JP2008247999A - Polypropylene production method - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融によってポリプロピレン粒子が塊化することを十分に抑制できると共に、粒径が十分に均一なポリプロピレン粒子を製造可能なポリプロピレンの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のポリプロピレンの製造方法は、液相重合用モノマーから液相重合反応によって中間生成物を得る液相重合工程と、中間生成物及びモノマーガスから気相重合反応によってポリプロピレンの重合体を得る第1気相重合工程と、を備え、中間生成物が最初に供給される第1気相重合域で気相重合反応が生じる領域の単位容積あたりの発熱量が8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3となるように、液相重合工程を経て得られる中間生成物の生成量と、第1気相重合域内におけるポリプロピレンの重合体の生成量と、を調整することを特徴とする。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a method for producing polypropylene capable of sufficiently suppressing the agglomeration of polypropylene particles due to melting and capable of producing polypropylene particles having a sufficiently uniform particle size.
The method for producing polypropylene according to the present invention comprises a liquid phase polymerization step of obtaining an intermediate product from a monomer for liquid phase polymerization by a liquid phase polymerization reaction, and a polymerization of polypropylene by a gas phase polymerization reaction from the intermediate product and the monomer gas. A first gas phase polymerization step for obtaining a coalescence, and a calorific value per unit volume of a region where a gas phase polymerization reaction occurs in the first gas phase polymerization region to which an intermediate product is first supplied is 8.0 × 10 The production amount of the intermediate product obtained through the liquid phase polymerization step so as to be 8 to 1.25 × 10 9 joules / hour / m 3, and the production amount of the polypropylene polymer in the first gas phase polymerization zone, , Are adjusted.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ポリプロピレンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polypropylene.
ポリプロピレンは、家電部品、包装資材、日用雑貨などの材料として使用されており、その用途は多岐にわたっている。また、衝撃強度などの向上を図る目的でプロピレンとエチレンとのブロックコポリマーを用いたポリプロピレン系重合体が開発され、自動車部品などに使用されている。 Polypropylene is used as a material for home appliance parts, packaging materials, daily necessities, and the like, and has a wide variety of uses. In addition, for the purpose of improving impact strength and the like, a polypropylene polymer using a block copolymer of propylene and ethylene has been developed and used for automobile parts and the like.
ポリプロピレン系重合体の製造方法として、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法などの液相重合法、攪拌型又は流動床型の反応器を用いた気相重合法が知られている。これらの製造方法のうち、近年、気相重合法又は塊状重合法と気相重合法とを組み合わせた方法が広く採用されている。 As a method for producing a polypropylene polymer, a liquid phase polymerization method such as a slurry polymerization method, a solution polymerization method and a bulk polymerization method, and a gas phase polymerization method using a stirring type or fluidized bed type reactor are known. Among these production methods, a gas phase polymerization method or a combination of a bulk polymerization method and a gas phase polymerization method has been widely adopted in recent years.
上記のプロピレンとエチレンとのブロックコポリマーは、以下の工程を経て製造される。まず、原料のプロピレンから重合反応によってポリプロピレンを製造する。次いで、このポリプロピレンの存在下、エチレンとプロピレンとを共重合させることによってブロックコポリマーが製造される。 The block copolymer of propylene and ethylene is produced through the following steps. First, polypropylene is produced from a raw material propylene by a polymerization reaction. A block copolymer is then produced by copolymerizing ethylene and propylene in the presence of this polypropylene.
高品質のブロックコポリマーを製造するためには、各粒子中に含まれる共重合体の含有量のばらつきが十分に小さいことが要求される。含有量にばらつきのあるポリマー粒子の使用は、正規の品質規格からはずれた品質規格外品の発生量が増大する原因となる。 In order to produce a high-quality block copolymer, it is required that variation in the content of the copolymer contained in each particle is sufficiently small. The use of polymer particles having variations in content causes an increase in the amount of non-standard quality products that deviate from normal quality standards.
各粒子中の共重合体の含有量のばらつきを抑える手段として、これを製造する重合反応器内のポリマーの滞留時間分布を狭くして重合度の均一化を図ることが挙げられる。かかる技術として、例えば、特許文献1〜4には、直列に配置された複数の重合反応器又は反応領域に被処理流体を流通させる方法や装置が記載されている。
ところで、気相重合法にあっては、モノマーガス自体が重合媒体であり、生成したポリマーを稀釈する媒体を使用しないため、原料のモノマーと固体触媒とが最初に接する反応プロセスの上流側に局所的な高温部が形成されやすい。また、気相重合法の場合、ポリマーの生成反応に伴う熱を除去しにくいという問題もある。 By the way, in the gas phase polymerization method, the monomer gas itself is a polymerization medium, and a medium for diluting the produced polymer is not used. Therefore, the monomer gas and the solid catalyst are first contacted with each other upstream of the reaction process. High temperature parts are easily formed. In addition, in the case of the gas phase polymerization method, there is a problem that it is difficult to remove heat accompanying the polymer formation reaction.
したがって、気相重合法によってポリマーを製造する上記特許文献1〜4の方法では、反応プロセスの上流側でポリマーが溶融して塊化しやすく、重合反応を安定して行うことが困難となる。また、重合反応が不安定な場合、生成したポリマー粒子の粒径が不均一になる。
Therefore, in the methods of
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、溶融によってポリプロピレン粒子が塊化することを十分に抑制できると共に、粒径が十分に均一なポリプロピレン粒子を製造可能なポリプロピレンの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a method for producing polypropylene capable of sufficiently suppressing the agglomeration of polypropylene particles by melting and capable of producing polypropylene particles having a sufficiently uniform particle size. The purpose is to provide.
本発明のポリプロピレンの製造方法は、プロピレンの含有量が95質量%以上の液相重合用モノマーから液相における重合反応によって中間生成物を得る液相重合工程と、中間生成物と、プロピレンの含有量が95質量%以上のモノマーガスとを1つの気相重合域内又は複数が直列に配置された気相重合域内に導入し、気相における重合反応によってポリプロピレンの重合体を得る第1気相重合工程と、を備えるものであって、気相重合域のうち、中間生成物が最初に供給される第1気相重合域で気相重合反応が生じる領域の単位容積あたりの発熱量が8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3となるように、液相重合工程を経て得られる中間生成物の触媒単位質量あたりの生成量と、第1気相重合域内におけるポリプロピレンの重合体の触媒単位質量あたりの生成量と、を調整することを特徴とする。 The method for producing polypropylene according to the present invention includes a liquid phase polymerization step of obtaining an intermediate product from a liquid phase polymerization monomer having a propylene content of 95% by mass or more by a polymerization reaction in a liquid phase, an intermediate product, and a propylene content A first gas phase polymerization in which a monomer gas having an amount of 95% by mass or more is introduced into one gas phase polymerization zone or a gas phase polymerization zone in which a plurality of monomer gases are arranged in series to obtain a polypropylene polymer by a polymerization reaction in the gas phase. And a calorific value per unit volume of a region where a gas phase polymerization reaction occurs in the first gas phase polymerization region to which the intermediate product is first supplied among the gas phase polymerization regions. The production amount per unit mass of the intermediate product obtained through the liquid phase polymerization step so as to be 0 × 10 8 to 1.25 × 10 9 joules / hour / m 3 , Polypropy And adjusting the polymer produced per catalyst unit weight of the emissions, the.
本発明者らは、気相重合反応器内におけるポリマーの溶融の発生を防止するためには、重合触媒を気相重合反応器に直接導入するのではなく、気相重合反応器の前段で原料モノマー(液相重合用モノマー)を液相重合させて中間生成物を製造し、これを気相重合反応器に導入することが非常に有用であることを見出した。 In order to prevent the melting of the polymer in the gas phase polymerization reactor, the present inventors do not directly introduce the polymerization catalyst into the gas phase polymerization reactor, It has been found that it is very useful to produce an intermediate product by liquid phase polymerization of a monomer (monomer for liquid phase polymerization) and introduce it into a gas phase polymerization reactor.
液相重合工程を経て得られる中間生成物は重合反応がある程度進行している。したがって、中間生成物を気相重合反応器に導入することで、当該反応器の上流側における局所的な温度上昇を防止できる。なお、液相重合法にあっては、液状の媒体を使用するため、気相重合法と比較して反応熱を除去しやすいという利点がある。そのため、液相重合法では重合の反応速度が高いモノマーを導入しても反応温度を制御しやすく、安定的に中間生成物を製造することができる。また、複数が直列に配置された気相重合域で連続的に気相重合を行うことで、各気相重合域内のポリマーの各滞留時間分布を狭く設定することができ、粒径が十分に均一なポリプロピレン粒子を得ることができる。 The intermediate product obtained through the liquid phase polymerization process has progressed to some extent. Therefore, by introducing the intermediate product into the gas phase polymerization reactor, a local temperature rise on the upstream side of the reactor can be prevented. The liquid phase polymerization method has an advantage that the reaction heat can be easily removed as compared with the gas phase polymerization method because a liquid medium is used. Therefore, in the liquid phase polymerization method, even when a monomer having a high polymerization reaction rate is introduced, the reaction temperature can be easily controlled, and an intermediate product can be produced stably. In addition, by continuously performing gas phase polymerization in a plurality of gas phase polymerization zones arranged in series, each residence time distribution of the polymer in each gas phase polymerization zone can be set narrow, and the particle size is sufficiently Uniform polypropylene particles can be obtained.
更に、本発明者らは、液相重合反応器と気相重合反応器の第1気相重合域とにおける反応割合を調整して、第1気相重合域の気相重合反応が生じる領域、いわゆる反応マスの単位容積あたりの発熱量を8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3(より好ましくは、8.0×108〜1.1×109ジュール/時間/m3)の範囲内とすることによって、高品質のポリプロピレン粒子を製造できることを見出した。 Furthermore, the present inventors adjust the reaction ratio in the liquid phase polymerization reactor and the first gas phase polymerization zone of the gas phase polymerization reactor to produce a gas phase polymerization reaction in the first gas phase polymerization zone, The calorific value per unit volume of the so-called reaction mass is 8.0 × 10 8 to 1.25 × 10 9 Joules / hour / m 3 (more preferably 8.0 × 10 8 to 1.1 × 10 9 Joules / It was found that high-quality polypropylene particles can be produced by adjusting the time / m 3 ).
本発明者らの検討によれば、例えば、液相重合工程においてプロピレンの重合反応が過度に進行すると、上記発熱量が8.0×108ジュール/時間/m3未満となる。かかる場合には、液相重合反応器内のポリマーの滞留時間分布が広いことに起因して、中間生成物の粒径が不均一となり、その結果、第1気相重合工程を経て得られるポリプロピレン粒子の粒径も不均一となる。他方、液相重合工程におけるプロピレンの重合反応が不十分であったり、第1気相重合工程における重合の反応速度が過度に高い場合には、上記発熱量が1.25×109ジュール/時間/m3を超える。かかる場合には、溶融による塊化の問題などが生じて、気相重合反応器内の反応が不安定となる。 According to the study by the present inventors, for example, when the polymerization reaction of propylene proceeds excessively in the liquid phase polymerization step, the calorific value becomes less than 8.0 × 10 8 joules / hour / m 3 . In such a case, due to the wide residence time distribution of the polymer in the liquid phase polymerization reactor, the particle size of the intermediate product becomes non-uniform, and as a result, the polypropylene obtained through the first gas phase polymerization step The particle size of the particles is also non-uniform. On the other hand, when the polymerization reaction of propylene in the liquid phase polymerization step is insufficient or the polymerization reaction rate in the first gas phase polymerization step is excessively high, the calorific value is 1.25 × 10 9 joules / hour. / more than m 3. In such a case, problems such as agglomeration due to melting occur, and the reaction in the gas phase polymerization reactor becomes unstable.
本発明のポリプロピレンの製造方法は、第1気相重合工程を経て得られるポリプロピレンの重合体の存在下、エチレンとプロピレン及び/又は炭素数4以上のα−オレフィンとの共重合を行う第2気相重合工程を備えることが好ましい。第1気相重合工程に引き続き、第2気相重合工程を更に実施することで、高品質のブロックコポリマーを製造できる。また、複数が直列に配置された気相重合域での連続的な気相重合で得られたポリプロピレンの重合体を用いることで、共重合体含有量及び粒径が十分に均一なポリプロピレン粒子を得ることができる。 In the method for producing polypropylene according to the present invention, the second gas is formed by copolymerizing ethylene with propylene and / or an α-olefin having 4 or more carbon atoms in the presence of a polypropylene polymer obtained through the first gas phase polymerization step. It is preferable to provide a phase polymerization step. A high-quality block copolymer can be produced by further performing the second gas phase polymerization step following the first gas phase polymerization step. Further, by using a polypropylene polymer obtained by continuous gas phase polymerization in a gas phase polymerization region in which a plurality are arranged in series, polypropylene particles having a sufficiently uniform copolymer content and particle size can be obtained. Obtainable.
また、本発明にあっては、液相重合反応として、塊状重合反応を液相重合工程にて採用することが好ましい。塊状重合法は、溶剤を回収する必要がない、未反応モノマー量が少ない、などの利点を具備するためである。また、本発明にあっては、気相重合反応器として、流動床型のものを第1気相重合工程にて採用することが好ましい。流動床型の気相重合反応器は、固体触媒とポリマーとの接触効率が高い、反応器内の温度の均一化が図れる、などの利点を具備するためである。なお、第2気相重合工程においても流動床型の気相重合反応器を採用することが好ましい。 In the present invention, a bulk polymerization reaction is preferably employed in the liquid phase polymerization step as the liquid phase polymerization reaction. This is because the bulk polymerization method has advantages such as no need to recover the solvent and a small amount of unreacted monomer. In the present invention, it is preferable to employ a fluidized bed type reactor in the first gas phase polymerization step as the gas phase polymerization reactor. This is because the fluidized bed type gas phase polymerization reactor has advantages such as high contact efficiency between the solid catalyst and the polymer and uniform temperature in the reactor. In the second gas phase polymerization step, it is preferable to employ a fluidized bed type gas phase polymerization reactor.
本発明によれば、溶融によってポリプロピレン粒子が塊化することを十分に抑制できると共に、粒径が十分に均一なポリプロピレン粒子を製造可能なポリプロピレンの製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to fully suppress that a polypropylene particle aggregates by melting, the manufacturing method of the polypropylene which can manufacture a polypropylene particle with a sufficiently uniform particle size can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明に係るポリプロピレンの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing polypropylene according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係るポリプロピレン製造システムを示す概略構成図である。図1に示されたポリプロピレン製造システム10は、液相重合工程を実施する塊状重合反応装置1と、第1気相重合工程を実施する気相重合反応装置2とを具備している。塊状重合反応装置1は、液相重合用モノマーを塊状重合法によって重合させて中間生成物を製造する装置である。気相重合反応装置2は、塊状重合反応装置1の後段に配置され、中間生成物を更に重合させてポリプロピレンを製造する装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a polypropylene production system according to the present embodiment. A
塊状重合反応装置1は、2つの反応器1a,1bを備えている。塊状重合反応装置1の反応器1aの下部には供給管L1が連通して、この供給管L1を通じて固体触媒が添加された液相重合用モノマーが供給される。2つの反応器1a,1bの頭頂部同士は、連結管L2によって連通しており、他方、反応器1a,1bの底部同士は、他の連結管L3によって連通している。
The bulk
上記構成の塊状重合反応装置1では、反応器1aに供給された液相重合用モノマーが固体触媒と共に反応器1a及び反応器1bを繰り返し流通する。より具体的には、反応器1aの下部から供給された液相重合用モノマーは、重合用固体触媒の存在下、反応器1a内を上方へと流動した後、連結管L2を通じて反応器1bへと導入される。そして、反応器1b内を下方へと流動した後、連結管L3を通じて、再び反応器1aへと導入される。このような流動を所定時間繰り返して重合反応が進行し、所定の重合度を有する中間生成物が連続的に製造される。ポリプロピレン粒子を含有する中間生成物は、反応器1bの下部に接続された中間生成物移送管L4を通じて気相重合反応装置2へと送られる。
In the bulk
気相重合反応装置2は、2つの流動床型の反応器2a,2bを上下に備え、上段反応器2aと下段反応器2bとは、厚さ方向に多数の貫通孔を有する第1ガス分散板2cによって区切られ、第1ガス分散板2cは上段反応器2aの底面をなしている。なお、下段反応器2bの底面も第1ガス分散板2cと同様の構造の第2ガス分散板2dで構成されている。
The gas phase
中間生成物移送管L4の先端は、上段反応器2aに連通していて、これを通じて上段反応器2a内に中間生成物が供給される。上段反応器2aと下段反応器2bとは、連結管L5によって連通していて、これを通じて上段反応器2aで生長したポリプロピレン粒子を下段反応器2bに供給できるようになっている。
The tip of the intermediate product transfer pipe L4 communicates with the
また、気相重合反応装置2の底部には、反応器2a,2bにプロピレンの含有率が95質量%以上のモノマーガスを供給するためのガス供給管L6が接続されている。このガス供給管L6を通じて供給されるモノマーガスは、第2ガス分散板2dの貫通孔を通じて下段反応器2b内へと供給される。更に、このモノマーガスは、第1ガス分散板2cの貫通孔を通じて下段反応器2b内から上段反応器2a内へと供給される。このモノマーガスにより、ガス分散板上のポリプロピレン粒子が流動化してポリプロピレン粒子の流動床が形成される。なお、気相重合反応装置2は、その内部に3以上の流動床を形成可能な構成であってもよい。
Further, a gas supply pipe L6 for supplying a monomer gas having a propylene content of 95% by mass or more to the
上段反応器2aの頭頂部には、未反応のモノマーガスを含有するガスを抜き出して、再循環させるためのガス循環管L7の一端が接続されている。このガス循環管L7の他端は、ガス供給管L6に連通しており、未反応のモノマーガスを再び、下段反応器2bへと供給できるようになっている。ガス循環管L7の途中には、ガスを昇圧するためのコンプレッサー5及びガスを冷却するための熱交換器8が配設されている。下段反応器2b内のポリプロピレン粒子は、排出管L8を通じて系外へと排出される。
One end of a gas circulation pipe L7 is connected to the top of the
上記構成を有するポリプロピレン製造システム10を用いたポリプロピレンの製造方法は、気相重合反応装置2の上段反応器2a内において気相重合反応が生じる領域(以下、「上段反応器2aの反応領域」という。)の単位容積あたりの発熱量が8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3(より好ましくは、8.0×108〜1.1×109ジュール/時間/m3)となるように、塊状重合反応装置1で製造する中間生成物の重合度と、上段反応器2aで製造するポリプロピレンの重合度と、を調整することを特徴とする。
A method for producing polypropylene using the
ここでいう「上段反応器2aの反応領域」とは、上段反応器2aの底面をなす第1ガス分散板2c上でポリプロピレンの流動床(濃厚層)2Aが形成される領域をいう。同様に、気相重合反応装置2の下段反応器2b内において気相重合反応が生じる領域(以下、「下段反応器2bの反応領域」という。)は、下段反応器2bの底面をなす第2ガス分散板2d上でポリプロピレンの流動床(濃厚層)2Bが形成される領域をいう。これらの領域における発熱量は、反応器内に供給される熱量と、反応器から排出される熱量との収支バランスに基づき、それぞれ算出することができる。なお、本実施形態にあっては、上段反応器2a内が第1気相重合域である。
The “reaction region of the
以下、本実施形態に係るポリプロピレンの製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the polypropylene which concerns on this embodiment is demonstrated.
本実施形態では、塊状重合反応装置1に供給する液相重合用モノマーとして、プロピレンの含有量が当該液相重合用モノマーの全質量基準で95質量%以上のものを使用する。プロピレンの当該含有量が95質量%未満の液相重合用モノマーを使用した場合、プロピレン以外の含有成分の影響によって、上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量を上記の範囲内に調整しても、製造されるポリプロピレンの生産性が低下する。
In the present embodiment, as the liquid phase polymerization monomer supplied to the
より高品質のポリプロピレン粒子を効率的に製造する観点から、液相重合用モノマーとしては、プロピレンの含有量が98質量%以上のものが好ましく、実質的にプロピレンのみからなるものがより好ましい。なお、これと同様の観点から、気相重合反応装置2に供給するモノマーガスとしては、プロピレンの含有量が当該モノマーガスの全質量基準で、95質量%以上のものが好ましく、98質量%以上のものがより好ましく、実質的にプロピレンのみからなるものが更に好ましい。
From the viewpoint of efficiently producing higher quality polypropylene particles, the monomer for liquid phase polymerization preferably has a propylene content of 98% by mass or more, and more preferably consists essentially of propylene. From the same viewpoint, the monomer gas supplied to the gas phase
本実施形態で使用する固体触媒としては、チタン、マグネシウム及びハロゲンを含有する固体触媒(以下、「固体触媒(A)」と称する。);有機アルミニウム化合物、有機アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物、有機亜鉛化合物などの助触媒を粒子状の担体に担持させてなる固体触媒(以下、「固体触媒(B)」と称する。);有機アルミニウム化合物、有機アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物などの助触媒とメタロセン系化合物とを粒子状の担体に担持させてなる固体触媒(以下、「固体触媒(C)」と称する。)などを用いることができる。また、これらの固体触媒を組み合わせて用いることもできる。 As the solid catalyst used in the present embodiment, a solid catalyst containing titanium, magnesium and halogen (hereinafter referred to as “solid catalyst (A)”); organoaluminum compound, organoaluminum oxy compound, boron compound, organozinc A solid catalyst obtained by supporting a promoter such as a compound on a particulate carrier (hereinafter referred to as “solid catalyst (B)”); a promoter such as an organoaluminum compound, an organoaluminum oxy compound, a boron compound, and a metallocene system A solid catalyst (hereinafter, referred to as “solid catalyst (C)”) in which a compound is supported on a particulate carrier can be used. These solid catalysts can also be used in combination.
粒子状の担体としては、多孔性の物質が好ましい。好適な具体例としては、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2等の無機酸化物;スメクタイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、ラポナイト、サポナイト等の粘土や粘土鉱物;ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などの有機ポリマーなどが挙げられる。 As the particulate carrier, a porous substance is preferable. Suitable examples include inorganic oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , B 2 O 3 , CaO, ZnO, BaO, ThO 2 ; smectite, montmorillonite, hectorite, laponite. And clays such as saponite and clay minerals; organic polymers such as polyethylene, polypropylene, and styrene-divinylbenzene copolymers.
上記の固体触媒(A)としては、例えば、特開昭63−142008号公報、特開平4−227604号公報、特開平5−339319号公報、特開平6−179720号公報、特公平7−116252号公報、特開平8−134124号公報、特開平9−31119号公報、特開平11−228628号公報、特開平11−80234号公報、特開平11−322833号公報等に記載されている固体触媒が挙げられる。この固体触媒(A)を使用する場合は、有機アルミニウム化合物を併用することが好ましく、必要に応じて電子供与性化合物が併用される。 Examples of the solid catalyst (A) include, for example, JP-A-63-142008, JP-A-4-227604, JP-A-5-339319, JP-A-6-179720, JP-B7-116252. Solid catalysts described in JP-A-8-134124, JP-A-9-31119, JP-A-11-228628, JP-A-11-80234, JP-A-11-322833, and the like. Is mentioned. When this solid catalyst (A) is used, it is preferable to use an organoaluminum compound in combination, and an electron donating compound is used as necessary.
上記の固体触媒(B)としては、例えば、特開昭61−276805号公報、特開2003−171415号公報に記載されている固体触媒が挙げられる。この固体触媒(B)を使用する場合は、メタロセン系化合物、有機アルミニウム化合物などの触媒成分を併用することが好ましい。 As said solid catalyst (B), the solid catalyst described in Unexamined-Japanese-Patent No. 61-276805 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-171415 is mentioned, for example. When using this solid catalyst (B), it is preferable to use together catalyst components, such as a metallocene compound and an organoaluminum compound.
上記の固体触媒(C)としては、例えば、特開昭61−108610号公報、特開昭61−296008号公報、特開昭63−89505号公報、特開平3−234709号公報等に記載されている固体触媒が挙げられる。この固体触媒(C)を用いる場合は、有機アルミニウム化合物、ホウ素化合物などの触媒成分を併用することが好ましい。 Examples of the solid catalyst (C) include those described in JP-A-61-108610, JP-A-61-296008, JP-A-63-89505, JP-A-3-234709, and the like. Solid catalyst. When using this solid catalyst (C), it is preferable to use together catalyst components, such as an organoaluminum compound and a boron compound.
液相重合用モノマーと固体触媒との混合物を塊状重合反応装置1に供給して、塊状重合法によって中間生成物を製造する(液相重合工程)。この塊状重合法は、プロピレンモノマー自体が重合溶媒であり、この重合溶媒中に固体触媒を分散させて、重合を行う方法である。塊状重合法による重合は、重合溶媒を液状に保つことができると共に、生成するポリマーが重合溶媒に溶解しない条件下で行うことが好ましい。塊状重合反応の温度条件は、通常、30〜100℃であり、好ましくは50〜80℃である。塊状重合反応の重合条件は、通常、1.0〜10MPaGであり、好ましくは2.0〜5MPaGである。
A mixture of a monomer for liquid phase polymerization and a solid catalyst is supplied to the
中間生成物を中間生成物供給管L4を通じて気相重合反応装置2に供給して気相重合を行う(第1気相重合工程)。より具体的には、中間生成物を中間生成物供給管L4を通じて上段反応器2a内に供給すると共に、モノマーガスを第1ガス分散板2cの貫通孔を通じて上段反応器2a内に供給する。この上段反応器2a内で流動床式気相重合法によってポリプロピレンの重合を行う。この流動床式気相重合法は、モノマーガスが媒体であり、この媒体中において固体触媒を含むポリプロピレン粒子を流動化させて、重合を行う方法である。流動床式気相重合法による重合は、上段反応器2a内でプロピレンが気体の状態で存在し得る条件下で行うことが好ましい。流動床式気相重合法の温度条件は、通常、50〜110℃であり、好ましくは60〜100℃である。流動床式気相重合法の圧力条件は、通常、常圧〜5MPaGであり、好ましくは1.5〜3.5MPaGである。
The intermediate product is supplied to the gas
上段反応器2a内で生長したポリプロピレン粒子を、連結管L5を通じて下段反応器2b内に供給するすると共に、モノマーガスを第2ガス分散板2dの貫通孔を通じて下段反応器2b内に供給する。この下段反応器2b内で流動床式気相重合法によってポリプロピレンの重合を行う。下段反応器2b内で行う流動床式気相重合法による重合は、上述の上段反応器2aと同様の条件下で行うことができる。
The polypropylene particles grown in the
次に、上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量が8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3となるように、塊状重合反応装置1で製造する中間生成物の触媒単位質量あたりの生成量と、上段反応器2aで製造するポリプロピレンの触媒単位質量あたりの生成量と、を調整する方法について説明する。
Next, it manufactures with the
塊状重合反応装置1における塊状液相重合法では、例えば、重合反応の温度・圧力条件の調整、あるいは、重合溶媒に添加する固体触媒の量又は固体触媒の活性を調整することによって、その後段の上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量を調整することができる。また、塊状重合反応装置1への液相重合用モノマーの供給量を調整することにより当該装置内のポリマーの平均滞留時間を調整して上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量が所望の数値となるように制御してもよい。
In the bulk liquid phase polymerization method in the
他方、気相重合反応装置2における流動床式気相重合法では、例えば、重合反応の温度・圧力条件の調整、又は上段反応器2aのホールドアップ量を調整することによって、当該装置内のポリマーの平均滞留時間を調整して、上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量を調整することができる。
On the other hand, in the fluidized bed gas phase polymerization method in the gas phase
なお、上段反応器2a内のポリマーの平均滞留時間をTa(時間)、下段反応器2b内のポリマーの平均滞留時間をTb(時間)とすると、比率(Ta/Tb)が3未満となるように設定することが好ましく、2未満となるように設定することがより好ましい。他方、当該比率の下限は、1であることが好ましい。
In addition, when the average residence time of the polymer in the
当該比率が3を超えると、上段反応器2a内のポリマーの平均滞留時間が長いことに起因して、下段反応器2bから排出されるポリプロピレン粒子の粒径が不均一になりやすい。他方、当該比率が1未満であると、上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量が増加する傾向となる。
When the ratio exceeds 3, the average particle residence time of the polymer in the
本実施形態に係るポリプロピレンの製造方法によれば、局所的な高温部分が形成されやすい上段反応器2a内においてポリマー塊の発生が十分に抑制できるため、気相重合を安定して行うことができる。具体的には、反応器2a,2b内でポリプロピレン粒子を安定して流動させることができる。また、上段反応器2aから下段反応器2bへのポリプロピレン粒子の移送などを安定して行うことができる。
According to the method for producing polypropylene according to the present embodiment, since the generation of polymer lumps can be sufficiently suppressed in the
ポリプロピレンは、その重合度が高くなるにしたがって、重合反応に伴う発熱量が少なくなるため、上段反応器2aの発熱量を上記の範囲内に調整すれば、下段反応器2b及びそれよりも後段の気相反応器内においては、ポリマー塊の発生原因となるような局所的な高温部分が形成される可能性は低いといえる。
As the degree of polymerization of polypropylene increases, the calorific value associated with the polymerization reaction decreases. Therefore, if the calorific value of the
(第2実施形態)
図2は、本実施形態に係るポリプロピレン製造システムを示す概略構成図である。図2に示されたポリプロピレン製造システム20は、液相重合工程を実施する塊状重合反応装置1及び第1気相重合工程を実施する気相重合反応装置2に加え、第2気相重合工程を実施する気相重合反応装置3を具備する点において第1実施形態に係るポリプロピレン製造システム10と相違する。気相重合反応装置3は、気相重合反応装置2の後段に配置され、気相重合反応装置2からのポリプロピレンの重合体の存在下、エチレンとプロピレンとの共重合を行う装置である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a polypropylene production system according to the present embodiment. The
気相重合反応装置3は、2つの流動床型の反応器3a,3bを上下に備え、上段反応器3aと下段反応器3bとは、厚さ方向に多数の貫通孔を有する第1ガス分散板3cによって区切られ、第1ガス分散板3cは上段反応器3aの底面をなしている。下段反応器3bの底面も第1ガス分散板3cと同様の構造の第2ガス分散板3dで構成されている。上段反応器3a内には第1ガス分散板3c上にポリプロピレンの流動床3Aが形成され、下段反応器3b内には第2ガス分散板3d上にポリプロピレンの流動床3Bが形成される。
The gas phase polymerization reaction apparatus 3 includes two
気相重合反応装置2から排出管L8を通じて上段反応器3aにポリプロピレンの重合体が移送される。上段反応器3aと下段反応器3bとは、連結管L9によって連通していて、これを通じて上段反応器3aで生長したポリプロピレン粒子を下段反応器3bに供給される。
A polypropylene polymer is transferred from the gas
また、気相重合反応装置3の底部には、反応器3a,3bにエチレンとプロピレンとの混合ガスを供給するための混合ガス供給管L10が接続されている。このガス供給管L10を通じて供給される混合ガスは、第2ガス分散板3dの貫通孔を通じて下段反応器3b内へと供給される。更に、この混合ガスは、第1ガス分散板3cの貫通孔を通じて下段反応器3b内から上段反応器3a内へと供給される。この混合ガスにより、ガス分散板上のポリプロピレン粒子が流動化してポリプロピレン粒子の流動床が形成される。なお、気相重合反応装置3は、その内部に3以上の流動床を形成可能な構成であってもよい。
In addition, a mixed gas supply pipe L10 for supplying a mixed gas of ethylene and propylene to the
上段反応器3aの頭頂部には、未反応の混合ガスを含有するガスを抜き出して、再循環させるためのガス循環管L11の一端が接続されている。このガス循環管L11の他端は、混合ガス供給管L10に連通しており、未反応の混合ガスを再び、下段反応器3bへと供給できるようになっている。ガス循環管L11の途中には、ガスを昇圧するためのコンプレッサー5及びガスを冷却するための熱交換器8が配設されている。下段反応器3b内のポリプロピレン粒子は、排出管L12を通じて系外へと排出される。
One end of a gas circulation pipe L11 for extracting and recirculating a gas containing an unreacted mixed gas is connected to the top of the
本実施形態に係るポリプロピレンの製造方法では、気相重合反応装置2から排出されるポリプロピレン粒子が気相重合反応装置3へと導入される。気相重合反応装置2における第1気相重合工程を経て得られたポリプロピレン粒子は粒径が十分に均一となっている。したがって、気相重合反応装置3において引き続きエチレンとプロピレンとの共重合を行う第2気相重合工程を実施することで、共重合体の含有量が十分に均一なポリプロピレン粒子を製造できる。この場合、気相重合反応装置3において各反応器のポリマーの各滞留時間分布を狭く設定することで、共重合体含有量及び粒径がより一層均一なポリプロピレン粒子を得ることができる。
In the method for producing polypropylene according to the present embodiment, polypropylene particles discharged from the gas phase
以上、本発明に係るポリプロピレンの製造方法の実施形態について詳しく説明したが、本発明は更に下記のような形態であってもよい。 As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the polypropylene which concerns on this invention was described in detail, the following forms may be sufficient as this invention.
例えば、上記実施形態にあっては、液相重合を行う装置として塊状重合反応装置1を例示したが、これの代わりに従来公知の攪拌槽型反応器や他のループ型反応器などを使用してもよい(特公昭41−12916号公報、特公昭46−11670号公報、特公昭47−42379号公報を参照)。また、液相重合を行う装置は、連続式のものに限定されず、回分式や半回分式のものを用いてもよい。
For example, in the above embodiment, the bulk
また、液相重合用モノマーの重合は、塊状重合法の代わりにスラリー重合法によって行ってもよく、スラリー重合法と塊状重合法とを併用してもよい。例えば、液相重合用モノマーに対してスラリー重合法による予備重合を行い、これにより得られた生成物を塊状重合反応装置1に供給してもよい。
The polymerization of the monomer for liquid phase polymerization may be performed by a slurry polymerization method instead of the bulk polymerization method, or the slurry polymerization method and the bulk polymerization method may be used in combination. For example, prepolymerization by a slurry polymerization method may be performed on the monomer for liquid phase polymerization, and the product obtained thereby may be supplied to the bulk
スラリー重合法は、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素等の不活性溶媒に、プロピレンモノマーを添加したものを重合溶媒とし、重合溶媒中に固体触媒を分散させて、重合を行う方法である。 In the slurry polymerization method, an aliphatic solvent such as propane, butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, and octane; an inert solvent such as cycloaliphatic hydrocarbon such as cyclopentane and cyclohexane added with a propylene monomer In this method, polymerization is performed by using a polymerization solvent and dispersing a solid catalyst in the polymerization solvent.
スラリー重合法では、例えば、重合溶媒に添加するプロピレンモノマーの量又は固体触媒の量あるいは固体触媒の活性を調整することによって、その後段の上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量を調整することができる。また、スラリー重合を行う反応器内に供給する液相重合用モノマーの供給量を調整することにより当該反応器内のポリマーの平均滞留時間を調整して上段反応器2aの反応領域の単位容積あたりの発熱量が所望の数値となるように制御してもよい。ただし、スラリー重合法を採用した場合には、中間生成物を上段反応器2aに供給するに先立ち、不活性溶媒を十分に除去する作業を要する。
In the slurry polymerization method, for example, by adjusting the amount of propylene monomer or solid catalyst added to the polymerization solvent or the activity of the solid catalyst, the calorific value per unit volume of the reaction region of the
スラリー重合法による重合反応は、重合溶媒を液状に保つことができると共に、生成するポリマーが重合溶媒に溶解しない条件下で行うことが好ましい。スラリー重合反応の温度条件は、通常、30〜100℃であり、好ましくは50〜80℃である。スラリー重合反応の圧力条件は、通常、常圧〜10MPaGであり、好ましくは、0.3〜5MPaGである。 The polymerization reaction by the slurry polymerization method is preferably carried out under conditions where the polymerization solvent can be kept in a liquid state and the produced polymer is not dissolved in the polymerization solvent. The temperature condition of the slurry polymerization reaction is usually 30 to 100 ° C, and preferably 50 to 80 ° C. The pressure condition of the slurry polymerization reaction is usually normal pressure to 10 MPaG, and preferably 0.3 to 5 MPaG.
スラリー重合法に用いられるスラリー重合反応器としては、公知の重合反応器、例えば、攪拌槽型反応器やループ型反応器などを用いることができる(特公昭41−12916号公報、特公昭46−11670号公報及び特公昭47−42379号公報を参照)。 As the slurry polymerization reactor used in the slurry polymerization method, a known polymerization reactor such as a stirred tank reactor or a loop reactor can be used (Japanese Patent Publication No. 41-12916, Japanese Patent Publication No. 46-). 11670 and Japanese Examined Patent Publication No. 47-42379).
また、上記実施形態にあっては、気相重合を行う装置として気相重合反応装置2,3を例示したが、反応器内の流動を促進するため、補助的に攪拌装置を設けられたものを使用してもよい。更に、気相重合反応装置2の代わりに従来公知の反応器を使用してもよい(特開昭58−201802号公報、特開昭59−126406号公報、特開平2−233708号公報を参照)。
Moreover, in the said embodiment, although the vapor phase
また、流動床式気相重合法の代わりに、攪拌槽式気相重合法及び/又は移動床式気相重合法によって行ってもよい。 Further, instead of the fluidized bed gas phase polymerization method, a stirring tank type gas phase polymerization method and / or a moving bed type gas phase polymerization method may be used.
攪拌槽式気相重合法は、モノマーガスが媒体であり、この媒体中において固体触媒とポリプロピレンとを攪拌機によって流動させて、重合を行う方法である。重合反応は、反応器内でプロピレンが気体の状態で存在し得る条件下で行うことが好ましい。攪拌槽式気相重合法の温度条件は、通常、50〜110℃であり、好ましくは60〜100℃である。攪拌槽式気相重合法の圧力条件は、通常、常圧〜5MPaGであり、好ましくは0.5〜3MPaGである。 The stirred tank type gas phase polymerization method is a method in which a monomer gas is a medium, and a solid catalyst and polypropylene are fluidized in the medium by a stirrer to perform polymerization. The polymerization reaction is preferably performed under conditions where propylene can exist in a gaseous state in the reactor. The temperature condition of the stirred tank type gas phase polymerization method is usually 50 to 110 ° C, preferably 60 to 100 ° C. The pressure condition of the stirred tank gas phase polymerization method is usually normal pressure to 5 MPaG, preferably 0.5 to 3 MPaG.
攪拌槽式気相重合法に使用する反応器としては、従来公知のものを使用することができる(特開昭46−31969号公報、特開昭59−21321号公報を参照)。 As the reactor used in the stirred tank type gas phase polymerization method, conventionally known reactors can be used (see JP-A-46-31969 and JP-A-59-21321).
移動床式気相重合法は、プロピレンを含有する気相の重合媒体中でプロピレン重合用固体粒子を実質的に混合させることなく移動させて、重合を行う方法である。移動床式気相重合法の温度条件は、通常、50〜110℃であり、好ましくは60〜100℃である。移動床式気相重合法の圧力条件は、通常、常圧〜6MPaGであり、好ましくは1.5〜5MPaGである。なお、重合媒体に窒素等の不活性ガス、水素等の連鎖移動剤を添加してもよい。 The moving bed type gas phase polymerization method is a method of performing polymerization by moving solid particles for propylene polymerization in a gas phase polymerization medium containing propylene without substantially mixing them. The temperature condition of the moving bed type gas phase polymerization method is usually 50 to 110 ° C, preferably 60 to 100 ° C. The pressure condition of the moving bed gas phase polymerization method is usually normal pressure to 6 MPaG, and preferably 1.5 to 5 MPaG. An inert gas such as nitrogen and a chain transfer agent such as hydrogen may be added to the polymerization medium.
移動床式気相重合法に使用するプロピレン重合用固体粒子は、重力、機械的な機構等によって重合媒体中の移動し、水平、垂直、斜め等の種々の方向に移動する。移動床式気相重合法は、このプロピレン重合用固体粒子の移動方向と重合媒体の流れの方向との関係によって、平流式、向流式、直交流式等のタイプに分類される。これらのうち、いずれのタイプを採用してもよいが、プロピレン重合用固体粒子が垂直に落下する向流式では、重合媒体の流速を流動化開始速度以下に抑える必要がある。 The solid particles for propylene polymerization used in the moving bed type gas phase polymerization method move in the polymerization medium by gravity, a mechanical mechanism, and the like, and move in various directions such as horizontal, vertical, and diagonal directions. The moving bed type gas phase polymerization method is classified into a flat flow type, a counter flow type, a cross flow type, and the like depending on the relationship between the moving direction of the solid particles for propylene polymerization and the flow direction of the polymerization medium. Of these, any type may be adopted. However, in the countercurrent type in which the solid particles for propylene polymerization fall vertically, the flow rate of the polymerization medium needs to be suppressed to a fluidization start speed or less.
移動床式気相重合法で重合を行う際に生じる重合熱の除去は、通常、重合媒体であるガスを反応器から排出させ、このガスを反応器の外側に設置される熱交換器等で冷却した後、再び、このガスを反応器に循環ガスとして再供給する方法が用いられる。循環ガスは、露点よりも低い温度にまで冷却して気・液二相混合ガスとして供給してもよい。 The removal of the polymerization heat generated during the polymerization in the moving bed type gas phase polymerization method is usually performed by discharging the gas as the polymerization medium from the reactor, and using a heat exchanger or the like installed outside the reactor. After cooling, a method is used in which this gas is supplied again to the reactor as a circulating gas. The circulating gas may be cooled to a temperature lower than the dew point and supplied as a gas / liquid two-phase mixed gas.
移動床式気相重合法に使用する反応器としては、従来公知のものを使用することができる(例えば、粉体工学会誌 Vol.28 No.12 p.772〜p.773 (1991年)を参照)。 As the reactor used in the moving bed type gas phase polymerization method, a conventionally known reactor can be used (for example, Journal of Powder Engineering, Vol. 28 No. 12, p. 772 to p. 773 (1991)). reference).
上記実施形態に係るポリプロピレン製造システム20では、ポリプロピレンの存在下、エチレンとプロピレンとを共重合させる場合を例示したが、他のオレフィンモノマーとプロピレンとを共重合させてブロック共重合体を製造してもよい。また、ポリプロピレンの存在下、エチレン及び他のオレフィンモノマーと、プロピレンとを共重合させてもよい。なお、他のオレフィンモノマーとしては、炭素数4以上のα−オレフィンが好ましく、この炭素数の上限は12あることが好ましく、8であることがより好ましい。
In the
他のオレフィンモノマーとしては、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、5−メチル−1−ヘキセン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテンなどが挙げられる。これらのオレフィンモノマーのうち、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Other olefin monomers include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 5-methyl-1-hexene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene and the like. Among these olefin monomers, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
また、多段重合法を採用して、プロピレン−プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン−プロピレン・エチレン−プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレン−プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン−プロピレン・エチレン・1−ブテンブロック共重合体などのブロック共重合体を製造してもよい。ここで、「−」はブロック間の境界を、「・」は1ブロック内で二種以上のオレフィンが共重合していることを、それぞれ示す。 In addition, using a multistage polymerization method, propylene-propylene / ethylene block copolymer, propylene / propylene / ethylene / propylene / ethylene block copolymer, propylene / ethylene / propylene / ethylene block copolymer, propylene / propylene / A block copolymer such as an ethylene / 1-butene block copolymer may be produced. Here, “-” indicates a boundary between blocks, and “•” indicates that two or more olefins are copolymerized in one block.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
(1)固体触媒の前駆体の調製
攪拌羽根及び邪魔板を内部に備える円筒型反応器(内容積200リットル)を準備し、その内部を窒素で置換した。この反応器内に、ヘキサン54リットル、ジイソブチルフタレート100g、テトラエトキシシラン20.6kg及びテトラブトキシチタン2.23kgを投入した。撹拌後、得られた攪拌混合物にブチルマグネシウムクロリドのジブチルエーテル溶液(濃度2.1モル/リットル)51リットルを4時間かけて滴下した。なお、滴下中の反応器内の温度は7℃に保持すると共に攪拌回転数は150rpmとした。滴下終了後に20℃で1時間撹拌した後、濾過して得られた固体を室温下にてトルエン70リットルで洗浄した。トルエンによる清浄を計3回実施した後、再びトルエンを加えて、固体触媒の前駆体を含有するスラリーを得た。
Example 1
(1) Preparation of solid catalyst precursor A cylindrical reactor (with an internal volume of 200 liters) equipped with stirring blades and baffle plates was prepared, and the interior thereof was replaced with nitrogen. In this reactor, 54 liters of hexane, 100 g of diisobutyl phthalate, 20.6 kg of tetraethoxysilane and 2.23 kg of tetrabutoxy titanium were charged. After stirring, 51 liters of dibutyl ether solution of butylmagnesium chloride (concentration 2.1 mol / liter) was added dropwise to the resulting stirred mixture over 4 hours. The temperature in the reactor during dropping was kept at 7 ° C. and the stirring rotation speed was 150 rpm. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 20 ° C. for 1 hour, and then the solid obtained by filtration was washed with 70 liters of toluene at room temperature. After cleaning with toluene three times in total, toluene was added again to obtain a slurry containing a solid catalyst precursor.
この固体触媒の前駆体は、Ti:1.9質量%、OEt(エトキシ基):35.6質量%、OBu(ブトキシ基):3.5質量%を含有していた。当該前駆体の平均粒子径は39μmであり、粒子径16μm以下の微粉成分量は0.5質量%であった。 The solid catalyst precursor contained Ti: 1.9% by mass, OEt (ethoxy group): 35.6% by mass, and OBu (butoxy group): 3.5% by mass. The average particle size of the precursor was 39 μm, and the amount of fine powder components having a particle size of 16 μm or less was 0.5% by mass.
(2)固体触媒の調製
固体触媒の前駆体の調製に用いたものと同じ形状の円筒型反応器(内容積200リットル)を準備し、その内部を窒素で置換した。この反応器内に上述の固体触媒の前駆体を含有するスラリーを移送した。静置後、スラリーの体積が49.7リットルとなるようにトルエンを抜き出し、80℃で1時間攪拌した後、スラリーの温度を40℃以下となるまで冷却した。次いで、テトラクロロチタン30リットルと、ジブチルエーテル1.16kgとの混合液を投入し、更にオルトフタル酸クロライド4.23kgを投入した。反応器内の温度110℃で3時間攪拌した後、濾過して得られた固体を95℃にてトルエン90リットルで洗浄した。
(2) Preparation of solid catalyst A cylindrical reactor (with an internal volume of 200 liters) having the same shape as that used for the preparation of the precursor of the solid catalyst was prepared, and the inside thereof was replaced with nitrogen. The slurry containing the above-mentioned solid catalyst precursor was transferred into the reactor. After standing, toluene was extracted so that the volume of the slurry was 49.7 liters, and stirred at 80 ° C. for 1 hour, and then the slurry was cooled to 40 ° C. or lower. Next, a mixed liquid of 30 liters of tetrachlorotitanium and 1.16 kg of dibutyl ether was added, and 4.23 kg of orthophthalic acid chloride was further added. After stirring for 3 hours at 110 ° C. in the reactor, the solid obtained by filtration was washed with 90 liters of toluene at 95 ° C.
トルエンによる洗浄を計3回実施した後、再びトルエンを加え、スラリーを得た。静置後、スラリーの体積が49.7リットルとなるようにトルエンを抜き出し、攪拌下、テトラクロロチタン15リットルと、ジブチルエーテル1.16kgと、ジイソブチルフタレート0.87kgとの混合液を投入した。反応器内の温度105℃で1時間攪拌した後、濾過して得られた固体を95℃にてトルエン90リットルで洗浄した。 After washing with toluene three times in total, toluene was added again to obtain a slurry. After standing, toluene was extracted so that the volume of the slurry was 49.7 liters, and a mixed solution of 15 liters of tetrachlorotitanium, 1.16 kg of dibutyl ether and 0.87 kg of diisobutyl phthalate was added with stirring. After stirring for 1 hour at a temperature of 105 ° C. in the reactor, the solid obtained by filtration was washed with 90 liters of toluene at 95 ° C.
トルエンによる洗浄を計2回実施した後、再びトルエンを加え、スラリーを得た。静置後、スラリーの体積が49.7リットルとなるようにトルエンを抜き出し、攪拌下、テトラクロロチタン15リットルと、ジブチルエーテル1.16kgとの混合液を投入した。反応器内の温度105℃で1時間攪拌した後、濾過して得られた固体を95℃にてトルエン90リットルで洗浄した。 After washing with toluene twice in total, toluene was added again to obtain a slurry. After standing, toluene was extracted so that the volume of the slurry was 49.7 liters, and a mixed liquid of 15 liters of tetrachlorotitanium and 1.16 kg of dibutyl ether was added with stirring. After stirring for 1 hour at a temperature of 105 ° C. in the reactor, the solid obtained by filtration was washed with 90 liters of toluene at 95 ° C.
トルエンによる洗浄を計2回実施した後、再びトルエンを加え、スラリーを得た。静置後、スラリーの体積が49.7リットルとなるようにトルエンを抜き出し、攪拌下、テトラクロロチタン15リットルと、ジブチルエーテル1.16kgとの混合液を投入した。反応器内の温度105℃で1時間攪拌した後、濾過して得られた固体を95℃にてトルエン90リットルで洗浄した。トルエンによる洗浄を計3回実施した後、固体をヘキサン90リットルで更に洗浄した。ヘキサンによる洗浄を計2回実施した後、固体を乾燥させて固体触媒を得た。この固体触媒は、Ti:2.2質量%、フタル酸エステル成分:9.4質量%を含有していた。 After washing with toluene twice in total, toluene was added again to obtain a slurry. After standing, toluene was extracted so that the volume of the slurry was 49.7 liters, and a mixed liquid of 15 liters of tetrachlorotitanium and 1.16 kg of dibutyl ether was added with stirring. After stirring for 1 hour at a temperature of 105 ° C. in the reactor, the solid obtained by filtration was washed with 90 liters of toluene at 95 ° C. After a total of 3 washes with toluene, the solid was further washed with 90 liters of hexane. After washing twice with hexane, the solid was dried to obtain a solid catalyst. This solid catalyst contained Ti: 2.2% by mass and phthalate ester component: 9.4% by mass.
(3)ポリプロピレンの製造
<予備重合>
撹拌羽根を内部に備えるSUS製オートクレーブ(内容積3リットル)を準備し、その内部に、脱水処理及び脱気処理が十分に施されたn−ヘキサン1.5リットル、トリエチルアルミニウム37.5ミリモル及びtert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン3.75ミリモルと、上記の固体触媒15gとを投入した。オートクレーブ内の温度を約10℃に保持しながらプロピレン37.5gを約30分かけて連続的に供給して固体触媒1gあたり2.5gのプロピレンのスラリー重合を行った。
(3) Production of polypropylene <preliminary polymerization>
An SUS autoclave (with an internal volume of 3 liters) equipped with a stirring blade was prepared, and 1.5 liters of n-hexane, 37.5 mmol of triethylaluminum, which had been sufficiently dehydrated and degassed, and 3.75 mmol of tert-butyl-n-propyldimethoxysilane and 15 g of the above solid catalyst were charged. While maintaining the temperature in the autoclave at about 10 ° C., 37.5 g of propylene was continuously supplied over about 30 minutes to carry out slurry polymerization of 2.5 g of propylene per 1 g of the solid catalyst.
撹拌羽根を内部に備えるSUS製オートクレーブ(内容積150リットル)に、反応後のスラリー液を移送した後、更に液状ブタン100リットルを加えて、液相重合工程に供する予備重合触媒スラリーを得た。 After the slurry liquid after the reaction was transferred to a SUS autoclave (with an internal volume of 150 liters) equipped with a stirring blade, 100 liters of liquid butane was further added to obtain a prepolymerized catalyst slurry for use in the liquid phase polymerization step.
<液相重合>
図1に示す塊状重合反応装置1と同様の構成の液相重合反応器(全内容積30リットル)に、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム及びtert−ブチル−n−プロピルジメトキシシランと、上記の予備重合触媒スラリーとを連続的に供給して、塊状重合法によって連続的に中間生成物の製造を行った(液相重合工程)。反応条件は以下のように設定した。
重合温度:70℃、
重合圧力:4.3MPaG、
液体プロピレンの供給量:270リットル/時間、
予備重合触媒スラリーの供給量:23リットル/時間、
予備重合触媒スラリーに含まれる固体触媒の供給量:3.5g/時間、
反応器内の水素濃度:10体積%、
トリエチルアルミニウムの供給量:197ミリモル/時間、
tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシランの供給量:31ミリモル/時間、
平均滞留時間:0.11時間。
<Liquid phase polymerization>
In the liquid phase polymerization reactor (total internal volume 30 liters) having the same configuration as the
Polymerization temperature: 70 ° C.
Polymerization pressure: 4.3 MPaG,
Supply amount of liquid propylene: 270 liter / hour,
Feed rate of prepolymerized catalyst slurry: 23 liters / hour,
Supply amount of solid catalyst contained in the prepolymerized catalyst slurry: 3.5 g / hour,
Hydrogen concentration in the reactor: 10% by volume,
Triethylaluminum feed rate: 197 mmol / hour,
Feed rate of tert-butyl-n-propyldimethoxysilane: 31 mmol / hour,
Average residence time: 0.11 hours.
<気相重合>
液相重合反応装置の後段には、図1に示す気相重合反応装置2と同様の構成の気相重合反応装置(全内容積1440リットル)が設置されて、液相重合反応装置で得られた中間生成物を上段反応器内へと供給できるようになっている。
<Gas phase polymerization>
A gas phase polymerization reaction apparatus (total internal volume 1440 liters) having the same configuration as that of the gas phase
気相重合反応装置の上段反応器に、中間生成物と、プロピレン及び水素とを連続的に供給して気相重合を行った。更に、上段反応器から抜き出したポリプロピレンを下段反応器へと移送して気相重合を行った。反応条件は以下のように設定した。
重合温度:80℃、
重合圧力:1.8MPaG、
モノマーガス循環風量:100m3/時間、
反応器内の水素濃度:10体積%、
上段反応器の反応領域:0.04m3、
下段反応器の反応領域:0.06m3、
上段反応器の反応領域の単位容積あたりの発熱量:9.48×108ジュール/時間/m3、
下段反応器の反応領域の単位容積あたりの発熱量:5.70×108ジュール/時間/m3、
ホールドアップ(上段反応器):14kg
ホールドアップ(下段反応器):22kg。
The intermediate product, propylene and hydrogen were continuously supplied to the upper reactor of the gas phase polymerization reactor to perform gas phase polymerization. Further, the polypropylene extracted from the upper reactor was transferred to the lower reactor to perform gas phase polymerization. The reaction conditions were set as follows.
Polymerization temperature: 80 ° C.
Polymerization pressure: 1.8 MPaG
Monomer gas circulation air volume: 100 m 3 / hour,
Hydrogen concentration in the reactor: 10% by volume,
Reaction area of upper reactor: 0.04 m 3 ,
Reaction zone of lower reactor: 0.06 m 3 ,
Calorific value per unit volume of the reaction zone of the upper reactor: 9.48 × 10 8 joules / hour / m 3 ,
Calorific value per unit volume in the reaction region of the lower reactor: 5.70 × 10 8 joules / hour / m 3 ,
Hold up (upper reactor): 14kg
Hold up (lower reactor): 22 kg.
下段反応器から抜き出したポリプロピレン粒子を目視にて観察したところ、ポリプロピレンが溶融して粒子同士が塊化したものは認められなかった。 When the polypropylene particles extracted from the lower reactor were observed with the naked eye, no polypropylene particles were melted and the particles were agglomerated.
また、このポリプロピレン粒子の粒径をレーザー回折式粒径測定装置(Sympatec Helos & Rodos社製、商品名:Type Rodos SR)を用いて、粒径の均一性についての評価を行った。このポリプロピレン粒子の粒度分布がロジン・ラムラー(Rosin−Rammler)分布にしたがうと仮定してn値(均等数)を求めた。その結果、本実施例で得られたポリプロピレン粒子のn値は4であった。また、平均粒径は753μmであった。なお、ロジン・ラムラー分布のn値は、その数値が大きいほど粒度分布の広がりが小さく、ポリプロピレン粒子の粒径がより均一であることを意味する。表1に評価結果及び重合反応の条件の一部を示す。 In addition, the particle size uniformity of the polypropylene particles was evaluated using a laser diffraction particle size measuring device (manufactured by Sympatec Helos & Rodos, trade name: Type Rodos SR). The n value (equal number) was determined on the assumption that the particle size distribution of the polypropylene particles follows a Rosin-Ramler distribution. As a result, the n value of the polypropylene particles obtained in this example was 4. The average particle size was 753 μm. The n value of the rosin-Lambler distribution means that the larger the numerical value, the smaller the spread of the particle size distribution, and the more uniform the particle size of the polypropylene particles. Table 1 shows part of the evaluation results and conditions for the polymerization reaction.
(比較例1)
液相重合反応器及び第1気相重合を行う上段反応器を表1に示す条件にて運転して、上段反応器の反応領域の単位容積あたりの発熱量が1.34×109ジュール/時間/m3となるように設定したことの他は、実施例1と同様にしてポリプロピレンを製造した。また、得られたポリプロピレン粒子の評価についても、実施例1と同様にして行った。表1に評価結果及び重合反応の条件の一部を示す。
(Comparative Example 1)
The liquid phase polymerization reactor and the upper reactor for performing the first gas phase polymerization were operated under the conditions shown in Table 1, and the calorific value per unit volume of the reaction region of the upper reactor was 1.34 × 10 9 joules / Polypropylene was produced in the same manner as in Example 1 except that the time / m 3 was set. The evaluation of the obtained polypropylene particles was also performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows part of the evaluation results and conditions for the polymerization reaction.
(比較例2)
液相重合反応器及び第1気相重合を行う上段反応器を表1に示す条件にて運転して、上段反応器の反応領域の単位容積あたりの発熱量が7.46×108ジュール/時間/m3となるように設定したことの他は、実施例1と同様にしてポリプロピレンを製造した。また、得られたポリプロピレン粒子の評価についても、実施例1と同様にして行った。表1に評価結果及び重合反応の条件の一部を示す。
The liquid phase polymerization reactor and the upper reactor for performing the first gas phase polymerization were operated under the conditions shown in Table 1, and the calorific value per unit volume of the reaction region of the upper reactor was 7.46 × 10 8 joules / Polypropylene was produced in the same manner as in Example 1 except that the time / m 3 was set. The evaluation of the obtained polypropylene particles was also performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows part of the evaluation results and conditions for the polymerization reaction.
1…塊状重合反応装置、2,3…気相重合反応装置、2a…上段反応器(第1気相重合域)、10,20…ポリプロピレン製造システム。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記中間生成物と、プロピレンの含有量が95質量%以上のモノマーガスとを1つの気相重合域内又は複数が直列に配置された気相重合域内に導入し、気相における重合反応によってポリプロピレンの重合体を得る第1気相重合工程と、
を備えるポリプロピレンの製造方法であって、
前記気相重合域のうち、前記中間生成物が最初に供給される第1気相重合域で気相重合反応が生じる領域の単位容積あたりの発熱量が8.0×108〜1.25×109ジュール/時間/m3となるように、前記液相重合工程を経て得られる前記中間生成物の触媒単位質量あたりの生成量と、前記第1気相重合域内におけるポリプロピレンの重合体の触媒単位質量あたりの生成量と、を調整することを特徴とするポリプロピレンの製造方法。 A liquid phase polymerization step of obtaining an intermediate product from a monomer for liquid phase polymerization having a propylene content of 95% by mass or more by a polymerization reaction in the liquid phase;
The intermediate product and a monomer gas having a propylene content of 95% by mass or more are introduced into one gas phase polymerization zone or a gas phase polymerization zone in which a plurality of them are arranged in series. A first gas phase polymerization step to obtain a polymer;
A method for producing polypropylene comprising:
The calorific value per unit volume of a region where a gas phase polymerization reaction occurs in the first gas phase polymerization region to which the intermediate product is first supplied is 8.0 × 10 8 to 1.25. × 10 9 Joules / hour / m 3 The production amount per unit mass of the intermediate product obtained through the liquid phase polymerization step and the polypropylene polymer in the first gas phase polymerization zone A production method of polypropylene, characterized in that the production amount per unit mass of the catalyst is adjusted.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011116971A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based block copolymer |
JP2011116970A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based polymer |
JP2011116978A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based block copolymer |
JP2021127410A (en) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | 住友化学株式会社 | Production method of propylene polymer |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006124596A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for producing polyolefin |
-
2007
- 2007-03-29 JP JP2007088580A patent/JP2008247999A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006124596A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for producing polyolefin |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011116971A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based block copolymer |
JP2011116970A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based polymer |
JP2011116978A (en) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Japan Polypropylene Corp | Propylene polymerization reaction apparatus and manufacturing method for propylene based block copolymer |
US8735513B2 (en) | 2009-11-06 | 2014-05-27 | Japan Polypropylene Corporation | Reactor for propylene polymerization and process for producing propylene polymer |
JP2021127410A (en) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | 住友化学株式会社 | Production method of propylene polymer |
US11702489B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-07-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Production method of propylene polymer |
JP7453801B2 (en) | 2020-02-14 | 2024-03-21 | 住友化学株式会社 | Method for producing propylene polymer |
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