、最も軽い第１低分子量化合物は気体状態でフラッシング（Ｆｌａｓｈｉｎｇ）され、単蒸留（Ｓｉｍｐｌｅ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）によって、第１低分子量化合物が分離される。よって、前記フラッシュ塔（２２）の温度および圧力は、反応原料であるエチレンおよびアルファーオレフィン並びに溶媒より小さい分子量を持つ物質を気化（ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）させて、溶媒以上の分子量を持つ物質は液体状態で残留されるように設定される。前記第１低分子量化合物は前記フラッシュ塔（２２）の上部（Ｔｏｐ）から得られ、前記溶媒および重合生成物は前記フラッシュ塔（２２）の下部（Ｂｏｔｔｏｍ）から得られる。前記フラッシュ塔（２２）で分離された第１低分子量化合物は、凝縮（Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）および精製工程を経て、反応原料として再利用することができる。
必要によって、前記フラッシュ塔（２２）の後には（具体的には、前記フラッシュ塔（２２）とストリッパー部（２６、２８）との間には）、重合反応が完了した重合生成物に含まれている触媒を非活性化させるための洗浄部（２４、ｗａｓｈｉｎｇ ｕｎｉｔ）をさらに設置することができる。前記重合生成物には、触媒が含まれているので、触媒活性を抑制するための反応中止剤（ｃａｔａｌｙｓｔ ｋｉｌｌ）を重合生成物に添加し、重合体の後反応を防止する必要がある。前記反応中止剤では、例えば、水酸化ナトリウム水溶液（Ｃａｕｓｔｉｃ水溶液、ＮａＯＨ ２０重量％溶液）を使用することできる。前記洗浄部（２４）は、前記重合生成物と反応中止剤とを接触させることができる洗浄ドラム（Ｗａｓｈｉｎｇ Ｄｒｕｍ）等の混合器（Ｍｉｘｅｒ）とすることができる。例えば、前記重合生成物とＣａｕｓｔｉｃ水溶液を洗浄ドラムに投入し、攪拌させながら混合し、重合生成物中の触媒を非活性化させることができる。ここで、Ｃａｕｓｔｉｃ水溶液によって非活性化された触媒は水溶液層に溶解された状態で存在するので、分離ドラム（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｄｒｕｍ）等を利用し、比重差によって触媒が溶解された水溶液層と重合生成物が溶解された有機層とを分離すると、重合生成物から触媒成分を除去できる。つまり、前記分離ドラムの上部から重合生成物と溶媒とを含む有機層が得られ、分離ドラムの下部から非活性化された触媒とＣａｕｓｔｉｃとを含む水溶液層が得られる。
前記ストリッパー部（２６、２８）は、重合生成物中に含まれる溶媒、低分子量オリゴマー（Ｏｌｉｇｏｍｅｒ、Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ）等の第２低分子量化合物を蒸留によって分離する蒸留カラム（Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ）である。前記重合生成物には過剰量の溶媒が含まれているので、好ましくは真空状態の蒸留カラム（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｔｒｉｐｐｅｒ）を利用し、重合生成物の飛沫同伴（Ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）を最小化するように上部の溶媒および低分子量オリゴマーを還流（Ｒｅｆｌｕｘ）させながら、第２低分子量化合物を蒸留カラムの上部から蒸留して除去する。よって、前記ストリッパー部（２６、２８）の温度および圧力は、重合生成物であるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマー（エチレンとアルファーオレフィンとのオリゴマー）および溶媒を蒸留させることができるように設定される。前記低分子量オリゴマーの重量平均分子量は、４００以下、好ましくは３５０以下、より好ましくは３００以下、最も好ましくは使用される溶媒の分子量（〜２５０）の範囲である。よって、ストリッパー部（２６、２８）は、分子量４００以下、好ましくは３５０以下、より好ましくは３００以下、最も好ましくは２５０以下の低分子量オリゴマーを蒸留し分離する。前記ストリッパー部（２６、２８）は、第１ストリッパー部（２６、１ｓｔ Ｓｔｒｉｐｐｅｒ）と第２ストリッパー部（２８）の２段階で構成することが好ましい。前記第１ストリッパー部（２６）は、２０〜３０トール（Ｔｏｒｒ）の真空圧力および８０〜１００℃の温度で運転され、溶媒、低分子量オリゴマー等の第２低分子量化合物を１次的に分離するためのものであり、前記第２ストリッパー部（２８）は、１〜１０トールの圧力（高真空（Ｈｉｇｈ Ｖａｃｕｕｍ））および２２０〜２４０℃の温度で運転され、重合生成物に残留した第２低分子量化合物を２次的に更に分離し、最終的に純粋な共重合体（重合生成物）を得るためのものである。重合生成物中の低分子量オリゴマー含量が増加するほど、重合生成物の引火点（Ｆｌａｓｈ Ｐｏｉｎｔ）が下がるので、ストリッパー（２６、２８）の温度および真空度を増加させながら、低分子量オリゴマーを順次除去し、重合生成物中のオリゴマー残留量を最小化させることが好ましい。この時、必要によって、重合生成物に窒素（Ｎ２）を注入し（Ｎ２ Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）、低分子量化合物（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ）の分圧を相対的に下げて、低分子量オリゴマーの残留量をさらに減少させることもある。また、必要によって、前記ストリッパー部（２６、２８）の蒸留カラム上段に位置するストリッパーコンデンサー（Ｓｔｒｉｐｐｅｒ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）で、サイドーカット（Ｓｉｄｅ−ｃｕｔ：蒸留カラムの或る一段で必要な成分を取りだすこと）によって、溶媒に含まれた水分を分離して除去できる。
前記溶媒回収部（３０）は、前記重合生成物から分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、低分子量オリゴマーを分離して、高純度の溶媒を回収（ｓｏｌｖｅｎｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）するための蒸留カラムによって構成される。前記溶媒回収部（３０）を形成する蒸留カラムの段数は、例えば、２０乃至５０であり、そして蒸留カラムの上部から高純度の溶媒が得られる。溶媒内のオリゴマー成分含量を最小化させるために、溶媒およびオリゴマーを分離できるように蒸留カラムの温度および圧力が適切に設定されるべきであり、そして高い還流比率（Ｒｅｆｌｕｘ Ｒａｔｉｏ）で溶媒を蒸留させることが好ましい。このように回収された溶媒が重合溶媒として再利用される。前記溶媒精製部（４０）は、前記重合生成物および低分子量オリゴマーが除去された溶媒から不純物をさらに除去するための精製部として、必要によって設置することができる。
図２は、本発明の一実施例によるエチレンとアルファーオレフィンとの重合方法を示す流れ図である。図２に図示されたように、本発明によるエチレンとアルファーオレフィンとの重合方法は、重合反応を行う前に、反応原料から、水分、酸素（Ｏ２）、ＣＯ２、硫黄（Ｓｕｌｆｕｒ）等、触媒活性を低下させることができる物質（Ｐｏｉｓｏｎ、Ｉｍｐｕｒｉｔｙ）を事前に除去する反応原料前処理工程（Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ、Ｓ １０）を行うことが好ましい。例えば、酸素（Ｏ２）と硫黄（Ｓｕｌｆｕｒ）を除去するためのスカベンジャー（Ｓｃａｖｅｎｇｅｒ、例えば、ＲｉｄｏｘTM Ｏｘｙｇｅｎ Ｓｃａｖｅｎｇｅｒ、製造社：Ｆｉｓｈｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ２）を除去するためのアルミナ（Ａｌｕｍｉｎａ）、水分を除去するための分子体（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅ）等で構成されたカラム（Ｃｏｌｕｍｎ）に反応原料を通過させ、前記反応原料から触媒活性を低下させることができる物質を除去することができる。次に、溶媒の存在下で、反応原料であるエチレンとアルファーオレフィンとを共重合反応させる（Ｓ ２０）。前記共重合による重合生成物は、未反応のエチレンおよびアルファ─オレフィン等を含む低分子量化合物、溶媒、エチレンとアルファーオレフィンとの共重合体、エチレンとアルファーオレフィンとのオリゴマー等を含む。次に、前記重合生成物から、溶媒よりも分子量が小さい第１低分子量化合物（未反応エチレン、アルファ─オレフィン等）を蒸留して分離し（Ｓ ３０）、続いて、前記重合生成物に含まれており、重合生成物であるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマーと溶媒（第２低分子量化合物）とを蒸留して分離することで、純粋な重合生成物が得られる（Ｓ ４０）。この時、前記第１低分子量化合物を蒸留して分離した（Ｓ ３０）後、必要によって、重合生成物に含まれている触媒を非活性化させるための触媒洗浄工程（Ｓ ３５）をさらに行うことができる。最後に、前記重合生成物から分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、蒸留によって低分子量オリゴマーを分離し、高純度の溶媒を回収した後、回収された溶媒を重合溶媒として再利用する（Ｓ ５０）。
本発明による重合反応に使用される反応原料は、エチレン（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）および炭素数３乃至２０のアルファ─オレフィンである。前記炭素数３乃至２０のアルファ─オレフィンとして、プロピレン（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン等の直鎖状アルファ─オレフィン、イソブチレン、３−メチル−１ブテン、４−メチル−１−ペンテン等の分岐鎖状アルファ─オレフィン、これらの混合物等を単独または混合して使用できて、好ましくは炭素数３乃至５の低級線状アルファ─オレフィンを使用できて、特に好ましくはプロピレンを使用する。前記重合反応は、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の非活性溶媒を媒質として使用することによって行うことができて、好ましくは前記重合反応に使用されるアルファ─オレフィンより分子量が大きい溶媒を使用することができて、例えば、炭素数４乃至８の飽和炭化水素化合物、特に、好ましくは炭素数６のヘキサンを使用することができる。例えば、前記溶媒の炭素数は、前記重合反応に使用されるアルファ─オレフィンの炭素数より１以上大きい。本発明に使用される反応原料は、溶媒と比較して、相対的に蒸気圧が大きいので、未反応原料の回収が容易である。例えば、反応原料がエチレンおよびプロピレンである場合、常圧および０乃至１００℃、好ましくは０乃至５０℃の温度で回収することができる。また、本発明に使用される反応原料は、デセン−１等の高級アルケンと比較し、需給が安定的で価格が低廉な長所がある。
本発明による重合反応では、触媒として、チ─グラ─ナッタ触媒等の第１世代触媒を使用するよりも、メタロセン触媒を使用する方が好ましく、必要によって、前記触媒と（有機アルミニウムオキシ化合物、有機アルミニウム化合物、ボレイト（Ｂｏｒａｔｅ）、アルミノキサン等の）助触媒とを共に混合し、シングルサイト（ｓｉｎｇｌｅｓｉｔｅ）触媒システムを形成して使用することができる。一方、前記分子量調節剤では水素（Ｈ２、ｈｙｄｒｏｇｅｎ）等を使用することができる。本発明によるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合では、重合温度は、反応物質および反応条件等によって変えることができるが、一般的に８０乃至１５０℃、好ましくは９０乃至１２０℃であり、重合圧力は、１０乃至５０バール（ｂａｒ）、好ましくは２０乃至４０バール、さらに好ましくは２５乃至３５バールである。ここで、前記重合温度が低すぎると過度に高分子量の共重合体が形成される虞があり、高すぎると熱安定性によって触媒活性が減少される虞がある。上述したエチレンとアルファーオレフィンとの共重合条件については、本出願人の韓国特許出願１０−２０１２−０１３０７９２号（出願日：２０１２年１月１９日）へ詳細に開示してあり、前記出願の全ての内容は参照として本明細書に含まれる。
本発明によって重合されたエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体は、エチレンと炭素数３乃至２０のアルファ─オレフィンとが共重合されて形成された、常温で液状であるランダム共重合体として、共重合体鎖中に、アルファ─オレフィン単位が均一に分布される構造を持つ。本発明による共重合体は、一般的に、４０乃至６０モル％、好ましくは４５乃至５５モル％のエチレン単位、および４０乃至６０モル％、好ましくは４５乃至５５モル％の（炭素数３乃至２０の）アルファ─オレフィン単位を含む。エチレン単位はエチレンから誘導され、そして（炭素数３乃至２０の）アルファ─オレフィン単位は炭素数３乃至２０のアルファ─オレフィンから誘導される。本発明による共重合体において、前記エチレン単位の含有量が４０モル％未満である場合、プロピレン等の含量が増加し、液状共重合体が形成されない虞があり、６０モル％を超過する場合、エチレンの含有量が過度に増加し、液状共重合体の形成が困難であるか、合成潤滑油として不適合になる虞がある。本発明による共重合体は、数平均分子量（Ｍｎ）が５００乃至１０，０００、好ましくは８００乃至６，０００で、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ、Ｍｗは重量平均分子量）が３以下、好ましくは２以下である。前記数平均分子量（Ｍｎ）および分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ、Ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）によって測定される。本発明によって製造された液状エチレンおよびアルファ─オレフィン共重合体は、単量体が共重合体分子の長さ全体に均等に分布されてあり、組成および分子量分布が狭く、均一性が優れており、二重結合の分布が少ないだけではなく、活性が高くてスラッジ生成が少ない、高い粘度指数、低温粘度特性、剪断および熱安定性、耐久性等を必要とする合成油として特に有用である。
本発明によるエチレンとアルファ─オレフィンとの共重合体から作られた合成油は、自動車潤滑油、ギアオイル、産業潤滑油、グリース等の分野で、潤滑基油、粘度調節剤（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）、粘度指数向上剤、潤滑性添加剤等に使用することができる。
Claims (6)
- 反応原料としてのエチレンおよびアルファーオレフィンと溶媒とが供給され、前記反応原料が溶液状態で共重合されて、溶媒に溶解されたエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体を含む重合生成物を生成する重合反応器；
前記重合生成物中に含まれる未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを蒸留によって分離するためのフラッシュ塔、および前記重合生成物中に含まれるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマーおよび溶媒を蒸留によって分離するストリッパー部を含む、分離部であって、前記フラッシュ塔は、前記重合生成物をフラッシュ蒸留することによって、重合生成物中に含まれる未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを先に分離するものである、前記分離部；および
前記分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、低分子量オリゴマーを分離して、溶媒を回収する溶媒回収部；
を含むエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置であって、
前記アルファーオレフィンは炭素数３乃至５の線状アルファーオレフィンであり、前記溶媒は炭素数４乃至８の飽和炭化水素化合物であり、前記溶媒がアルファーオレフィンより分子量が大きく、そして前記重合生成物が数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜１０，０００であり、常温で液状であるエチレンーアルファオレフィン共重合体である、重合装置。 - 前記フラッシュ塔と前記ストリッパー部との間に、重合反応が完了した後の重合生成物に含まれている触媒を非活性化させるための洗浄部がさらに設置されている、請求項１に記載のエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置。
- 前記ストリッパー部は第１ストリッパー部と第２ストリッパー部の２段階で構成されており、前記第１ストリッパー部は２０〜３０トールの圧力および８０〜１００℃の温度で運転され、溶媒および低分子量オリゴマーを１次的に分離するためのものであり、前記第２ストリッパー部は１〜１０トールの圧力および２２０〜２４０℃の温度で運転され、重合生成物に残留した溶媒および低分子量オリゴマーを２次的に更に分離するものである、請求項１又は２に記載のエチレンとアルファーオレフィンの重合装置。
- 前記フラッシュ塔の温度および圧力は、反応原料であるエチレンおよびアルファーオレフィンと、その反応原料の分子量以下の分子量を持つ物質とを蒸留させて、溶媒は残留させるように設定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエチレンとアルファーオレフィンの重合装置。
- 前記アルファーオレフィンはプロピレンである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエチレンとアルファーオレフィンとの重合装置。
- 溶媒の存在下で、反応原料であるエチレンとアルファーオレフィンとを共重合反応させ、未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを含む低分子量化合物と、溶媒と、エチレンとアルファーオレフィンとの共重合体と、エチレンとアルファーオレフィンとのオリゴマーとを含む重合生成物を得る段階；
前記重合生成物中に含まれている未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを蒸留によって分離する段階であって、前記重合生成物をフラッシュ蒸留することによって、重合生成物中に含まれる未反応のエチレンおよびアルファーオレフィンを先に分離する段階；
前記重合生成物に含まれており、重合生成物であるエチレンとアルファーオレフィンとの共重合体よりも分子量が小さい低分子量オリゴマーおよび溶媒を、蒸留によって分離することで、純粋な重合生成物を得る段階；および
前記重合生成物から分離された低分子量オリゴマーおよび溶媒から、蒸留によって低分子量オリゴマーを分離して、溶媒を回収した後、回収された溶媒をまた重合溶媒として再利用する段階；
を含むエチレンとアルファーオレフィンとの重合方法であって、
前記アルファーオレフィンは炭素数３乃至５の線状アルファーオレフィンであり、前記溶媒は炭素数４乃至８の飽和炭化水素化合物であり、前記溶媒がアルファーオレフィンより分子量が大きく、そして前記重合生成物が数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜１０，０００であり、常温で液状であるエチレンーアルファオレフィン共重合体である、重合方法。
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