专利名称：气相聚合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气相聚合器，更详细地说是涉及用聚合物原料并且使处于气相状态的单体和/或共聚用单体和固体状聚合催化剂及其它聚合必需的气相进行聚合反应，籍此生成粉状的聚合物(以下称“粉状聚合物”)的气相聚合装置主要构成部分的气相聚合器。
作为一般的气相聚合装置，有在气相聚合器中具有分布板的流化床型。
在这种流化床型气相聚合装置中，将单体或含有单体的气体(以下只要不特别事先说明，将其简单总称为气体)用气体导入管导入气相聚合器的下部，接着由配置在气相聚合器下部且具有多数个孔的气体分布板使上述导入的气体均一分布在气相聚合器内。
该均一分散的气体在气相聚合器内上升，通过此时的气体上升流，一边使已经由聚合反应生成的粉状聚合物和固体状聚合催化剂等粉体流态化，一边形成一定的流化床(流动层)。在该流化床中，由气相的单体和固体状聚合催化剂等粉体进行接触而聚合，生成粉状聚合物。而流化床的厚度可由气体流动等加以控制。
另外，在气相聚合器的上部，由气相聚合器接续排出气体的气体排出管。
上述气体导入管及该气体排出管，相对于气相聚合器形成使气体循环的气相循环系统(例如环状管路)，在气体相循环系统中，配备例如压缩机或鼓风机等气体循环机械。
气体循环机械是使气体通过气相循环系统流动的装置，是将气相聚合器中处于未反应状态并由其引出的引出气体和按必要新供给的气体送入气相聚合器的装置。
另一方面，气相聚合器中未供聚合的气体，通过气体排出管由气相聚合器排出，然后回到上述气相循环系统，由气体导入管再度送入气相聚合器，再次供给聚合反应。
聚合物原料的单体，共聚用单体，固体状聚合催化剂等当然要补给到气相循环系统，按聚合反应造成的减少份额加以补充。
其中，含有供给的单体，共聚用单体的气体和循环气体，只要能良好地形成流动层，也可含有一部份液相。
在反应热特别大的场合，在丙烷、丁烷等的聚合中，也可含合惰性的，但易挥发、凝缩性的介质。
另一方面，在气相聚合器上配备有将气相聚合器中生成的粉状聚合物排出到气相聚合器外部的聚合物排出管。
聚合物排出管，与将通过该聚合物排出管由气相聚合器排出来的上述粉状聚合物以沉降状态暂时贮留的沉降设备相接续。
沉降设备是沉降罐、沉降筒等容器，以后只要不特别事先说明，将沉降设备总体称为沉降罐。
在移送到沉降罐中来的粉状聚合物中，伴有未反应单体和其它的未供聚合反应的气体(含有固体状聚合催化剂等粉体)。因此，在沉降罐中除粉状聚合物之外，也进入了上述未反应单体和其它的气体。
进入沉降罐的上述粉状聚合物及气体，在沉降罐中分成沉降的粉状聚合物层和在其上存留的气体层。
上述气体层的气体是可供聚合的气体。困此，在沉降罐的上部通过气体引出用接续管、再循环风机等与气相聚合器接续，经由该气体引出用接续管将上述气体层中的气体的至少一部分返回气相聚合器再利用。
而在气相聚合器内的底部侧，安装着称为气体分布板的形成多数微细孔的板，以该气体分布板为界，将气相聚合器中上方的部分称为反应室，将下方的部分称为气室。
上述气体导入管接续到该气室。经由气体导入管送到气相聚合器来的气体，经由气室之后，再经由气体分布板的上述多数个微细孔在反应室内扩散分配，然后如前所述供给聚合。
然后，在气相聚合器反应室中生成的粉状聚合物。在气体分布板上由上述气体形成流动层，经由上述聚合物排出管，连续地或断续地送到上述沉降罐。
在流动层型气相聚合方法中，固体催化剂、生成的聚合物等全部存在于流动层中，希望由其中引出，但因粒子的粉碎等产生的固体催化剂和生成的聚合物有时飞出流动层，经过处于流动层上部的减速区混入环状管路。
这样混入气相循环系统的固体催化剂和粉状聚合物，多再次到达气相聚合器的气室。然后，这些固体催化剂和粉状聚合物有或是沉降滞留或是附着并最终固着在气室内壁面上的危险。该固体催化剂和粉状聚合物多还具有活性，若是置聚集的粉状聚合物于不顾，则因为与共存的单体反应，引起粉体长大或粉状聚合物的熔化，即使在极端的情况下，在反应器内固体催化剂或粉体聚合物没有活性时，也有或是相互合一，或是长大，或是附着在上述的具有活性的粒子上促进其生长的情况。
在块状聚合物或片状聚合物生成时，其去除是极困难的，为将其除去必须长时间停止气相聚合装置，从而导致生产率的降低。
为防止这种情况于气室内，在使流向分布板的气流均等分配的同时，在气体分布板的下方部分设置使上述气流成为紊流的挡板。
图5及图6部分地示出了配备挡板的气相聚合装置的一例，已由例如特开昭61-106608号公报所揭示。
气相聚合器1的挡板2，是由气相聚合器1的最下部离开某个距离而配置的水平板。该挡板2是上述气相循环系统一部分的气体导入管3的前端部，由临近气相聚合器1内部的部分支持。
在挡板2的中央部形成孔2a，在挡板2的下面，以包围上述孔2a的方式连接气体导入管3的前端。而且，在气体导入管3的前端部中，靠气相聚合器1内的部分上，沿气体导入管3的圆周方向的适当的间隔(例如等间隔)，设置多数个纵剖的狭缝3a、3a……。
因此，由气体导入管3送到气相聚合器1中来的气体，如图5及图6所示的那样，通过挡板2的中央孔2a及狭缝3a、3a……，分别成为箭头5所示的中央上方气流及箭头7所示的周围环状气流，在气相聚合器1的气体分布板下的气室1a内回流。
更详细地说，中央上方气流5是由挡板2的中央孔2a流向其上方后，象喷水那样呈放射状向周边落下那样的气流，周围环状气流7则是以气体导入管3的孔3b(也可以说是气相聚合器的导入口)作起点，由其通过狭缝3a、3a……呈放射状沿气相聚合器1的半球状底部1b的内壁面描出圆弧那样的气流。
结果，两气流混合，籍此不使粉状聚合物或是沉降滞留、或是附着在气室1a的内壁面上，再由气体分布板9的微细孔9a到达气相聚合器1的反应室1c。
可是，挡板2是以水平状态安装的，特别是在其外周缘近傍易发生气流造成的涡流，由经验可知，因该涡流的影响。粉状聚合物会在上述外周缘近傍滞留、附着、长大，最终成块。
造成这样的原因是，粉状聚合物在挡板2上长大聚集时，就得不到本来的流动状态，于是就发生对着反应器壁面的聚合物的附着长大。因此，希望不使粉状聚合物在挡板2上长大。
而且，在长大的粉状聚合物剥脱时，据认为可由上述中央上方气流5或周围环状气7带上去，有堵塞气体分布板9的各微细孔9a的危险。
本发明就是为了解决这样的过去存在的问题，本发明的目的在于，不使粉状聚合物在挡板上滞留、附着、长大，并且不使气体分布板的微细孔由生长变大的粉状聚合物闭塞。
本发明是一种气相聚合装置，配备有将在用固体状聚合催化剂的气相进行聚合反应生成粉状聚合物的气相聚合用聚合器内未供聚合反应的未反应单体和其它气相由上述聚合器引出再度供给上述聚合器的气相循环系统，其特征在于，上述聚合器具备将由上述循环系统送到其内部来的气相扩散分配到上述聚合器内的气体分布板，和置于该气体分布板下方、同时将由上述循环系统送到对着上述聚合器的导入口来的气相对着上述分布板的气流沿上述聚合器的内壁而进行分配的、上面呈倾斜形状的倾斜体。其中所说的上面，指的是倾斜体中粉状聚合物沉降下来的部位。
按照本发明的气相聚合装置，即使粉状聚合物在倾斜体上沉降下来，也会由于倾斜体的上面呈倾斜形状，使上述粉状聚合物由倾斜体的上面滑落，并由来自下部的气体吹上去而不在此处滞留。
而且，由气相循环系统送到气相聚合器导入口来的气相，因倾斜体的作用，一边沿气相聚合器的内壁面分配一边朝向气体分布板，此时气流的一部分因倾斜体上面的倾斜情况成为旋涡。然后，在该旋涡中沿倾斜体上面的涡流与倾斜体上面的倾斜程度一起对沉降在倾斜体上面的粉状聚合物起作用，就会阻止粉状聚合物在倾斜体上面的滞留。因此，能够有效防止粉状聚合物滞留、附着、长大。结果，由于粉状聚合物不成大块，所以就能够使气相聚合器的气体分布板的各微细孔不因粉状聚合物而闭塞。
另外，上述倾斜体也可作成锥体形状，优选为圆锥形或角锥形(特别希望是接近圆锥的多角锥形)。此时，上述圆锥形或角锥形的倾斜体也可作成由上部锥形部、和使与该上部锥形部底面相当的部分向下方突出那样形状的下部扁平状锥形部构成的形状体，此时，希望以下述(1)～(3)的尺寸进行设定。
(1)上部锥形部垂直断面中的顶角θ1角度及下部扁平状锥形部垂直断面中的θ2角度分别为θ1＝80°～120°及θ2＝120°～160°(2)上述倾斜体最大直径尺寸D2＝1.1·D1～1.5·D1，其中D1是上述气相循环系统向聚合器的导入管内径(3)上述倾斜体和上述气相聚合器底部的距离H＝(0.8～1.2)·(D12·π/4)/(D2·π)而且，上述倾斜体其垂直断面中的侧边可以是凹弧状曲线、凸弧状曲线或直线。具体说，倾斜体的全体形状希望将上述侧边设定成多角锥形、圆顶形、喇叭形。其中所说的喇叭形的是与管乐器的锥体(通称“漏斗”)部分相当的那样的形状。
发明的实施方式以下在图示的实施方式的基础上详细说明本发明的气相聚合装置。
图1是说明本发明的气相聚合用聚合器的概略图。由于本发明的气相聚合器与现有技术段落中所述的气相聚合器的不同点，仅仅在于与过去的气相聚合器的挡板相当的倾斜体及与其有关的位置，因此，在同一部分标以同一符号而省略说明。
气相聚合器1的倾斜体2A置于气体分布板9的下方。
倾斜体2A是将朝着由气相循环系统的一部分的气体导入管3送到气相聚合器1的导入口3b来的气相(如前所述，在气相聚合器1内未供聚合反应的未反应单体及其它的气相)朝向气体分布板9的气流，沿气相聚合器1的半球状底部1b的内壁进行分配的装置，制成中空封闭的锥体形状。
在本实施方式中，倾斜体2A是由上部圆锥形部、和使与该上部圆锥形部11的底面相当的部分向下方突出那样形状的下部扁平状圆锥形部13构成、同时按以下尺寸进行设定的圆锥体(锥体)。
(1)上部锥形部11的垂直断而形状是二等边的三角形，其顶角θ1为90°。下部扁平状锥形部13的垂直断面形状同样也是二等边的三角形，其顶角θ1可在80°～120°的范围内，θ2可在120°～160°的范围的设定。
(2)上述倾斜体的最大直径尺寸D2(参照图1)为1.3·D1。
其中，D1表示构成上述气相循环系统的管的内径，D2不限定于上述值，也可以是在1.1·D1～1.5·D1的范围内。
(3)上述倾斜体和上述气相聚合器底部的距离H1由以下(1)式求出，是将系数K取为1求出的值。
H1＝K·(D12·π/4)(D2·π)……(1)其中，系数k为0.8以上1.2以下。
另外，在图1中，符号14所表示的代表倾斜体2A的上面(上部圆锥形部11的实际圆锥面)。由气相聚合器1的导入口3b导入、由周围环状流7带上去的粉状聚合物会沉降到该上面14。最好对上面14施加除缺陷精加工(镜面精加工)，使积存在上面14上的粉状聚合物更易滑下。
另外，在上面14开出均厚的未图示的多数或至少双数的孔。然后在倾斜体2A中用单体、例如乙烯配置清除管线(未图示)，即通过建立微压，使粉状象合物不会由上述多数个孔进入倾斜2A内。
这样的倾斜体已不限于上述的形状，也可作成以下的形态。
变型例1也可以如图2所示，将倾斜体2B由其垂直断看时的侧边15作成凹弧状曲线。此时，倾斜体2B的全体形状例如可以说是与管乐器的锥体(通称“漏斗”)相当的喇叭形状。
变型例2也可以如图3所示，将倾斜体2C由其垂直断而看时的侧边15作成凸弧形曲线。此时，倾斜体2C的全体形状可以说是圆顶形状。
变型例3也可以如图4所示，将倾斜体2D由其垂直断面看时的侧边15作成直线。此时，倾斜体2D的全体形状可以说是圆锥形状。
此外，倾斜体也可以是其全体形状接近圆锥形的多角锥形。
实施方式的作用效果在具备这样构成的2A～2D的气相聚合器1中，即使粉状聚合物沉降到倾斜体2A～2D上来，也由于倾斜体2A～2D的上面14呈倾斜形状，上述粉状聚合物会由2A～2D的上面14滑落，因此不在该处滞留。从而粉状聚合物不在倾斜体2A～2D的上面14成块。
而且，由气相循环系统送到气相聚合器1导入口3b来的气相，由于倾斜体2A～2D，会一边沿气相聚合器内壁面分配，一边朝向气流布板9，此时，气流的一部分因倾斜体2A～2D的上面14的倾斜情况而呈现旋涡。然后，在该旋涡中，沿着倾斜体2A～2D上面14的涡流与倾斜体2A～2D的上面14的倾斜程度一起作用于沉降在倾斜体2A～2D上面14的粉状聚合物，就会阻止粉状聚合物在倾斜体上面14的滞留。因此，能够有效防止粉状聚合物在上面14滞留、附着、长大。结果，气室1a内的粉状聚合物不会成大块，所以就能使气相聚合器1的气体分散板9的微细孔不因粉状聚合物而闭塞。
本发明的气相聚合用聚合器，具备有置于气体分散板下方、同时上面呈倾斜形状的倾斜体，它使由上述气相循环系统送到上述气相聚合器导入口来的上述气相朝着上述气体分布板的气流沿上述气相聚合器的内壁面分配，所以粉状聚合物不在该倾斜体上滞留、附着、长大。因此，粉状聚合物不成为大块，可防止气相聚器的气体分布板的微细孔由粉状聚合物闭塞。
图1本发明的气相聚合用聚合器的概略2表示本发明的气相聚合器的变型例的垂直断面3表示本发明的气相聚合器的另一变型例的垂直断面4表示本发明的气相聚合器再一变型例的垂直断面5说明现有技术的概略6图5的主要部分的扩大图符号的说明1…气相聚合器1a…气室1b…半球状底部(气相聚合器的)1c…反应室2A～2D…倾斜体3…气体导入管(气相循环系统)3a…狭缝3b…气相聚合器的导入口7…周围环状流9…气体分布板9a…微细孔11…上部锥形部(倾斜体2a的)13…下部扁平状锥形部14…上面(倾斜体的)15…倾斜体垂直断面中的侧边θ1…上部锥形部垂直断面中的顶角θ2…下部扁平状锥形部垂直断面中的顶角D1…构成气相循环系统的气相聚合器的导入管内径D2…倾斜体底面最大直径尺寸H1…倾斜体和气相聚合器底部的距离
权利要求
1.气相聚合装置，配备有将在用固体状聚合催化剂以气相进行聚合反应生成粉状聚合物的气相聚合用聚合器内未供聚合反应的未反应单体和其它气相由上述聚合器引出再度供给上述聚合器的气相循环系统，其特征在于，上述聚合器具备将由上述循环系统送到其内部来的气相扩散分布到上述聚合器内的气体分布板，和置于该气体分布板下方、同时将由上述循环系统送到对着上述聚合器的导入口来的气相对着上述分布板的气流沿上述聚合器的内壁面进行分配的、上面呈倾斜形状的倾斜体。
2.权利要求1所述的气相聚合装置，其特征在于，上述倾斜体作成锥体形状。
3.权利要求1所述的气相聚合装置，其特征在于，上述倾斜体，其垂直断面中的侧边是凹弧状曲线、凸弧状曲线或直线。
4.权利要求3所述的气相聚合装置，其特征在于，上述倾斜体，其全体形状是多角锥形、圆顶形、喇叭形。
5.权利要求2所述的气相聚合装置，其特征在于，上述倾斜体，其全体形状是圆锥形或角锥形。
6.权利要求5所述的气相聚合装置，其特征在于，上述倾斜体由上部锥形部，和与该上部锥形部的底面相当的部分向下方突出的下部扁平状锥形部构成，同时按以下的尺寸进行设定(1)上述上部锥形部的垂直断面中的顶角θ1及上述下部扁平状锥形部的垂直断面中的顶角θ2，分别为θ1＝80°～120°及θ2＝120°～160°(2)上述倾斜体的底面最大直径尺寸D2＝1.1·D1～1.5·D1，其中D1是向上述气相循环系统的聚合器的导入管的内径(3)上述倾斜体和上述气相聚合器底部的距离H＝(0.8～1.2)·(D12·π/4)/(D2·π)。
全文摘要
本发明的目的是为了防止粉状聚合物在气相聚合器的气体分布板的下方气室内滞留、附着、长大,和防止由粉状聚合物堵塞气体分布板。本发明的解决手段是,气相聚合器具备有置于气体分布板下方、同时将由气相循环系统送到气相聚合器1导入口3b来的气相朝向气体分布板9的气流沿气相聚合器1的内壁面分配的、上面呈倾斜形状的倾斜体2a。
文档编号B01J8/18GK1202393SQ9811491
公开日1998年12月23日 申请日期1998年5月20日 优先权日1997年5月20日
发明者冈野俊博, 岩月幸平, 山本良一, 菊池义明, 大谷悟 申请人:三井化学株式会社