| 【発明の名称】 |
気相重合方法および気相重合装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】土 居 賢 治
【氏名】大 谷 悟
【氏名】山 本 良 一
【氏名】菊 池 義 明
【氏名】服 部 典 夫
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| 【要約】 |
【課題】気相重合過程で形成される小塊の検出を迅速に行ない、重合反応環境の制御を行ないながら気相重合を行なう。
【解決手段】本発明に係る気相重合装置は、分散板１１の上方に配設され、分散板１１近傍の流動床４の圧力を検出する第１の圧力計１２と、流動床反応器１内の流動床より上方に配設され、該流動床反応器上方の圧力を検出する第２の圧力計１３と、第１の圧力計１２および第２の圧力計１３で検出された圧力の差圧を検出する差圧検出部１４と、流動床反応器１への触媒供給の開閉動作を制御する弁２２と、差圧検出部１４で検出された差圧の変化幅を検出し、この変化幅が所定値以上になったところで、弁２２を閉じて触媒の供給を停止するための制御信号を出力する制御部２１とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流動床反応器内に重合用固体触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に供給して、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造するに際し、上記分散板近傍の流動床内の圧力を検出し、上記流動床反応器内上方の圧力を検出し、上記検出した両圧力の差圧を検出し、上記差圧の変化幅を検出し、上記変化幅が所定値を超えたか否かを判別し、上記変化幅が上記所定値を超えたと判別されたときに、上記流動床反応器への触媒の供給を停止することを特徴とする気相重合方法。
【請求項２】 上記流動床反応器への触媒の供給を停止した後、上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えたか否かを判別し、上記回数が所定時間内で所定回数を超えたと判別されたときに、上記触媒の活性を失活させる失活剤を上記流動床内へ供給することを特徴とする請求項１に記載の気相重合方法。
【請求項３】 上記流動床反応器への触媒の供給を停止した後、上記変化幅が所定値を超えなくなったときに、上記流動床反応器への触媒の供給を再開することを特徴とする請求項１または２に記載の気相重合方法。
【請求項４】 上記分散板近傍の流動床内の圧力を、ダイアフラム型圧力計を用いて検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の気相重合方法。
【請求項５】 流動床反応器内に重合用固体触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に供給して、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を得るように構成した気相重合装置において、上記分散板の上方に配設され、分散板近傍の流動床の圧力を検出する第一圧力検出部と、上記流動床反応器内の流動床より上方に配設され、該流動床反応器上方の圧力を検出する第二圧力検出部と、上記第一圧力検出部および上記第二圧力検出部のぞれぞれにて検出された圧力の差圧を検出するための差圧検出部と、上記流動床反応器への触媒供給の開閉動作を制御する弁と、上記差圧検出部で検出された差圧の変化幅を検出し、この変化幅が所定値以上になったところで、上記弁を閉じて触媒の供給を停止するための制御信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする気相重合装置。
【請求項６】 上記触媒の活性を失活させる失活剤を上記流動床内へ供給するラインと、上記ラインからの失活剤供給の開閉動作を制御する失活剤用弁とを設け、上記制御部は、さらに上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数以上になったところで、上記失活剤用弁を開放するための制御信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の気相重合装置。
【請求項７】 上記制御部は、上記差圧の変化幅を検出する変化幅検出手段と、上記変化幅が上記所定値以上になったか否かを判別する第一判別手段と、上記第一判別手段の判別結果に応じて、上記弁を閉鎖するよう制御する制御手段とからなることを特徴とする請求項５または６に記載の気相重合装置。
【請求項８】 上記制御部は、さらに上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数に達するか否かを判別する第二判別手段と、上記第二判別手段の判別結果に応じて、上記失活剤用弁の開閉動作を制御するための制御信号を出力する第二制御手段とを備えることを特徴とする請求項７に記載の気相重合装置。
【請求項９】 上記第一圧力検出部が、ダイアフラム型圧力計であることを特徴とする請求項５または６に記載の気相重合装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動床反応器内に重合用固体触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に供給して、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造する気相重合方法に関する。
【０００２】また、本発明は、上記気相重合方法に基づいて流動床反応器内の重合反応環境を制御する気相重合装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来より、例えばポリエチレンなどのポリオレフィンを得る場合に、エチレンなどのオレフィン単量体などをチタン系固体状触媒、メタロセン系触媒などの存在下で気相重合させる気相重合法が知られている。
【０００４】このような気相重合法では、たとえば、図７に示すように、固体状触媒Ａを供給ライン１１２を介して流動床反応器１１０内に供給するとともに、供給ライン１１３を介して流動床反応器１１０の底部から、流動床反応器１１０底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板１１１を介してガス状のオレフィンを吹き込んで、流動床（反応系）１１４を流動状態に維持しつつ、流動床１１４内で重合反応を行なっている。そして、流動床１１４内で重合反応して生成されたポリマー粒子は、ライン１１５を介して流動床反応器１１０から、連続的に抜き出されるようになっている。また、流動床反応器１１０の流動床１１４を通過した未反応のガス状のオレフィンなどは、流動床反応器１１０の上方部分に設けられた減速領域１１６にて流速が低減されて、流動床反応器１１０の上部に設けられたガス出口１１０Ａを介して流動床反応器１１０外に排出される。一方、流動床反応器１１０より排出された未反応のガス状のオレフィンなどは、循環ライン１１７上に配設された熱交換器（冷却装置）１１９を通り冷却され、再び流動床反応器１１０内の流動床１１４内に吹き込まれるようになっている。なお、ガス状のオレフィンは、循環ライン１１７に合流する供給ライン１２０を介して新たな未反応ガスとともにブロワー１１８に供給され、ブロワー１１８により連続的に流動床反応器１１０に供給されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、オレフィン重合用に流動床反応器に導入される触媒は、ガス状オレフィンと接触し、重合反応を進めていく過程で粒子を形成し、帯電し、反応器内の壁に付着することがある。
【０００６】また、重合している環境の温度と、この粒子同士が互いに融着する温度とが非常に近いことが知られている。このため、反応器内壁に付着した粒子が他の粒子と融着し、生長して小塊になり、この小塊が流動床のガスの流れや反応中の粒子の動きを阻害するため、反応環境の悪化を導く虞がある。
【０００７】さらに、これらの小塊は、分散板上に落下して流動床のガスの流れを阻害するだけでなく、抜き出し用のライン（図７においてはライン１１５）を詰まらせるなどの問題を引き起こす虞がある。また、小塊より大きな塊が形成された場合、これらを除くために長期間装置を停止させなければならないため、早期の小塊検出が望まれていた。
【０００８】そこで、従来においては、この抜き出し用のラインから生成物を取り出して塊形成の有無を確認したり、あるいは抜き出し用とは別のラインを設けて、このラインより生成物の一部を取り出して小塊形成の有無を確認する方法が行なわれていた。
【０００９】しかし、何れの場合においても、小塊形成確認の迅速性に欠けるため、小塊検出の結果を流動床内部の重合反応の環境制御にフィードバックさせることが困難であった。
【００１０】本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、気相重合過程で形成される小塊の検出を迅速に行ない、重合反応環境の制御を行ないながら気相重合を行なうための気相重合方法を提供することを目的としている。
【００１１】また、本発明は、上記気相重合方法に基づいて、流動床反応器内の重合反応環境を制御する気相重合装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る気相重合における小塊の検出方法は、上述の問題を解決するため、流動床反応器内に重合用固体触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に供給して、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を製造するに際し、上記分散板近傍の流動床内の圧力を検出し、上記流動床反応器内上方の圧力を検出し、上記検出した両圧力の差圧を検出し、上記差圧の変化幅を検出し、上記変化幅が所定値を超えたか否かを判別し、上記変化幅が上記所定値を超えたと判別されたときに、上記流動床反応器への触媒の供給を停止することを特徴としている。
【００１３】さらに、上記流動床反応器への触媒の供給を停止した後、上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えたか否かを判別し、上記回数が所定時間内で所定回数を超えたと判別されたときに、上記触媒の活性を失活させる失活剤を上記流動床内へ供給することが好ましい。
【００１４】また、上記流動床反応器への触媒の供給を停止した後、上記変化幅が所定値を超えなくなったときに、上記流動床反応器への触媒の供給を再開することが好ましい。
【００１５】また、上記分散板近傍の流動床内の圧力を、ダイアフラム型圧力計を用いて検出することが好ましい。本発明に係る気相重合装置は、流動床反応器内に重合用固体触媒を供給するとともに、流動床反応器の底部から分散板を介してガス状単量体を流動床反応器内に供給して、流動床反応器内に流動床を形成し、該流動床内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を得るように構成した気相重合装置において、上記分散板の上方に配設され、分散板近傍の流動床の圧力を検出する第一圧力検出部と、上記流動床反応器内の流動床より上方に配設され、該流動床反応器上方の圧力を検出する第二圧力検出部と、上記第一圧力検出部および上記第二圧力検出部のぞれぞれにて検出された圧力の差圧を検出するための差圧検出部と、上記流動床反応器への触媒供給の開閉動作を制御する弁と、上記差圧検出部で検出された差圧の変化幅を検出し、この変化幅が所定値以上になったところで、上記弁を閉じて触媒の供給を停止するための制御信号を出力する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１６】さらに、上記触媒の活性を失活させる失活剤を上記流動床内へ供給するラインと、上記ラインからの失活剤供給の開閉動作を制御する失活剤用弁とを設け、上記制御部は、さらに上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数以上になったところで、上記失活剤用弁を開放するための制御信号を出力するように構成されることが好ましい。
【００１７】ここで、上記制御部は、上記差圧の変化幅を検出する変化幅検出手段と、上記変化幅が上記所定値以上になったか否かを判別する第一判別手段と、上記第一判別手段の判別結果に応じて、上記弁を閉鎖するよう制御する制御手段とからなることが好ましい。
【００１８】上記制御部は、さらに上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数に達するか否かを判別する第二判別手段と、上記第二判別手段の判別結果に応じて、上記失活剤用弁の開閉動作を制御するための制御信号を出力する第二制御手段とを備えることが好ましい。
【００１９】また、上記第一圧力検出部がダイアフラム型圧力計であることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る気相重合方法および気相重合装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】なお、本発明において、「重合」という語は単独重合のみならず、共重合を包含した意味で用いられることがあり、また「重合体」という語は、単独重合体のみならず、共重合体を包含した意味で用いられることがある。また、共重合を行なう場合のガス状単量体は、複数のガス単量体の混合物をいう。
【００２２】図１は、本発明に係る気相重合方法を適用した気相重合装置の概略図である。図１に示すように、気相重合装置は、流動床反応器１内に重合用固体触媒Ａを供給するとともに、ブロワー８により流動床反応器１の底部からガス分散板１１を介してガス状単量体を流動床反応器１内に吹き込んで、流動床反応器１内に流動床４を形成し、該流動床４内での気相重合反応によって重合体もしくは共重合体を得るように構成されている。
【００２３】すなわち、上記気相重合装置では、固体状触媒Ａを供給ライン２を通して流動床反応器１内に供給する一方、ガス状のオレフィンなどの単量体を、供給ライン３を通して流動床反応器１の底部から流動床反応器１底部近傍に配設した多孔板などからなるガス分散板１１を介して吹き込んで、流動床（反応系）４を流動状態に維持しつつ、流動床４内で重合反応が行なわれる。なお、ガス状単量体は、循環ライン７に合流する供給ライン２０を介して連続的に供給されるようになっている。なお、供給ライン２０には、分子量調整剤としての水素、あるいは不活性ガス等をオレフィンガスとともに供給することもできる。
【００２４】そして、流動床４内で重合反応して生成されたポリマー粒子は、ライン５を介して流動床反応器１から連続的に抜き出されるようになっている。一方、流動床４を通過した未反応のガス状単量体は、流動床反応器１の上方部分に設けられた減速領域６にて流速が低減されて、流動床反応器１の上部に設けられたガス出口１０Ａを介して流動床反応器１外に排出されるようになっている。
【００２５】ところで、流動床反応器１より排出された未反応の単量体は、再び流動床反応器１内の流動床４内に吹き込む前にその重合反応熱を除去する必要があるため、循環ライン７の上流側に接続された熱交換器（冷却装置）９に導入され冷却されるようになっている。
【００２６】熱交換器９によって冷却された単量体のガスは、続いて、循環ライン７の下流側に配設されたブロワー８および供給ライン３を介し、流動床反応器１の底部からガス分散板１１へと供給され、再び流動床反応器１内の流動床４内に吹き込まれるように構成されている。
【００２７】さらに、ブロワー８が接続している供給ライン３には、触媒の活性を失活させ、重合反応を停止させる作用のある失活剤を供給するための失活剤供給ライン２３が失活剤用弁２４とともに接続されている。なお、この失活剤の種類は限定されず、どのような失活剤を用いてもよい。
【００２８】ところで、上記分散板１１の上方には、該分散板１１近傍の流動床４の圧力を検出する第一圧力検出部である第１の圧力計１２が配設されている。一方、上記流動床反応器１内の流動床４より上方には、該流動床反応器１上方の圧力を検出する第二圧力検出部である第２の圧力計１３が配設されている。
【００２９】さらに、第１の圧力計１２および第２の圧力計１３のそれぞれにて検出された圧力の差圧ΔＰを検出する差圧検出部１４と、上記流動床反応器１への触媒供給の開閉動作を制御する弁２２と、上記差圧検出部１４で検出された差圧ΔＰの変化幅を検出し、この変化幅が所定値以上になったところで、上記弁２２を閉じて触媒の供給を停止し、さらに上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数以上になったところで、失活剤用弁２４を開放するよう制御するにことで上記失活剤を流動床４内へ投入し、さらに所定時間後上記流動床反応器１各部、例えばブロワー８、熱交換器９などの動作を停止するための制御信号を出力するように構成された制御部２１とが配設されている。
【００３０】また、ブロワー８は、遠心型ブロワーであることが好ましく、その回転動作は後述するように制御部２１により制御される。ここで、第１の圧力計１２は、流動床反応器１の下方に配設され、例えば図２に示すように、ダイアフラム１５の他にさらに圧力検出部３１、フランジ３２、ダイアフラム軸３３などを備えたダイアフラム型圧力計である。
【００３１】ダイアフラム１５は、例えば受圧部が薄い金属板でできており、フランジ３２により支持され、ダイアフラム軸３３を介して圧力検出部３１に接続している。このダイアフラム１５は、流動床４内の圧力を受圧部で受けると、該受圧部の裏側との圧力差により弾性変形し、軸方向の伸縮変位を生じ、この伸縮変位をダイアフラム軸３３を介して圧力検出部３１に送る。
【００３２】圧力検出部３１は、上記伸縮変位に基づいて圧力の大きさを検出し、検出結果を差圧検出部１４へ送る。なお、ダイアフラム１５の大きさは、特に限定はされないが、例えば半径が通常の圧力測定に用いられるものと同じ５ｃｍ〜１０ｃｍである。また、ダイアフラム１５の配設位置は、通常は分散板１１からダイアフラム１５の中心までの高さＨが該分散板１１近傍における流動床反応器１の直径（直胴部の直径）の０．５倍以下、好ましくは０．３倍以下の位置であり、特に好ましくはダイアフラム１５の下端が分散板１１の上面に近い位置である。
【００３３】また、ダイアフラム１５の代わりに用いられるものとしては、受圧面が直接測定対象に接するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば圧電素子が挙げられる。
【００３４】また、ダイアフラム１５は流動床反応器１の外周上の上述した位置に少なくとも一つ、好ましくは複数個一定間離間して配設され、すなわち一つまたはそれ以上の各ダイアフラムに対応する数の第１の圧力計１２が設けられる。
【００３５】第２の圧力計１３は、流動床反応器１の上方減速領域に配設され、上記第１の圧力計１２と同様の構成を有するダイアフラム型圧力計である。この第２の圧力計１３は、上述した方法と同様の方法にてダイアフラム１６で受けた圧力の大きさを検出して、検出結果を差圧検出部１４に送る。また、第２の圧力計１３は一つでもよいし、複数設けてもよい。
【００３６】差圧検出部１４は、上記第１の圧力計１２および上記第２の圧力計１３のそれぞれで検出された圧力の差、差圧ΔＰを検出して、この差圧ΔＰ値を制御部２１に送る。
【００３７】制御部２１は、上記差圧ΔＰの変化幅を検出し、この変化幅に基づいて、触媒の供給を制御する弁２２の開閉動作、ガス状単量体の供給を調節するブロワー８の回転動作、熱交換器９の動作、上記失活剤の供給動作を制御する失活剤用弁２４の開閉動作、図示しないがライン５からの生成した重合体の抜き取り動作、供給ライン２０からのガス状単量体の供給動作などを制御するための制御信号を出力する。
【００３８】また、この一連の制御動作は、本発明に係る気相重合における小塊の検出方法に基づいてなされるものである。そこで、上記小塊の検出方法について説明する。なお、本説明において一部の番号を付した部材は、図１または図２で示すそれぞれ対応する番号を付した部材と同一のものである。
【００３９】この小塊の検出方法は、例えば図３に示すように、上記分散板１１近傍の流動床内４の圧力を検出し（ステップＳ１）、上記流動床反応器１内上方の減速領域圧力を検出し（ステップＳ２）、上記検出した両圧力の差圧を検出し（ステップＳ３）、上記差圧の変化幅を検出し（ステップＳ４）、上記変化幅が所定値を超えたか否かを判別し（ステップＳ５）、上記変化幅が上記所定値を超えたと判別されたときに、上記流動床反応器への触媒の供給を停止する（ステップＳ６）。また、上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えたか否かを判別し（ステップＳ７）、上記回数が所定時間内で所定回数を超えたと判別されたときを、気相重合過程で所定の大きさ以上の小塊が生成されたとし（ステップＳ９）、まず失活剤を流動床４内へ供給し（ステップＳ１０）、上記流動床反応器１全体の動作を停止する（ステップＳ１１）ようになっている。
【００４０】具体的には図３の様に行なわれる。すなわち、先ず流動床反応器１を作動させて、気相重合を開始してステップＳ１に進む。ステップＳ１では、流動床反応器１の分散板１１近傍の流動床４の圧力を検出し、ステップＳ３に進む。なお、この圧力検出は上記第１の圧力計１２にて行なわれる。ステップＳ２では、流動床反応器１内の上方の圧力を検出し、ステップＳ３に進む。なお、この圧力検出は上記第２の圧力計１３にて行なわれる。
【００４１】ステップＳ３では、上記第１の圧力計１２および上記第２の圧力計１３のそれぞれで検出された圧力から、両圧力の差圧ΔＰを検出し、ステップＳ４に進む。この差圧検出は、差圧検出部１４にて行なわれる。
【００４２】ステップＳ４では、上記差圧ΔＰの変化幅が検出され、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、上記差圧ΔＰの変化幅が所定値を超えたか否かが判別される。
【００４３】ここで、小塊の検出原理並びに上記所定値について説明する。作動中の流動床反応器１内は、下方側すなわち流動床４側が高圧で、上方側すなわち減速領域６側が低圧である。ここで、流動床４は絶えず流動状態にあるため、ダイアフラム１５で検知する圧力は、一定の範囲で変化する。一方、減速領域６は流動状態でないため、ダイアフラム１６で検知する圧力は略一定である。したがって、両圧力差である差圧ΔＰは、小塊が形成される前の状態（以下定常状態という）で、一定の振れ幅を以て変化する。
【００４４】図４は、検出した差圧ΔＰの時間ｔに対する変化の一例を示すグラフである。図４において、幅ΔＬ1 は上記定常状態の差圧ΔＰの変化幅を表している。通常において、幅ΔＬ1 は差圧ΔＰの３％程度である。
【００４５】図５は、重合体塊が形成される際の推測図であるが、まず気相重合反応過程で小塊５１が形成され、流動床反応器１の内壁に付着した場合、この小塊５１は他の小塊５２と合体し生長したり、分散板１１めがけて落下する。ある程度以上大きくなった小塊５３は、落下する過程で流動床４の動きに巻き込まれることなく、直接分散板１１に衝突する。
【００４６】また、小塊５３の中には、分散板１１に衝突後にダイアフラム１５に当接したり、図示しないが分散板１１に衝突せず直接ダイアフラム１５に当接するものもあると考えられる。
【００４７】第１の圧力計１２は、小塊がダイアフラム１５に当接した瞬間に、高い圧力を検出する。一方、第２の圧力計１３では一定の圧力が検出されるため、差圧検出部１４では大きい値の差圧ΔＰが検出される。図４において、幅ΔＬ2 はこのときの差圧ΔＰの変化幅を表す。
【００４８】この幅ΔＬ2 は、小塊のダイアフラム１５に対する当接強度に応じて変化する。当接強度は、小塊の大きさおよび当接時の瞬間速度に依存する。したがって、幅ΔＬ2 がある一定の大きさ（閾値）以上になったときに、小塊が形成された可能性がある状態（以下異常状態という）が検出されたとする。この閾値を上記所定値として用い、該閾値は、比ΔＬ2 ／ΔＬ1 が１．２以上、好ましくは１．２〜５、さらに好ましくは１．５〜５となるような幅ΔＬ2 である。
【００４９】したがって、図３に戻って、ステップＳ５では、ステップＳ４で得られた差圧ΔＰの変化幅が、上記閾値を与えるΔＬ2 を超えたか否かが判別される。この判別結果が、ＮＯすなわち上記変化幅が上記所定値を超えない（異常状態が検出されない）場合、ステップＳ１およびＳ２に戻り、以上の動作を繰り返す。
【００５０】また、ステップＳ５の判別結果が、ＹＥＳすなわち異常状態が検出された場合、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、弁２２を閉鎖して固体状触媒Ａの供給を停止し、ステップＳ７に進む。ここで、触媒の供給を停止することで、流動床４での気相重合のさらなる促進が抑えられるとともに、新たな触媒が供給されないため小塊の最大形成量も抑えられる。
【００５１】ステップＳ７では、触媒供給停止後の差圧ΔＰの変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えるか否かが判別される。すなわち、上記異常状態が持続するか否かが判別される。この判別結果が、ＮＯすなわち差圧ΔＰの変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内に所定回数を超えない（上記異常状態が所定時間持続しない）場合、ステップＳ８に進んで、弁２２を開放して固体状触媒Ａの供給を再開し、ステップＳ１およびＳ２に進んで以上の動作を繰り返す。
【００５２】また、ステップＳ７の判別結果がＹＥＳすなわち上記異常状態が所定時間持続した場合、ステップＳ９に進んで所定の大きさ以上の小塊の形成が確認されたものとし、ステップＳ１０に進む。
【００５３】なお、ステップＳ５の当接強度の判別のみではなく、さらにステップＳ７で一定以上の当接強度検出の頻度の判別を行なうことで形成された小塊の検出を行なうのは、例えば当接強度の判別のみでは、この検出は小塊がダイアフラム１５に当接する確率のみに頼ることとなる。このため、形成された小塊がほとんどない状態で小塊が検出されたと決定したり、あるいは単純な小塊形成以外の要因、例えば誤作動、流動床の流動状態などに基づいて小塊が検出されたと決定する虞がある。
【００５４】したがって、小塊の検出精度を上げるため、ステップＳ５で当接強度が一定以上である状態を「異常状態」として検出し、ステップＳ７でこの異常状態が持続していると判別されたときを、一定個数以上の一定の大きさ以上の小塊形成が確認されたものとしている。
【００５５】ステップＳ１０では、上記失活剤が流動床４内に供給され、重合反応が停止し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、流動床反応器全体の動作、例えば上記ブロワー８の回転動作、上記熱交換器９の動作、上記生成した重合体の抜き取り動作、上記ガス状単量体の供給動作などを停止して、制御動作が終了する。
【００５６】なお、ここでは流動床反応器全体の動作を自動制御してもよいし、またはステップＳ９で所定の大きさ以上の小塊の形成を確認した後で、アラームを鳴らし、このアラームに応じて手動で該流動床反応器全体の動作を停止させてもよい。
【００５７】ここで、例えば高さ１０ｍで、分散板近傍の直径が２．５ｍの流動床反応器を例にとって、各値を具体的に説明する。このような流動床反応器では、上記差圧ΔＰが通常３０００ｍｍＡｑである。したがって、定常状態における差圧ΔＰの変化幅ΔＬ1 を３０００×０．０３＝９０ｍｍＡｑ、異常状態における差圧ΔＰの変化幅ΔＬ2 を例えば１５０ｍｍＡｑ（比ΔＬ2 ／ΔＬ1 ＝５／３）と設定し、異常状態が持続していると判別するための上記所定値を任意に設定すればよい。
【００５８】このような小塊の検出方法は、例えば上記制御部２１を図６に示すように構成することで実現することができる。なお、以下の説明において、各構成の動作に対応する図３中のステップ番号を括弧内に示す。また、図６で示されていない番号が付された部材は、図１または図２中のそれぞれ対応する番号が付された部材と同一である。
【００５９】図６によれば、この制御部２１は、上記差圧の変化幅を検出する変化幅検出手段である遅延回路４１および差分計算回路４２と、上記変化幅が上記所定値以上になったか否かを判別する第一判別手段であるコンパレータ４３と、上記第一判別手段の判別結果に応じて、上記弁を閉鎖するよう制御する第１制御部４４と、上記変化幅が上記所定値を超える回数が所定時間内で所定回数に達するか否かを判別する第二判別手段であるカウンタ４５と、上記第二判別手段の判別結果に応じて、上記失活剤用弁２４の開閉動作を制御するための制御信号を出力する第２制御部４６とからなる。
【００６０】図６において、遅延回路４１は、端子ΔＰから連続入力される差圧ΔＰを所定の時間だけ送らせた差圧ΔＰ’を差分計算回路４２に送る。差分計算回路４２は、端子ΔＰから入力される差圧ΔＰと、遅延回路４１より送られる差圧ΔＰ’との差、すなわち差圧ΔＰの変化幅を求めてコンパレータ４３に送る。
【００６１】コンパレータ４３は、上記差圧ΔＰの変化幅と、外部より端子Ｄを介して入力される上記閾値を与える値ΔＬ2 とを比較し、該差圧ΔＰの変化幅が該値ΔＬ2を超えたときに信号、例えばパルスを第１制御部４４およびカウンタ４５に出力する。
【００６２】第１制御部４４は、上記パルスが入力されると上記弁２２を閉鎖するための信号を出力端子を介して該弁２２に出力する。カウンタ４５は、上記コンパレータ４３から出力されるパルスを数えるための回路であって、パルスが入力される度に数値が加算され、異常状態が持続していると判別するための上記所定値Ｎを超えたときに制御パルスを第２制御部４６に出力する。なお、この所定値Ｎは外部より入力される値である。さらに、図示されないクロック発生器からクロックパルスが入力されるとこの加算された数値がリセットされるとともに、リセットパルスが第２制御部４６に出力される。
【００６３】具体的には、上記制御パルスは上記コンパレータ４３からのパルスが上記クロックパルスの一周期内で上記所定値Ｎを超えたときのみ出力され、一方上記リセットパルスは上記制御パルスが出力されてもされなくても上記クロックパルスが入力される度に、すなわち上記クロックパルスの周期ごとに出力される。また、カウンタ４５にて加算された数値は、リセットパルスが出力された時点でリセットされる。
【００６４】第２制御部４６は、上記制御パルスと上記リセットパルスとの両方が入力されたときには上記流動床反応器１の各部の動作を停止させるための制御信号を出力端子を介して該各部、例えば上記失活剤用弁２４、ブロワー８、熱交換器９などに出力し、上記リセットパルスのみが入力されたときには上記弁２２を開放するための制御信号を出力端子を介して該弁２２に出力する。
【００６５】なお、ここでは上記流動床反応器１の各部の動作を停止させるための信号または上記弁２２を開放するための信号を用いて流動床反応器１の自動制御を行なう例を示したが、これに限定されることはなく、例えば上記いずれかの制御信号に基づいてアラームを鳴らしたり、あるいは表示装置に表示させるなどして操作者に知らせ、操作者が手動で流動床反応器１の動作を制御してもよい。
【００６６】上記気相重合装置によれば、第１の圧力計１２で分散板１１近傍の流動床４内の圧力を検出し（ステップＳ１）、第２の圧力計１３で流動床反応器１内の上方の圧力を検出し（ステップＳ２）、差圧検出部１４で両圧力の差圧ΔＰを検出し（ステップＳ３）、遅延回路４１および差分計算回路４２で上記差圧ΔＰの変化幅を検出し（ステップＳ４）、コンパレータ４３で該差圧ΔＰの変化幅が所定値を超えたか否かが判別される（ステップＳ５）。そして、該変化幅が所定値を超えたときに第１制御部４４で上記弁２２を閉鎖することで触媒供給を停止する（ステップＳ６）。一方、カウンタ４５で差圧ΔＰの変化幅が所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えたか否かを判別し（ステップＳ７）、該回数が所定時間内で所定回数を超えたときに第２制御部４６で上記失活剤用弁２４を開放させ、失活剤を流動床４内へ供給する（ステップＳ１０）。また、上記変化幅が所定値を超える回数が所定時間内で所定回数を超えないときに上記弁２２を開放することで触媒供給を再開する（ステップＳ８）ように制御することができる。
【００６７】従って、このように構成することで、流動床反応器１内の生成物を外部に取り出さなくても、生成物中の小塊の形成を検出することが可能になるため、小塊の検出を迅速に行なうことが可能になり、この検出結果を用いて流動床反応器内の重合環境を効果的に制御することが容易になる。
【００６８】以上、本発明の好ましい実施態様を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６９】
【発明の効果】本発明に係る気相重合における小塊の検出方法および気相重合装置によれば、気相重合過程で形成される小塊の検出を迅速に行ない、この検出結果を用いて流動床反応器内の重合環境を効果的に制御することが可能になる。
【００７０】また、小塊の可能性が出た時点で、流動床への触媒の供給を停止するとともに、触媒の失活剤を投入するため、小塊形成をそれ以上促進させる虞もなく、従って反応環境の急激な悪化が生じる虞もない。
【００７１】また、小塊の検出が迅速に行なわれるため、流動床反応器内に大きな塊が形成される前に対策を講じることが可能になり、反応器内の清掃時間等の短縮を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８８７
【氏名又は名称】三井化学株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月１０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 俊一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−８０２１７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月２６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２４５７０４ |
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