KR20180044953A - 반응기 내 올레핀 단량체의 연속 중합 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 단계들을 포함하는, 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 방법 및 시스템에 관한 것이다:
a) 적어도 하나의 루프 반응기로부터 적어도 하나의 제2 반응기로 촉매 및/또는 중합체를 도입하는 단계
b) 적어도 하나의 제2 반응기로부터 유체를 인출하는 단계
c) 인출된 유체를 포함하는 유체를 냉각 장치로 냉각하는 단계
d) 냉각된 유체를 분리기로 도입하여 액체의 적어도 일부를 이 유체로부터 분리하여 액체상 및 가스/액체상을 형성하는 단계
e) 아래의 가스/액체상을 분배판 아래의 반응기로 도입하는 단계
f) 액체상을 침전 탱크로 도입하여 침전 탱크 내에 침전하는 미세 입자들로부터 액체를 분리하는 단계
g) 침전 탱크로부터 나온 액체를 냉각 장치의 상류로 도입하는 단계, 및
h) 침전 탱크로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리를 적어도 하나의 루프 반응기로 도입하는 단계.

Description

반응기 내 올레핀 단량체의 연속 중합 방법
본 발명은 반응기 내 올레핀 단량체의 연속 중합 방법, 상기 공정에서의 사용에 적당한 반응 시스템에, 및 상기 공정으로 수득될 수 있는 폴리올레핀에 관한 것이다.
가스상 유동층 공정들, 슬러리, 루프 또는 교반 탱크 반응기들, 현탁액 및 용액 공정들을 포함하는, 올레핀 단량체의 중합을 위한 상이한 공정들이 많이 존재한다.
유동층들 내에서 폴리올레핀을 생산하는 공정의 발견은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리올레핀 공중합체들과 같은 다양한 배열의 폴리올레핀의 생산 수단을 제공해 왔다. 유동층 중합 공정을 이용하는 것은 다른 공정들과 비교하여 에너지 요구사항들을 실질적으로 감소시키며 가장 중요하게는 중합체를 생산하기 위해 그러한 공정을 가동시키는데 요구되는 자본 투자를 감소시킨다.
가스 유동층 중합 공장은 일반적으로 연속 주기를 채용한다. 이러한 주기의 일 부분에서, 반응기 내의 사이클링 가스 스트림은 중합열에 의하여 가열된다. 이 열은 반응기 외부의 냉각 시스템에 의하여 주기의 다른 부분에서 제거된다.
그러나, 가스 유동층 반응기들은 다양한 제한을 포함하는데, 예를 들면, 올레핀 단량체의 발열 중합 동안에 생성된 열의 제한된 열 제거를 갖는다. 만약 열이 충분히 제거되지 않으면, 중합 촉매의 분해, 생성된 폴리올레핀의 분해, 폴리올레핀의 응집 및/또는 폴리올레핀의 덩이짓기(chunking)와 같은 다양한 원하지 않는 영향이 일어난다. 결과적으로, 열 제거에 있어서 한계의 전체적인 효과는 폴리올레핀의 생성 속도의 제한이다.
결과적으로, 열 제거를 증가시키기 위해 많은 개발이 이루어져 왔다.
예를 들면, 열 제거를 달성하는 더 효율적인 방식은 선택적으로 비활성 축합제를 도입하고 가스 재순환 스트림을 이슬점 미만의 온도로 냉각시킴으로써 리사이클 스트림의 적어도 일부분을 축합하여 액체 및 가스를 함유하는 하단 재순환 스트림을 형성하는 것이다. 이후, 이렇게 형성된 하단 재순환 스트림은 유동층 중합 반응기로 도입되며, 여기에서 액체 부분이 반응기의 열에 노출 시에 증발할 것이고, 증발에 의해 반응기로부터의 열이 제거될 것이다. 이 조작 모드는 "컨덴싱(condensing) 모드" 또는 "컨덴스드(condensed) 모드" 공정이라고 업계에 알려져 있다.
그러나, 그러한 컨덴스드 모드에서 달성될 수 있는 열 제거는 여전히 제한적인데, 이는 유동층 및 컨덴스드 모드를 이용한 폴리올레핀의 생성을 위한 현재의 반응기, 반응 시스템 및 공정은 재순환 스트림이 유동층의 불안정화를 유발시킴에 따라 재순환 스트림 중의 대량의 액체를 허용하지 않기 때문이다.
예를 들면, EP 89 691 A2는 재순환 스트림을 이슬점 미만의 온도로 냉각시키고 얻어진 2상 유체 스트림을 반응기로 회수시켜 재순환 스트림의 이슬점 초과의 원하는 온도로 유동층을 유지함으로써 발열 중합 반응을 채용하는 유동층 반응기 내에서 중합체 생성을 증가시키는 공정을 개시한다. EP 89 691 A2의 발명자들은 재순환 스트림 내의 액체의 축합량이 최대 약 20 중량%로 유지될 수 있다는 것을 알게 되었다.
예를 들면, WO00/44792A1은 연속 가스상 중합 반응에서 올레핀 중합체의 연속 제조 공정으로서, 단량체가 유동층을 통과한 이후에, 이슬점 미만의 온도로 냉각시켜 냉가스 및 액체의 혼합물을 생성하는 것인 제조 공정을 개시한다. 냉가스의 전체 또는 일부가 반응기의 하단으로 도입되어 유동층용 유동화 가스 스트림으로서 작용한다. 액체로부터 분리된 냉 액체는 가온되어 유동층과의 간접 열 교환 관계에서 통과함으로써 가열된 유체를 형성하고, 이후 가열된 유체가 층(bed)에 직접적으로 주입되고; 유동화 가스 스트림과 조합되고; 층의 상단 상에 분무되거나 냉각을 위해 유동층으로부터 제거된 가스 단량체와 조합된다.
생산 속도를 증가시키기 위하여, 냉각 능력을 증가시키는 것이 바람직하다.
따라서, 냉각 능력이 증가된, 유동층 반응기 내에서 올레핀 단량체의 연속 중합 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 하기 단계들을 포함하는, 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 방법에 의하여 달성된다:
a) 적어도 하나의 루프 반응기로부터 적어도 하나의 제2 반응기로 촉매 및/또는 중합체를 도입하는 단계
b) 적어도 하나의 제2 반응기로부터 유체를 인출하는 단계
c) 인출된 유체를 포함하는 유체를 냉각 장치로 냉각하는 단계
d) 냉각된 유체를 분리기로 도입하여 액체의 적어도 일부를 이 유체로부터 분리하여 액체상 및 가스/액체상을 형성하는 단계
e) 아래의 가스/액체상을 분배판 아래의 반응기로 도입하는 단계
f) 액체상을 침전 탱크로 도입하여 침전 탱크 내에 침전하는 미세 입자들로부터 액체를 분리하는 단계
g) 침전 탱크로부터 나온 액체를 냉각 장치의 상류로 도입하는 단계, 및
h) 침전 탱크로부터의 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리를 적어도 하나의 루프 반응기로 도입하는 단계.
침전 탱크로부터의 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 이에 의하여 단독 또는 촉매와 함께 적어도 하나의 루프 반응기로 도입될 수 있다.
본 발명에 따른 제2 반응기는 이에 의하여, 예를 들면, 유동층 반응기 및/또는 다중 구역 반응기일 수 있다. 본 발명의 의미에서 반응기는 이에 의하여 바람직하게는 중합 반응기, 특히, 예를 들면, 가스상 중합용 반응기 및/또는 유동층 반응기 및/또는 다중 구역 반응기를 의미할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 침전 탱크로부터의 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 이에 의하여 예비중합기(prepolymerizer)에 해당할 수 있는 제1 루프 반응기에 촉매와 함께 도입될 수 있다. 제1 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부는 이후 공급 중합기(feed polymerizer)에 해당할 수 있는 제2 루프 반응기에 도입될 수 있다. 또한, 제2 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부는 차례로 바람직하게는 분배판 위 및/또는 유동층 내, 특히, 다중 구역 반응기의 제2 구역 및/또는 제3 구역 내의 제2 반응기에 도입될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 촉매 및/또는 중합체는 예비중합기에 해당할 수 있는 적어도 하나의 제1 루프 반응기로부터 바람직하게는 분배판 위 및/또는 유동층 내, 특히, 다중 구역 반응기의 제2 구역 및/또는 제3 구역 내의 적어도 하나의 제2 반응기로 도입되기 이전에 공급 중합기에 해당할 수 있는 적어도 하나의 제2 루프 반응기로 도입된다.
도 1은 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합에 적합한 표준 가스상 반응기를 이용한 본 발명에 따른 공정 및 시스템 및 본 발명의 반응기 시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
이에, 본 발명은 바람직하게는 예를 들면, 하이브리드 공정 및 적어도 하나의 루프 반응기 및 적어도 하나의 유동층 반응기를 포함하는 하이브리드 시스템에 관한 것이다. 이것은 예를 들면, 생성된 중합체들에 대하여 더 많은 유연성에 기여할 수 있으며, 특히, 예를 들면, 멀티모달(multimodal) 중합체 물질을 생성하도록 할 수 있다. 또한, 이것은 예를 들면, 적어도 하나의 루프 반응기 내의 예비중합된 중합체 입자들을 적어도 하나의 유동층 반응기에 도입하도록 함으로써 예를 들면, 유동층 반응기의 오버슈팅(overshooting) 및/또는 쉬팅(sheeting)을 감소시키는 것을 보조할 수도 있다.
이 맥락에서, 액체상은 예를 들면, 액체를 포함하는 상을 의미할 수 있는 반면에, 가스/액체상 수단은 예를 들면, 가스 및 액체를 포함하는 스트림을 의미할 수 있다.
불명확성을 회피하기 위하여, "유체"라는 용어는 액체, 가스 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다. "액체상"이라는 용어는, 바람직하게는 고체 입자들 및/또는 특히, 고체 중합체 입자들이 실질적으로 존재하지 않을 수 있는 액체 이외에, 슬러리들과 같은 고체 입자들을 함유하는 액체를 포함할 수도 있다. 반면에, 본 발명의 의미에서 액체는 이에 의하여 바람직하게는 고체 입자들 및/또는 특히 고체 중합체 입자들이 실질적으로 존재하지 않을 수 있으며, 이로 인하여, 고체 입자들 및/또는 특히, 고체 중합체 입자들이 실질적으로 존재하지 않을 수 있다는 것은 예를 들면, 1.5 중량%, 1.0 중량%, 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 고체 입자들의 함량을 가지고/가지거나 175 ㎛ 미만, 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 더 바람직하게는 125 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖는 고체 입자들을 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유체는 이에 의하여 적어도 하나의 제2 반응기, 특히, 적어도 하나의 제2 반응기의 상단으로부터 인출될 수 있다.
본 발명의 공정에 의하여, 냉각 장치의 냉각 능력 및/또는 냉각 효율을 개선할 수 있음을 알게 되었다. 이것은 예를 들면, 가스보다는 특히, 예를 들면, 액체의 훨씬 더 높은 열용량의 측면에서 액체 및/또는 액체 및 가스의 혼합물을 냉각시키는 것이 더 효율적일 수 있다는 사실에 연관될 수 있다. 이것은 특히, 공간-시간 수율의 측면에서(특히, 시간 단위당 반응기 공간의 체적의 단위당 생성된 중합체의 중량 측면에서) 생성 속도를 개선시키는데 기여하고/기여하거나 특히, 확장된/더 큰 냉각 장치를 필요로 하지 않으면서 컨덴스드 모드 또는 수퍼컨덴스드 모드에서 더 넓은 조건 범위에서 유동층 반응기를 가동시키는데 기여할 수도 있다.
적어도 하나의 냉각 장치는 이에 의하여 특히 예를 들면, 적어도 하나의 반응기 및/또는 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체를 포함하는 유체를 냉각시키는데 이용되는 냉각 장치일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 침전 탱크로부터의 액체는 재순환 스트림의 0.5 중량% 내지 25.0 중량% 사이, 바람직하게는 재순환 스트림의 1.0 중량% 내지 15.0 중량% 사이, 바람직하게는 2 중량% 내지 10 중량% 사이, 재순환 스트림의 바람직하게는 2.5 중량% 내지 9.0 중량%, 더 바람직하게는 3.0 중량% 내지 8.5 중량% 사이, 더욱 바람직하게는 4.5 중량% 내지 8.0 중량%, 더욱 더 바람직하게는 5.0 중량% 내지 7.0 중량%에 해당하는 양으로 냉각 장치의 상류로 도입될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 침전 탱크로부터의 액체는 예를 들면, 10 ㎏/h 내지 250 ㎏/h, 바람직하게는 20 ㎏/h 내지 200 ㎏/h, 더 바람직하게는 50 ㎏/h 내지 150 ㎏/h, 더욱 더 바람직하게는 75 ㎏/h 내지 125 ㎏/h 사이의 양으로 냉각 장치의 상류로 도입될 수 있다.
침전 탱크로부터의 액체가 냉각 장치의 상류로 도입될 수 있다는 것은 이에 의하여 예를 들면, 침전 탱크로부터의 액체가, 제2 반응기로부터 인출된 유체를 포함하는 유체일 수 있는, 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각될 유체에 액체를 첨가하는 방식으로 도입되어, 특히 액체가 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체를 포함하는 압축 유체와 함께 냉각 장치로 들어가도록 하는 것을 의미할 수 있다. 이것은 예를 들면, 침전 탱크로부터의 액체가 제2 반응기로부터, 바람직하게는 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체를 포함하는 압축 유체와 합류하고/하거나 유체와 함께 냉각 장치에 들어가고/가거나 액체가 바람직하게는 예를 들면, 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체를 포함하는 압축 유체에 합류할 수 있는 냉각 장치로 직접 도입되는 스트림 내에서 도입되는 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 예를 들면, 하나 이상의 α-올레핀 단량체는 적어도 하나의 반응기, 바람직하게는 적어도 둘 또는 적어도 3개의 반응기들로 공급될 수 있다. 하나 이상의 α-올레핀 단량체는 이에 의하여 예를 들면, 적어도 하나의 다른 반응기를 통하여 반응기에 공급될 수도 있다.
하나 이상의 α-올레핀 단량체는 이에 의하여 예를 들면, 펌프와 같은 공급 수단을 이용하여 공급될 수 있다. 단량체는 예를 들면, 제2 반응기의 상단으로부터 분배판 아래에 위치된 혼합 챔버 영역으로 (재)순환될 수 있는, 제2 반응기로부터, 바람직하게는 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체에 단량체를 첨가함으로써 반응기에 바람직하게 공급될 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 α-올레핀 단량체는 예를 들면, 단량체가중합 중에 소비되는 하나 이상의 α-올레핀 단량체를 보충하도록 하는 양으로 첨가될 수 있다.
하나 이상의 α-올레핀 단량체는 하나 또는 다수의 공급 스트림들 내에 공급될 수 있다. 예를 들면, 일 유형의 올레핀 단량체, 통상적으로, 에틸렌 및/또는 프로필렌은 하나의 공급물(feed) 내에 포함될 수 있으며, 본원에서 공단량체로도 칭할 수 있는 다른 유형의 α-올레핀 단량체가 다른 공급물 내에 포함될 수 있다.
반응기로부터 폴리올레핀의 인출은 예를 들면, 분배판 위의 영역의 임의의 위치에서 또는 예를 들면, 본원에 기재된 바와 같이 다중 구역 반응기의 경우, 위치들의 조합에서 수행될 수 있으며, 폴리올레핀은 특히, 예를 들면, 제2 구역의 하단 부분 및/또는 제2 구역의 상단 부분 및/또는 제3 구역의 하단 부분 및/또는 제3 구역의 상단 부분으로부터 인출될 수 있다. 바람직하게는, 다중 구역 반응기의 경우, 폴리올레핀이 제2 구역의 하단 부분으로부터 및/또는 제3 구역의 하단 부분으로부터 인출된다.
폴리올레핀은 임의의 적당한 수단, 예를 들면, 중합체 배출 시스템을 이용하여 반응기로부터 인출될 수 있다. 폴리올레핀은 그 자체로 이용될 수 있거나 정제 또는 다른 종료-처리를 거칠 수 있다.
유체는 예를 들면, 임의의 적당한 수단을 이용하여 제2 반응기의 상단으로부터 인출되고, 특히, 예를 들면, 컴프레서가 이용될 수 있다. 인출된 유체는 특히, 예를 들면, 적어도 하나의 제2 반응기, 바람직하게는 예를 들면, 적어도 하나의 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체일 수 있다. 유체가 인출되면, 유체는 컴프레서에 의해 단독으로 또는 다른 화합물들과 함께 압축될 수 있다. 인출된 유체는 이에 의하여 예를 들면, 각각의 압축된 인출 유체 및/또는 압축 유체가 될 수 있다. 압축된 유체는 예를 들면, 제2 반응기의 상단으로부터 인출된 유체를 포함할 수 있다.
본원에서 '하나 이상의 α-올레핀들의 연속 중합' 또는 '폴리올레핀의 연속 제조'는, 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체가 다중 구역 반응기로 공급되고 그렇게 생성된 폴리올레핀은 특히, 중합체 배출 시스템 또는 임의의 다른 적당한 시스템을 통해, 예를 들면, 연속적으로 또는 반-연속적으로 인출되는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 공정에 있어서, α-올레핀 단량체 중 하나는 예를 들면, 에틸렌 또는 프로필렌일 수 있다. 다른 α-올레핀 단량체가 존재할 수 있다. 다른 α-올레핀 단량체의 예는 예를 들면, 4 내지 8개의 탄소 원자들을 갖는 α-올레핀을 포함한다. 그러나, 예를 들면, 공액 디엔과 같이 8개 초과의 탄소 원자들, 예를 들면, 9 내지 18개의 탄소 원자들을 갖는 α-올레핀 단량체의 소량이 필요하다면 채용될 수 있다. 따라서, 에틸렌 또는 프로필렌의 호모중합체들 또는 공단량체(들)로서 예를 들면, 4 내지 8개의 탄소 원자들을 갖는 하나 이상의 α-올레핀 단량체와 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체들을 생성할 수 있다. 바람직한 α-올레핀 단량체는 부트-1-엔, 이소부텐, 펜트-1-엔, 헥스-1-엔, 헥사디엔, 이소프렌, 스티렌, 4-메틸펜트-1-엔, 옥트-1-엔 및 부타디엔을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 에틸렌 및/또는 프로필렌 단량체와 공중합될 수 있거나 4 내지 8개의 탄소 원자들을 갖는 α-올레핀 단량체에 대한 일부 교체로서 이용될 수 있는 8개 초과의 탄소 원자들을 갖는 α-올레핀 단량체의 예는 예를 들면 데스-1-엔 및 에틸리덴 노르보르넨을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다.
본 발명의 공정이 α-올레핀 단량체와 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합을 위해 이용되는 경우, 에틸렌 및/또는 프로필렌은 바람직하게는 공중합체의 주요 성분으로 이용될 수 있다. 예를 들면, 공중합체 내에 존재하는 에틸렌 및/또는 프로필렌의 양은 총 공중합체에 대하여 적어도 65 중량%, 예를 들면, 적어도 70 중량%, 예를 들면, 적어도 80 중량%이다.
'컨덴스드 모드'에서 반응기를 작동하는 것은 예를 들면, 액체 함유 스트림을 반응기를 냉각시키는 데 이용하고 반응기 내에 도입하는 것을 의미할 수 있다. 증발에 의하여 반응기를 냉각시키기 위해 반응기에 도입된 액체는 이에 의하여 특히, 예를 들면, 비중합성 액체 알칸 및/또는 특히 예를 들면, 이소펜탄 및/또는 n-헥산과 같은 그러한 화합물들 중 두 가지 이상의 혼합물일 수 있다.
반응기 내의 분배판은 특히, 다중 구역 반응기의 제2 구역 내에서 유동층을 유지하는데 적당하고/하거나 반응기가 가동 중이지 않은 경우 고체 중합 촉매 및 폴리올레핀의 정지층(quiescent bed)에 대한 지지체로서 작용하는데 적당한, 반응기 내의 하단 재순환 스트림을 분배하는데 적당한 임의의 장치일 수 있다. 예를 들면, 분배판은 스크린, 슬롯 플레이트(slotted plate), 다공판, 버블-캡 유형의 판 또는 다른 기존 또는 시판중인 판 또는 다른 유체 분배 장치일 수 있다. 통상적으로 이용되는 유형의 분배판의 일 예는 입자 체가름(particle sifting)을 방지하기 위하여 각각의 천공의 상단에 일부 상위-천공 구조(above-hole structure)가 있는 다공판이다.
분배판은 일반적으로 반응기의 종축에 수직으로 위치될 수 있으며, 유동층은 상기 분배판 위 및 분배판 아래의 혼합 챔버 영역 위에 위치됨으로써 분배판 아래에 위치된 혼합 챔버 영역은 다중 구역 반응기의 제1 구역에 해당할 수 있다.
분배판은 양호한 가스 분배를 달성하기 위해 이용된다. 분배판은 스크린, 슬롯 플레이트(slotted plate), 다공판, 버블-캡 유형의 판 등일 수 있다. 판의 구성요소들은 모두 정지 상태일 수 있거나 판은 예를 들면, 미국 특허 제3,298,792호에 개시된 이동 유형일 수 있다. 또한, 기계적으로 움직이는(mechanically swept) 분배 그리드들은 예를 들면, 미국 특허 제3,254,070호에 기재되어 있다. 디자인이 어떻든, 분배판은 층의 기저에 있는 입자들을 통해 재순환 유체를 확산시켜 층을 유동 조건으로 유지할 수 있고 반응기가 작동하지 않는 경우 수지 입자들의 정지층을 지지하는 역할을 할 수도 있다.
본 발명의 목적을 위하여, 바람직한 유형의 분배판은 일반적으로 금속으로 제조되고 표면을 가로질러 분포된 천공들을 갖는 유형이다. 천공들은 통상적으로 약 1.5 인치의 직경이다. 천공들은 판을 관통하여 뻗어나 있고, 천공들 상에, 판에 고정으로 장착된 앵글 캡들이 위치되어 있다. 앵글 아이런들의 교호 열들이 예를 들면, 미국 특허 제4,933,149호의 도4에 도시된 바와 같이 교호 평행 배열에서 서로 각을 이루어, 바람직하게는 60도로 배향된다. 교호 열들은 고체들의 정체 구역들을 회피하도록 판의 표면을 따라 유체 흐름을 분배하는 역할을 한다. 또한, 교호 열들은 층이 침강되거나 정지하는 경우 수지 입자들이 천공들을 통해 하강하는 것을 방지한다.
분배판은 포트된(ported) 중앙 원추 단면 및 포트된 외부 환형 원추 단면을 갖는 원추 분배판, 상기 중앙 원추 단면 내 포트들 및 환형 단면 내 포트들로 연장되는 상기 중앙 단면 상의 실질적인 편향면을 제공하도록 원주 방향으로 상쇄되는 상기 환형 원추 단면을 기재하고 있는, 본원에 참조로 포함된 예를 들면, 미국 특허 제2602647A1호에 기재된 바와 같이, 예를 들면, 원추의 모양을 가질 수 있다.
분배판의 다른 원추 모양은 예를 들면, (a) 아래쪽으로 향한 꼭지점이 배열되고, 측면 상에 2개를 초과하는 리브(rib)들이 구비된 하부 원추 구성요소로서, 상기 리브들은 컨테이닝 쉘(containing shell)의 벽과 함께 위쪽 방향으로 감소하는 단면을 갖는 유동 채널들을 형성하도록 하는 프로파일을 가져서 가스의 속도가 점진적으로 그리고 이에 대응하여 증가할 것이고, 리브들은 축 대칭과 서로 정반대이고 수직에 대하여 경사져서 배열되어 유입 가스 흐름에 접선 구성요소를 제공하며, 리브들의 프로파일 및 경사는 유입 가스에 의하여 연행된 고체 입자들을 통과시키도록 하고 가스의 공급이 중단될 때마다 유동층의 입자들의 후퇴를 방해하는 하부 원추 구성요소; 및 (b) 위쪽으로 향한 꼭지점이 있고, 하부 원추 구성요소 상에 중첩되고 유동층 내에 고체의 순환을 활성화시키고, 데드(dead) 또는 정체 구역들을 제거하는 기능을 갖는 상부 원추 구성요소로서, 상기 공정은 공정이 수행되는 유체 층 반응기 내의 분배기가 가스의 재순환을 위한 장치들을 포함하되, 분배기 및 재순환 장치들이 재순환 가스에 의하여 연행된 유동화 물질의 고체 입자들을 통과시키는 것을 더 특징으로 하는 하부 원추 구성요소로 이루어진 이중 원추 몸체를 포함하는 유동화 가스들의 분배기를 기재하고 있는, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제4,518,750호에 기재되어 있다.
예를 들면, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제5143705호는 위쪽으로 향하는 정점이 있는 원추 분배판도 기재하고 있는데, 상기 원추 분배판은 복수개의 개구부들을 갖는다.
예를 들면, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제722565B2호는, 출구 측면들이 원추상으로 측면으로 나와 있고 입구 측면들보다 더 넓은 복수개의 가스 유동 개구부들을 갖는 분배판을 개시한다.
예를 들면, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제5627243호는 위쪽으로 향하는 선단을 갖는 회전면이 있는 원추에 의하여 형성된 캡상 하부 제어 구성요소를 개시한다. 유동 제어 구성요소의 원추면은 구성요소의 모든 측면들 상에 실질적으로 균등하게 분할 배열된 천공이 구비된다.
예를 들면, 미국 특허 제5381827호는 유동층 중합 반응기 내에 교반기를 갖는 가스상 중합 장치에 사용하기 위한 가스 분배기를 개시하며, 이러한 가스 분배기는, 분배기가 위로부터 캡으로 각각 덮인 천공을 가지고, 캡은 반응기의 중심에 대하여 원점을 가지는 원에 접선으로 약 90 내지 135°의 각도로 실질적으로 수평 방향이며 접선의 바깥쪽으로 배향된 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명에서, 분배판은 원추 모양을 포함할 수 있다.
분배판에 더하여, 반응기는 기계적 교반과 같은, 예를 들면, 교반기와 같은 교반을 위한 다른 수단을 더 구비할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 반응기는 기계적 교반을 포함하지 않는다.
인출된 이후에, 특히, 예를 들면, 컴프레서를 이용하여, 인출된 유체는 임의의 적당한 냉각 수단, 특히, 예를 들면, 열 교환기, 특히, 냉각수로 작동하는 열 교환기에 의하여 냉각 장치를 이용하여 특히, 예를 들면, 인출된 유체의 이슬점 미만으로 냉각될 수 있다. 냉각은 이에 의하여 예를 들면, 인출된 유체의 이슬점 훨씬 미만의 온도, 특히, 예를 들면, 이슬점 미만의 5℃ 내지 40℃ 사이, 바람직하게는, 이슬점 미만의 10℃ 내지 35℃ 사이, 더 바람직하게는, 이슬점 미만의 20℃ 내지 30℃ 사이의 온도로 수행될 수 있다. 이슬점은 이에 의하여 특히, 냉각 전 및/또는 냉각 도중에 예를 들면, 냉각될 유체의 작동 압력을 증가시키고/시키거나 응축성 유체의 백분율을 증가시키고 동시에 냉각될 유체 내의 비-응축성 가스들의 백분율을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 냉각은 예를 들면, 인출된 유체의 적어도 일부를 응축시켜 적어도 하나의 응축된 액체상 및 가스/액체상을 얻도록 수행되고, 이들은 분리기로 모두 도입되어 이들을 분리한다. 액체상은 이에 의하여 예를 들면, 알칸들 및/또는 단량체(들)의 액화 혼합물에 해당하고/하거나 이를 포함할 수 있다.
하나 이상의 올레핀 단량체 및/또는 예를 들면, 수소, 비활성 가스 및/또는 액체, 예를 들면, 응축성 비-반응성 단량체와 같은 다른 유체가 인출된 유체에 첨가되어 냉각 장치를 이용하여 인출된 유체를 포함하는 얻어진 유체를 이슬점 미만으로 냉각하기 전에 반응된 유체를 보충할 수 있다. 하나 이상의 올레핀 단량체 및/또는 예를 들면, 수소, 비활성 가스 및/또는 액체, 예를 들면, 응축성 비-반응성 단량체와 같은 다른 유체가 인출된 유체에 첨가되어 인출된 유체를 포함하는 유체를 얻을 수 있다.
인출된 유체의 적어도 일부, 다시 말해서, 특히, 예를 들면, 분리기 내에서 수득된 가스/액체상은 특히, 다중 구역 반응기의 제1 구역에 해당할 수 있는 혼합 챔버 내에서 하단 재순환 스트림으로서 분배판 아래의 반응기 내에 (재)도입되어 하단 재순환 스트림을 형성할 수 있다. 재순환 스트림은 이에 의하여 분배판 아래의 유동층 반응기로 아래에 도입되는 것에 해당할 수 있고/있거나 특히, 바람직하게는, 예를 들면, 분배판 아래의 유동층 반응기로 다시 도입된 인출된 유체의 일부에 해당할 수 있다. 반응기로 가스/액체상의 이러한 (재)도입은 특히, 예를 들면, 또한 해당 파이프들을 통해 및/또는 다른 장치들을 통해 및/또는 추가 반응기들을 통해 단독 및/또는 (예를 들면, 단량체 및/또는 수소와 같은) 다른 (추가적인) 유체 및/또는 (예를 들면, 고체 중합체 입자들 및/또는 고체 촉매 입자들과 같은) 심지어 (추가적인) 고체들과 조합되어 임의의 가능한 방법으로 수행될 수 있다.
분배판 아래의 하단 재순환 스트림의 도입은 유체 도입용 임의의 적당한 수단을 이용하여, 예를 들면, 분사 노즐을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 분리기는 액체의 적어도 일부를 냉각된 유체와 분리할 수 있고, 특히, 냉각된 유체를 액체상 및/또는 슬러리일 수 있는 고체 중합체 입자들이 있는 액체상 및 가스/액체상으로 분리할 수 있는 임의의 장치일 수 있다.
본 발명에 따른 분리기는 예를 들면, 인출된 유체 및/또는 특히 (인출된) 가스/액체 스트림의 속도를 감소시켜, 바람직한 적어도 하나의 액체상이 가스/액체상으로부터 분리될 수 있게 하는 용기, 바람직하게는, 대형 용기일 수 있다. 본 발명에 따른 분리기는 특히, 예를 들면, 하이드로싸이클론, 싸이클론, 습식 스크러버(scrubber) 및 원심분리기일 수 있으며, 이중 어느 하나는 선택적으로 유동 편향기 및/또는 스피너(spinner)와 조합될 수 있다.
바람직하게는, 하이드로싸이클론이 분리기로서 이용될 수 있다. 하이드로싸이클론은 이에 의하여 구매 가능하다. 하이드로싸이클론은 이에 의하여 액체상의 적어도 일부를 본원에서 가스/액체상으로도 지칭되는 가스 및 액체의 혼합물을 포함하는 다른 상과 분리하도록 할 수 있다. 하이드로싸이클론은 이에 의하여 고체 중합체 입자들 및/또는 미세 입자들과 같은 고체 입자들을 가스 및/또는 액체를 포함하는 스트림과 오로지 분리하도록 하는 싸이클론이라고 불릴 수 있는 장치와는 상이하다. 분리기로 이용될 수 있는 하이드로싸이클론 내의 냉각된 유체의 접선 방향 입구로 인하여, 미세 입자들과 함께 응축된 액체의 일부는 원심분리 효과에 의하여 가스/액체상으로부터 분리될 수 있다. 이것은 예를 들면, 인출된 유체로부터 모인 응축된 액체의 양을 증가시킬 수 있다. 이것은 또한 분리기의 하단에 인출된 유체 중에 함유된 미세 입자들의 대부분을 모으도록 하여, 액체상의 일부와 함께 미세 입자들을 침전 탱크로 이끌 수도 있다.
분리기는 하나 이상의 조절 장치들을 이용함으로써 분리를 달성할 수 있는데, 예를 들면, 조절 장치들은 다중 구역 반응기로 하단 재순환 스트림이 도입되는 지점 근처에 배치된다. 상기 조절 장치 또는 조절 장치들의 존재는 하단 재순환 스트림 중의 응축된 액체의 (적어도 일부)를 조절 장치들 상에 액체 소적들의 형태로 응집되도록 할 수 있으며, 이후 소적들은 중력에 의하여 분리기의 하단부로 떨어질 것이다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 분리기는 예를 들면, 하나 이상의 조절 장치들을 포함할 수 있다.
분리기는 예를 들면, 0.5 ㎥ 및 40 ㎥ 사이, 바람직하게는 1 ㎥ 및 20 ㎥ 사이, 더 바람직하게는, 예를 들면, 5 ㎥ 및 10 ㎥ 사이의 체적을 가질 수 있다.
또한, 분리기는 예를 들면, 업계에 알려진 데미스터(demister)를 포함할 수 있다.
또한, 분리기는 액체상의 수집용 분리기 내에 및/또는 분리기의 하단에 저장실을 더 포함할 수 있다. 저장실은 이에 의하여 액체상이 모아질 수 있도록 할 수 있으며, 분리기로부터 액체상의 방출에 대한 제어가 이루어지도록 기여할 수 있다.
분리기, 특히, 슬러리일 수 있는 고체 중합체 입자들이 있는 액체상이 담겨 있는 분리기의 일부 및/또는 분리기의 하단은 침전 탱크에 연결될 수 있어서, 슬러리일 수 있는 고체 중합체 입자들이 있는 액체상이 침전 탱크로 도입된다.
침전 탱크는 이에 의하여 분리기 내에서 수득된 액체상 및/또는 특히, 슬러리일 수 있는 고체 중합체 입자들이 있는 액체상을 액체 및 고체 입자들, 특히, 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리로 더 분리하도록 하는 임의의 장치일 수 있다. 침전 탱크 내에서 이러한 추가적인 분리는 이에 의하여 예를 들면 액체가 침전 탱크의 상부에서 또는 예를 들면, 원심분리 기반 효과를 이용하는 것과 같은 임의의 다른 적당한 방식으로 모이는 동안에 침전 탱크의 하단에 중력에 의하여 단순히 고체 입자들이 침전하도록 함으로써 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 공정은 예를 들면, "미세 입자들"이라고도 불릴 수 있는 미세 중합체 입자들을 반응기로부터 제거하는 것에 기여함으로써 분배판 오염을 저감하는 것을 보조할 수도 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 본 발명에 따른 반응기는, 컨덴스드 및/또는 수퍼-컨덴스드 모드에서 작동 가능할 수 있으며, 예를 들면 제1 구역, 제2 구역, 제3 구역, 제4 구역 및 분배판을 포함할 수 있는, 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 유동층 중합에 적합한 다중 구역 반응기일 수 있다.
다중 구역 반응기가 이용되는 경우, 다중 구역 반응기 내부의 (더) 높은 유량(더 높은 겉보기 가스 속도)는 특히, 예를 들면, 풀링(pooling) 및/또는 중합체 입자들의 습윤에 문제를 갖지 않으면서 반응기에 더 많은 액체를 주입하도록 한다. 본 발명에 의한 냉각 장치의 냉각 능력 및/또는 냉각 효율의 증가는 이에 의하여 유동층 반응기의 상단에서 인출된 스트림으로부터 더 많은 액체를 회수하도록 하여, 더 많은 액체가 반응기 내에 주입되어서 예를 들면, 반응기의 시간-공간 수율뿐만 아니라 냉각을 현저하게 개선시키는데 이용할 수 있다. 냉각 장치의 개선된 능력 및/또는 효율 및 다중 구역 반응기의 사용 사이의 상승 효과는 따라서 특히, 예를 들면, 더 크고/크거나 더 양호하고/하거나 재설계된 냉각 장치의 필요 없이 간단하고 효율적인 방식으로 반응기의 시간-공간-효율을 증가시키는데 매우 유리하게 이용될 수 있다.
분배판 아래의 혼합 챔버에 해당할 수 있는 제1 구역은 이에 의하여 분배판 위에 위치될 수 있고 유동층의 적어도 일부를 포함할 수 있는 제2 구역으로부터 분배판에 의하여 분리될 수 있으며, 다중 구역 반응기는 수직 방향으로 연장된다.
다중 구역 반응기의 제2 구역은 이에 의하여 제1 구역 위에 위치될 수 있고, 다중 구역 반응기의 제3 구역은 제2 구역 위에 위치될 수 있으며, 다중 구역 반응기의 제4 구역은 제3 구역 위에 위치될 수 있다.
다중 구역 반응기의 제2 구역은 내벽을 포함할 수 있으며, 제2 구역의 내벽의 적어도 일부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이며, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다.
제3 구역 또한 내벽을 포함할 수 있으며, 제3 구역의 내벽의 적어도 일부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이며, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다.
제3 구역의 내벽의 최대 직경은 이에 의하여 제2 구역의 내벽의 최대 직경보다 더 클 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 제2 반응기는 이에 의하여 상기 제2 구역의 적어도 일부를 포함할 수 있는 다중 구역 반응기일 수 있고/있거나 상기 제3 구역은 내벽을 포함하며, 내벽의 적어도 일부는 원통 모양을 갖는다. 반응기의 내벽은 반응기의 경계를 정하는 내부 엔빌로프(envelope)일 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 점진적으로 증가하는 직경은 예를 들면, 반응기의 상단을 향하여 수직 방향으로 반응기의 내벽의 직경의 증가를 의미할 수 있다. 상기 증가는 예를 들면, 점차적이고, 일정하고, 로그함수적이거나 기하급수적일 수 있다. 그러한 증가의 일례는 연속적으로 개구인 원추이다.
본 발명의 맥락에 있어서, 연속적으로 개구인 원추는 예를 들면, 반응기의 내벽을 통해 연결된 제1 원형 개구 및 제2 원형 개구를 포함하는 반응기의 내벽의 원추 모양 부분을 의미할 수 있으며, 반응기의 상단을 향해 수직 방향으로 측정된 바와 같이 벽의 직경 변화의 미분계수는 바람직하게는 일정한 양수를 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에 있어서, 분배판 바로 위 영역에서 구역, 바람직하게는 예를 들면, 제2 구역은 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이다. 본 발명의 맥락에 있어서, 바로 위는 예를 들면, 직경 또는 개구가 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가하는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태인 구역이 분배판에 상대적으로 위치되어, 분배판의 표면 상에 액체의 축적이 바람직하게는 방지될 수 있는 것을 의미할 수 있다.
제2 반응기로서 다중 구역 반응기를 이용하는 것의 장점은 상이한 구역들 내에서 수득된 생성물들의 중간 분리 없이 동일한 다중 구역 반응기 내에서 폴리올레핀을 생성할 수 있다는 것일 수 있다. 이것은 다수의 장치 조작들을 포함하며 장치 사이에 분리 단계들을 필요로 하는 지금까지 알려진 반응 시스템들과는 반대되는 것이다. 따라서, 본 발명은 폴리올레핀의 생성을 위한 더 짧은 주기 시간의 가능성을 제공할 수 있으며, 조작하기 더 쉽다.
'적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합에 적당한 다중 구역 반응기'는 하나 이상의 α-올레핀 단량체를 수용하여 이의 중합을 제어할 수 있고 유동층을 포함할 수 있는 장치를 의미할 수 있다. 본 발명의 다중 구역 반응기는 이에 의하여 예를 들면 반구에 의하여 상단 및 하단에서 차단될 수 있다.
본원에 사용된 '유동층'은 고체/유체 혼합물 중에서 고체 입자들의 양(이 경우, 바람직하게는, 고체 촉매 및/또는 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체가 부착된 고체 촉매)이 유체로 작용하는 것을 의미할 수 있다. 이것은 예를 들면, 고체 입자들을 현탁시키기 충분히 높은 속도로 고체 입자들을 통해 유체를 도입하고 고체 입자들이 유체로 거동하도록 유도함으로써 고체 입자들의 양을 적절한 조건 하에 둠으로써 달성될 수 있다.
혼합 챔버에 대응할 수 있는, 다중 구역 반응기의 제1 구역은 분배판에 의하여 제2 구역으로부터 분리될 수 있으며, 다중 구역 반응기의 제2 구역 아래에 위치된다.
제1 구역에서, 가스 및 액체의 분리 및 분포가 일어날 수 있는데, 이는 제1 구역의 제1 기능이다. 제1 구역은 하단 재순환 스트림을 제공하여 제1 구역 내에서 고체 및 액체의 축적을 방지하기 위한 입구 도관(entry conduit)과 관련된 유동 편향기를 더 포함할 수 있다. 그러한 유동 편향기는 예를 들면, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제4,933,149호(의 도면들)에 기재되어 있다.
제2 구역은 예를 들면, 내벽을 포함할 수 있으며, 제2 구역의 내벽의 적어도 일부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이고, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다. 이것은 겉보기 가스 속도가 반응기 내부의 원형 단면에 따라 달라지기 때문에, 제2 구역의 적어도 일부에서 겉보기 가스 속도의 변화로 이어진다. 이것은 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향의 겉보기 가스 속도를 감소시키도록 하여, 제2 구역 내의 중합체 입자들의 평균 체류 시간이 그 결과로 증가될 수 있다.
제2 구역의 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경은 바람직하게는 예를 들면, 제2 구역의 하부에 위치될 수 있고, 더 바람직하게는, 분배판 바로 위에 위치된다.
제2 구역은 가스상 또는 가스-액체 중합이 일어날 수 있는 유동층의 (일부)를 포함할 수 있다. 제2 구역은 (난류 유동화 조건 하에서) 가스-액체 중합에 적합하다. 난류 유동화 조건은 예를 들면, 난류 유동화에 대한 관련 단락이 본원에 참조로 포함되어 있는, 미국 특허 제6391985호에 기재되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 가스-액체 중합은 제2 구역에서 수행될 수 있으며, 가스상 중합은 제3 구역에서 수행될 수 있다.
다중 구역 반응기의 제3 구역은 다중 구역 반응기의 제2 구역 위에 위치된다. 제3 구역은 내벽을 포함하며, 제3 구역의 내벽의 적어도 일부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이고, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다. 이것은 겉보기 가스 속도가 반응기 내부의 원형 단면에 따라 달라지기 때문에, 제3 구역의 적어도 일부에서 겉보기 가스 속도의 변화로 이어진다. 이것은 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향의 겉보기 가스 속도를 감소시키도록 하여, 제3 구역 내의 중합체 입자들의 평균 체류 시간이 그 결과로 증가될 수 있다.
다중 구역 반응기를 이용함으로써, 예를 들면, 가스-액체 중합은 제2 구역 내에서 발생할 수 있으며, 이후, 가스상 중합은 제3 구역 내에서 일어날 수 있다. 따라서, 본 발명은 상이한 구역들 내에서 2-스테이지 중합 또는 다중-스테이지 중합을 제공할 수 있다.
상단 구역 또는 제4 구역은 구역 내의 겉보기 가스 속도가 바람직하게는 중합체 입자들이 구역에 도달하고/하거나 구역 내에 체류하는 것을 방해할 수 있도록 설계된 이탈 구역 및/또는 가스 팽창 구역일 수 있다. 이는 반응 혼합물 및 반응의 중합체 생성물을 이탈시키는 기능을 갖는다. 따라서, 이 구역은 바람직하게는 예를 들면, 반응 구역으로서 기능하지 않는다.
연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경의 경우, 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경은 바람직하게는 연속적으로 제2 구역으로부터 제3 구역으로 연장될 수 있고/있거나 선택적으로는 제3 구역으로부터 제4 구역으로 연장될 수도 있다. 이 경우, 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경 상에 내부에 위치된 상이한 구역들이 형성될 수 있다.
그러나, 제3 구역의 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경의 모양은 제2 구역의 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경과는 상이한 모양을 가질 수도 있다. 제3 구역의 연속적으로 개구인 원추 또는 점진적으로 증가하는 내경은 제3 구역의 임의의 부분, 예를 들면, 제3 구역의 하부 또는 상부 내에에 위치될 수 있지만, 바람직하게는 제3 구역의 하부 내에 위치된다.
제3 구역은 유동층의 일부를 포함할 수 있고/있거나 가스상 중합에 적합할 수 있다.
제3 구역 및 제2 구역은 바람직하게는, 다중 구역 반응기가 작동되는 경우 구별될 수 있지만, 제2 구역 및 제3 구역 사이에 뚜렷한 경계는 존재하지 않을 수 있다. 통상적으로, 다중 구역 반응기를 작동시키는 경우, 제2 구역은 제3 구역보다 더 많은 액체를 포함할 것이며, 제3 구역 내에서, 가스상 중합이 발생할 수 있다.
예를 들면, 다중 구역 반응기의 제4 구역인, 다중 구역 반응기의 상단 구역은 제3 구역 위에 위치된다. 상단 구역 또는 제4 구역은 가스상 중합을 위해 의도된 것은 아니지만, 그 대신 예를 들면, 가스 팽창에 적합할 수 있다. 이는 반응 혼합물 및 반응의 중합체 생성물을 이탈시키는 기능을 갖는다. 따라서, 이 구역은 반응 구역으로서 기능하지 않는다. 겉보기 가스 속도는 그 구역 내에서 매우 낮은 수치일 수 있어서, 중합체 입자들이 바람직하게는 상단 구역으로 들어가지 않고, 바람직하게는 적어도 예를 들면, 제2 반응기의 상단에서 인출된 유체가 컴프레서 내에서 일어나는 폐색(clogging)을 회피하기에 충분하게 입자들이 존재하지 않는다.
그러한 다중 구역 반응기 내에서, 중합이 일어나는 동안에, 새로운 중합체 입자들이 α-올레핀 단량체의 촉매 중합에 의하여 생성된다. 그러한 중합체 입자들은 순환하는 가스를 통해 제4 구역의 방향으로 위쪽으로 투사된다. 이 입자들의 대부분은 바람직하게는 제4 구역에 도달하지 않거나 겉보기 속도가 제4 구역 내에서 감소됨에 따라 중력에 의하여 제2 또는 제3 구역으로 되돌아간다. 제4 구역은 제3 구역 또는 선택적으로 다른 구역(들)에 연결될 수 있다.
본 발명의 다중 구역 반응기는 예를 들면, 제5 구역 및 선택적으로는 제6 구역 및 선택적으로는 심지어 제7 구역일 수 있는, 예를 들면, 하나, 둘 또는 심지어 선택적으로 3개의 다른 구역들과 같이, 다른 구역들을 포함할 수 있다. 이 구역들은 다른 중합 가능성을 제공할 수 있으며, 각각의 추가적인 구역은 상이한 반응 조건에서 작동될 수 있다. 이러한 추가적인 구역은 바람직하게는 제3 구역 및 상단 구역 사이에 위치될 수 있다.
내경은 다중 구역 반응기의 내벽 내부로부터 측정된 바와 같이 다중 구역 반응기의 중심선에 수직인 주어진 수평면 내 직경을 의미한다.
예를 들면, 제4 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제3 구역의 최대 내경보다 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5% 및/또는 최대 300%, 최대 200%, 최대 150%, 최대 80%, 최대 70%, 최대 60%, 예를 들면, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 25%, 최대 20%, 최대 15% 더 클 수 있다. 예를 들면, 제4 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제3 구역의 최대 내경보다 5% 내지 30% 더 클 수 있다.
예를 들면, 제3 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제2 구역의 최대 내경보다 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5% 및/또는 최대 300%, 최대 200%, 최대 150%, 최대 80%, 최대 70%, 최대 60%, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 25%, 최대 20%, 최대 15% 더 클 수 있다. 예를 들면, 제3 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제2 구역의 최대 내경보다 15% 내지 30% 더 클 수 있다.
예를 들면, 제2 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제1 구역의 최대 내경보다 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5% 및/또는 최대 300%, 최대 200%, 최대 150%, 최대 80%, 최대 70%, 최대 60%, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 25%, 최대 20%, 최대 15% 더 클 수 있다. 예를 들면, 제2 구역의 최대 내경은 예를 들면, 제1 구역의 최대 내경보다 15% 내지 30% 더 클 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명은 다중 구역 반응기를 사용할 수 있으며, 제3 구역의 적어도 하단부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추의 형태인 내벽을 포함하며, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다. 그러한 일 실시형태에 있어서, 제2 구역의 하단부 및/또는 제4 구역의 하단부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추의 형태인 내벽을 포함할 수도 있으며, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가한다.
일 실시형태에 있어서, 분배판 바로 위 영역 내 제2 구역은 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태일 수 있으며, 직경 또는 개구가 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가하고, 제2 구역의 상단부는 원기둥 모양을 갖는 내벽을 가지며, 제2 구역의 상단부는 제3 구역의 하단부와 연결되고, 제3 구역의 하단부는 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태이고, 직경 또는 개구는 다중 구역 반응기의 상단 쪽으로 수직 방향으로 증가하고, 제3 구역의 상단부는 원기둥 모양을 갖는 내벽을 가지며, 제3 구역의 상단부는 상단 구역, 예를 들면, 제4 구역에 연결된다.
바람직하게는, 원추 및/또는 원기둥 모양은 예를 들면, 직원기둥 및/또는 직원추의 모양일 수 있다.
바람직하게는, 점진적으로 증가하는 내경을 갖거나 연속적으로 개구인 원추를 갖는 제2 구역의 부분의 내벽과 원추의 다른 모선(generatrix line) 사이의 각도(α)는 예를 들면, 0.1 내지 80도, 바람직하게는 1 내지 60도, 더 바람직하게는 1 내지 45도, 가장 바람직하게는 대략 27도일 수 있다.
예를 들면, 상기 각도(α)는 적어도 5도, 예를 들면, 적어도 7도, 예를 들면, 적어도 10도, 예를 들면, 적어도 20도 및/또는 예를 들면, 최대 60, 예를 들면, 최대 50, 예를 들면, 최대 40, 예를 들면, 최대 35도, 예를 들면, 최대 30도일 수 있다. 예를 들면, 각도(α)는 10 내지 40도 범위에 있다.
바람직하게는, 본 발명은 본 발명의 반응기에 관한 것으로서, 점진적으로 증가하는 내경을 갖거나 연속적으로 개구인 원추를 갖는 제3 구역의 부분의 내벽과 원추의 다른 모선 사이의 각도(α)는 예를 들면, 0.1 내지 80도, 바람직하게는 1 내지 60도, 더 바람직하게는 1 내지 45도, 가장 바람직하게는 대략 27도, 예를 들면, 1 내지 40도일 수 있다.
예를 들면, 상기 각도(α)는 예를 들면, 적어도 5도, 적어도 7도, 적어도 10도, 적어도 20도 및/또는 최대 60도, 최대 50도, 최대 40도, 최대 35도, 최대 30도일 수 있다. 예를 들면, 각도(α)는 10 내지 40도 범위에 있을 수 있다.
다중 구역 반응기를 작동시키는 경우 다중 구역 반응기 내 체적이 제1 구역에서 제2 구역으로, 제2 구역에서 제3 구역으로, 제3 구역에서 제4 구역으로 팽창한다는 사실로 인하여, 이 구역들 내의 겉보기 가스 속도들은 제1 구역에서 제2 구역으로, 제2 구역에서 제3 구역으로, 제3 구역에서 제4 구역으로 감소할 것이다라는 것을 당업자는 알아야 한다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 예를 들면, LLDPE를 생성하기 위해 사용되는 경우 다중 구역 반응기 내 겉보기 가스 속도들은 제2 구역 내에서 0.7 내지 3.5 m/s의 범위 내에 있을 수 있고, 이후 제3 구역 내에서 0.5 내지 2 m/s로 감소될 수 있는데, 이후, 겉보기 가스 속도는 상단 구역 내에서 더 감소될 수 있다.
이슬점 미만으로 냉각된 유체를 공급함으로써, 다중 구역 반응기의 제1 구역으로 다시 적어도 부분적으로(적어도 분리기 내에서 수득된 액체/가스상에 해당하는 부분) 되돌아 가는 액체/가스상은 분배판을 통해 제1 구역으로부터 제2 구역으로 통과하여, 유동층 및/또는 기포탑(bubble column)을 형성하게 될 것이다. 중합에 의하여 발생된 열은 액체가 증발하게 할 것이다. 고체 중합 촉매 및 하나 이상의 α-올레핀 단량체를 다중 구역 반응기로 공급하면 폴리올레핀을 형성하게 될 것이고, 폴리올레핀은 다중 구역 반응기로부터 인출될 수 있다다. 다중 구역 반응기의 상단으로부터 인출된 유체는 하단 재순환 스트림으로서 분배판 아래의 반응기로 적어도 부분적으로 재순환될 수 있다.
본 발명에 따르면, 촉매 및/또는 중합체, 특히, 예를 들면, 예비중합체는 적어도 하나의 루프 반응기로부터 적어도 하나의 제2 반응기로 재순환될 수 있으며, 제2 반응기는 바람직하게는 예를 들면, 유동층 반응기 및/또는 다중 구역 반응기일 수 있다. 따라서 적어도 하나의 루프 반응기는 본 발명에서 유동층 반응기 및/또는 다중 구역 반응기로 연결될 수 있다.
본원에 정의된 루프 반응기는 이에 의하여, 예를 들면, 루프 형태로 배열된 예를 들면, 적어도 10 ㎝, 예를 들어 적어도 25 ㎝의 직경 및 예를 들면, 적어도 15 m의 길이, 예를 들면, 대략 75 m의 길이를 갖는 파이프일 수 있다. 루프 반응기는 냉각 재킷, 예를 들면, 냉각제로서 물을 이용하는 냉각 재킷을 구비할 수 있다. 루프 반응기는 임의의 수의 파이프들, 예를 들면, 2, 4 또는 6개의 파이프를 포함할 수 있는데(다지(multi-leg) 루프 반응기), 파이프들은 수직 방향 또는 수평 방향으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 파이프들 사이에 분리가 없다. 루프 반응기 내의 순환 속도는 예를 들면, 30 내지 2,500 회/h의 범위 내에 있을 수 있다. 바람직하게는, 루프 반응기의 파이프들은 수직 방향으로 배치된다.
둘 이상의 루프 반응기들이 본 발명에서 이용될 수 있다. 본 발명에 따라 이용되는 둘 이상의 루프 반응기들은 이에 의하여, 예를 들면, 반응기의 크기 및/또는 반응기의 온도 및/또는 반응기 중 체류 시간에 따라 상이할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 루프 반응기는 이에 의하여, 예를 들면, 예비중합기로서 이용될 수 있으며, 적어도 제2 루프 반응기는 예를 들면, 공급 중합기로서 이용될 수 있다.
예를 들면, 예비중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기 내의 체류 시간은 예를 들면, 공급 중합기로 이용되는 다른 루프 반응기 내의 체류 시간보다 더 짧을 수 있고, 특히, 예를 들면, 8분 및 25분 사이, 바람직하게는 10분 및 20분 사이, 더 바람직하게는 12분 및 17분 사이일 수 있다.
예비중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기 내의 체류 시간은 예를 들면, 예비중합기로 이용되는 다른 루프 반응기 내의 체류 시간보다 더 길 수 있고, 특히, 예를 들면, 26분 및 60분 사이, 바람직하게는 30분 및 50분 사이, 훨씬 더 바람직하게는 35분 및 45분 사이일 수 있다.
공급 중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기의 크기는 예를 들면, 예비중합기로 이용되는 다른 루프 반응기의 크기보다 예를 들면 더 클 수 있고, 특히, 예를 들면, 15 ㎥ 및 60 ㎥ 사이, 바람직하게는 20 ㎥ 및 50 ㎥ 사이, 25 ㎥ 및 40 ㎥ 사이일 수 있다.
예비중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기의 크기는 예를 들면, 공급 중합기로 이용되는 다른 루프 반응기의 크기보다 예를 들면, 더 작을 수 있고, 특히, 예를 들면, 0.7 ㎥ 및 10.0 ㎥ 사이, 바람직하게는 0.5 ㎥ 및 5.0 ㎥ 사이, 바람직하게는 1 ㎥ 및 3 ㎥ 사이, 더 바람직하게는 1.2 ㎥ 및 1.7 ㎥ 사이일 수 있다.
예비중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기의 온도는 예를 들면, 공급 중합기로 이용되는 다른 루프 반응기의 온도보다 예를 들면, 더 낮을 수 있고, 특히, 예를 들면, 25℃ 및 55℃ 사이, 바람직하게는 30℃ 및 50℃ 사이, 바람직하게는 35℃ 및 45℃ 사이일 수 있다.
공급 중합기로서 이용될 수 있는 루프 반응기의 온도는 예를 들면, 예비중합기로 이용되는 다른 루프 반응기의 온도보다 예를 들면, 더 높을 수 있고, 특히, 예를 들면, 57℃ 및 90℃ 사이, 바람직하게는 58℃ 및 80℃ 사이, 바람직하게는 59℃ 및 70℃ 사이일 수 있다.
본 발명의 공정에 있어서, 촉매는 단독으로 및/또는 침전 탱크의 고체 중합체 입자들뿐만 아니라 액체를 포함하는 슬러리와 함께 예를 들면, 예비중합기로서의 역할을 할 수 있는 적어도 하나의 루프 반응기, 특히, 제1 추가 루프 반응기로 공급될 수도 있다.
고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 예를 들면, 인라인 축류 펌프(inline axial pump)를 이용하여 고속, 예를 들면, 6 내지 10 m/s의 속도로 루프 반응기(들) 내에서 펌핑될 수 있다. 루프 반응기(들)은 바람직하게는 열전달을 용이하게 하고 짧은 체류 시간을 가능하게 하는 높은 표면 대 체적 비율을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 바람직하게는 내벽이 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태인 제2 구역의 일부 내의 다중 구역 반응기로 또는 내벽이 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태인 제3 구역의 일부로 도입/주입될 수 있다.
특히, 고체 중합 촉매일 수 있는 중합 촉매는 예를 들면, 용매, 예를 들면, 탄화수소 용매 등 중 또는 질소와 같은 비활성 가스 중의 현탁액으로서 공급될 수 있거나, 예비중합체에 해당할 수 있는 고체 중합체 입자들과 함께 및/또는 고체 중합체 입자들의 형태로 공급될 수 있다.
본원에 사용된 예비중합체는 중합체 대 중합체가 부착된 촉매의 중량비가 촉매 그램당 3,000 g 중합체 미만인 중합체를 의미할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 공정 및 반응 시스템에서 형성된 예비중합체는 촉매 입자 그램당 1,500 g 중합체 미만, 예를 들면, 촉매 그램당 150 g 중합체 미만을 함유할 것이며, 바람직하게는, 본 발명의 공정 및 반응 시스템에서 형성된 예비중합체는 촉매 그램당 5 내지 250 g 중합체를 함유할 것이다.
그러나, 촉매는 건조 촉매로서 주입될 수도 있다. 예를 들면, 본원에 기재된 다중 구역 반응기가 이용되는 경우, 중합 촉매는 예를 들면, 건조 촉매로서 제2 구역에 주입될 수도 있다.
당업자는 이에 의하여 특히 고체 중합 촉매일 수 있는 어떤 중합 촉매가 α-올레핀 단량체의 연속 중합에 적당할 수 있는지 인식한다.
예를 들면, 비활성 기질, 예를 들면, 실리카 또는 알루미나 상에 담지된 촉매인 균질 중합 촉매가 이용될 수 있다. 균질 촉매의 적당한 예는 예를 들면, 혼합 촉매 시스템 내에서 담지된 지글러 나타 및 담지된 메탈로센 촉매 및 이의 조합을 포함한다. 적어도 2개의 촉매 구성요소들을 포함하는 α-올레핀들의 중합용 촉매 조성물의 예는 예를 들면, 본원에 참조로 포함된 EP1764378A1에 기재되어 있다. EP1764378A1은 메탈로센 구성요소 및 지글러-나타형 전이 금속 구성요소를 포함하는 촉매 조성물, 적어도 하나의 활성제 및 지지체 물질을 개시한다. 메탈로센 촉매는 예를 들면, 본원에 참조로 포함된 "Polymerisation reaction engineering-metallocene catalysts" (Prog. Pol. Sci. Vol. 21, 651-706, 1996)에 Hamielec 및 Soares에 의하여 기재되어 있다. 고체 중합 촉매는 금속 산화물 촉매, 예를 들면, 산화 크롬 촉매일 수 있다. 그러한 금속 산화물 촉매는 예를 들면, 비활성 기질의 지지체, 예를 들면, 실리카, 알루미나 실리케이트 또는 알루미나, 예를 들면, 본원에 참조로 포함된 Andrew Peacock 사 발간 "Handbook of Polyethylene"의 61 페이지 및 62 페이지에 개시된 바와 같이, 예를 들면, 실리카, 알루미나 실리케이트 또는 알루미나의 고다공성 지지체를 기반으로 할 수 있다.
메탈로센 촉매들의 군은 많은 변화들을 포함한다. 가장 일반적인 형태의 메탈로센 촉매들은 금속 원자, 예를 들면, 4개의 리간드들, 예를 들면, 2개의 치환된 시클로펜타디에닐 리간드들 및 활성제로서 선택적으로 개질된 오르가노알루목산, 예를 들면, 메틸알루미녹산(MAO) 또는 붕소 기반 화합물이 있는 2개의 알킬, 할라이드 또는 다른 리간드들에 부착된 예를 들면, 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄을 포함한다. 메탈로센 촉매용 지지체로서 이용될 수 있는 비활성 기질들의 예는 무기 산화물들, 예를 들면, SiO2, MgCl2, Al2O3, MgF2 및 CaF2을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 시스템 및 공정에 이용되는 고체 중합 촉매는 실리카, 예를 들면, 시판중인 실리카, 예를 들면, Grace Davison 948 실리카 또는 Ineos ES 70 실리카 상에 담지된 메탈로센 촉매이다.
지글러 나타 촉매는 본 발명의 시스템 및 공정에서 조촉매와 함께 이용될 수 있다. 조촉매의 적당한 예는 R이 1 내지 10개의 C 원자들을 갖는 탄화수소를 나타내는 식 AlR3을 갖는 오르가노 알루미늄 화합물들을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 식 AlR3을 갖는 오르가노 알루미늄 화합물들의 예는 트리에틸알루미늄 알킬, 트리이소부틸 알루미늄 트리알킬, 트리-n-헥실 알루미늄 및 트리 옥틸 알루미늄을 포함한다.
지글러 나타 촉매용 지지체로서 이용될 수 있는 비활성 기질의 예는 무기 산화물들, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 마그네슘, 티타늄 및/또는 지르코늄의 산화물들; 염화 마그네슘, 클레이, 지올라이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그래파이트 및/또는 층상 실리케이트를 포함한다.
중합 촉매의 혼합물도 본 발명에서 이용될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 중합체도 중합 촉매로서 이용될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명에 따른 공정의 일 실시형태에 있어서, 침전 탱크의 일 부분, 특히, 예를 들면, 침전 탱크의 하단에 침전할 수 있는 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리의 적어도 일부는 특히, 예를 들면, 다중 구역 반응기의 유동층 내 및/또는 제2 구역 내 및/또는 제3 구역 내에서 분배판 위 제2 반응기로 (재)도입될 수 있다. 대안적으로, 침전 탱크의 일 부분, 특히, 예를 들면, 침전 탱크의 하단에 침전할 수 있는 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리의 적어도 일부는 분배판 아래 제2 반응기로 (재)도입될 수 있다. 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리의 이러한 반응기 내로의 (재)도입은 이에 의하여 특히, 예를 들면, 해당 파이프들을 통해 및/또는 다른 장치들을 통해 및/또는 추가 반응기들 통해 단독으로 및/또는 (예를 들면, 단량체 및/또는 수소와 같은) 다른 (추가적인) 유체 및/또는 (예를 들면, 고체 중합체 입자들 및/또는 고체 촉매와 같은) 심지어 (추가적인) 고체들과 조합되어 임의의 가능한 방법으로 수행될 수 있다. 이것을 수행하여, 예를 들면, 폐기물을 감소시키고 고체 중합체 입자들을 얻어서, 특히 이 입자들이 촉매 내에 풍부하기 때문에 더 중합할 수 있다.
고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 이에 의하여 액체가 침전 탱크의 다른 부분에서 침전할 수 있는 동안에, 침전 탱크의 일 부분에서 침전할 수 있다. 침전 탱크의 하단은 이에 의하여 바람직하게는 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리가 바람직하게는 예를 들면, 중력 및/또는 밀도 차이에 의하여 침전되는 침전 탱크의 일부에 해당할 수 있다. 반면에, 침전 탱크의 상부는 바람직하게는 액체가 바람직하게는 예를 들면, 중력 및/또는 밀도 차이에 의하여 침전되는 침전 탱크의 일부에 해당할 수 있다.
반응기로 슬러리의 도입시에, 고체 중합체 입자들은 반응기로 슬러리의 도입 시 총 슬러리에 대하여, 예를 들면, 50 중량% 및 99.9 중량% 사이, 바람직하게는 60 중량% 및 95 중량% 사이, 더 바람직하게는 70 중량% 및 90 중량% 사이의 양으로 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리 내에 존재할 수 있다.
고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 예를 들면, 분배판 위, 특히, 분배판 바로 위 및/또는 분배판 위 제1 구역 내의 반응기로, 바람직하게는 예를 들면, 유동층으로 공급될 수 있다. 슬러리 스트림은 예를 들면, 임의의 위치에서 유동층 내로 공급될 수 있지만, 바람직하게는, 유동층의 하부로 공급된다. 대안적으로, 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 분배판 아래 반응기로 공급될 수 있다.
반응기로 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리를 도입하는 것은 이에 의하여 고체 중합체 입자들을 반응기로 도입하면서 정역학의 문제점들을 회피하도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 바람직하게는 내벽이 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태인 제2 구역의 일부 내의 다중 구역 반응기로 또는 내벽이 점진적으로 증가하는 내경 또는 연속적으로 개구인 원추 중 어느 하나의 형태인 제3 구역의 일부로 도입/주입될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 침전 탱크, 특히, 예를 들면, 침전 탱크의 하단은 액체뿐만 아니라 고체 입자들, 특히, 고체 중합체 입자를 포함하는 슬러리를 함유할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 고체 중합체 입자들을 포함하는 이 슬러리에 촉매가 첨가될 수 있으며, 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리 및/또는 촉매는 예를 들면, 공급루프 중합기일 수 있는 제2 추가 루프 반응기에 더 연결될 수 있는 예비중합기일 수 있는 제1 추가 루프 반응기에 주입되어, 제1 추가 루프 반응기로부터 나온 슬러리는 제2 추가 루프 반응기로 이송될 수 있으며, 제2 추가 루프 반응기로부터 나온 슬러리는 반응기로 이송될 수 있고, 바람직하게는 분배판 위 영역, 바람직하게는 유동층으로 주입될 수 있고, 여기서, 예비중합체 및/또는 중합체는 반응기의 (다중 구역 반응기의 경우 제2 및/또는 제3 구역에 해당할 수 있는) 상부 내의 폴리올레핀으로 변환될 것이다. 중합에 의하여 발생된 열은 주입된 슬러리 중의 액체가 증발하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 액체가 침전하는 침전 탱크의 부분으로부터 나온 액체는 분배판 아래의 유동층 반응기로 도입될 수 있다. 이것은 예를 들면, 유동층 반응기로 도입된 액체량을 아마도 증가시켜서 해당 냉각 효과 및/또는 반응기의 공간-시간-수율을 증가시키도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 분배판 위 반응기의 구역(다중 구역 반응기의 경우, 제2 구역)은 예를 들면, 하나 이상의 실질적으로 수직인 격벽들에 의하여 둘 이상의 하위구역들, 예를 들면, 분배판 위 위치된 지점으로부터 가스 팽창 구역(다중 구역 반응기의 경우, 제4 구역) 아래에 위치된 지점으로 연장되는 튜브로 구분될 수 있어서, 바람직하게는, 데드존(dead zone)이 방지된다.
'데드존'은 균질 반응을 제공하기에는 혼합이 부족하여, 데드존 내에서 덩이짓기 또는 용융이 일어나게 되고/되거나 소기의 사양을 벗어난(오프 사양)인 수지가 발생하게 되는 구역을 의미할 수 있다. 사양의 예는 소기의 밀도, 분자량, 분자량 분포 및/또는 용융 흐름 속도에 한정되지 않는다.
그러한 수직인 격벽들은 때때로 '흡출관(draft tube)'이라고도 지칭된다. 이것은 예를 들면, 구체적으로 격벽들 또는 "흡출관"에 대하여 양쪽 모두에 관련 단락이 본원에 참조로 포함되어 있는, WO02/40146A1 및 미국 특허 제6403730호에 기재되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 반응기는 이동층 장치를 더 포함할 수 있으며, 이동층 장치에는 분배판 위 반응기 내의 구역(다중 구역 반응기의 경우, 이것은 반응기의 제2 구역일 수 있다)에 연결된 입구 및 출구가 구비되고, 상기 구역 내에서, 이동층 장치의 출구를 통해 상기 구역으로부터 가스의 유입이 억제되고 중합 입자들의 유출이 허용되도록 차단 수단이 위치되며, 바람직하게는, 이동층 장치에는 이동층 장치 내에서 하나 이상의 상이한 수준으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단이 구비되고/되거나, 바람직하게는, 이동층 장치의 출구에는 이동층 장치로부터 분배판 위 구역으로 칭량된 중합체 입자들을 변위시키기 위한 수단이 구비된다.
직접 구체적으로 이동층 장치에 대한 관련 단락이 본원에 참조로 포함되어 있는 미국 특허 제20100273971호는 ('흡출관'으로도 알려진) 그러한 이동층 장치를 개시하며, 이동층 장치에는 분배판 위 반응기의 구역에 연결된 입구 및 출구가 구비되어 있고, 차단 수단은 이동층 장치의 출구를 통해 분배판 위 구역으로부터 나온 가스의 유입이 억제되고 중합 입자들의 유출이 허용되도록 위치된다.
또한, 그러한 흡출관은 흡출관에 대한 관련 단락이 본원에 참조로 포함되어 있는 미국 특허 제8354483호에 기재되어 있다. 본 문서는 이에 의하여, 이동층 장치에는 그 안에서 하나 이상의 상이한 수준으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단이 구비되고, 바람직하게는, 이동층 장치의 출구에는 이동층 장치로부터 분배판 위 구역으로 칭량된 중합체 입자들을 변위시키기 위한 수단이 구비되어 있는 것을 개시한다. 본 발명의 공정에서 유동층을 유지하기 위하여, 겉보기 가스 속도는 0.5 내지 5 m/s의 범위 내에 있다. 예를 들면, 겉보기 가스 속도는 적어도 1, 예를 들면, 적어도 1.5, 예를 들면, 적어도 2 및/또는 예를 들면, 최대 4.5, 예를 들면, 최대 4, 예를 들면, 최대 3.5, 예를 들면, 최대 3 m/s이다.
하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합은 특히, 예를 들면, 본원에서 '폴리올레핀'이라고도 지칭되는 입자들의 형태인 폴리올레핀들을 생성할 수 있다. 이렇게 생성될 수 있는 폴리올레핀들의 예는 다양한 중합체들, 예를 들면, 폴리에틸렌, 예를 들면, 에틸렌 및 부트-1-엔, 4-메틸펜트-1-엔 또는 헥스-1-엔으로부터 제조될 수 있는 예를 들면, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 예를 들면, 에틸렌으로부터 또는 4 내지 8개의 탄소 원자들을 갖는 α-올레핀 단량체, 예를 들면, 부트-1-엔, 펜트-1-엔, 헥스-1-엔 또는 4-메틸펜트-1-엔을 소량 갖는 에틸렌으로부터 제조될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함한다. 다른 예는 플라스토머들, 엘라스토머들, 중 밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합체들을 포함하는 폴리프로필렌 호모중합체들 및 폴리프로필렌 공중합체들 및 블록 또는 다중-블록 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명의 공정에 있어서, 생성된 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 예를 들면, 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 또는 호모폴리프로필렌 또는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나는 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 시스템에 관한 것으로서,
루프 반응기는 제2 반응기에 연결되어 적어도 하나의 루프 반응기의 내용물 중 적어도 일부가 예들 들면, 분배판 상의 적어도 하나의 제2 반응기 및/또는 유동층, 특히, 다중 구역 반응기의 제2 및/또는 제3 구역으로 도입되도록 하고,
또한, 적어도 하나의 제2 반응기는 라인을 통해 컴프레서의 흡입구에 연결되어 반응기로부터, 바람직하게는 반응기의 상단에서 유체를 인출하도록 하고, 인출된 유체를 컴프레서의 흡입구로 운반하여 인출된 유체를 적어도 하나의 컴프레서 내에서 압축되도록 하고,
또한, 특히 예를 들면, 에틸렌, 수소 및/또는 하나 이상의 비활성 기체들일 수 있는, 예를 들면, 단량체의 제1 공급을 위한 추가적인 라인도 반응기, 특히 반응기의 상단으로부터 나와 적어도 하나의 컴프레서의 흡입구로 이어진 라인에 연결되기도 하여, 제1 공급의 화합물들이 또한 적어도 하나의 컴프레서 내에서 인출된 유체와 함께 압축되도록 하고,
또한, 컴프레서의 산출물이 라인을 통해 냉각 장치에 연결되어 컴프레서를 빠져 나온 압축 유체가 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되도록 하여 이 유체의 적어도 일부는 응축하게 되고,
또한, 예를 들면, 공단량체 및/또는 예를 들면, 이소펜탄과 같은 액체 알칸 및/또는 하나 이상의 회수된 액체들의 제2 공급을 위한 라인은 적어도 하나의 컴프레서의 산출물 및 적어도 하나의 냉각 장치 사이의 라인에 연결되어, 제2 공급의 화합물들이 적어도 하나의 컴프레서의 산출물로부터 유래하는 유체와 함께 적어도 하나의 냉각 장치에 의하여 냉각되도록 하고,
또한, 적어도 하나의 냉각 장치는 라인을 통해 분리기에 연결되어, 적어도 하나의 냉각 장치로부터 나온 냉각된 유체가 적어도 하나의 분리기로 들어가도록 하여, 액체상 및 가스/액체상 내에서 이 유체를 분리시키도록 하고,
또한, 적어도 하나의 분리기는 예를 들어, 분리기의 상단을 통해 바람직하게는 분배판 아래의 적어도 하나의 반응기의 하단, 특히 라인을 통해 혼합 구역에 연결되어 가스/액체상을 특히, 분배판 아래의 반응기에 도입할 수 있고,
또한, 적어도 하나의 분리기는 특히 분리기의 하단으로부터 라인을 통해 침전 탱크로 또한 연결되어, 고체 입자들, 특히, 고체 중합체 입자들이 있는 액체상이 적어도 하나의 침전 탱크에 도입되도록 하며,
또한, 바람직하게는 적어도 하나의 침전 탱크의 상부일 수 있는, 액체가 침전하는 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 라인, 특히, 예를 들면, 펌프가 있는 라인을 통해 제2 공급의 적어도 하나의 라인에 연결되고/되거나 적어도 하나의 침전 탱크로부터, 바람직하게는 적어도 하나의 침전 탱크의 상부로부터 나온 액체가 적어도 하나의 냉각 장치의 상류로 도입되도록 하고 액체를 유체에 첨가하여 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 시스템은 생성된 중합체가 배출될 수 있는 중합체 배출구를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시스템은 배기 가스 회수(VGR) 시스템을 포함하여 예를 들면, 생성물 퍼지 빈(product purge bin)으로부터 화합물들을 회수할 수 있고, 화합물들이 예를 들면, 질소와 같은 비활성 가스 및/또는 휘발성 화합물들의 대향류에 의하여 생성된 중합체 물질로부터 예를 들면 회수될 수 있다. 이후, 회수된 화합물들은 바람직하게는 예를 들면, 냉각된 유체 및/또는 액체를 수득하도록 예를 들면, 냉각될 수 있으며/있거나 이 회수된 화합물들로부터 수득된 액체 및/또는 유체 (바람직하게는 냉각된 액체 및/또는 유체)는 냉각 장치로 도입될 수도 있다. 배기 가스 회수 시스템은 이에 의하여 예를 들면, 특히, 예를 들면, 열 교환기 및/또는 펌프가 있는 라인을 통해 제2 공급으로 연결될 수 있고/있거나 이 수득된 화합물들로부터 회수된 액체 및/또는 유체는 냉각 장치로 도입될 수도 있다.
본 발명에 따른 시스템의 일 실시형태에 있어서, 제1 루프 반응기는 제2 반응기에 차례로 연결된 제2 루프 반응기에 연결되어, 제1 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 적어도 하나의 제2 루프 반응기 내에 도입될 수 있으며, 제2 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 제2 반응기 내에 도입될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템의 일 실시형태에 있어서, 바람직하게는 침전 탱크의 하단일 수 있는, 고체 중합체 입자들이 있는 슬러리가 침전하는 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 하나 이상의 라인들, 특히, 펌프가 있는 하나 이상의 라인들을 통해 제 2 반응기에 연결될 수 있어서, 고체 중합체 입자들이 있는 슬러리가 특히, 예를 들면, 분배판 아래의 제2 반응기 및/또는 루프 반응기 또는 제1 루프 반응기에 주입되도록 하여, 고체 중합체 입자들이 있는 슬러리가 루프 반응기 또는 제1 루프 반응기에 주입되도록 한다.
본 발명에 따른 시스템의 일 실시형태에 있어서, 액체가 침전하는 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 예를 들면, 펌프가 있는 라인을 통해 제2 공급의 적어도 하나의 라인에 연결되고/되거나 적어도 하나의 침전 탱크로부터 나온 액체를 적어도 하나의 냉각 장치의 상류로 도입하고 액체를 유체에 첨가하여 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되게 하며, 펌프 또는 임의의 다른 적당한 수단은 예를 들면 냉각 장치의 상류로 도입되는 침전 탱크로부터 나온 액체의 양을 투여하도록 할 수 있다.
도면은 이에 의하여 촉매를 제조하고/하거나 공급하는데 이용될 수 있는 촉매 공급 장치(11), 예비중합기에 해당하는 제1 루프 반응기(12), 공급 중합기에 해당하는 제2 루프 반응기(13), 반응기로 이용되는, 점선으로 나타낸 분배판(2)이 있는 유동층 반응기(1), 열 교환기(3), 분리기로 이용되는 하이드로싸이클론(4), 침전 탱크(5), 2개의 펌프들(9) 및 컴프레서(10)를 개략적으로 도시한다. 다른 펌프들이 도 1에 명시적으로 도시되지는 않았지만, 다른 펌프들은 필요하면 유체를 주위로 이동시킬 수 있다. 비록 도시되지 않았다 하더라도, 본 발명에 따른 시스템은 배기 가스 회수(VGR) 시스템도 포함하여 예를 들면, 생성물 퍼지 빈으로부터 화합물들을 회수할 수 있고, 회수된 화합물들은 이에 의하여 예를 들면, 냉각될 수 있고/있거나 이 회수된 화합물들로부터 수득된 액체는 예를 들면, 공급(8)에서 냉각 장치로 도입될 수도 있다.
촉매 공급 장치(11)는 침전 탱크(5)로부터 제1 루프 반응기(12)까지 라인에 연결되어, 적어도 하나의 촉매가 침전 탱크(5)로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리와 함께 제1 루프 반응기(12)로 도입되도록 한다. 제1 루프 반응기(12)는 라인을 통해 제2 루프 반응기(13)에 연결되어, 제1 루프 반응기(12)의 내용물의 적어도 일부가 제2 루프 반응기(13)로 도입될 수 있다. 제2 루프 반응기(13)는 차례로 라인을 통해 유동층 반응기(1)로 연결되어, 제2 루프 반응기(13)의 내용물의 적어도 일부가 예를 들면, 분배판 위에 유동층 반응기(1) 및/또는 유동층, 특히, 다중 구역 반응기의 제2 및/또는 제3 구역으로 도입될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 단량체(들) 및/또는 공단량체(들), 하나 이상의 액체(들)/용매(들), 수소의 제3 공급(14)은 제1 루프 반응기(12)로 도입될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 단량체(들) 및/또는 공단량체(들), 하나 이상의 액체(들)/용매(들), 수소의 제4 공급(15)은 제2 루프 반응기(13)로 도입될 수 있다.
유동층 반응기(1)의 상단은 라인을 통해 컴프레서(10)의 흡입구로 연결되어 반응기(1)의 상단으로부터 유체(6)를 인출하도록 하며 이들을 컴프레서(10)의 흡입구로 운반하여, 컴프레서(10) 내에서 압축되도록 한다. 특히, 예를 들면, 에틸렌, 수소 및/또는 하나 이상의 비활성 기체(들)일 수 있는, 예를 들면, 단량체의 제1 공급(7)을 위한 추가적인 라인도 이에 의하여 반응기의 상단으로부터 나와 컴프레서(10)의 흡입구로 이어진 라인에 연결되어, 제1 공급(7)의 이들 화합물들이 또한 컴프레서(10) 내에서 인출된 유체(6)와 함께 압축되도록 한다. 컴프레서(10)의 산출물은 라인을 통해 냉각 장치로 이용되는 열 교환기(3)에 연결되어, 컴프레서(10)를 빠져 나온 압축된 유체가 열 교환기 내에서 냉각되도록 하여 이 유체의 적어도 일부가 응축하게 된다. 예를 들면, 공단량체 및/또는 예를 들면, 이소펜탄과 같은 액체 알칸 및/또는 하나 이상의 회수된 액체들의 제2 공급(8)을 위한 라인은 컴프레서(10)의 산출물 및 열 교환기(3) 사이의 라인에 연결되어, 제2 공급(8)의 화합물들이 또한 컴프레서(10)의 산출물로부터 유래하는 유체와 함께 열 교환기(3)에 의하여 냉각되도록 한다. 열 교환기(3)는 라인을 통해 분리기로 이용되는 하이드로싸이클론(4)에 연결되어, 열 교환기(3)로부터 나온 냉각된 유체가 분리기로 이용되는 하이드로싸이클론(4)으로 들어가서 액체상 내 이 유체를 가스/액체상과 분리시킨다. 하이드로싸이클론(4)은 예를 들어, 이의 상단을 통해 바람직하게는 분배판 아래의 반응기의 하단, 특히 라인을 통해 혼합 구역에 연결되어 가스/액체상을 분배판 아래의 반응기에 도입할 수 있다. 또한, 하이드로싸이클론(4)은 특히 이의 하단으로부터 라인을 통해 침전 탱크(5)로 연결되어, 고체 입자들, 특히, 고체 중합체 입자들이 있는 액체상이 침전 탱크(5)에 도입되도록 한다. 바람직하게는, 고체 중합체 입자들이 있는 슬러리가 침전하는 침전 탱크(5)의 부분일 수 있는, 침전 탱크(5)의 하단이 이에 의하여 펌프(9)가 있는 라인을 통해 제1 루프 반응기(12)에 연결되어, 침전의 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리의 적어도 일부가 제1 루프 반응기(12)에 도입될 수 있다. 바람직하게는, 액체가 침전하는 침전 탱크(5)의 부분일 수 있는, 침전 탱크(5)의 상부는 이에 의하여, 펌프(9)가 있는 라인을 통해 제2 공급(8)의 라인에 연결되어, 침전 탱크(5)로부터 나온, 바람직하게는, 침전 탱크(5)의 상부로부터 나온 액체가 냉각 장치로 이용되는 열 교환기(3)의 상류로 도입되어 액체를 유체에 첨가하여 열 교환기(3) 내에서 냉각되도록 한다.
또한, 도 1은 하기 단계들을 포함하는, 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 방법을 도시한다:
a) 적어도 하나의 루프 반응기로부터, 특히, 2개의 루프 반응기들(12, 13)로부터 적어도 하나의 제2 반응기, 특히, 다중 구역 반응기(1)로 촉매 및/또는 중합체를 도입하는 단계
b) 유동층 반응기(1)의 상단으로부터 유체(6)를 인출하는 단계
c) 인출된 유체를 포함하는 유체를 냉각 장치로 이용되는 열 교환기(3)로 냉각하여, 예를 들면, 특히, 예를 들면, 에틸렌일 수 있는 단량체, 수소 및/또는 하나 이상의 비활성 가스들의 공급(7) 및/또는 예를 들면, 공단량체 및/또는 예를 들면, 이소펜탄과 같은 액체 알칸 및/또는 하나 이상의 회수된 액체들의 제2 공급(8)은 인출된 유체(6)에 첨가되어 냉각 장치로 이용되는 열 교환기(3)로 도입되는 인출된 유체를 포함하는 유체를 형성할 수 있는 단계
d) 냉각된 유체를 분리기로 이용되는 하이드로싸이클론(4)으로 도입하여 액체의 적어도 일부를 이 유체로부터 분리하여 액체상 및 가스/액체상을 형성하는 단계
e) 아래의 가스/액체상을 분배판(2) 아래의 반응기(1)로 도입하는 단계
f) 액체상을 침전 탱크(5)로 도입하여 침전 탱크(5) 내에 특히, 예를 들면, 중력에 의하여 침전하는 미세 입자들로부터 액체를 분리하는 단계
g) 침전 탱크(5)로부터 나온, 바람직하게는 침전 탱크(5)의 상부로부터 나온 액체를 냉각 장치로 이용되는 열 교환기(3)의 상류로 도입하는 단계, 및
h) 침전 탱크(5)로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리를 적어도 하나의 루프 반응기, 특히, 제1 루프 반응기(12)로 도입하는 단계.

Claims (13)

  1. a) 적어도 하나의 루프 반응기로부터 적어도 하나의 제2 반응기로 촉매 및/또는 중합체를 도입하는 단계
    b) 상기 적어도 하나의 제2 반응기로부터 유체를 인출하는 단계
    c) 상기 인출된 유체를 포함하는 유체를 냉각 장치로 냉각하는 단계
    d) 상기 냉각된 유체를 분리기로 도입하여 상기 액체의 적어도 일부를 이 유체로부터 분리하여 액체상 및 가스/액체상을 형성하는 단계
    e) 아래의 상기 가스/액체상을 분배판 아래의 상기 반응기로 도입하는 단계
    f) 상기 액체상을 침전 탱크로 도입하여 상기 침전 탱크 내에 침전하는 미세 입자들로부터 액체를 분리하는 단계
    g) 상기 침전 탱크로부터 나온 액체를 상기 냉각 장치의 상류로 도입하는 단계, 및
    h) 상기 침전 탱크로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리를 상기 적어도 하나의 루프 반응기로 도입하는 단계
    를 포함하는, 적어도 하나가 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 제2 반응기로 도입되기 이전에, 상기 촉매 및/또는 중합체가 적어도 하나의 제1 루프 반응기로부터 적어도 하나의 제2 루프 반응기로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 침전 탱크로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리가 촉매와 함께 제1 루프 반응기로 도입되고, 상기 제1 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 이어서 제2 루프 반응기로 도입되며, 상기 제2 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 차례로 상기 제2 반응기로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 반응기는 유동층 반응기 및/또는 다중 구역 반응기인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 열 교환기인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리기는 하이드로싸이클론인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침전 탱크로부터 상기 냉각 장치의 상류로 도입된 액체의 양은 재순환 스트림의 0.5 중량% 내지 25.0 중량% 사이 또는 10 ㎏/h 내지 250 ㎏/h인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침전 탱크로부터, 특히, 상기 침전 탱크의 하단부로부터 고체 중합체 입자들을 포함하는 슬러리는 상기 분배판 위 또는 아래의 상기 제2 반응기로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 적어도 하나는 에틸렌 또는 프로필렌인 하나 이상의 α-올레핀 단량체의 연속 중합 시스템으로서,
    루프 반응기는 제2 반응기에 연결되어 적어도 하나의 루프 반응기의 내용물 중 적어도 일부가 적어도 하나의 제2 반응기로 도입되도록 하며,
    또한, 상기 적어도 하나의 제2 반응기는 라인을 통해 컴프레서의 흡입구에 연결되어 상기 반응기로부터 유체를 인출하도록 하고, 컴프레서의 상기 흡입구로 운반하여 인출된 유체를 상기 적어도 하나의 컴프레서 내에서 압축되도록 하고,
    또한, 제1 공급을 위한 추가적인 라인도 상기 반응기로부터 나와 상기 적어도 하나의 컴프레서의 흡입구로 이어진 라인에 연결되기도 하여, 상기 제1 공급의 화합물들이 또한 상기 적어도 하나의 컴프레서 내에서 상기 인출된 유체와 함께 압축되도록 하고,
    또한, 상기 컴프레서의 산출물이 라인을 통해 냉각 장치에 연결되어 컴프레서를 빠져 나온 상기 압축 유체가 상기 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되도록 하여 이 유체의 적어도 일부는 응축하게 되고,
    또한, 제2 공급을 위한 라인은 상기 적어도 하나의 컴프레서의 산출물 및 상기 적어도 하나의 냉각 장치 사이의 라인에 연결되어, 상기 제2 공급의 화합물들이 또한 상기 적어도 하나의 컴프레서의 산출물로부터 유래하는 유체와 함께 상기 적어도 하나의 냉각 장치에 의하여 냉각되도록 하고,
    또한, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 라인을 통해 분리기에 연결되어 상기 적어도 하나의 냉각 장치로부터 나온 냉각된 유체는 적어도 하나의 분리기로 들어가도록 하여 액체상 및 가스/액체상 내에서 이 유체를 분리시키도록 하고,
    또한, 상기 적어도 하나의 분리기는 라인을 통해 상기 적어도 하나의 반응기의 하단에 연결되어, 상기 가스/액체상을 상기 반응기에 도입할 수 있고,
    또한, 상기 적어도 하나의 분리기는 라인을 통해 침전 탱크로 연결되어, 고체 입자들, 특히, 고체 중합체 입자들이 있는 액체상이 상기 적어도 하나의 침전 탱크에 도입되도록 하며,
    또한, 액체가 침전하는 상기 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 라인을 통해 상기 제2 공급의 적어도 하나의 라인에 연결되고 상기 적어도 하나의 침전 탱크로부터 나온 액체가 상기 적어도 하나의 냉각 장치의 상류로 도입되도록 하고, 상기 액체를 상기 유체에 첨가하여 상기 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되도록 하는 연속 중합 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 루프 반응기는 상기 제2 반응기에 차례로 연결된 제2 루프 반응기에 연결되어, 제1 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 상기 적어도 하나의 제2 루프 반응기 내에 도입될 수 있으며, 상기 제2 루프 반응기의 내용물의 적어도 일부가 상기 제2 반응기 내에 도입될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    고체 중합체 입자들이 있는 슬러리가 침전하는 상기 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 라인을 통해 상기 루프 반응기 또는 상기 제1 루프 반응기에 연결되어, 고체 중합체 입자들이 있는 상기 슬러리를 상기 루프 반응기 또는 상기 제1 루프 반응기로 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체가 침전하는 상기 적어도 하나의 침전 탱크의 부분이 펌프가 있는 라인을 통해 상기 제2 공급의 적어도 하나의 라인에 연결되고 상기 적어도 하나의 침전 탱크로부터 나온 액체를 상기 적어도 하나의 냉각 장치의 상류로 도입하고 상기 액체를 상기 유체에 첨가하여 상기 적어도 하나의 냉각 장치 내에서 냉각되게 하며, 상기 펌프는 도입된, 상기 침전 탱크로부터 나온 액체의 양을 투여하도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    시스템이 중합체 배출구 및/또는 배기 가스 회수 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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