KR20210097802A

KR20210097802A - 용액 중합 공정

Info

Publication number: KR20210097802A
Application number: KR1020217021625A
Authority: KR
Inventors: 알렉 와이. 왕; 조지 루발카바; 마이클 디. 터너; 주니어 마이클 제이. 조그; 프라딥 제인
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-08-09
Also published as: EP3894067A1; BR112021010884A2; JP2022511539A; SG11202105721UA; WO2020123971A1; CN113207283A; US20220017653A1

Abstract

본원에는 반용매(anti-solvent), 단량체, 및 용매를 수용하고 단량체를 반응시켜서 중합체를 생성하도록 작동되는 반응기 시스템으로, 반용매는 중합체를 위한 용매가 아니고 하한 임계 용액 온도(lower critical solution temperature)를 감소시키기 위해 작동되는 반응기 시스템; 반응기 시스템의 다운스트림에 위치한 복수의 탈휘발화 용기로서, 각각의 탈휘발화 용기는 이전 탈휘발화 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되고, 복수의 탈휘발화 용기는 반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하는, 복수의 탈휘발화 용기; 및 반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하고, 액-액 분리기에서 중합체 용액의 압력 및 온도를 감소시킴으로써 중합체와 휘발성 물질 사이의 분리가 용이하도록 작동되는 액-액 분리기를 포함하는 용액 중합용 시스템이 개시된다.

Description

용액 중합 공정

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2018년 12월 14일에 출원된 미국 출원 제62/779,589호의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다.

본 개시내용은 용액 중합 공정에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 용매와 비용매의 혼합물을 사용하는 업스트림 에틸렌 플랜트와 통합되는 용액 중합 공정에 관한 것이다.

중합체 용액은 하한 임계 용액 온도(LCST: Lower Critical Solution Temperature) 현상을 나타낼 수 있어서, 균일한 중합체 용액은 특정 온도 초과에서 중합체가 풍부한 액체상 및 용매가 풍부한 상으로 분리된다. 상기 온도는 용매 종류, 중합체 스트림 조성물, 및 압력과 상관 관계에 있다. 임의의 상기 변수들은 액-액 분리를 유도하기 위해 조작될 수 있다. 상기 분리는 특히 동등한 양의 용매의 기화와 비교하여 이와 관련된 매우 작은 열 부하(heat duty)를 보유한다. 상업적인 용액 중합에서는, 용매 제거 공정과 관련된 효율은 증가시키고 비용은 줄일 필요가 있다.

프리더스도프(Friedersdorf)의 미국 특허 제6,881,800호는 연속적인 용액 중합을 위한 공정 및 플랜트에 관한 것이다. 이 플랜트는 압력원; 상기 압력원의 다운스트림의 중합 반응기; 중합 반응기의 다운스트림에 위치한 감압장치; 및 감압장치의 다운스트림에 위치한 분리기를 포함한다. 압력원은 반응기와 분리기 사이에 추가적인 압력원이 없을 때에 중합 시 반응 혼합물에 압력을 제공하여 반응기에서 단일상의 액체 반응 혼합물 및 분리기에서 2상의 액-액 반응 혼합물을 생성하기에 충분한 것으로 개시된다. 상기 공정은 액-액 상분리를 유도하기 전에 반응기 배출 스트림을 가열하기 위한 가열기의 사용을 개시한다. 반응기를 나가는 용액은 분리기를 나가는 것보다 중합체 파운드 당 더 많은 용매를 보유하기 때문에, 분리기 전에 가열하는 것은 중합체 파운드 당 열 부하를 상당히 증가시킨다.

프리더스도프(Friedersdorf) 등의 국제공개 WO 2008/076589호는 농축된 유체의 균일계 중합 시스템에서 올레핀을 중합하기 위한 공정을 개시한다. 이 공정은 (a) 하나 이상의 반응기에서 30 중량% 이상으로 존재하는 3개 이상의 탄소 원자를 보유하는 올레핀 단량체를 하기와 접촉시키는 단계: 1)하나 이상의 촉매 화합물, 2) 하나 이상의 활성화제, 3) 0 내지 50 몰%의 공단량체, 및 4) 0 내지 40 중량%의 희석제 또는 용매; (b) 중합체-단량체 혼합물을 포함하는 반응기 배출물을 생성하는 단계; (c) 선택적으로, (b)의 중합체-단량체 혼합물이 반응기를 빠져나간 후 및 (e)에서 압력이 감소되기 전 또는 후에 (b)의 중합체-단량체 혼합물을 가열하는 단계; (d) 분리 용기에서 (b)의 중합체-단량체 혼합물을 수집하는 단계; (e) 분리 용기에서 중합체-단량체 혼합물을 수집하기 전 또는 후에, 중합체가 풍부한 상 및 단량체가 풍부한 상을 포함하는 2상의 혼합물을 생성하기 위해 흐림점(cloud point) 압력 미만으로 (b)의 중합체-단량체 혼합물을 포함하는 반응기 배출물의 압력을 감소시키는 단계를 포함한다. 반응기 내 압력은 분리 용기 내 압력보다 7 내지 100 MPa 더 높고, 분리 용기 내 온도는 중합체의 결정화 온도 중 더 높은 것의 초과이거나, 중합체가 결정화 온도를 보유하지 않는다면 80℃ 초과이다. 단량체가 풍부한 상은 중합체가 풍부한 상으로부터 분리되고, 하나 이상의 반응기로 재순환된다. 상기 특허는 초임계 중합 매질을 보장하게 위해, 40 중량% 미만의 용매를 갖는 상기 공정을 운영하는데 사용된 반응기의 압력이 높은 것(200 MPa까지)을 개시한다. 상기 고압은 반응기 작동을 힘들게 만들고, 두꺼운 벽으로 된 반응기의 사용이 필요하게 하여 자본 및 에너지 효율을 감소시켰다.

쉬게카우주(Shigekauzu) 등의 미국 특허 제6,255,410호는 2상 시스템의 통상적인 고압 조건보다 실질적으로 미만인 압력에서 폴리올레핀을 생성하는 공정을 개시한다. 이 공정은 (a) 올레핀 단량체, 및 메타로센과 공촉매의 촉매 시스템을 연속적으로 공급하는 단계; (b) 단량체 공급물을 연속적으로 중합하여 단량체-중합체 혼합물을 제공하는 단계; 및 (c) 2상 혼합물을 연속적인 용융 중합체상 및 연속적인 단량체 증기로 연속적으로 정착시키고, 이 중 후자는 선택적으로 적어도 부분적으로 (a)로 재순환될 수 있는 단계를 포함한다. (b)에서, 혼합물은 중합체의 녹는점 초과의 온도에서 중합체가 풍부한 상 및 단량체가 풍부한 상을 제공하기 위해 흐림점 압력 미만의 압력에 있고, 촉매 시스템의 생산성이 상기 온도에서의 흐림점보다 높은 두 배의 압력에서 수득된 것을 넘어서는 온도 및 압력에서 중합이 이루어진다. 상기 특허는 촉매 운반체용으로 요구되는 소량의 용매만을 개시하고, 용액 중합 공정과 관련된 보다 낮은 온도 및 압력을 사용하는 것의 이점을 가지지 않는다.

상기 참조문헌들에서 기재된 중합 공정은 통상적으로 에너지 집약적이고, 중합 반응기와 분리기 사이에서의 열교환, 초임계 중합 조건, 및/또는 추가적인 중합체-용매 분리 수단을 요구한다. 보다 낮은 에너지를 사용하고 증가된 효율 및 감소된 비용을 갖는 용매 분리 수단을 사용하는 신규 중합 공정을 개발할 필요가 있다. 또한, 부수적이고 에너지 집약적인 장치를 제거함으로써, 자본 및 작동 비용을 줄일 필요가 있다.

본원에는 반용매(anti-solvent), 단량체, 및 용매를 수용하고 단량체를 반응시켜서 중합체를 생성하도록 작동되는 반응기 시스템으로, 반용매는 중합체를 위한 용매가 아니고 하한 임계 용액 온도를 감소시키기 위해 작동되는 반응기 시스템; 반응기 시스템의 다운스트림에 위치한 복수의 탈휘발화 용기로서, 각각의 탈휘발화 용기는 이전 탈휘발화 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되고, 복수의 탈휘발화 용기는 반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하는 복수의 탈휘발화 용기; 및 반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하고, 액-액 분리기에서 중합체 용액의 압력 및 온도를 감소시킴으로써 중합체와 휘발성 물질의 분리가 용이하도록 작동되며, 중합체는 중합체가 풍부한 상에 존재하고 휘발성 물질은 용매가 풍부한 상에 존재하는 액-액 분리기를 포함하는 용액 중합 시스템이 개시된다.

본원에는 또한 반용매, 단량체, 및 용매를 포함하는 공급물 스트림을 반응기 시스템에 충전시키는 단계로, 반용매는 중합체를 위한 용매가 아니고, 중합체 용액의 하한 임계 용액 온도를 감소시키기 위해 사용되는 단계; 단량체를 반응시켜서 중합체를 생성시키는 단계로, 중합체는 중합체 용액에 함유되는 단계; 중합체 용액상을 액-액 분리기로 수송하는 단계; 액-액 분리기에서 중합체 용액의 압력을 감소시키고, 액-액 분리기에서 용매가 풍부한 상으로부터 중합체가 풍부한 상을 분리하는 단계; 중합체가 풍부한 상을 액-액 분리기의 다운스트림에 위치한 복수의 탈휘발화 용기로 수송하는 단계로, 각각의 탈휘발화 용기는 이전 탈휘발화 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되는 단계; 및 중합체가 풍부한 상에 존재하는 휘발성 물질로부터 중합체를 분리하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.

도 1은 반용매를 함유하는 용액에서 단량체를 용액 중합하기 위해 사용된 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다.

본원에서 사용된 "연속 교반 탱크 반응기" 또는 "CSTR"이라는 용어는 반응물이 연속적으로 공급되고 생성물이 연속적으로 배출되는 탱크 반응기를 지칭한다. CSTR은 완벽한 역혼합(back mixing)에 가까운 근사치가 되도록 기계적으로 교반된다.

본원에서 사용된 "비등 반응기"라는 용어는 액상과 기상이 둘 다 존재하도록 하는 조건에서 작동되는 반응기를 지칭한다. 반응기에 액체로 도입된 용매 및 단량체 중 적어도 일부는 기화되고 증기로 반응기를 빠져나감으로써, 중합열 중 일부를 제거하여 반응기를 빠져나가는 액체 스트림에서 단열 반응기와 비교하여 보다 높은 중합체 농도가 되도록 한다. 반응기를 빠져나가는 증기 스트림은 냉각되고 반응기로 재순환된다. 상기 냉각 공정에서 응축되는 임의의 액체가 또한 반응기로 재순환된다. 이러한 반응기들은 통상적으로 잘 혼합되고, 증기 재순환 스트림의 도입으로 인해 간단히 혼합될 수 있으나, 상기 혼합은 기계적 교반 수단에 의해 증대될 수 있다. 비등 반응기는 그것만으로 또는 다른 비등 반응기, CSTR, 루프형 반응기, 또는 폴리올레핀을 생성하기 위한 임의의 다른 반응기와 결합하여 사용될 수 있고, 단일 또는 다단계 반응기일 수 있다.

CSTR의 변형은 공정 유체가 재순환되는 도관을 포함하는 루프형 반응기이다. 종종 이는 또한 하나 또는 다수의 열 교환기, 재순환 펌프, 및 반응물과 촉매용 주입 장치를 보유한다. 루프형 반응기 내 열교환기는 원통다관식(shell and tube), 혼합 요소 삽입물을 갖는 원통다관식, 판틀형(plate and frame), 또는 평판형 열교환기일 수 있다.

"관형 반응기"라는 용어는 단순한 튜브 형태인 반응기를 기술하는 것을 의미한다. 본 발명의 관형 반응기는 적어도 10/1의 길이/직경(L/D) 비율을 보유할 것이다. 관형 반응기는 교반될 수 있거나, 교반되지 않을 수 있다. 관형 반응기는 단열적으로 또는 등온선상으로 작동될 수 있다. 단열적으로 작동될 때는, 중합이 진행됨에 따라 잔여 공단량체는 점점 더 많이 소모되고, 용액의 온도는 증가한다(이는 모두 중합체 용액으로부터 잔여 공단량체를 분리하는 효율을 향상시킨다). 관형 반응기의 길이에 따른 온도 증가는 3℃ 초과인 것(즉, 관형 반응기로부터의 배출 온도는 관형 반응기로 공급하는 반응기로부터의 배출 온도보다 적어도 3℃ 초과이다)이 특히 바람직하다.

본 개시내용에서 사용된 관형 반응기는 추가적인 에틸렌, 수소, 및 용매를 위한 공급 포트를 보유할 수 있다. 공급물은 "조절될(tempered)" 수 있다 - 즉, 추가적인 에틸렌, 수소, 및/또는 용매의 온도는 주변 온도보다 높게(바람직하게는 약 100℃로) 가열되지만, 이 온도는 관형 반응기의 배출 온도보다는 낮다. 일 실시형태에서, 에틸렌은 100 내지 200℃ 사이로 조절된다. 또한, 에틸렌 및 수소를 용매와 함께 첨가하는 것이 바람직하다. 용매의 양(에틸렌을 기준으로 중량비율로 표기)은 바람직하게는 10/1 내지 0.1/1, 특히 5/1 내지 1/1이다.

본원에서 사용된 "단열적으로 플래시된(flashed)"이라는 용어는 반응기 또는 반응기들과 플래싱 용기 사이의 중합체 용액에 열이 추가되지 않는 플래싱 단계를 지칭한다.

가열 채널 내부 구역의 (폭 또는 높이와 같은) 치수 또는 단면적과 관련하여 사용된 "실질적으로 균일한"이란 그 지칭되는 것이 전혀 수렴하거나 발산하지 않거나, 그 치수의 평균의 10% 이하로 수렴하고/하거나 발산하는 것을 의미한다.

"고체 함량"이란 용어는 중합체 용액 내 중합체의 양을 지칭한다. "중합체 농도"라는 용어는 중합체 용액 내 중합체의 농도를 언급할 때 "고체 함량"과 상호 교환적으로 사용된다.

"중합체"는 동일하거나 다른 종류의 단량체이든 간에 단량체를 중합함으로써 생성된 화합물을 지칭한다. "중합체(polymer)"라는 총칭은 "올리고머(oligomer)", "단일중합체", "이원공중합체(copolymer)", "삼원공중합체(terpolymer)" 뿐만 아니라 "공중합체(interpolymer)" 용어들을 포괄한다.

"공중합체"는 적어도 2개의 다른 종류의 단량체의 중합으로 생성된 중합체를 지칭한다. "공중합체"라는 총칭은 (통상적으로 2개의 다른 단량체로부터 생성된 중합체를 지칭하기 위해 사용되는) "이원공중합체"라는 용어뿐만 아니라 (통상적으로 3개의 다른 종류의 단량체로부터 생성된 중합체를 지칭하기 위해 사용되는) "삼원공중합체"라는 용어를 포함한다. 이는 또한 4종 이상의 단량체를 중합시켜서 생성된 중합체를 포괄한다.

"올리고머"는 2량체, 3량체, 4량체, 또는 이의 사슬 내 20개 미만의 탄소 원자를 갖는 중합체와 같은 몇몇 단량체 단위만으로 구성된 중합체 분자를 지칭한다.

알파-올레핀(또는 α-올레핀)은 1차 또는 알파(α) 위치에서 이중 결합을 보유하는 것으로 구별되는, 화학식 C_xH_2x를 갖는 알켄(또는 올레핀으로 공지됨)인 유기 화합물군이다.

"기포점 압력"은 특정한 온도에서 첫 번째 증기 기포가 생성되는 압력을 의미한다.

"중합체 용액"은 중합체와 휘발성 물질이 단일상-액상인, 용해된 중합체를 함유하는 용액을 의미한다.

용액 점도는 Anton Paar Germany GmbH에서 제조된 Anton Paar MCR 102 유동계를 사용하여 측정된다. 유동계는 C-ETD300 전기 가열 시스템이 장착된다. 컵 앤 보브(cup-and-bob) 시스템(동심원의 실린더들의 조합)은 27 mm 직경의 컵과 25 mm 직경의 보브를 포함하여 이 둘 사이에 1 mm의 간격을 허용한다. 보브는 150 bar(대략 153 kgf/cm²)의 압력 셀 내부에서 회전 모드로 작동된다. 점도 측정은 30 bar의 압력(대략 31 kgf/cm²- 질소 대기로 획득됨), 온도 범위(150 내지 250℃), 중합체 농도 범위(20 내지 90 중량%), 전단 속도 범위(0.1 내지 > 100 역초(s^-1)), 및 중합체 분자량 범위(15,000 내지 200,000 g/몰)에서 획득된다. 모든 경우의 용매는 ExxonMobil의 Isopar™ E였다. 획득된 점도 측정은 100 내지 2,000,000 센티포아즈 초과의 범위였다.

본원에서는 α-올레핀의 용액 중합용 공정이 기재된다. 이 공정은 설계된 폴리에틸렌 및 탄성중합체 생성물을 생성하기 위해 1개 또는 2개의 고압 교반 단열 반응기를 사용하여 탄화수소 용매에서 α-올레핀의 균일계 중합을 수행하는 단계를 포함한다. 반응기는 시스템의 하한 임계 용액 온도(LCST)를 감소시키기 위해 단량체와 반용매의 혼합물을 사용하고 낮은 전환 조건에서 작동된다. 바람직한 실시형태에서, 단량체는 에틸렌이고, 반용매는 에탄이다. 반용매는 중합체(예컨대, 폴리올레핀)가 보다 낮은 용해성을 갖는, 보다 바람직하게는 중합체가 불용성인 액체이다.

상기 통합된 에탄 및 에틸렌 공급물 스트림은 에탄으로부터 에틸렌을 분리하기 위한 에틸렌 플랜트(탄화수소 플랜트)의 고비용의 "탈에탄" 단계를 제거하도록 돕니다. 본 공정은 에틸렌 단일중합체 또는 다른 알켄을 갖는 공중합체(예컨대, 이원공중합체 또는 삼원공중합체), 및 선택적으로 다이엔(예컨대, EPDM 삼원공중합체)과 같은 올레핀계 중합체를 생성하기 위해 사용될 수 있다.

본원에서는 α-올레핀의 용액 중합이 수행되는 시스템이 또한 개시된다. 이 시스템은 α-올레핀이 반용매(예컨대, 에탄)를 포함하는 용매 시스템에서 중합되는 하나 이상의 반응기를 포함한다. 일 실시형태에서, 시스템은 중합체-용매 용액(이하, 중합체 용액으로 칭함)을 생성하기 위한 하나 이상의 단량체의 용액 중합에 사용되는 서로 직렬로 된 복수의 반응기를 포함한다. 적어도 하나의 반응기는 단열 조건 하에서 중합을 용이하게 한다. 반응기는 액-액 분리기, 및 적어도 1개의 탈휘발화 용기, 바람직하게는 적어도 2개의 탈휘발화 용기를 포함하는 탈휘발화 시스템과 유체 연통한다. 각각의 연속적인 탈휘발화 용기는 이전 용기보다 더 낮은 압력에서 작동된다. 이러한 배열은 펠렛화, 과립화, 고형화 전에 중합체 스트림 내 고체 함량을 적어도 92 중량%로 증가시킨다.

도 1은 중합체 또는 이원공중합체를 생성하기 위해 단량체(또는 복수의 단량체들)를 중합하는데 필요할 수 있는 예시적인 용액 중합 시스템(100)(이하, 시스템(100))의 개략도이다. 시스템(100)은 서로 유체 연통하는 (직렬 또는 병렬로 배열된) 하나 이상의 반응기 장치를 포함할 수 있는 반응기 시스템(103)을 포함한다. 이러한 반응기 시스템의 실시예는 미국 특허 제4,616,937호, 제4,753,535호, 및 제4,808,007호에 제시되고, 이는 그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다.

반응기 시스템(103)은 단량체, 공단량체, 수소, 촉매, 개시제, 용매 등을 수용하도록 작동된다. 일 실시형태에서, 반응기 시스템 내 반응기는 연속 교반 탱크 반응기(CSTR), 루프형 반응기(예컨대, 단일 루프형 반응기, 이중 루프형 반응기), 비등 반응기일 수 있고, 단일 또는 다단계 반응기일 수 있다. 일 실시형태에서, 본 공정은 하나 이상의 반응기에서 다수의 촉매를 사용할 수 있다.

일 실시형태에서, 반응기 시스템이 다수의 반응기들을 사용할 때, 상기 반응기들은 모두 동일한 종류일 수 있다(예컨대, 모든 반응기들은 루프형 반응기일 수 있거나, 모든 반응기들은 연속 교반 탱크 반응기일 수 있다). 또 다른 실시형태에서, 반응기들은 다른 반응기 종류(예컨대, 하나의 반응기는 루프형 반응기일 수 있는 반면, 다른 반응기는 연속 교반 탱크 반응기일 수 있다) 또는 이의 조합일 수 있다. 일 실시형태에서, 반응기들 중 적어도 하나는 단열 반응기이고, 즉, 반응 동안 열이 반응기로 공급되지 않는다.

이제는 다시 도 1과 관련하여, 반응기 시스템(103)은 2개의 반응기 - 서로 직렬인 제1 반응기(102) 및 제2 반응기(104)를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 제1 반응기(102) 및 제2 반응기(104)는 모두 연속 교반 탱크 반응기이다. 두 반응기는 모두 단열 조건 하에서 작동된다. 반응기 작동의 세부사항은 하기에서 상세하게 기재된다.

서로 직렬인 복수의 탈휘발화 용기 - 반응기 시스템 및 서로 유체 연통하는 제1 탈휘발화 용기(110) 및 제2 탈휘발화 용기(112)는 반응기 시스템(103)의 다운스트림에 위치한다. 반응기 시스템(102)과 제1 탈휘발화 용기(108) 사이에는 중합체로부터 용매 및 미반응 단량체의 일부를 분리하기 위해 작동되는 액-액 분리기(106)가 배치된다. 액-액 분리기(106)는 용매 및 미반응 단량체의 일부를 기화시키고 이를 스트림(212)을 통해 반응기 시스템(103)으로 배출함으로써 중합체 농도를 증가시킨다.

탈휘발화 용기로부터의 중합체 용액의 수송을 용이하게 하는 정변위 펌프는 각각의 탈휘발화 용기의 다운스트림에 위치한다. 제1 정변위 펌프(110)는 제1 탈휘발화 용기(110)의 다운스트림에 위치하고, 제2 정변위 펌프(114)는 제2의 탈휘발화 용기(112)의 다운스트림에 위치한다.

일 실시형태에서, 펌프(110 및 114)는 모두 나사 펌프이다. 또 다른 실시형태에서, 펌프(110 및 114)는 모두 기어 펌프이다. 제2 펌프(114)로부터 배출된 중합체 용액은, 이제는 용매가 실질적으로 전혀 없는 중합체 용액이 펠렛화되는 압출기(116)로 충전된다. 압출기에서 추출된 용매 및 미반응 단량체는 재순환되고, 응축기(120 및 122)를 통해 반응기 시스템(103)으로 충전된다.

일 실시형태에서, 올레핀 중합체를 생성하기 위해 시스템(100)을 이용하는 일 방식으로, α-올레핀 단량체는 촉매, 개시제, 용매, 및 수소와 함께 반응기 시스템(103)으로 충전된다. α-올레핀 단량체와 같은 반응물은 에탄과 함께 스트림(302)을 통해 반응 시스템(103)으로 도입되고, 수소는 스트림(304)을 통해 반응 시스템(103)으로 동시에 도입된다.

일 실시형태에서, α-올레핀 단량체는 오직 에틸렌만을 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, α-올레핀 단량체는 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀 공단량체와 함께 에틸렌을 포함할 수 있다. 이러한 알파-올레핀 공단량체의 예시적인 실시예는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 및 1-데센 중 하나 이상이다. 1-옥텐이 바람직하다.

공급 용매는 중합체를 용해시킬 뿐만 아니라 반응열을 흡수하기 위한 흡열원(heat sink)으로 작용한다. 불활성 탄화수소 용매의 실시예는 미치환되거나 C_1-4 알킬기로 치환될 수 있는, 펜탄, 메틸 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로헥산, 메틸 사이클로헥산, 수소화 나프타, 또는 이의 혼합물과 같은 C_5-12 탄화수소를 포함한다. 바람직한 용매는 메틸 사이클로헥산이다.

(반응물을 반응기 시스템(103)으로 공급하는) 스트림(202) 내 용매 대 단량체의 중량비는 5 내지 10이다. 바람직한 실시형태에서, 스트림(202) 내 용매 대 단량체의 중량비는 6 내지 8이다.

일 실시형태에서, 용매는 반용매(즉, 용매는 2개 이상의 유체를 포함하고, 이 중 하나는 생성되는 중합체와 화합되지 않는다)를 함유한다. 반용매는 알칸이다. 반용매는 바람직하게는 에탄이다. 프로판, 부탄, 헥산 등과 같은 다른 반용매 알칸이 또한 에탄을 대신하거나 에탄과 함께 사용될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 본 공정은 "자연 발생적으로" 에탄 및 에틸렌을 보유하는 탄화수소 플랜트로부터의 공급물 스트림을 활용한다. 에탄의 존재는 시스템의 하한 임계 용액 온도(LCST)의 감소를 용이하게 한다. 에탄을 α-올레핀 공급물과 스트림(302)에서 혼합하는 것의 이점은 에틸렌을 에탄/에틸렌 스트림에서 반응시킴으로써 이것(에탄)이 에탄으로부터 에틸렌의 분리를 용이하게 하여, 업스트림 에틸렌 플랜트의 자본 지출 및 작동 비용을 줄이는데 있다. 에탄은 용액의 LCST을 감소시킴으로써 반용매로 작용하여, 반응기 배출물 스트림을 예비 가열할 필요 없이 효율적인 액-액 분리를 용이하게 한다.

스트림(202) 내 반용매 대 용매의 중량비는 1 내지 10이다. 바람직한 실시형태에서, 스트림(202) 내 반용매 대 용매의 중량비는 1 내지 5이다.

단량체는 반응기 시스템(103)에 공급되기 전에 수소와 혼합되고, 용매(및 반용매)에서 용해/분산된다. 혼합 전에, 용매 및 단량체(때때로 "공급원료"라고도 함)는 통상적으로 물, 산소, 또는 다른 극성 불순물과 같은 잠재적인 촉매 독을 제거하기 위해 정제된다. 공급원료 정제는 분자체, 알루미나 베드, 또는 산소 제거 촉매를 사용할 수 있다. 용매가 또한 유사한 방식으로 정제될 수 있다. 반응기 시스템(103)으로의 공급물은 통상적으로 40℃ 미만, 바람직하게는 20℃ 미만의 온도로 냉각된다. 공급물의 냉각은 반응기 시스템 내 열교환기 크기 감소를 용이하게 한다. 냉각은 반응기 시스템에서나 반응기 시스템으로의 진입 전에 수행될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 공급물의 냉각은 반응기 시스템으로의 진입 전에 수행될 수 있다.

일 실시형태에서, 촉매는 반응을 위해 용매에서 미리 혼합되거나, 반응기 시스템(103) 내 하나 또는 다수의 반응기로의 별도의 스트림으로 공급될 수 있다. 일 실시형태에서, 일부 또는 전체 촉매는 스트림(203)을 통해 제1 반응기(102)로 도입되고, 추가적인 촉매는 스트림(205)을 통해 제2 반응기(104)로 추가될 수 있다. 사용되는 촉매는 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매, 비스-메탈로센 촉매, 제약된 기하학적 촉매, 다가 아릴옥시에테르 복합물, 포스핀이민, 또는 이의 혼합물일 수 있다.

일 실시형태에서, 제1 반응기(102)는 90 kgf/cm² 이상, 바람직하게는 95 kgf/cm² 이상, 및 보다 바람직하게는 100 kgf/cm² 이상의 압력에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제1 반응기(102)는 200 kgf/cm² 이하, 바람직하게는 195 kgf/cm² 이하, 및 보다 바람직하게는 180 kgf/cm²이하의 압력에서 작동된다. 바람직한 실시형태에서, 제1 반응기(102)는 145 kgf/cm² 내지 165 kgf/cm²의 압력에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제1 반응기(102)는 120 내지 230℃ 범위의 온도에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제1 반응기(102)를 빠져나가는 중합체 용액은 130 내지 240℃, 바람직하게는 150 내지 170℃의 온도를 보유할 수 있다.

중합체(고체 함량)는 제1 반응기(102)의 출구에서 중합체 용액 내 8 내지 16 중량%, 바람직하게는 9 내지 15 중량%, 및 보다 바람직하게는 11 내지 13 중량%의 양으로 존재한다. 중량%(wt%)는 중합체 스트림의 총 중량을 기준으로 한다. 에틸렌계 중합체에 대한 용융 지수 I₂ (또는 I2) 및 I₁₀ (또는 I10)은 ASTM D-1238(방법 B)에 따라 190℃ 및 2.16 kg과 10 kg 하중에서 각각 측정된다. 이들의 값은 g/10분 단위로 보고된다. 용융 지수비(용용 유량비라고도 함) I₁₀/I₂ 는 두 값의 비율이고, 무차원이다. 제1 반응기(102)의 출구에서 중합체의 용융 지수비는 0.1 내지 1,500의 범위일 수 있다.

일 실시형태에서, 제1 반응기(102)를 빠져나가는 중합체 용액의 점도는 상기 상세하게 기재된 바와 같이 측정 시 50 내지 6,000 센티포아즈이다. 점도 측정용 시료는 ASTM D4703에 따라 제조된다. 측정은 시료 압축 1 시간 내에 ASTM D792, 방법 B에 따라 수행된다.

예시적인 실시형태에서, 제1 반응기(102)를 빠져나가는 생성물은 0.865 내지 0.920 g/cm³의 밀도, 0.25 내지 210.0의 용융 지수 I₂, 및 6.0 내지 8.5의 용융 유량비 I₁₀/I₂를 보유한다. 160℃의 반응기 온도 및 12 중량%의 중합체 농도에서, 반응기 시스템 출구에서의 용액 점도는 상기 상세하게 기재된 바와 같이 측정하여 350 센티포아즈 초과인 것으로 예상된다.

제2 반응기(104)는 제1 반응기(102)보다 더 높은 온도에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제2 반응기는 제1 반응기(102)보다 더 낮은 압력에서 작동된다. 제2 반응기(104)는 중합체 스트림 내 고체 함량을 제1 반응기(102)로부터 나오는 중합체 스트림의 고체 함량과 비교하여 10 중량% 초과, 바람직하게는 15 중량% 초과, 바람직하게는 20 중량% 초과, 및 보다 바람직하게는 25 중량% 초과의 양으로 증가시키도록 작동된다. 일 실시형태에서, 제2 반응기(104)로부터 나오는 고체 함량은 중합체 스트림의 총 중량을 기준으로 12 내지 20 중량%, 바람직하게는 14 내지 18 중량%, 및 보다 바람직하게는 15 내지 17 중량%이다.

일 실시형태에서, 제2 반응기(104)는 제1 반응기(102)보다 더 낮은 압력에서 작동된다. 제2 반응기(104)는 80 kgf/cm² 이상, 바람직하게는 85 kgf/cm² 이상, 및 보다 바람직하게는 90 kgf/cm² 이상의 압력에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제2 반응기(104)는 180 kgf/cm² 이하, 바람직하게는 175 kgf/cm² 이하, 및 보다 바람직하게는 170 kgf/cm² 이하의 압력에서 작동된다. 바람직한 실시형태에서, 제2 반응기(102)는 130 kgf/cm² 내지 143 kgf/cm²의 압력에서 작동된다.

제2 반응기(104)는 제1 반응기 보다 더 높은 온도에서 작동된다. 제2 반응기는 제1 반응기(102)의 온도보다 적어도 25% 초과, 바람직하게는 적어도 30% 초과, 및 보다 바람직하게는 적어도 35% 초과인 온도를 보유한다. 일 실시형태에서, 제2 반응기(104)는 190 내지 250℃ 범위의 온도에서 작동된다. 일 실시형태에서, 제2 반응기(102)를 빠져나가는 중합체 용액은 200 내지 240℃, 바람직하게는 210 내지 230℃, 및 보다 바람직하게는 218 내지 224℃의 온도를 보유할 수 있다.

일 실시형태에서(미도시), 중합체 용액의 활성도는 (반응기 시스템(103)의 다운스트림에 위치한) 스트림(206)에 위치한 포트(미도시)에서 촉매 중화제(때때로 가수분해제라고도 함)를 중합체 용액에 첨가함으로써 실질적으로 종결되거나 감소된다. 촉매 중화제는 가능한 한 0에 가깝도록 촉매 활성도를 감소시키는 역할을 한다. 촉매 중화제의 실시예는 물 또는 알코올이고, 이는 용액 내에 있는 중합체의 총 중량을 기준으로 10 내지 100 백만분율의 양으로 중합체 용액에 첨가된다.

중합체 용액은 이후 반응기 시스템(103)에서 액-액 분리기(106)으로 이동된다. 제2 반응기로부터의 중합체 용액의 압력은 (130 kgf/cm² 내지143 kgf/cm²인) 제2 반응기(104)의 배출 압력에서 액-액 분리기에서는 92 kgf/cm² 미만으로 감소된다. 반응기 시스템(103)으로의 공급물 스트림의 성분인 에탄의 존재는 시스템의 하한 임계 용액 온도(LCST)를 대략 193℃로 효율적으로 감소시키고, 이는 액-액 분리를 유도하기 위한 가장 낮은 온도이다.

액-액 분리기는 중합체 용액의 압력, 온도, 또는 온도와 압력 모두를 감소시킴으로써 휘발성 물질로부터의 중합체의 분리를 용이하게 한다. 바꾸어 말하며, 에탄의 사용은 어떠한 에너지의 소비없이도 휘발성 물질로부터 중합체의 분리를 용이하게 한다. 달리 말하면, 중합체 용액의 온도 및 압력은 중합체 용액이 반응기 시스템에서 액-액 분리기로 수송될 때 증가되지 않는다.

제2 반응기가 적어도 220℃에서 작동됨으로써, 이 반응기 배출물(즉, 중합체 용액)은 어떠한 추가적인 에너지 도입 없이도 액-액 분리를 유도할 수 있는 시스템의 하한 임계 용액 온도보다 높다. 액-액 분리기에서 압력을 92 kgf/cm² 미만으로 감소시킴으로써, 중합체 용액은 액-액 레짐(regime)으로 이동되지만 여전히 (대략 약 70 kgf/cm²인) 시스템의 기포점 압력보다 높게 유지되기 때문에, 액-액 분리가 용이해진다. 중합체 용액의 하한 임계 용액 온도 미만으로의 이동은 중합체 용액이 용매가 풍부한 상 및 중합체가 풍부한 상으로 분리되도록 촉진한다. 중합체가 풍부한 상은 액-액 분리기의 바닥으로 분리되는 반면, 용매가 풍부한 상은 중합체가 풍부한 상 위에 위치한다. 중합체가 풍부한 상은 액-액 분리기의 바닥으로부터 제거되고, 스트림(210)을 통해 제1 탈휘발화 용기(108)로 수송된다. 일 실시형태에서, 액-액 분리기에서 나오는 스트림(210)은 제2 반응기(104)에서 나오는 스트림(206)보다 적어도 25% 초과의 고체를 보유한다. 스트림(210)은 분리기의 바닥에서 제거된 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 20 내지 24 중량%의 고체를 함유한다.

용매가 풍부한 상은 스트림(212)을 통해 제거되고, 스트림(208)을 통해 반응기 시스템(103)으로 재순환된다. 일 실시형태에서, 용매가 풍부한 상은 제2 반응기(104)로 재순환된다. 액-액 분리기 전에 극성 화합물이 중합체 스트림에 도입되지 않았기 때문에, 액-액 분리기를 빠져나가는 용매가 풍부한 스트림은 임의의 추가적인 정제 단계를 겪을 필요 없이 직접 반응기 공급 섹션으로 다시 보내질 수 있다.

일 실시형태에서, 수득된 중합체가 풍부한 스트림(210)의 반응성은 액-액 분리기의 다운스트림 및 제1 탈휘발화 용기(108)의 업스트림에 배치되는 가열기(209)를 사용하여 종결된다. (스트림(210)에 위치하는) 가열기(209)는 중합체 스트림의 온도를 적어도 215℃, 바람직하게는 적어도 220℃로 증가시킨다. 이러한 온도 증가는 시스템(100)의 반응을 종결하는 것뿐만 아니라 중합체 용액이 탈휘발화 시스템에 도입될 때 중합체 용액으로부터의 용매의 플래싱(flashing)을 용이하게 하고, 이는 하기에 기재된다.

중합체 용액은 이후에 일련의 탈휘발화 용기들 - 제1 탈휘발화 용기(108) 및 제2 탈휘발화 용기(112)로, 이 둘은 서로 직열로 유체 연통함 - 을 포함하는 탈휘발화 시스템으로 배출된다. 제1 탈휘발화 용기(108)는 제2 탈휘발화 용기(112)의 업스트림에 위치한다. 각각의 순차적인 탈휘발화 용기는 이전 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되고, 각각의 탈휘발화 용기는 중합체 용액으로부터의 용매의 단열 플래싱을 용이하게 하여, 플래싱 전의 것보다 더 높은 중합체 농도를 보유하는 중합체 용액을 남긴다.

중합체 용액은 제1 탈휘발화 용기(108)로의 진입 시점에서 약 20 내지 24 중량%의 고체, 바람직하게는 21 내지 23 중량%의 고체를 포함한다. 제1 탈휘발화 용기(108)에서, 중합체 용액은 플래시에 적용되어, 상기 용액이 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 65 중량%의 중합체로 농축되도록 적어도 60 중량%의 용매가 제거된다. 일 실시형태에서, 플래싱은 단열적으로 수행된다.

일 실시형태에서, 제1 탈휘발화 용기(108)는 중합체 용액으로부터 용매 제거를 용이하게 하기 위해 단열적으로 작동된다. 일 실시형태에서, 제1 탈휘발화 용기의 압력은 6 내지 12 kgf/cm², 바람직하게는 8 내지 10 kgf/cm²로 유지되서, 용매가 플래시 오프되도록 하고, 중합체 용액 내 중합체 함량을 스트림(214)을 통해 제1 탈휘발화 용기를 떠나는 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 45 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 70 중량%로 증가시키도록 한다. 일 실시형태에서, (제1 탈휘발화 용기(108)로의 진입 시점에서) 중합체 용액 내 존재하는 용매의 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 55 중량%가 플래시 오프된다. 플래시된 용매는 제1 탈휘발화 용기(108)로부터 라인(216)을 통해 응축 탱크(122)로 제거되고, 거기로부터 스트림(226 및 228)을 통해 반응기 시스템(103)으로 다시 재순환된다.

제1 탈휘발화 용기(108)를 떠나는 중합체 용액의 온도는 170℃ 내지 220℃이고, 이의 압력은 2 내지 12 kgf/cm²에 있다. 제1 탈휘발화 용기(108)를 빠져나가는 중합체 용액은 제1 탈휘발화 용기(108)를 빠져나가는 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%의 양의 중합체를 함유한다. 일 실시형태에서, 고체 함량은 제1 탈휘발화 용기(108)를 떠나는 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 65 중량%의 중합체로 증가된다.

중합체 용액은 이후에 제1 탈휘발화 용기(108)로부터 스트림(214)을 통해 선택적인 제1 정변위 펌프(110)로 배출된다. 선택적인 제1 정변위 펌프(110)는 중합체 용액의 압력을 증가시키도록 한다. (제1 선택적인 정변위 펌프(110)에 의해 발생된) 이러한 압력의 증가는, 고체 농도를 제2 탈휘발화 용기(112)를 떠나는 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 90 중량% 초과, 바람직하게는 92 중량% 초과, 및 보다 바람직하게는 95 중량%의 양으로 증가시키기 위해 중합체 용액이 제2 탈휘발화 용기(112)에서 단열적으로 플래시될 때, 중합체 용액으로부터 추가적인 휘발성 물질(예컨대, 용매 및 미반응 단량체)의 탈휘발화를 용이하게 한다.

제2 탈휘발화 용기(112)는 또한 중합체 용액으로부터 용매 제거를 용이하게 하기 위해 단열적으로 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 제2 탈휘발화 용기(112)(도 1 참조)로 들어가는 중합체 용액은 210 내지 260℃, 바람직하게는 220 내지 240℃의 온도에 있다. 일 실시형태에서, 제2 탈휘발화 용기 내 압력은 0.5 내지 1 kgf/cm²로 유지되어, 용매가 플래시 오프되도록 하고, 중합체 용액 내 고체 함량을 제2 탈휘발화 용기(112)의 출구에서의 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 90 내지 97 중량%, 바람직하게는 92 내지 95 중량%로 증가시키도록 한다. 제2 탈휘발화 용기(112)를 떠나는 중합체 용액의 온도는 180℃ 내지 240℃, 바람직하게는 190 내지 230℃이다.

제2 탈휘발화 용기(112)에서 (중합체 용액의) 플래싱으로부터 제거된 휘발성 물질은 스트림(219)를 통해 응축 용기(122)로 수송되고, 거기로부터 용매 회수 용기(124)를 통해 반응기 시스템(103)으로 재순환된다. 스트림(226 및 228)은 휘발성 물질의 반응 시스템(103)으로의 수송을 용이하게 한다. 열교환기(126) 및 펌프(128)는 휘발성 물질 스트림의 온도 및 압력을 각각 올리기 위해 사용된다.

제2 정변위 펌프(114)는 (6 중량% 미만, 바람직하게는 5 중량% 미만의 용매 함량을 갖는) 중합체 용액을 스트림(218)을 통해 중합체가 펠렛화되고 수송을 위해 포장되는 펠렛화기(116)와 같은 과립화 및 고형화 장치로 충전하는 것을 용이하게 한다.

2개의 탈휘발화 용기(108 및 112)에서 발생된 휘발성 물질뿐만 아니라 펠렛화기에서 발생된 휘발성 물질은 용매 회수 용기(124)로 수송되고, 거기로부터 반응기 시스템(103)으로 재순환된다. 제1 탈휘발화 용기(108)로부터의 휘발성 물질은 스트림(216) 및 응축 용기(122)를 통해 용매 회수 용기(124)로 수송된다. 제2 탈휘발화 용기(112)로부터의 휘발성 물질은 스트림(219) 및 응축 용기(122)를 통해 용매 회수 용기(124)로 수송된다. 펠렛화기(116)로부터의 휘발성 물질은 스트림(220, 222, 224, 226, 및 228)을 통해 용매 회수 용기(124)로 수송되고 거기로부터 반응기 시스템(103)으로 재순환된다.

에틸렌 및 에탄(스트림(302) 참조) 및 수소(스트림(304) 참조)를 포함하는 공급물과 함께 재순환된 휘발성 물질은 이후에 스트림(202)를 통해 반응기 시스템(103)으로 공급된다. 반응기 시스템(103) 내 반응은 상기에서 상세하게 기재된 바와 같이 진행된다.

본원에서 기재된 시스템은 반용매로서의 에탄의 첨가가 어떠한 추가적인 에너지에 대한 요구없이도 액-액 분리를 유도하기에 충분한 수치로 하한 임계 용액 온도를 감소시킨다는 점에서 이롭다. 액-액 분리를 용이하게 하기 위해 반응기 배출 스트림을 예비 가열할 필요가 없다. 이는 그러므로 비용 효율적이고 에너지 효율적인 방법이다.

Claims

용액 중합용 시스템으로서,
반용매(anti-solvent), 단량체, 및 용매를 수용하고 상기 단량체를 반응시켜서 중합체를 생성하도록 작동되는 반응기 시스템으로서, 상기 반용매는 상기 중합체를 위한 용매가 아니고 하한 임계 용액 온도(lower critical colution temperature)를 감소시키기 위해 작동되는 반응기 시스템;
반응기 시스템의 다운스트림에 위치한 복수의 탈휘발화 용기로서, 각각의 탈휘발화 용기는 이전 탈휘발화 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되고, 상기 복수의 탈휘발화 용기는 반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하는 복수의 탈휘발화 용기; 및
반응기 시스템으로부터의 중합체 용액을 수용하고, 액-액 분리기에서 중합체 용액의 압력 및 온도를 감소시킴으로써 상기 중합체와 휘발성 물질 사이의 분리가 용이하도록 작동되며, 상기 중합체는 중합체가 풍부한 상에 존재하고 휘발성 물질은 용매가 풍부한 상에 존재하는 액-액 분리기를 포함하는, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반용매는 에탄이고, 상기 단량체는 α-올레핀이며, 상기 용매는 메틸사이클로헥산인, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반응기 시스템은 120℃ 내지 230℃의 온도 및 90 kgf/cm² 이상 내지 200 kgf/cm²이하의 압력에서 작동되는 제1 반응기를 포함하는, 용액 중합용 시스템.
제3항에 있어서, 상기 중합체 용액 내 고체 함량은 제1 반응기의 출구에서의 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 8 내지 16 중량%의 양으로 존재하는, 용액 중합용 시스템.
제3항에 있어서, 상기 반응기 시스템은 제1 반응기보다 더 높은 온도 및 더 낮은 압력에서 작동되는 제2 반응기를 추가로 포함하는, 용액 중합용 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제2 반응기는 80 kgf/cm² 이상 내지 180 kgf/cm² 이하의 압력 및 200 내지 240℃의 온도에서 작동되는, 용액 중합용 시스템.
제6항에 있어서, 상기 중합체 용액 내 고체 함량은 제2 반응기의 출구에서의 중합체 용액의 총 중량을 기준으로12 내지 20 중량%의 양으로 존재하는, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 상기 액-액 분리기 내 압력은 중합체 용액의 기포점의 초과인, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 액-액 분리기 내 중합체 용액의 압력은 180 kgf/cm²에서 92 kgf/cm²로 감소되고, 액-액 분리기로부터 나오는 중합체 용액의 고체 함량은 20 내지 24 중량%인, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수의 탈휘발화 용기는 중합체 스트림 내 고체 함량을 제1 탈휘발화 용기를 떠나는 중합체 용액의 총 중량을 기준으로 적어도 60 중량%의 중합체로 증가시키도록 작동되는 제1 탈휘발화 용기를 포함하는, 용액 중합용 시스템.
제10항에 있어서, 상기 복수의 탈휘발화 용기는 중합체 스트림 내 고체 함량을 제2 탈휘발화 용기를 떠나는 중합체 용액의 총량을 기준으로 적어도 90 중량%의 중합체로 증가시키도록 작동되는 제2 탈휘발화 용기를 추가로 포함하는, 용액 중합용 시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수의 탈휘발화 용기에서 발생된 휘발성 물질은 다시 반응기 시스템으로 재순환되는, 용액 중합용 시스템.
방법으로서,
반용매, 단량체, 및 용매를 포함하는 공급물 스트림을 반응기 시스템에 충전시키는 단계로서, 상기 반용매는 중합체를 위한 용매가 아니고 중합체 용액의 하한 임계 용액 온도를 감소시키기 위해 작동되는, 단계;
단량체를 반응시켜서 중합체를 생성하는 단계로서, 상기 중합체는 중합체 용액에 함유되는 단계;
중합체 용액상을 액-액 분리기로 수송하는 단계;
액-액 분리기에서 중합체 용액의 압력을 감소시키고, 액-액 분리기에서 용매가 풍부한 상으로부터 중합체가 풍부한 상을 분리하는 단계;
중합체가 풍부한 상을 액-액 분리기의 다운스트림에 위치한 복수의 탈휘발화 용기로 수송하는 단계로서, 각각의 탈휘발화 용기는 이전 탈휘발화 용기보다 더 낮은 압력에서 작동되는 단계; 및
중합체가 풍부한 상에 존재하는 휘발성 물질로부터 상기 중합체를 분리하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 중합체를 펠렛화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 휘발성 물질을 상기 반응기 시스템으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.