JP7132793B2 - ポリオレフィンの製造方法及び製造システム - Google Patents

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Description

本発明は、ポリオレフィンの製造方法及び製造システムに関する。
従来より、オレフィンを重合する複数の気相重合槽内を有するシステムにおいてオレフィンを重合するポリオレフィンの製造方法が知られている。
特表２０１１－５０８８００号公報 特開２００３－２７７４１２号公報 米国特許特開５２３５００９号公報 特開２００９－１７３８９７号公報
しかしながら、従来の方法では、多数のコンプレッサーを必要としたり、各気相重合槽におけるガス流量及び圧力の制御が容易ではなかったりする場合がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コンプレッサーの数が少なくても、各気相重合槽におけるガス流量及び圧力の制御がしやすい、ポリオレフィンの製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
本発明にかかるポリオレフィンの製造システムは、オレフィンを気相重合してポリオレフィンを生成する複数の気相重合槽、
複数の前記気相重合槽を直列に接続するガス移送直列ライン、
入口及び出口を有しオレフィンを含有するガスを圧縮するコンプレッサー、
前記気相重合槽に設けられ、前記コンプレッサーの出口から供給されるガスを最前段の気相重合槽に導くガス主供給ライン、
最後段の前記気相重合槽に設けられたガス排出ライン、及び、
前記ガス主供給ラインに設けられた第１バルブを備える。
本発明によればコンプレッサーの数が少なくても、各気相重合槽に供給するガス流量を任意の流量に一定に制御しやすく、また各気相重合槽の圧力を任意の圧力に一定になるように制御しやすい。
ここで、第１バルブがバタフライ弁または偏心回転プラグ弁であることができる。
また、前記システムは、少なくとも一対の前記気相重合槽に設けられた前記ガス移送直列ライン、及び／又は、前記ガス排出ラインが、第２バルブをさらに備えることができる。
この場合、第２バルブの前後で一定の圧力差を設けることができるので、各気相重合槽毎に適切な圧力範囲を与えることができる。すべての気相重合槽間のガス移送直列ラインに第２バルブが設けられていることが好適である。
この場合、第２バルブがバタフライ弁または偏心回転プラグ弁であることができる。
また、前記システムは、最前段以外の各前記気相重合槽のうちの少なくとも一つと前記コンプレッサーの出口とを、他の前記気相重合槽を経由することなく接続するガス副供給ラインをさらに備えることができる。
これにより、最前段以外の気相重合槽に対して供給できるモノマーの流量を、最前段の気相重合槽と独立に設定でき、各気相重合槽での重合条件の設定の自由度が増える。最前段以外のすべての気相重合槽にガス副供給ラインを介してガスを供給することが好適である。
また、前記システムは、前記ガス副供給ラインに設けられた第３バルブを有することができる。
これにより、最前段以外の各前記気相重合槽に供給される全ガスの流量を所望の範囲とすることが容易である。
また、前記システムは、前記ガス移送直列ラインと、前記コンプレッサーの入口とを、他の前記気相重合槽を経由することなく接続するガスパージラインをさらに備えることができる。
これにより、最前段以外の気相重合槽に供給するガスの流量をより一層細かく調節できる。
また、前記システムは、前記ガスパージラインに設けられた第４バルブを有することができる。
また、前記システムは、さらに、複数の前記気相重合槽を直列に接続する粒子移送直列ラインを備えることができる。
また、前記システムは、各前記気相重合槽内に、下方に行くほど内径が小さくなるテーパー斜面及び前記テーパー斜面の下端に設けられた開口を有するコーン部材、又は、ガス分散板、を備えることができる。
また、前記システムにおいて前記ガス移送直列ラインの内径は、各前記気相重合槽の内径よりも小さいことが好適である。
本発明に掛かるポリオレフィンの製造方法は、上記のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
前記コンプレッサーにより圧縮したガスを、複数の前記ガス副供給ラインを介して最前段以外の各気相重合槽に供給する工程と、
最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた第１バルブで制御する工程、を備える。
ここで、前記方法は、前記第２バルブよりも上流側の気相重合槽の圧力、前記第２バルブよりも上流側の気相重合槽の圧力と当該上流側の気相重合槽よりも更に上流側の気相重合槽の圧力との差、前記第２バルブよりも上流側の気相重合槽の圧力と前記第２バルブよりも下流側の気相重合槽の圧力との差、又は、いずれかの気相重合槽の圧力と、前記ガス排出ラインにおける前記第２バルブより下流側の部分の圧力との差が所定の範囲となるように、前記第２バルブの開度を制御する工程を備えることができる。
また、前記方法は、前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス副供給ラインを介して最前段以外の気相重合槽の少なくとも一つに対して供給する工程を備えることができる。
また、前記方法は、前記ガス副供給ラインを介して供給するガスの流量を前記第３バルブで制御する工程を備えることができる。
また、前記方法は、さらに、前記ガス移送直列ラインを流れるガスの一部を、前記ガスパージラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程を更に備えることができる。
また、前記方法は、前記ガスパージラインを介して前記コンプレッサーに戻すガスの流量を前記第４バルブで制御することができる。
また、前記方法は、ポリオレフィン粒子を最前段の気相重合槽から最後段の気相重合槽まで前記粒子移送直列ラインを介して順次移送する工程を備えることができる。
また、各前記気相重合槽では、ポリオレフィン粒子の流動層又は噴流層を形成することができる。
本発明によれば、コンプレッサーの数が少なくても、各気相重合槽におけるガス流量および圧力を制御しやすい、ポリオレフィンの製造方法及び製造システムが提供される。
図１は、本発明の第１実施形態にかかるポリオレフィンの製造方法で用いる製造システムのフロー図である。 図２は、本発明の第２実施形態にかかるポリオレフィンの製造方法で用いる製造システムのフロー図である。 図３は、本発明の第３実施形態にかかるポリオレフィンの製造方法で用いる製造システムのフロー図である。 図４は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の温度の経時変化を示すグラフである。 図５は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の圧力の経時変化を示すグラフである。 図６は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の粒子ホールドアップの経時変化を示すグラフである。 図７は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽に供給されるガス量の経時変化を示すグラフである。 図８は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の温度の経時変化を示すグラフである。 図９は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の圧力の経時変化を示すグラフである。 図１０は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の粒子ホールドアップの経時変化を示すグラフである。 図１１は、第１実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽に供給されるガス量の経時変化を示すグラフである。 図１２は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の温度の経時変化を示すグラフである。 図１３は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の圧力の経時変化を示すグラフである。 図１４は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽の粒子ホールドアップの経時変化を示すグラフである。 図１５は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱１を与えたときの各重合反応槽に供給されるガス量の経時変化を示すグラフである。 図１６は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の温度の経時変化を示すグラフである。 図１７は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の圧力の経時変化を示すグラフである。 図１８は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽の粒子ホールドアップの経時変化を示すグラフである。 図１９は、第２実施形態にかかる製造方法に外乱２を与えたときの各重合反応槽に供給されるガス量の経時変化を示すグラフである。
図面を参照して本発明の実施形態にかかるポリオレフィンの製造方法について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のポリオレフィンの製造方法で用いる製造システム１００のフロー図である。
製造システム１００は、主として、気相重合槽１０～１５、コンプレッサー２０、サイクロン７０、凝縮器８０を備える。
気相重合槽１０～１５は、それぞれ、供給されたオレフィンガスを重合してポリオレフィンを生成する。本実施形態では、気相重合槽１０～１５は、それぞれ、鉛直方向に伸びる筒型容器ｔｂと、筒型容器ｔｂ内に設けられた分散板ｄｂを有しており、分散板ｄｂの下にガスを供給して分散板ｄｂ上にポリオレフィン粒子の流動層を形成することができる。
気相重合槽１０～１５は、粒子移送直列ラインＬ１１によりこの順に直列に接続されており、ポリオレフィン粒子を下流側に移送することができる。粒子移送直列ラインＬ１１は、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５とは別ラインである。最後段の気相重合槽１５には、粒子排出用のラインＬ１２が接続されている。粒子移送直列ラインＬ１１及び粒子排出用のラインＬ１２には、それぞれ、粒子の流量調節用のバルブＶ１１が設けられている。最前段の気相重合槽１０には、触媒成分供給用のラインＬ１０が接続されている。
各気相重合槽１０～１５には、槽内の粒子のホールドアップ（質量）を測定する検出器Ｄ１１が設けられている。具体的には、検出器Ｄ１１は、例えば、流動層の上下の差圧に基づいて粒子のホールドアップを測定することができる。
粒子の流量調節用の各バルブＶ１１の開度は、検出器Ｄ１１により測定された上流側の気相重合槽の粒子ホールドアップがあらかじめ定められた一定の範囲に入るように調節される。
最上段の気相重合槽１０には、コンプレッサー２０の出口側からラインＬ１を介して供給されるオレフィン含有ガスを気相重合槽１０の分散板ｄｂより下に供給するガス主供給ラインＬ２が設けられている。ガス主供給ラインＬ２には、ガスを冷却する熱交換器３０が設けられている。さらに、ガス主供給ラインＬ２には、流量を検出する検出器Ｄ２０、及び、流量調節用のバルブ（第１バルブ）Ｖ２０が設けられている。流量調節用のバルブＶ２０の開度は、検出器Ｄ２０により測定されたガスの流量があらかじめ定められた一定の範囲に入るように調節される。
流量調節用のバルブ（第１バルブ）Ｖ２０の種類は限定されないが、流量調整の制御性が良い点やバルブ内での粉体の詰まりを抑制できる点からバタフライ弁や偏心回転プラグ弁が好適である。
気相重合槽１０～１５は、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５によりこの順に直列に接続されており、各気相重合槽の排ガスを各気相重合槽の上部から抜いて下流側の気相重合槽の分散板ｄｂより下にそれぞれ供給することができる。ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５には、それぞれ、ガスの冷却を行う熱交換器３０が設けられている。ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５の内径は、各気相重合槽１０～１５の内径よりも小さい。
各気相重合槽で消費されるオレフィンを補うべく、最前段以外の各気相重合槽１１～１５には、コンプレッサー２０から供給されるガスを供給するガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５が接続されている。本実施形態では、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５は、それぞれ、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５の熱交換器３０よりも上流側、かつ、バルブＶ３０よりも下流側にガスを供給する。
ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５には、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５の合流位置よりも下流側に、流量を検出する検出器Ｄ２０が設けられている。また、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５には、それぞれ、流量調節用のバルブ（第３バルブ）Ｖ２２が設けられている。さらに、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５には、検出器Ｄ２０よりも上流側に、バルブ（第４バルブ）Ｖ２５を有するガスパージラインＬ６５が接続されている。ガスパージラインＬ６５はそれぞれ後述するガス排出ラインＬ２７のサイクロン７０よりも上流側にガスをパージする。
流量調節用のバルブ（第３バルブ）Ｖ２２およびバルブ（第４バルブ）Ｖ２５の種類は限定されないが、流量調整の制御性が良い点やバルブ内での粉体の詰まりを抑制できる点からバタフライ弁や偏心回転プラグ弁が好適である。
ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５の流量調節用のバルブＶ２２の開度、及び、各ガスパージラインＬ６５のバルブＶ２５の開度は、検出器Ｄ２０より取得された流量に基づき、各気相重合槽１１～１５に供給されるガスの総量があらかじめ定められた一定の範囲に入るように調整される。
最後段の気相重合槽１５には、気相重合槽１５の上部からガスを排出するガス排出ラインＬ２７が設けられ、このガス排出ラインＬ２７はサイクロン７０を介してコンプレッサー２０の入口側に接続されている。
ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７には、それぞれ、圧力調整用のバルブ（第２バルブ）Ｖ３０が接続されている。ガス排出ラインＬ２７においては、ガスパージラインＬ６５と合流する点よりも上流側の部分に、バルブＶ３０が設けられている。
なお、粒子によるつまりなどバルブＶ３０が粒子による悪影響を受けることを抑制すべく、ラインＬ４１～Ｌ４５におけるバルブＶ３０よりも上流側に、サイクロンを設けても良い。
圧力調整用のバルブ（第２バルブ）Ｖ３０の種類は限定されないが、圧力調整の制御性が良い点やバルブ内での粉体の詰まりを抑制できる点からバタフライ弁や偏心回転プラグ弁が好適である。
気相重合槽１０には、気相重合槽１０の圧力とガス排出ラインＬ２７のバルブＶ３０よりも下流（コンプレッサ入口側）の部分の圧力との圧力差を測定する圧力計Ｄ６０が設けられている。ガス移送直列ラインＬ４１に設けられたバルブＶ３０の開度は、圧力計Ｄ６０の差圧に基づいて、当該差圧があらかじめ定められた一定範囲に入るように調整される。圧力計Ｄ６０の差圧に基づいて、ガス移送直列ラインＬ４１に設けられたバルブＶ３０の開度を調整することにより、ガス排出ラインＬ２７の圧力に変動に応じて気相重合槽１０の圧力が調整されて好適である。
気相重合槽１０には、圧力計Ｄ３０が設けられており、ガス移送直列ラインＬ４１に設けられたバルブＶ３０の開度は、圧力計Ｄ３０の圧力に基づいて、気相重合槽１０内の圧力があらかじめ定められた一定範囲に入るように調整されてもよい。
気相重合槽１１～１５には、各気相重合槽１１～１５と当該気相重合槽よりも上段側の気相重合槽との圧力の差を測定する圧力計Ｄ３１が設けられている。ガス移送直列ラインＬ４２～４５及びガス排出ラインＬ２７の各バルブＶ３０の開度は、圧力計Ｄ３１の差圧に基づいて、当該差圧があらかじめ定められた一定範囲に入るように調整される。なお、本実施形態では、ラインＬ４２の第２バルブＶ３０は、当該第２バルブＶ３０よりも上流側の気相重合槽１１の圧力と当該上流側の気相重合槽１１よりも更に上流側の気相重合槽１０の圧力との差を測定する圧力計Ｄ３１に制御されるが、第２バルブＶ３０よりも上流側の気相重合槽１１と、第２バルブＶ３０よりも下流側の気相重合槽１２の圧力との差を測定する圧力計Ｄ３１により制御されることもできる。他のラインＬ４１，Ｌ４３～Ｌ４５、及び、ガス排出ラインＬ２４に設けられたバルブＶ３０の制御も上記と同様の形態に変更することができる。
これにより、各気相重合槽１１～１５内の圧力もそれぞれ一定範囲に入るように制御される。例えば、差圧をゼロ以外の一定値に設定すれば、各気相重合槽１０～１５の圧力を互いに異ならせることができる。
各気相重合槽１１～１５には、圧力計Ｄ３０が設けられており、ガス移送直列ラインＬ４２～４５及びガス排出ラインＬ２７の各バルブＶ３０の開度は、各圧力計Ｄ３０の圧力に基づいて、各気相重合槽１１～１５内の圧力があらかじめ定められた一定範囲に入るように調節されてもよい。
図示しないが、各気相重合槽１１～１５には、各気相重合槽１１～１５の圧力とガス排出ラインＬ２７のバルブＶ３０よりも下流側の圧力との圧力差を測定する圧力計がそれぞれ設けられてもよく、ガス移送直列ラインＬ４２～４５及びガス排出ラインＬ２７の各バルブＶ３０の開度は、各圧力計の差圧に基づいて、当該差圧があらかじめ定められた一定範囲に入るように調節されてもよい。
ガス排出ラインＬ２７には、ガス中の粒子を回収するサイクロン７０、及び、ガスを加熱又は冷却する熱交換器８５が設けられている。
なお、粒子によるつまりなどバルブＶ３０が粒子による悪影響を受けることを抑制すべく、ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７におけるバルブＶ３０よりも上流側に、サイクロンを設けても良い。
また、バルブＶ３０を一定時間間隔で任意の開度に強制的に一定時間開けることによりバルブＶ３０への粒子のつまりを抑制することは好適である。
ガス排出ラインＬ２７には、さらに、好ましくはサイクロン７０よりも下流側に、ガス排出ラインＬ２７の圧力を検出する圧力計Ｄ５０が設けられている。また、ガス排出ラインＬ２７には、好ましくは、サイクロン７０よりも下流側に、圧力調整用のバルブＶ５０を有するモノマー供給ラインＬ５０、及び、圧力調節用のバルブＶ５２を有するガス排出ラインＬ５２が接続されている。
バルブＶ５０、５２は、圧力計Ｄ５０の圧力に基づいて、ガス排出ラインＬ２７、すなわち、オレフィンモノマーの循環系の低圧側の圧力があらかじめ定められた一定範囲に入るように、ラインＬ５０を介してガス排出ラインＬ２７に流入するモノマーガスの量、及び、ラインＬ５２を介してガス排出ラインＬ２７から排出されるガスの量を調節する。
凝縮器８０と、コンプレッサー２０とは、ラインＬ８０を介して接続されている。ラインＬ８０には流量調節用のバルブＶ８０、及び、流量検出器Ｄ８０が設けられている。バルブＶ８０の開度は、流量検出器Ｄ８０が検出した流量に基づいて、コンプレッサー２０から凝縮器８０に供給されるガスの量があらかじめ定められた一定範囲になるように調節される。
凝縮器８０では、ガスを冷却して、液化オレフィンを生成する。液化しなかったガスはラインＬ８１を介してガス排出ラインＬ２７に戻される。
各気相重合槽１０～１５には、集合ラインＬ８２を介して凝縮器８０から供給される液化オレフィンを、各気相重合槽１０～１５に個々に供給する個別液化オレフィン導入ラインＬ８３が接続されている。
個別液化オレフィン導入ラインＬ８３には、それぞれ、流量検出器Ｄ８３、及び、流量調節用のバルブＶ８３が設けられている。また、各気相重合槽１０～１５には、流動層の温度を測定する温度検出器Ｔ８３が設けられている。バルブＶ８３は、温度検出器Ｔ８３が検出した温度に基づいて、各気相重合槽１０～１５に供給される液化オレフィンの流量が、流動層の温度に対してあらかじめ定められた量となるように、バルブＶ８３の開度を調節する。
（ポリオレフィンの製造方法）
次のこのようなシステムを使用したポリオレフィン粒子の製造方法について説明する。
コンプレッサー２０で圧縮したオレフィンを含むガスを、ガス主供給ラインＬ２を介して気相重合槽１０に供給する。気相重合槽１０から排出される未反応のオレフィンを含むガスを、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４４を介して、各気相重合槽１１～１５を順次移送し、気相重合槽１０～１５内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る。
また、コンプレッサーにより圧縮したガスを、複数のガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５を介して最前段以外の各気相重合槽１１～１５に供給する。また、必要に応じて、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５からガスを、ガスパージラインＬ６５を介してコンプレッサー２０に戻す。
最後段の気相重合槽１５から排出されるガスを、ガス排出ラインＬ２７を介してコンプレッサー２０に戻し、循環する。
重合により生成するポリオレフィンを含むポリオレフィン粒子を、最前段の気相重合槽１０から最後段の気相重合槽１５まで粒子移送直列ラインＬ１１を介して順次移送する。
そして、ガス主供給ラインＬ２を介して最前段の気相重合槽１０に供給するガスの流量を、ガス主供給ラインＬ２に設けられたバルブＶ２０であらかじめ定められた一定範囲に入るように制御する。
また、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５を介して最前段以外の各気相重合槽１１～１５に供給するガスの流量及びガスパージラインＬ６５を介してガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５から排出するガスの量を、最前段以外の各気相重合槽１１～１５に供給される全ガスの正味の流量が一定となるように、各ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５に設けられたバルブＶ２０及び各ガスパージラインＬ６５に設けられたバルブＶ２５で制御する。
必要に応じて、各気相重合槽１０～１５からガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７を介して排出されるガスの流量を、各気相重合槽１０～１５の圧力がそれぞれ一定となるように、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５又はガス排出ラインＬ２７に設けられたバルブＶ３０で制御する。
気相重合槽１０～１５の圧力は、気相重合槽１０～１５内でオレフィンが気相として存在し得る範囲内とすればよく、通常、常圧～１０ＭＰａＧ、好ましくは０．２～８ＭＰａＧ、より好ましくは０．５～５ＭＰａＧである。
気相重合槽１０～１５の温度は、通常、０～１２０℃とすることができ、好ましくは２０～１００℃であり、より好ましくは４０～１００℃である。
重合反応は発熱反応であるため、気相重合槽から排出されるガスの温度は上昇する。熱交換器８５、３０により、循環するガスを適宜冷却することにより、気相重合槽１０～１５の温度を一定範囲に制御することができる。
また、気相重合槽内の温度が規定範囲を超えて上昇した場合には、個別液化オレフィン導入ラインＬ８３を介して気相重合槽内に液体オレフィンを供給し、液体オレフィンの蒸発潜熱によりポリオレフィン粒子などの効率よく冷却をすることもできる。具体的には、各個別液化オレフィン導入ラインＬ８３のバルブＶ８３は、各気相重合槽内の温度に応じて、あらかじめ定められた量の液体オレフィンが気相重合槽内に供給されるように、開度を調節する。
各気相重合槽１０～１５において重合反応により消費されたオレフィンは、モノマー供給ラインＬ５０を介してコンプレッサー２０に補充される。
上述のように、各気相重合槽１０～１５で生成したポリオレフィンを含むポリオレフィン粒子を、粒子移送直列ラインＬ１１を介して、順次、後段側の気相重合槽に移送する。
ここで、後段側の気相重合槽の圧力Ｐ２を、前段側の気相重合槽の圧力Ｐ１よりも低くすると、粒子の移送がしやすくなる。これに加えて、後段側の気相重合槽と粒子移送直列ラインＬ１１との接続位置を、前段側の気相重合槽と粒子移送直列ラインＬ１１との接続位置よりも低くすると、粒子移送直列ラインＬ１１が、前段側から後段側に向かって下向きの勾配を有する部分を持つことができ、粒子の移送がさらにしやすくなる。粒子移送直列ラインＬ１１は、上向きの勾配を有する部分及び水平部分を持たないことが好ましい。
粒子移送直列ラインが斜め下向きに伸びる方向と、水平面とのなす角を移送ラインの傾斜角度θとすると、傾斜角度θは３０°以上が好ましく、３５°以上がより好ましく、４０°以上がさらに好ましく、５５°以上が特に好ましい。上限は９０°である。
具体的には、１３０ｋＰａ≧Ｐ１－Ｐ２≧０とすることが好適である。
ここで、粒子移送直列ラインＬ１１を介して後段側の気相重合槽に移送するポリオレフィン粒子の量は、前段側の気相重合槽の粒子ホールドアップ（質量）が一定となるように、バルブＶ１１によりそれぞれ制御される。
各気相重合槽におけるポリオレフィン粒子の平均滞留時間は、０．０１～１０時間とすることができ、好ましくは、０．１～１時間である。
各気相重合槽１０～１５において、重合触媒の存在下重合を行うことが好適である。気相重合槽１０への重合触媒の供給方法として、図示しない事前重合槽であらかじめ触媒の存在下でポリオレフィン粒子を重合して製造した、触媒を含むポリオレフィン粒子を供給してもよい。あるいは、気相重合槽１０への重合触媒として、予備重合触媒、または、固体触媒を直接、供給してもよい。
事前重合の方法としては、特に限定されないが塊状重合と呼ばれる、液化オレフィン中でオレフィンを重合する方法があげられ、この場合、液化オレフィンと、ポリオレフィン粒子とを含むスラリーがラインＬ１０を介して気相重合槽１０に供給される。
気相重合槽１１～１５においては、前段の気相重合槽１０から順次供給されるポリオレフィン粒子中の触媒によりオレフィンを効率よく重合できる。
最後段の気相重合槽１５からラインＬ１２を介して排出した粒子に対して、公知の方法により、適宜、乾燥、失活等の処理を行い、ポリオレフィン粒子が得られる。得られた失活前のポリオレフィン粒子に対して、さらに別の重合工程を行っても良い。
（作用）
本実施形態によれば、コンプレッサー２０により圧縮したガスを、ガス主供給ラインＬ２を介して最前段の気相重合槽１０に供給し、最前段の気相重合槽１０から排出されるガスを、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５を介して、最後段の気相重合槽１５まで順次移送し、さらに、最後段の気相重合槽１５から排出されるガスをガス排出ラインＬ２７を介してコンプレッサー２０に戻すことができるので、コンプレッサーの数を低減できる。また、各気相重合槽１０～１５に対してオレフィンを含むガスを直列に流すことができるので、各気相重合槽における当該ガスの流量及び圧力を任意の流量及び圧力において一定にしやすい。さらに、気相重合槽１０に供給するオレフィンを含むガスの流量を、ガス主供給ラインＬ２に設けられたバルブ（第１バルブ）Ｖ２０で制御できるので、気相重合槽１０、及び、その後段の各気相重合槽１１～１５に供給されるガスの流量をより制御しやすい。
また、各ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７に設けられたバルブ（第２バルブ）Ｖ３０の開度を調整して、各気相重合槽１０～１５の圧力を制御できる。したがって、各気相重合槽１０～１５の圧力を任意の範囲内で一定となるようにより制御しやすく、各気相重合槽１０～１５間で互いに上述のような数式で示した圧力差を設けることが容易である。
また、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５により、最前段以外の気相重合槽１１～１５に対してモノマーガスを供給できるので、各気相重合槽１１～１５におけるガス流量及び圧力を一定に制御しやすい。
さらに、ガス副供給ラインを介して供給するガスの量を第３バルブＶ２２で調節できるので、最前段以外の各気相重合槽１１～１５に供給される全ガスの流量を所望の範囲とすることが容易である。
また、ガス移送直列ラインＬ４１～ｌ４５を流れるガスの一部を、ガスパージラインＬ６５を介してコンプレッサー２０に戻すことができるので、最前段以外の気相重合槽１１～１５に供給するガスの量をより一層細かく調節できる。
さらに、ガスパージラインＬ６５を介してコンプレッサー２０に戻すガスの量をバルブＶ（第４バルブ）２５で調節できるので、より一層ガス量の調整がしやすい。
さらに、ポリオレフィン粒子を最前段の気相重合槽１０から最後段の気相重合槽１５まで粒子移送直列ラインＬ１１を介して順次移送できるので、ポリオレフィンの多段重合が可能となり、反応効率の向上や重合槽内のポリオレフィン粒子の滞留時間分布をより狭くできるなどの効果がある。
これらにより、ポリオレフィンの安定生産が可能となる。
（ポリオレフィン製造に使用する触媒について）
本発明においてポリオレフィンを製造するために使用される触媒としては、チーグラー・ナッタ型触媒やメタロセン系触媒等が挙げられ、好ましくは、チーグラー・ナッタ型触媒である。チーグラー・ナッタ型触媒としては、例えば、マグネシウム化合物にチタン化合物を接触させて得られる固体触媒成分等のＴｉ－Ｍｇ系触媒、マグネシウム化合物にチタン化合物を接触させて得られる固体触媒成分、有機アルミニウム化合物および必要に応じて電子供与性化合物等の第３成分を含有する触媒等が挙げられ、好ましくは、マグネシウム化合物にチタン化合物を接触させて得られる固体触媒成分、有機アルミニウム化合物および必要に応じて電子供与性化合物等の第３成分とを含有する触媒であり、さらに好ましくは、マグネシウム化合物にハロゲン化チタン化合物を接触させて得られる固体触媒成分、有機アルミニウム化合物および電子供与性化合物を含有する触媒である。触媒として、少量のオレフィンを接触させ、予備活性化させたものを用いてもよい。
このような触媒及び製造方法の詳細の一例は、例えば、特開平７－２１６０１７号公報、特開２００４－６７８５０号公報に開示されている。
（オレフィン及びポリオレフィンについて）
各気相重合槽に供給するオレフィンの例は、炭素数１～１２のα－オレフィンからなる群より選ばれる一種以上のオレフィンである。例えば、気相重合槽にエチレンを供給するとポリエチレンを含む粒子が得られ、プロピレンを供給するとポリプロピレンを含む粒子が得られる。
各気相重合槽に供給するオレフィンは、２種類以上のオレフィンを含んでもよい。例えば、エチレン及び炭素数３～１２のα－オレフィンからなる群より選ばれる一種以上のオレフィンを供給すると、エチレン－α－オレフィン共重合体を含む粒子が得られる。具体的にはα－オレフィンがプロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテンであると、それぞれ、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－１－ブテン共重合体、エチレン－１－ヘキセン共重合体、エチレン－４－メチル－１－ペンテン共重合体を含む粒子が得られる。また、気相重合槽にプロピレン及び炭素数４～１２のα－オレフィンからなる群より選ばれる一種以上のオレフィンを供給すると、プロピレン－α－オレフィン共重合体を含む粒子が得られる。具体的には、α－オレフィンが１－ブテンであると、プロピレン－１－ブテン共重合体を含む粒子が得られる。
オレフィンは、プロピレンを含むことが好ましい。これにより、プロピレンを単量体単位とする重合体または共重合体を含む粒子が得られる。
さらに、各気相重合槽には、事前重合槽から供給されるポリオレフィン粒子を構成する重合体または共重合体と同じ重合体または共重合体を与える組成のオレフィンモノマーを供給してもよいが、事前重合槽から供給されるポリオレフィン粒子を構成する重合体または共重合体とは異なる重合体または共重合体を与える組成のオレフィンモノマーを供給してもよい。これにより、単量体単位の種類及び比率が互いに異なる複数種のポリオレフィンを含有した、いわゆる、ヘテロファジックポリオレフィン材料の粒子が得られる。
この場合、各工程でのオレフィンモノマーは、必ずプロピレンを含むことが好ましく、これにより、プロピレンを単量体単位として必ず含み、かつ、単量体の種類及び比率が互いに異なるプロピレン（共）重合体の混合物である、ヘテロファジックプロピレン重合材料の粒子が得られる。
本実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料の例は、
（ｉ）プロピレン単独重合体成分（Ｉ‐１）とプロピレン共重合体成分（ＩＩ）とを含むプロピレン重合材料、または、
（ｉｉ）プロピレン共重合体成分（Ｉ‐２）とプロピレン共重合体成分（ＩＩ）とを含むプロピレン重合材料、または、
（ｉｉｉ）プロピレン単独重合体成分（Ｉ‐１）とプロピレン共重合体成分（Ｉ‐２）とプロピレン共重合体成分（ＩＩ）とを含むプロピレン重合材料である。
プロピレン単独重合体成分（Ｉ－１）とは、プロピレンに由来する単量体単位のみからなるプロピレンの単独重合体成分である。プロピレン共重合体成分（Ｉ－２）およびプロピレン共重合体成分（ＩＩ）とは、より具体的には、以下の通りである。
プロピレン共重合体成分（Ｉ－２）：
プロピレンに由来する単量体単位と、エチレンおよび炭素数４以上、１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種のオレフィンに由来する単量体単位とを含有する共重合体成分であって、エチレンおよび炭素数４以上、１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種のオレフィンに由来する単量体単位の含有量が０．０１重量％以上、１５重量％未満、好ましくは０．０１重量％以上、１２重量％未満、より好ましくは３重量％以上、１０重量％未満である（但し、プロピレン共重合体成分（Ｉ－２）の全重量を１００重量％とする）。プロピレンに由来する単量体単位の含有量は、８５重量％以上であってもよく、９０重量％以上であってもよい。
プロピレン共重合体成分（ＩＩ）：
エチレンおよび炭素数４以上、１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種のオレフィンに由来する単量体単位と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有する共重合体成分であって、エチレンおよび炭素数４以上、１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種のオレフィンに由来する単量体単位の含有量が１０重量％以上、８０重量％以下、好ましくは２０重量％以上、７０重量％以下、より好ましくは２５重量％以上、６０重量％以下である（但し、プロピレン重合体成分（ＩＩ）の全重量を１００重量％とする）。プロピレンに由来する単量体単位の含有量は、２０重量％以上、９０％以下であることができる。
プロピレン共重合体成分（Ｉ－２）としては、例えば、プロピレン－エチレン共重合体成分、プロピレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－１－ヘキセン共重合体成分、プロピレン－１－オクテン共重合体成分、プロピレン－１－デセン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－ヘキセン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－オクテン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－デセン共重合体成分等が挙げられ、好ましくは、プロピレン－エチレン共重合体成分、プロピレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－ブテン共重合体成分が挙げられる。
プロピレン共重合体成分（ＩＩ）の例も上記と同様である。
本実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料としては、例えば、（ポリプロピレン）－（エチレン－プロピレン共重合体）ヘテロファジック重合材料、（プロピレン－エチレン共重合体）－（エチレン－プロピレン共重合体）ヘテロファジック重合材料、（ポリプロピレン）－（エチレン－プロピレン共重合体）－（エチレン－プロピレンプロピレン共重合体）ヘテロファジック重合材料等が挙げられる。
本実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料において、ヘテロファジックプロピレン重合材料に含まれるプロピレン共重合体成分（ＩＩ）は、好ましくは３２重量％以上、より好ましくは３５重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である（但し、ヘテロファジックプロピレン重合材料の全重量を１００重量％とする）。
本実施形態において、プロピレン共重合体成分（Ｉ－２）またはプロピレン共重合体成分（ＩＩ）に用いられる、炭素数４以上、１２以下のα－オレフィンとしては、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、３－メチル－１－ブテン、３－メチル－１－ペンテン、４－メチル－１－ペンテン、２－エチル－１－ヘキセン、２，２，４－トリメチル－１－ペンテン等が挙げられ、好ましくは、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンであり、より好ましくは１－ブテンである。
（第２実施形態）
続いて、図２を参照して、本発明の第２実施形態にかかる製造システム２００を利用したポリオレフィン粒子の製造方法について説明する。
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、気相重合槽１１～１５で、ポリオレフィン粒子の流動層を形成するのでなく、ポリオレフィン粒子の噴流層を形成する点である。
具体的には、気相重合槽１１～１５は、分散板ｄｂに替えて、下方に行くほど内径が小さくなるテーパー斜面ｔｐ及びテーパー斜面ｔｐの下端に設けられたガス導入用の開口ｏｐを有するコーン部材ｃｍ、及び、ガス導入用の開口ｏｐの上方に設けられたバッフルｂｆを有する。
ガス主供給ラインＬ２、又は、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５の組み合わせにより供給されるガスは、コーン部材ｃｍの下に供給される。これにより、ガス導入用の開口ｏｐからガスが上方に吹き出して、コーン部材ｃｍ上でポリオレフィン粒子の噴流層が形成される。
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用を奏する。
（第３実施形態）
続いて、図３を参照して、本発明の第３実施形態にかかる製造システム３００を利用したポリオレフィン粒子の製造方法について説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみ説明する。なお、図３において、ラインＬ２７へのモノマー供給用のラインＬ５０、ラインＬ２７からのガス排出用のラインＬ５２、並びに、凝縮器８０及び個別液化オレフィン導入ラインＬ８３などを有する液体モノマー供給ラインなどは図示を省略している。
本実施形態に掛かる製造システム３００が第１実施形態に掛かる製造システム１００と異なる点は、粒子移送直列ラインＬ１１を有さず、触媒成分供給用のラインＬ１０及び粒子排出用のラインＬ１２の両方が各気相重合槽１０、１１に接続されている点である。なお、本実施形態の例では、気相重合槽は合計２つであり、ガス排出ラインＬ２７は気相重合槽１１に接続されている。
本実施形態にかかる方法では、ラインＬ１０を介して各気相重合槽１０、１１に触媒成分を供給し、重合により得られたポリオレフィン粒子を各気相重合槽１０、１１からラインＬ１２を介してそれぞれ排出し、後工程に供給する。
本実施形態においても、コンプレッサー２０により圧縮したガスを、ガス主供給ラインＬ２を介して最前段の気相重合槽１０に供給し、最前段の気相重合槽１０から排出されるガスをガス移送直列ラインＬ４１を介して最後段の気相重合槽１１まで移送し、さらに、最後段の気相重合槽１１から排出されるガスをガス排出ラインＬ２７を介してコンプレッサー２０に戻しているので、コンプレッサー２０の数を低減できる。また、各気相重合槽１０、１１に対してオレフィンを含むガスを直列に流すので、各気相重合槽における当該ガスの流量を一定にしやすい。さらに、気相重合槽１０に供給するオレフィンを含むガスの流量を、ガス主供給ラインＬ２に設けられたバルブ（第１バルブ）Ｖ２０で制御しているので、気相重合槽１０、及び、その後段の気相重合槽１１に供給されるガスの流量を制御しやすい。
また、ラインＬ３１によるモノマーの補給及びラインＬ６５によるモノマーのパージの効果は上記と同様である。
なお、本実施形態では、気相重合槽１０，１１間で粒子を移送しないので、気相重合槽１０，１１間に圧力差を設ける必要は無い。したがって、ラインＬ４１及びＬ２７に圧力制御用のバルブＶ３０を設ける必要性は低いが、設けることで個別に圧力を制御することも可能である。
（変形態様）
本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変形態様をとることができる。
例えば、ポリオレフィンの製造システムは気相重合槽を２つ以上有していればよく、気相重合槽の数に限定はない。
また、複数ある気相重合槽において、どの気相重合槽で流動層を形成しても良いし、どの気相重合槽で噴流層を形成しても良い。例えば、すべての気相重合槽で噴流層を形成しても良い。
安定的に流動層を形成するために、特開２００９－１６１７３５号公報に記載の最小流動化速度Ｕｍｆ以上となる量のガスを供給することが好適である。
安定的に噴流層を形成させるために、特開２００９－１６１７３５号公報に記載の最小ガス空塔速度Ｕｍｓ以上になる量のガスを供給することが好適である。また、噴流層での噴流層高さは、特開２００９－１６１７３５号公報に記載の最大噴流層高さＬｓＭＡＸ以下とすることができる。
本実施形態において流動層のガス量は、槽内に粒子を維持する観点から高速流動化速度Ｕｔｒ未満であることが好適である。
また、上記実施形態では、気相重合槽１１～１５の圧力の制御において、当該気相重合槽よりも前段の気相重合槽との差圧に基づいて、バルブＶ３０の開度を制御しているが、当該気相重合槽自体の圧力値に基づいて、バルブＶ３０の開度を制御しても良い。
また、上記実施形態では、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５及びガスパージラインＬ６５を、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５に接続しているが、直接気相重合槽１１～１５に接続しても良い。この場合、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５だけでなく、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５及びガスパージラインＬ６５にも流量を検出する検出器を設ければ、各ラインを介して各気相重合槽に供給及び各気相重合槽から排出されるガス量が検出でき、各気相重合槽に対する総ガス量が一定の範囲内となるようにガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５のバルブＶ２０を制御することができる。
また、上記実施形態では、ガス副供給ライン及びガスパージラインを備えているが、これらを備えていなくても、バルブＶ２０により大まかな流量の調節は可能である。また、ガス副供給ライン及びガスパージラインは、いずれかのガス移送直列ラインに設けられていれば良く、すべてのラインに設けられている必要は無い。
また、上記第１及び第２実施形態では、粒子移送直列ラインＬ１１による粒子の移送を好適に行うべく、バルブＶ３０により各気相重合槽間に微少な圧力差を設けているが、バルブＶ３０により各気相重合槽間に圧力差を与えなくても実施は可能である。例えば、スクリューフィーダーのような機械的な方法であれば、圧力差を設けなくても粒子の移送は可能である。その場合、ラインＬ２０～Ｌ２５に圧力制御用のバルブＶ３０を設ける必要性はない。また、バルブＶ３０は、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７のうちのいずれか一つに設けられていてもよい。
なお、上記実施形態では、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５の内径は、各気相重合槽１０～１５の内径よりも小さい。ラインの内径とはラインの軸方向に垂直な断面における空間部の円相当径であり、気相重合槽の内径とは筒型容器の水平断面における空間部の円相当径である。例えば、気相重合槽間で内径が互いに異なる場合、ガス移送直列ラインの内径は、最小の内径を持つ気相重合槽の内径よりも小さい。このようなガス移送直列ラインの使用により、各気相重合槽の配置の自由度が増える。例えば、直列に接続された一対の気相重合槽を、鉛直方向、水平方向、又は、斜め方向に離間して配置することができる。しかしながら、上記以外の形態、例えば、各気相重合槽の内径が互いに同一である場合にガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５の各内径が各気相重合槽の内径と同一であっても良く、また、各気相重合槽の内径が互いに異なる場合に、各ガス移送直列ラインの内径が、各ラインの両端の気相重合槽の内径のうちの大きい方と同じであっても実施は可能である。
また、気相重合槽１０～１５内で流動層を形成するために用いる分散板ｄｂの形状に特に制限はなく、多孔板、メッシュ板、キャップ付き多孔板など種々のガス分散板を使用可能である。
また、気相重合槽１０～１５内で噴流層を形成するために用いるコーン部材ｃｍの形状も、下方に行くほど内径が小さくなるテーパー斜面ｔｐ及びテーパー斜面ｔｐの下端にガス導入用の開口ｏｐを有すれば特に制限はなく、バッフルｂｆを備えなくても噴流層の形成は可能である。コーン部材ｃｍのテーパー斜面ｔｐと水平面とがなす角度は２０～８０°とすることが好適である。また、上記実施形態では、コーン部材ｃｍは、筒型容器ｔｂの底部をなす部材とは別に存在しているが、コーン部材ｃｍが、筒型容器ｔｂの底部をなす部材であり、開口ｏｐから直接槽内にガスを供給してもよいことは言うまでもない。
（シミュレーション例）
第１実施形態及び第２実施形態のポリオレフィンの製造方法の安定性をダイナミックシミュレーションにより評価した。プロセスシミュレーターとして、Ａｓｐｅｎ Ｃｕｓｔｏｍ Ｍｏｄｅｌｅｒ（株式会社アスペンテックジャパン）を用いた。
以下のような条件で第１実施形態及び第２実施形態の製造方法をモデル化した。
第１気相重合槽に触媒を含むポリプロピレン粒子のスラリーを連続的に供給し、各気相重合槽１０～１５の粒子を、粒子移送直列ラインＬ１１により順次下段の気相重合槽に移送する。前段の気相重合槽の圧力を、後段の気相重合槽の圧力より高く保持し、図１のように粒子移送直列ラインＬ１１に傾斜角度θ＝６０°の傾斜を与え、粒子移送直列ラインＬ１１のバルブＶ１１の開度により粒子の移送量を調整し、前段の気相重合槽の流動層の粒子ホールドアップがそれぞれ一定となるように粒子移送量の調整を行う。
各気相重合槽１０～１５へ供給するガス流量は、ガス主供給ラインＬ２のバルブＶ２０、および、ガス副供給ラインＬ３１～Ｌ３５のバルブＶ２０により一定となるように調整し、各気相重合槽の圧力は、ガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５及びガス排出ラインＬ２７のバルブＶ３０により一定となるように調整した。
各気相重合槽１０～１５の流動層の重合熱の除熱は、ガス主供給ラインＬ２及びガス移送直列ラインＬ４１～Ｌ４５に設けられた熱交換器３０によりガスを冷却することにより行う。また、コンプレッサーから吐出されたガスの一部を凝縮器８０により液化させ、凝縮した液を各気相重合槽１０～１５に個別に供給し、凝縮液の潜熱により重合熱の除去を行った。
表１（第１実施形態に対応）、及び、表２（第２実施形態に対応）に示す重合条件にて定常の運転状態を構築し、下記の外乱１および外乱２を与えて、各々の気相重合槽の温度、圧力、循環ガス流量および粒子ホールドアップの経時変化を確認した。
外乱１：第２気相重合槽１１から第３気相重合槽１２へのポリプロピレン粒子の移送を６０秒間停止した。
外乱２：第１気相重合槽１０に供給されるスラリー量を１．２倍に増加した。
［シミュレーション結果の評価方法］
外乱による各気相重合槽の温度、圧力、循環ガス流量、および、粒子ホールドアップの変動量が、定常状態の数値に対して最大で一割未満の割合であり、また経時的に変動は収束し、定常状態の運転状態へと戻る場合を外乱耐性があると判断した。
［第１実施形態（６段の流動層）において外乱１（ポリプロピレン粒子の槽間移送の一時的な停止）を与えた場合のシミュレーション結果］
図４～図７に示す通り、各々の気相重合槽反応槽において各値は一時的に変動するものの、変動量は定常状態の数値に対して最大で一割未満の割合であり、また経時的に変動は収束し、定常状態の運転状態へと戻り、外乱耐性がある重合プロセスであることを確認できた。
［第１実施形態（６段の流動層）において外乱２（第１気相重合槽へのスラリー供給量を１．２倍に増加）を与えた場合のシミュレーション結果］
図８～図１１に示す通り、各々の気相重合槽において各値は一時的に変動するものの、変動量は定常状態の数値に対して最大で一割未満の割合であり、また経時的に変動は収束し、定常状態の運転状態へと戻り、外乱耐性がある重合プロセスであることを確認できた。
［第２実施形態（１段の流動層及び５段の噴流層）において外乱１（ポリプロピレン粒子の槽間移送の一時的な停止）を与えた場合のシミュレーション結果］
図１２～図１５に示す通り、各々の反応槽において各値は一時的に変動するものの、変動量は定常状態の数値に対して最大で一割未満の割合であり、また経時的に変動は収束し、定常状態の運転状態へと戻り、外乱耐性がある重合プロセスであることを確認できた。
［第２実施形態（１段の流動層及び５段の噴流層）において外乱２（第１気相重合槽へのスラリー供給量を１．２倍に増加）を与えた場合のシミュレーション結果］
図１６～図１９に示す通り、各々の反応槽において各値は一時的に変動するものの、変動量は定常状態の数値に対して最大で一割未満の割合であり、また経時的に変動は収束し、定常状態の運転状態へと戻り、外乱耐性がある重合プロセスであることを確認できた。
Figure 0007132793000001
Figure 0007132793000002
ｄｂ…分散板、ｃｍ…コーン部材、ｔｐ…テーパー斜面、ｏｐ…開口、１０～１５…気相重合槽、Ｌ１１…粒子移送直列ライン、Ｌ４１～Ｌ４５…ガス移送直列ライン、２０…コンプレッサー、Ｌ２…ガス主供給ライン、Ｌ３１～Ｌ３５…ガス副供給ライン、Ｌ２７…ガス排出ライン、Ｌ６５…ガスパージライン、Ｖ２０…バルブ（第１バルブ）、Ｖ３０…バルブ（第２バルブ）、Ｖ２２…バルブ（第３バルブ）、Ｖ２５…バルブ（第４バルブ）、１００、２００、３００…ポリオレフィンの製造システム。

Claims (22)

  1. オレフィンを気相重合してポリオレフィンを生成する複数の気相重合槽、
    複数の前記気相重合槽を直列に接続し、粒子を最前段の気相重合槽から最後段の気相重合槽まで順次移送する粒子移送直列ライン、
    複数の前記気相重合槽を直列に接続し、ガスを前記最前段の気相重合槽から前記最後段の気相重合槽まで順次移送するガス移送直列ライン、
    入口及び出口を有し、オレフィンを含有するガスを圧縮するコンプレッサー、
    前記最前段の前記気相重合槽に設けられ、前記コンプレッサーの出口から供給されるガスを前記最前段の気相重合槽に導くガス主供給ライン、
    前記最後段の前記気相重合槽に設けられたガス排出ライン、及び、
    前記ガス主供給ラインに設けられた第１バルブ、
    を備えるポリオレフィンの製造システム。
  2. 前記第１バルブがバタフライ弁または偏心回転プラグ弁である、請求項１記載のポリオレフィンの製造システム。
  3. 前記ガス移送直列ラインにおける少なくとも一対の前記気相重合槽間に設けられた第２バルブＡをさらに備える、請求項１又は２記載のポリオレフィンの製造システム。
  4. 前記第２バルブＡがバタフライ弁または偏心回転プラグ弁である、請求項３に記載のポリオレフィンの製造システム。
  5. 前記ガス排出ラインに設けられた、第２バルブＢをさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のポリオレフィンの製造システム。
  6. 前記第２バルブＢがバタフライ弁または偏心回転プラグ弁である、請求項５に記載のポリオレフィンの製造システム。
  7. 最前段以外の各前記気相重合槽のうちの少なくとも一つと前記コンプレッサーの出口とを、他の前記気相重合槽を経由することなく接続するガス副供給ラインをさらに備える、請求項１～６のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システム。
  8. 前記ガス副供給ラインに設けられた第３バルブをさらに有する、請求項７に記載のポリオレフィンの製造システム。
  9. 前記ガス移送直列ラインと、前記コンプレッサーの入口とを、他の前記気相重合槽を経由することなく接続するガスパージラインをさらに備える、請求項１～８のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システム。
  10. 前記ガスパージラインに設けられた第４バルブをさらに有する、請求項９に記載のポリオレフィンの製造システム。
  11. 前記最前段の気相重合槽に接続された、触媒成分供給用ラインをさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システム。
  12. 各前記気相重合槽内に、下方に行くほど内径が小さくなるテーパー斜面及び前記テーパー斜面の下端に設けられた開口を有するコーン部材、又は、分散板、を備える、請求項１～１１のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システム。
  13. 前記ガス移送直列ラインの内径は、各前記気相重合槽の内径よりも小さい、請求項１～１２のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システム。
  14. 請求項１～１３のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    を備える、ポリオレフィンの製造方法。
  15. 請求項３又は４に記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    前記第２バルブＡよりも上流側の気相重合槽の圧力、前記第２バルブＡよりも上流側の気相重合槽の圧力と当該上流側の気相重合槽よりも更に上流側の気相重合槽の圧力との差、又は、前記第２バルブＡよりも上流側の気相重合槽の圧力と前記第２バルブＡよりも下流側の気相重合槽の圧力との差が所定の範囲となるように、前記第２バルブＡの開度を制御する工程とを備える、方法。
  16. 請求項５又は６に記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    いずれかの気相重合槽の圧力と、前記ガス排出ラインにおける前記第２バルブＢより下流側の部分の圧力との差が所定の範囲となるように、前記第２バルブＢの開度を制御する工程とを備える、方法。
  17. 請求項７又は８記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    前記コンプレッサーにより圧縮したガスを、前記ガス副供給ラインを介して最前段以外の気相重合槽の少なくとも一つに対して供給する工程とを備える、方法。
  18. 請求項８記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    前記コンプレッサーにより圧縮したガスを、前記ガス副供給ラインを介して最前段以外の気相重合槽の少なくとも一つに対して供給する工程と、
    前記ガス副供給ラインを介して供給するガスの流量を前記第３バルブで制御する工程とを備える、方法。
  19. 請求項９又は１０記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    前記ガス移送直列ラインを流れるガスの一部を、前記ガスパージラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、を備える、方法。
  20. 請求項１０記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    前記ガス移送直列ラインを流れるガスの一部を、前記ガスパージラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガスパージラインを介して前記コンプレッサーに戻すガスの流量を前記第４バルブで制御する工程と、を備える方法。
  21. 請求項１～１３のいずれか一項記載のポリオレフィンの製造システムを用いたポリオレフィンの製造方法であって、
    前記コンプレッサーにより圧縮したオレフィンを含有するガスを、前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給する工程と、
    各気相重合槽内でオレフィンを重合させてポリオレフィンを含む粒子を得る工程と、
    最前段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス移送直列ラインを介して、最後段の気相重合槽まで順次移送する工程と、
    最後段の前記気相重合槽から排出されるガスを、前記ガス排出ラインを介して前記コンプレッサーに戻す工程と、
    前記ガス主供給ラインを介して最前段の前記気相重合槽に供給するガスの流量を、前記ガス主供給ラインに設けられた前記第１バルブで制御する工程と、
    ポリオレフィン粒子を最前段の気相重合槽から最後段の気相重合槽まで前記粒子移送直列ラインを介して順次移送する工程と、を備える、方法。
  22. 各前記気相重合槽でポリオレフィン粒子の流動層又は噴流層を形成する工程を更に備える、請求項１４～２１のいずれか一項記載の方法。
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