エチレンの高圧重合においてＭＦＲを迅速に測定する方法
１４０℃〜３５０℃の温度及び４０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの圧力において反応器中でエチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合してエチレンポリマーを形成し、次にエチレンポリマーを熱交換器内で冷却するプロセスにおいてエチレンポリマーのメルトマスフローレートを測定する方法であって、
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法。
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレンの高圧重合においてメルトマスフローレートを迅速に測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧重合法は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を製造するための高く評価されたプロセスであり続けており、数多くのプラントにおいて工業スケールで非常に成功裏に世界的規模で行われている。高圧重合においては、重合は通常、大気酸素を用いるか、又はペルオキシドを用いるか、又は他のフリーラジカル形成剤を用いるか、又はこれらの混合物を用いて開始する。
【０００３】
高圧重合においては、非常に発熱性の重合反応を開始させるために、反応ガスをまず９０〜２００℃の範囲の温度に加熱する。次に実際の重合において発生する反応熱を水冷によって除去し、連続的に運転されている管状反応器を通す１回のパスで、用いたモノマーの一般に３０％以下をポリマーに転化させる。
【０００４】
ＬＤＰＥを特徴づけるのに非常に重要なパラメーターは、ＩＳＯ−１１３３によるそのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）である。なぜならば、これはポリエチレンの密度、並びに加えた添加剤の量及びタイプとは独立して、種々のＬＤＰＥ販売製品の仕様に関して一般的に用いられる特性であるからである。これは、密度及び添加剤含量とは独立して、種々の製品タイプを定義するのに役立つパラメーターである。メルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の最も重要な直接影響を与えうる品質パラメーターである。
【０００５】
既存のプラントにおいては、このパラメーターは種々の方法で測定される。
【０００６】
１．押出機と揮発分除去ホッパーとの間でのペレットの手動の断続的なサンプリング、及びそれに続く手動の測定。
【０００７】
２．押出機と揮発分除去ホッパーとの間での自動的な連続サンプリング、及び較正された粘度測定装置を用いる自動的な連続測定。
【０００８】
いずれの方法も、実際に製造される生成物のＭＦＲは２０〜４５分（反応器出口とサンプリング点との間の生成物の滞留時間に測定時間を加えた時間）の待ち時間の後にしか測定することができないという欠点を有している。
【０００９】
プラントの始動中、及び製品タイプを変える場合には、ＭＦＲは、上記記載の方法のために、最も多い時間をとり、したがって製造される仕様外生成物の量を決定するパラメーターである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、可能な限り製造直後の生成物のＭＦＲを測定する大きな必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、それを用いて仕様外のポリマーの量を大きく減少することができるエチレンの高圧重合方法を提供することであった。これは、特に始動及び製品変化工程に適用される。
【００１２】
本発明は、高圧反応器の反応器出口における熱交換器（アフタークーラー）での伝熱係数が、生成物の粘度及びしたがってメルトマスフローレートによって定まり、これと相関させることができるという認識に基づくものであった。
【００１３】
したがって、１４０℃〜３５０℃の温度及び４０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの圧力において反応器中でエチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合してエチレンポリマーを形成し、次にエチレンポリマーを熱交換器内で冷却するプロセスにおいてエチレンポリマーのメルトマスフローレートを測定する方法であって、
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法が提供される。
【００１４】
本方法によって、ポリマーのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を、反応器から排出されアフタークーラーを通して流れ出て直ぐに測定することが可能になる。分析の結果が得られるまでアフタークーラーから排出された後の生成物の滞留時間を待つ必要はない。
【００１５】
このように、ＭＦＲを非常に早く測定することができ、したがって始動及び製品タイプの変化の間に製造される仕様外生成物の量を大きく減少させることができる。更に、プラントの定常状態の運転でのＭＦＲの逸脱をこれまでよりも非常に早く認識することが可能になる。従来の方法によって逸脱を測定することができるよりも前に修正を始めることができる。これは更に、仕様外生成物の製造が回避されることを意味する。いずれの場合においても、ＭＦＲを狭い範囲内に保持することが可能になる。
【００１６】
工程（ａ）においては、まず、熱伝導度とメルトマスフローレートとの間の相関関係を求める。これは、好ましくは、冷却器内で平衡に到達した後の熱伝導度の指標を表す伝熱係数を測定することによって行う。最も簡単な場合においては、それぞれの製品タイプ、即ちそれぞれのＭＦＲ（１つの同等の密度において）及びそれぞれの密度に関する相関関係を求めることで十分である。密度それ自体は伝熱係数に大きな影響を与えないが、他のプロセス条件（圧力、温度）下でより高い密度が形成される結果として相関関係がシフトする。次に、それから得られる経験式によって、アフタークーラーの伝熱係数を用いてＭＦＲを定量的に求めることが可能になる。最も簡単な場合（比較的小さいバンド幅の種々のＭＦＲの範囲）においては、伝熱係数とＭＦＲとの間の線形の相関関係を用いることができる。更に、全ての通常のデータ補正法を原則として用いることができる。
【００１７】
ポリマー生成物のメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、ここでは、通常の分析法によって、例えばＩＳＯ−１１３３にしたがって測定する。最も頻繁に用いられる条件は、１９０℃、及び２．１６、５、又は２１．６ｋｇの重量である。
【００１８】
伝熱係数は、例えば式（Ｉ）：
ｄｍ／ｄｔ ｃｐ（ＴＲｉｎ−ＴＲｏｕｔ）＝ｋＡΔＴｍ （Ｉ）
（式中、パラメーターは以下の意味を有する：
ｄｍ／ｄｔは反応混合物のマスフローであり；
ｃｐは反応混合物の熱容量であり；
ｋは伝熱係数であり；
Ａはアフタークーラーの伝熱表面積であり；
ＴＲｉｎ、ＴＲｏｕｔは冷却器中への入口又は冷却器からの出口での反応混合物の温度であり；
ΔＴｍは冷却媒体（加圧水）と反応混合物との間の平均温度差である）
にしたがって熱収支から算出することができるが、これらに限定されない。
【００１９】
ＭＦＲの傾向に関する情報を得るためには、絶対的な算出を行うことなく、既存の測定装置によって測定される測定値、例えば、アフタークーラーの入口及び出口での反応混合物の温度（ＴＲｉｎ、ＴＲｏｕｔ）並びにアフタークーラーの入口及び出口での冷却水の温度を用いて伝熱係数を監視することで十分である。減少する伝熱係数は減少するＭＦＲを示し、その逆も成立する。
【００２０】
プラントの構成によって、伝熱係数の算出において幾つかの変数を一定に保つことができ、これによりＭＦＲを、アフタークーラーの入口及び出口での反応混合物の温度と直接相関させることができる。これにより、結果に影響を与えることなく伝熱係数の測定が簡単になる。
【００２１】
しかしながら、アフタークーラーは、例えばポリマー堆積の結果として長期間では異なる挙動を示す可能性があり、このためＭＦＲとの相関を継続してチェックすることも有利である。これは、例えば、生成物に関して時間を遅らせてインラインで測定されたＭＦＲを用いてＭＦＲセンサーの設定値と実際値の定期的な比較(regular set-actual comparison)によって行うことができる。
【００２２】
本発明方法は、アフタークーラーが少なくともほぼ一定の運転温度に達した場合においてのみ用いることができる。この限定は、重合の始動後の最初の数分間の間に本発明方法によって測定されるＭＦＲは実際の値とは一致しないことを意味する。この理由は、この時点まではアフタークーラーの金属が未だ熱を吸収し、したがって実際の伝熱係数から逸脱した誤った値を与えるからである。アフタークーラー内で熱平衡が確立された後にはじめて、信頼できるデータが得られる。しかしながら、始動後にＭＦＲを設定するのにかかる時間と比較すると、この局面は非常に短く、その有意性は無視できる。
【００２３】
本発明方法は、重合開始剤混合物を連続的且つ実質的に脈動なしに計量投入する場合に特に有利である。これは、かかる条件下で均一な開始剤濃度プロファイルが確立され、変動が最適化プロセスに影響を与えないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明方法を用いて測定したＭＦＲ及び従来の手段によって測定したＭＦＲの経過を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明方法は、エチレンの単独重合、及びこれらのモノマーが高圧下でエチレンとフリーラジカル共重合することができるという条件でエチレンと１種類以上の他のモノマーの共重合のいずれのためにも用いることができる。好適な共重合可能なモノマーの例は、α，β−不飽和Ｃ３〜Ｃ８カルボン酸、特にマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、及びクロトン酸、α，β−不飽和Ｃ３〜Ｃ８カルボン酸の誘導体、例えば、不飽和Ｃ３〜Ｃ１５カルボン酸エステル、特に、Ｃ１〜Ｃ６アルカノールのエステル、又は無水物、特にメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−ブチル又はメタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、無水メタクリル酸、無水マレイン酸、又は無水イタコン酸、並びにα−オレフィン、例えばプロペン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、又は１−デセンである。更に、カルボン酸ビニル、特に好ましくは酢酸ビニルをコモノマーとして用いることができる。アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸、又はメタクリル酸がコモノマーとして特に有利に用いられる。反応混合物中の１種類又は複数のコモノマーの割合は、エチレンの量を基準として１〜４５重量％、好ましくは３〜３０重量％である。共重合の場合には、好ましくは反応器上の複数の異なる位置において更なるモノマーを供給する。
【００２６】
本発明の目的のためには、ポリマーは全て、少なくとも２つのモノマー単位で構成される物質である。これらは、好ましくは２０，０００ｇより大きい平均分子量：Ｍｎを有するＬＤＰＥポリマーである。しかしながら、本発明方法は、２０，０００ｇ未満の分子量：Ｍｎを有するオリゴマー、ワックス、及びポリマーの製造においても有利に用いることができる。
【００２７】
それぞれの反応区域において重合を開始するための可能な開始剤は、例えば、空気、酸素、アゾ化合物、又はペルオキシド重合開始剤である。有機ペルオキシド又はアゾ化合物を用いる開始は、本発明方法の特に好ましい態様を示す。好適な有機ペルオキシドの例は、ペルオキシエステル、ペルオキシケタール、ペルオキシケトン、及びペルオキシカーボネート、例えば、ジ（２−エチルヘキシル）ペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジアセチルペルオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−アミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキス−３−イン、１，３−ジイソプロピルモノヒドロペルオキシド又はｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジデカノイルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシジエチルアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシジエチルブチレート、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシアセテート、クミルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルマレエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソノナノエート、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、メチルイソブチルケトンヒドロペルオキシド、３，６，９−トリエチル−３，６，９−トリメチルトリペルオキソシクロノナン、及び２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタンである。アゾアルカン（ジアゼン）、アゾジカルボン酸エステル、アゾジカルボン酸ジニトリル、例えばアゾビスイソブチロニトリル、並びにフリーラジカルに分解しＣ−Ｃ開始剤とも呼ばれる炭化水素、例えば１，２−ジフェニル−１，２−ジメチルエタン誘導体及び１，１，２，２−テトラメチルエタン誘導体もまた好適である。個々の開始剤又は好ましくは種々の開始剤の混合物のいずれかを用いることができる。広範囲の開始剤、特にペルオキシドが商業的に入手でき、例えばTrigonox（登録商標）又はPerkadox（登録商標）の商品名で販売されているAkzo Nobelの製品である。
【００２８】
本発明方法の好ましい態様においては、比較的高い分解温度を有するペルオキシド重合開始剤を用いる。好適なペルオキシド重合開始剤としては、例えば、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキス−３−インが挙げられ、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドを用いることが特に好ましい。
【００２９】
本発明の有利な態様においては、管状反応器内で重合を行う。
【００３０】
重合は、好ましくは、複数の反応区域、より好ましくは２〜６個の反応区域、特に好ましくは３〜５個の反応区域を有する管状反応器内で行う。それぞれの重合区域において、フリーラジカルに分解する開始剤を加えることによって重合を開始する。管状反応器は、好ましくは＞１０００の長さ／直径比を有する。
【００３１】
高度に粘稠質、例えばＭＦＲ＝０．２５ｇ／１０分の生成物を製造する際には、１種類又は複数のモノマーを、管状反応器の入口だけでなく、反応器上の複数の異なる位置のモノマーにも加えることが有利である。これは、更なる反応区域の開始時において特に好ましく行われる。
【００３２】
開始剤は、個々か、或いはそれぞれの区域において製造されるポリエチレン１トンあたり０．１〜５０モル、特に０．２〜２０モルの濃度の混合物として用いることができる。溶解状態の開始剤を用いることがしばしば有利である。好適な溶媒の例は、ケトン、及び脂肪族炭化水素、特にオクタン、デカン、及びイソドデカン、並びに他の飽和Ｃ８〜Ｃ２５炭化水素である。溶液は、２〜６５重量％、好ましくは５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜３０重量％の割合の開始剤混合物を含む。異なる分解温度を有する複数の開始剤の混合物を用いることが特に好ましい。
【００３３】
本発明方法においては、分子量調整剤を加えることによって製造するポリマーのモル量を通常のように制御することができる。好適な調整剤の例は、水素、脂肪族及びオレフィン性の炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、１−ペンテン、又は１−ヘキセン；ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン（２−ブタノン）、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、又はジアミルケトン；アルデヒド、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又はプロピオンアルデヒド；並びに飽和脂肪族アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、又はブタノールである。飽和脂肪族アルデヒド、特にプロピオンアルデヒド；又はα−オレフィン、例えばプロペン又は１−ヘキセン；を用いることが特に好ましい。分子量調整剤は、好ましくは管状反応器の上流の反応混合物に加える。これはまた、管状反応器に沿った１以上の位置において重合開始剤と一緒に導入することもできる。調整剤の添加は最適化プロセスに含めることができる。
【００３４】
本発明方法は、通常、１０００〜４０００ｂａｒの圧力で行い、１８００〜３５００ｂａｒの圧力が好ましく、２０００〜３３００ｂａｒの圧力が特に好ましい。温度は、一般に１００〜３５０℃、好ましくは１４０〜３４０℃、非常に特に好ましくは１５０℃〜３２０℃の範囲である。エチレンと、感受性又は強規制性コモノマー、特にフリーラジカル重合性カルボン酸エステル、例えばビニルエステルとの共重合の場合には、重合は好ましくは２３０℃より低い温度で行う。一般に、重合温度が３２０℃以下であるプロセスが好ましい。
【００３５】
流動する反応混合物は、一般に、反応器に供給されるモノマーの全重量を基準として０〜４５重量％の範囲、通常は４０重量％以下の量のポリエチレンを含む。
【００３６】
本発明のＭＦＲ監視法を用いてプロセスの直後のＭＦＲデータを与えることができるので、ＭＦＲの監視を用いて得られたデータを、ＭＦＲのような生成物データを同様に予測することができる動力学的反応モデルと組み合わせることが特に有利である。プロセス直後のデータと速やかに反結合させる結果として、予測を継続して変化させることができ、これにより正確性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
かかる系の基本原理を以下に説明する。
【００３８】
反応温度及びしたがって生成物の特性に対する種々の重合開始剤の影響を求めることを可能にするために、実施には反応系に関するモデルが必要である。この目的のためには、通常、反応器内の反応速度並びに物質及び熱の収支を可能な限り正確に再現する異なる平衡状態の系を用いる。かかるモデルは従来技術であり、化学反応プロセスの制御及び調整のためにしばらくの間用いられている「第１原理」のベースで運転される全ての最新のプロセス制御器のベースを形成する。かかる反応モデルは、例えば、"Modellierung der Ethylen-Polymerisation im Elenac-Hochdruck-Rohrreaktorverfahren", F.-O. Mahling, R. Kilmesch, M. Schwibach, M. Buback, M. Busch, Chem. Ing. Tech. 71, 1301 (1999)、 G. Luft, H. Bitch, H. Seidl, J. Macromol. Sci. -Chem., A11 (6), 1089 (1977)、及びM. Busch, Macromol. Theory Simul. 10, 408 (2001)に記載されている。
【００３９】
開始剤混合物の最適の組成及び最適の反応条件を求めるためには、異なる平衡状態の系を速やかに解決するためのコンピューター支援装置を用いることが不可欠である。多くのかかる装置は商業的に入手できる。ここで用いるコンピュータプログラムである"Muscod II"に関する更なる詳細は、Forschrittsbericht des VDI, Series 3, Verfahrenstechnik, No. 613, 1999において見ることができ、ここではプログラムの原理及びその使用例がより詳細に記載されている。
【００４０】
有効な調整を実施するための更なる必要条件は、反応器内の物理パラメーターを十分に速やかに測定することである。温度の測定は、好ましくは、ＷＯ ９７／２５６０１に記載されているような短い応答時間を有する温度センサーを用いて行う。
【００４１】
更に、良好な調整を達成するためには、反応器中への種々の開始剤のマスフローは、好ましくは連続的で可能な限り脈動を有しないものでなければならない。この目的のためには、例えば、供給される重合開始剤及び反応混合物の速やかで均一な混合を確保する、ＷＯ ００／７７０５５に記載されている計量装置を用いることができる。
【００４２】
開始剤とは独立して、加える調整剤によってモル質量：Ｍｗを非常に良好に変動させることができるが、製造直後の生成物の特性、特に密度及びメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を測定することが、正確な調整のために非常に有利である。本発明のＭＦＲの測定方法は、この目的を正確に果たすために特に有用である。密度を測定するためには、試料を採取し、ＩＲ又はラマンスペクトルから密度を算出する。また、密度のオンライン測定も可能である。言及した方法は、当業者に一般的に知られており、ＤＥ １０２３７３９４に記載されている。プロセスの直後の生成物の特性を測定するこれらの可能な方法も調整方法に含ませることができ、その結果、要求される仕様を満足しない不良の生成物の割合を更に減少させることができる。
【００４３】
本発明の更なる有利な態様においては、管状反応器の前にオートクレーブを配置し、これによって約８０℃超のより低い温度での予備重合が可能である。
【００４４】
好適な調整系の詳細な記載はＷＯ ２００４／０７８８００において見ることができる。
【００４５】
全ての引用した文献は、明白に参照として本特許出願に包含する。この特許出願における全てのパーセントは、他に示さない限り、それぞれの混合物の全重量を基準とする重量基準のものである。
【００４６】
実施例によって以下に本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例】
【００４７】
２２００ｍの長さ及び７６ｍｍの直径を有する高圧管状反応器内で重合を行った。反応器は４つの反応区域を有しており、これらのそれぞれの開始時において開始剤を反応器中に計量投入した。反応器入口における圧力は２８００ｂａｒであり、エチレンの処理量は１１６ｔ／時であった。アフタークーラーは、４８０ｍの長さ及び７６ｍｍの内径を有していた。Hartmann and Braunからのプロセス制御システムを用いた。調整剤としてプロピオンアルデヒドを用いた。
【００４８】
式（Ｉ）を用いて反応パラメーターから伝熱係数を求めた。
【００４９】
図１に、製品タイプの変化における、本発明方法を用いて測定したＭＦＲ及び従来の手段によって測定したＭＦＲの経過を示す。従来の手段による測定は、ＩＳＯ−１１３３にしたがう処理ペレット（finished pellets）に対して行った。ブリーディング、即ち圧力維持バルブを定期的に開放して突発的な圧力低下を引き起こし且つ温度を短時間急激に上昇させることによって鋸歯状の曲線が得られる。好適なフィルターを用いることによって、この曲線を平らにすることができる。プロセスをブリーディングなしに行うと、ＭＦＲの測定におけるこの僅かな干渉は起こらない。いずれの場合においても、干渉は、１分に１回、数秒間だけ起こるので重要ではない。観察したＭＦＲの変化は非常に長い時間起こる。従来の手段によって測定した対照曲線における鋭い低下は、測定装置の運転の短い中断に起因するものである。
【００５０】
本発明方法によって測定したＭＦＲ値は、反応器内の組成の変化に非常に早く応答することが明らかに分かる。本発明方法によって待ち時間を大きく減少させることができる。本発明方法によって測定したＭＦＲと比較して、ＭＦＲの従来法の測定は約３０分の時間遅延を有する。
【００５１】
記載した実施例において、用いた方法は３つの点で仕様外の物質の製造を減少させる。
【００５２】
１．仕様外の生成物がバッチに混入するのを防ぐために、製品変化の実施の直後の生成物は通常は廃棄する。本新規方法は、ＭＦＲが実際に仕様外になるまで生成物を仕様内のバッチに割り当てることを可能にする。
【００５３】
２．示された方法によって、ＭＦＲが所望の値に近づいたかどうかをこれまでよりも早く認識することが可能になる。ここでも、より早く調整を行うことによって製造される仕様外の生成物の量を減少させることができる。
【００５４】
３．示された方法によって、正しいＭＦＲがより早く認識されるので、仕様内生成物の新しいホッパーへの移送をこれまでよりも早く開始することができる。アフタークーラーとペレット乾燥器との間の生成物の（短く既知の）滞留時間を待つ必要があるだけである。このように、アフタークーラーの下流のライン及び装置内に未だ存在する仕様外生成物が仕様内生成物の新しいバッチに混入しないことが確保される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレンの高圧重合においてメルトマスフローレートを迅速に測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧重合法は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を製造するための高く評価されたプロセスであり続けており、数多くのプラントにおいて工業スケールで非常に成功裏に世界的規模で行われている。高圧重合においては、重合は通常、大気酸素を用いるか、又はペルオキシドを用いるか、又は他のフリーラジカル形成剤を用いるか、又はこれらの混合物を用いて開始する。
【０００３】
高圧重合においては、非常に発熱性の重合反応を開始させるために、反応ガスをまず９０〜２００℃の範囲の温度に加熱する。次に実際の重合において発生する反応熱を水冷によって除去し、連続的に運転されている管状反応器を通す１回のパスで、用いたモノマーの一般に３０％以下をポリマーに転化させる。
【０００４】
ＬＤＰＥを特徴づけるのに非常に重要なパラメーターは、ＩＳＯ−１１３３によるそのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）である。なぜならば、これはポリエチレンの密度、並びに加えた添加剤の量及びタイプとは独立して、種々のＬＤＰＥ販売製品の仕様に関して一般的に用いられる特性であるからである。これは、密度及び添加剤含量とは独立して、種々の製品タイプを定義するのに役立つパラメーターである。メルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の最も重要な直接影響を与えうる品質パラメーターである。
【０００５】
既存のプラントにおいては、このパラメーターは種々の方法で測定される。
【０００６】
１．押出機と揮発分除去ホッパーとの間でのペレットの手動の断続的なサンプリング、及びそれに続く手動の測定。
【０００７】
２．押出機と揮発分除去ホッパーとの間での自動的な連続サンプリング、及び較正された粘度測定装置を用いる自動的な連続測定。
【０００８】
いずれの方法も、実際に製造される生成物のＭＦＲは２０〜４５分（反応器出口とサンプリング点との間の生成物の滞留時間に測定時間を加えた時間）の待ち時間の後にしか測定することができないという欠点を有している。
【０００９】
プラントの始動中、及び製品タイプを変える場合には、ＭＦＲは、上記記載の方法のために、最も多い時間をとり、したがって製造される仕様外生成物の量を決定するパラメーターである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、可能な限り製造直後の生成物のＭＦＲを測定する大きな必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、それを用いて仕様外のポリマーの量を大きく減少することができるエチレンの高圧重合方法を提供することであった。これは、特に始動及び製品変化工程に適用される。
【００１２】
本発明は、高圧反応器の反応器出口における熱交換器（アフタークーラー）での伝熱係数が、生成物の粘度及びしたがってメルトマスフローレートによって定まり、これと相関させることができるという認識に基づくものであった。
【００１３】
したがって、１４０℃〜３５０℃の温度及び４０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの圧力において反応器中でエチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合してエチレンポリマーを形成し、次にエチレンポリマーを熱交換器内で冷却するプロセスにおいてエチレンポリマーのメルトマスフローレートを測定する方法であって、
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法が提供される。
【００１４】
本方法によって、ポリマーのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を、反応器から排出されアフタークーラーを通して流れ出て直ぐに測定することが可能になる。分析の結果が得られるまでアフタークーラーから排出された後の生成物の滞留時間を待つ必要はない。
【００１５】
このように、ＭＦＲを非常に早く測定することができ、したがって始動及び製品タイプの変化の間に製造される仕様外生成物の量を大きく減少させることができる。更に、プラントの定常状態の運転でのＭＦＲの逸脱をこれまでよりも非常に早く認識することが可能になる。従来の方法によって逸脱を測定することができるよりも前に修正を始めることができる。これは更に、仕様外生成物の製造が回避されることを意味する。いずれの場合においても、ＭＦＲを狭い範囲内に保持することが可能になる。
【００１６】
工程（ａ）においては、まず、熱伝導度とメルトマスフローレートとの間の相関関係を求める。これは、好ましくは、冷却器内で平衡に到達した後の熱伝導度の指標を表す伝熱係数を測定することによって行う。最も簡単な場合においては、それぞれの製品タイプ、即ちそれぞれのＭＦＲ（１つの同等の密度において）及びそれぞれの密度に関する相関関係を求めることで十分である。密度それ自体は伝熱係数に大きな影響を与えないが、他のプロセス条件（圧力、温度）下でより高い密度が形成される結果として相関関係がシフトする。次に、それから得られる経験式によって、アフタークーラーの伝熱係数を用いてＭＦＲを定量的に求めることが可能になる。最も簡単な場合（比較的小さいバンド幅の種々のＭＦＲの範囲）においては、伝熱係数とＭＦＲとの間の線形の相関関係を用いることができる。更に、全ての通常のデータ補正法を原則として用いることができる。
【００１７】
ポリマー生成物のメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、ここでは、通常の分析法によって、例えばＩＳＯ−１１３３にしたがって測定する。最も頻繁に用いられる条件は、１９０℃、及び２．１６、５、又は２１．６ｋｇの重量である。
【００１８】
伝熱係数は、例えば式（Ｉ）：
ｄｍ／ｄｔ ｃｐ（ＴＲｉｎ−ＴＲｏｕｔ）＝ｋＡΔＴｍ （Ｉ）
（式中、パラメーターは以下の意味を有する：
ｄｍ／ｄｔは反応混合物のマスフローであり；
ｃｐは反応混合物の熱容量であり；
ｋは伝熱係数であり；
Ａはアフタークーラーの伝熱表面積であり；
ＴＲｉｎ、ＴＲｏｕｔは冷却器中への入口又は冷却器からの出口での反応混合物の温度であり；
ΔＴｍは冷却媒体（加圧水）と反応混合物との間の平均温度差である）
にしたがって熱収支から算出することができるが、これらに限定されない。
【００１９】
ＭＦＲの傾向に関する情報を得るためには、絶対的な算出を行うことなく、既存の測定装置によって測定される測定値、例えば、アフタークーラーの入口及び出口での反応混合物の温度（ＴＲｉｎ、ＴＲｏｕｔ）並びにアフタークーラーの入口及び出口での冷却水の温度を用いて伝熱係数を監視することで十分である。減少する伝熱係数は減少するＭＦＲを示し、その逆も成立する。
【００２０】
プラントの構成によって、伝熱係数の算出において幾つかの変数を一定に保つことができ、これによりＭＦＲを、アフタークーラーの入口及び出口での反応混合物の温度と直接相関させることができる。これにより、結果に影響を与えることなく伝熱係数の測定が簡単になる。
【００２１】
しかしながら、アフタークーラーは、例えばポリマー堆積の結果として長期間では異なる挙動を示す可能性があり、このためＭＦＲとの相関を継続してチェックすることも有利である。これは、例えば、生成物に関して時間を遅らせてインラインで測定されたＭＦＲを用いてＭＦＲセンサーの設定値と実際値の定期的な比較(regular set-actual comparison)によって行うことができる。
【００２２】
本発明方法は、アフタークーラーが少なくともほぼ一定の運転温度に達した場合においてのみ用いることができる。この限定は、重合の始動後の最初の数分間の間に本発明方法によって測定されるＭＦＲは実際の値とは一致しないことを意味する。この理由は、この時点まではアフタークーラーの金属が未だ熱を吸収し、したがって実際の伝熱係数から逸脱した誤った値を与えるからである。アフタークーラー内で熱平衡が確立された後にはじめて、信頼できるデータが得られる。しかしながら、始動後にＭＦＲを設定するのにかかる時間と比較すると、この局面は非常に短く、その有意性は無視できる。
【００２３】
本発明方法は、重合開始剤混合物を連続的且つ実質的に脈動なしに計量投入する場合に特に有利である。これは、かかる条件下で均一な開始剤濃度プロファイルが確立され、変動が最適化プロセスに影響を与えないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明方法を用いて測定したＭＦＲ及び従来の手段によって測定したＭＦＲの経過を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明方法は、エチレンの単独重合、及びこれらのモノマーが高圧下でエチレンとフリーラジカル共重合することができるという条件でエチレンと１種類以上の他のモノマーの共重合のいずれのためにも用いることができる。好適な共重合可能なモノマーの例は、α，β−不飽和Ｃ３〜Ｃ８カルボン酸、特にマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、及びクロトン酸、α，β−不飽和Ｃ３〜Ｃ８カルボン酸の誘導体、例えば、不飽和Ｃ３〜Ｃ１５カルボン酸エステル、特に、Ｃ１〜Ｃ６アルカノールのエステル、又は無水物、特にメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−ブチル又はメタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、無水メタクリル酸、無水マレイン酸、又は無水イタコン酸、並びにα−オレフィン、例えばプロペン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、又は１−デセンである。更に、カルボン酸ビニル、特に好ましくは酢酸ビニルをコモノマーとして用いることができる。アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸、又はメタクリル酸がコモノマーとして特に有利に用いられる。反応混合物中の１種類又は複数のコモノマーの割合は、エチレンの量を基準として１〜４５重量％、好ましくは３〜３０重量％である。共重合の場合には、好ましくは反応器上の複数の異なる位置において更なるモノマーを供給する。
【００２６】
本発明の目的のためには、ポリマーは全て、少なくとも２つのモノマー単位で構成される物質である。これらは、好ましくは２０，０００ｇより大きい平均分子量：Ｍｎを有するＬＤＰＥポリマーである。しかしながら、本発明方法は、２０，０００ｇ未満の分子量：Ｍｎを有するオリゴマー、ワックス、及びポリマーの製造においても有利に用いることができる。
【００２７】
それぞれの反応区域において重合を開始するための可能な開始剤は、例えば、空気、酸素、アゾ化合物、又はペルオキシド重合開始剤である。有機ペルオキシド又はアゾ化合物を用いる開始は、本発明方法の特に好ましい態様を示す。好適な有機ペルオキシドの例は、ペルオキシエステル、ペルオキシケタール、ペルオキシケトン、及びペルオキシカーボネート、例えば、ジ（２−エチルヘキシル）ペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジアセチルペルオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−アミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキス−３−イン、１，３−ジイソプロピルモノヒドロペルオキシド又はｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジデカノイルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシジエチルアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシジエチルブチレート、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシアセテート、クミルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルマレエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソノナノエート、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、メチルイソブチルケトンヒドロペルオキシド、３，６，９−トリエチル−３，６，９−トリメチルトリペルオキソシクロノナン、及び２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタンである。アゾアルカン（ジアゼン）、アゾジカルボン酸エステル、アゾジカルボン酸ジニトリル、例えばアゾビスイソブチロニトリル、並びにフリーラジカルに分解しＣ−Ｃ開始剤とも呼ばれる炭化水素、例えば１，２−ジフェニル−１，２−ジメチルエタン誘導体及び１，１，２，２−テトラメチルエタン誘導体もまた好適である。個々の開始剤又は好ましくは種々の開始剤の混合物のいずれかを用いることができる。広範囲の開始剤、特にペルオキシドが商業的に入手でき、例えばTrigonox（登録商標）又はPerkadox（登録商標）の商品名で販売されているAkzo Nobelの製品である。
【００２８】
本発明方法の好ましい態様においては、比較的高い分解温度を有するペルオキシド重合開始剤を用いる。好適なペルオキシド重合開始剤としては、例えば、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキス−３−インが挙げられ、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドを用いることが特に好ましい。
【００２９】
本発明の有利な態様においては、管状反応器内で重合を行う。
【００３０】
重合は、好ましくは、複数の反応区域、より好ましくは２〜６個の反応区域、特に好ましくは３〜５個の反応区域を有する管状反応器内で行う。それぞれの重合区域において、フリーラジカルに分解する開始剤を加えることによって重合を開始する。管状反応器は、好ましくは＞１０００の長さ／直径比を有する。
【００３１】
高度に粘稠質、例えばＭＦＲ＝０．２５ｇ／１０分の生成物を製造する際には、１種類又は複数のモノマーを、管状反応器の入口だけでなく、反応器上の複数の異なる位置のモノマーにも加えることが有利である。これは、更なる反応区域の開始時において特に好ましく行われる。
【００３２】
開始剤は、個々か、或いはそれぞれの区域において製造されるポリエチレン１トンあたり０．１〜５０モル、特に０．２〜２０モルの濃度の混合物として用いることができる。溶解状態の開始剤を用いることがしばしば有利である。好適な溶媒の例は、ケトン、及び脂肪族炭化水素、特にオクタン、デカン、及びイソドデカン、並びに他の飽和Ｃ８〜Ｃ２５炭化水素である。溶液は、２〜６５重量％、好ましくは５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜３０重量％の割合の開始剤混合物を含む。異なる分解温度を有する複数の開始剤の混合物を用いることが特に好ましい。
【００３３】
本発明方法においては、分子量調整剤を加えることによって製造するポリマーのモル量を通常のように制御することができる。好適な調整剤の例は、水素、脂肪族及びオレフィン性の炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、１−ペンテン、又は１−ヘキセン；ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン（２−ブタノン）、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、又はジアミルケトン；アルデヒド、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又はプロピオンアルデヒド；並びに飽和脂肪族アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、又はブタノールである。飽和脂肪族アルデヒド、特にプロピオンアルデヒド；又はα−オレフィン、例えばプロペン又は１−ヘキセン；を用いることが特に好ましい。分子量調整剤は、好ましくは管状反応器の上流の反応混合物に加える。これはまた、管状反応器に沿った１以上の位置において重合開始剤と一緒に導入することもできる。調整剤の添加は最適化プロセスに含めることができる。
【００３４】
本発明方法は、通常、１０００〜４０００ｂａｒの圧力で行い、１８００〜３５００ｂａｒの圧力が好ましく、２０００〜３３００ｂａｒの圧力が特に好ましい。温度は、一般に１００〜３５０℃、好ましくは１４０〜３４０℃、非常に特に好ましくは１５０℃〜３２０℃の範囲である。エチレンと、感受性又は強規制性コモノマー、特にフリーラジカル重合性カルボン酸エステル、例えばビニルエステルとの共重合の場合には、重合は好ましくは２３０℃より低い温度で行う。一般に、重合温度が３２０℃以下であるプロセスが好ましい。
【００３５】
流動する反応混合物は、一般に、反応器に供給されるモノマーの全重量を基準として０〜４５重量％の範囲、通常は４０重量％以下の量のポリエチレンを含む。
【００３６】
本発明のＭＦＲ監視法を用いてプロセスの直後のＭＦＲデータを与えることができるので、ＭＦＲの監視を用いて得られたデータを、ＭＦＲのような生成物データを同様に予測することができる動力学的反応モデルと組み合わせることが特に有利である。プロセス直後のデータと速やかに反結合させる結果として、予測を継続して変化させることができ、これにより正確性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
かかる系の基本原理を以下に説明する。
【００３８】
反応温度及びしたがって生成物の特性に対する種々の重合開始剤の影響を求めることを可能にするために、実施には反応系に関するモデルが必要である。この目的のためには、通常、反応器内の反応速度並びに物質及び熱の収支を可能な限り正確に再現する異なる平衡状態の系を用いる。かかるモデルは従来技術であり、化学反応プロセスの制御及び調整のためにしばらくの間用いられている「第１原理」のベースで運転される全ての最新のプロセス制御器のベースを形成する。かかる反応モデルは、例えば、"Modellierung der Ethylen-Polymerisation im Elenac-Hochdruck-Rohrreaktorverfahren", F.-O. Mahling, R. Kilmesch, M. Schwibach, M. Buback, M. Busch, Chem. Ing. Tech. 71, 1301 (1999)、 G. Luft, H. Bitch, H. Seidl, J. Macromol. Sci. -Chem., A11 (6), 1089 (1977)、及びM. Busch, Macromol. Theory Simul. 10, 408 (2001)に記載されている。
【００３９】
開始剤混合物の最適の組成及び最適の反応条件を求めるためには、異なる平衡状態の系を速やかに解決するためのコンピューター支援装置を用いることが不可欠である。多くのかかる装置は商業的に入手できる。ここで用いるコンピュータプログラムである"Muscod II"に関する更なる詳細は、Forschrittsbericht des VDI, Series 3, Verfahrenstechnik, No. 613, 1999において見ることができ、ここではプログラムの原理及びその使用例がより詳細に記載されている。
【００４０】
有効な調整を実施するための更なる必要条件は、反応器内の物理パラメーターを十分に速やかに測定することである。温度の測定は、好ましくは、ＷＯ ９７／２５６０１に記載されているような短い応答時間を有する温度センサーを用いて行う。
【００４１】
更に、良好な調整を達成するためには、反応器中への種々の開始剤のマスフローは、好ましくは連続的で可能な限り脈動を有しないものでなければならない。この目的のためには、例えば、供給される重合開始剤及び反応混合物の速やかで均一な混合を確保する、ＷＯ ００／７７０５５に記載されている計量装置を用いることができる。
【００４２】
開始剤とは独立して、加える調整剤によってモル質量：Ｍｗを非常に良好に変動させることができるが、製造直後の生成物の特性、特に密度及びメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を測定することが、正確な調整のために非常に有利である。本発明のＭＦＲの測定方法は、この目的を正確に果たすために特に有用である。密度を測定するためには、試料を採取し、ＩＲ又はラマンスペクトルから密度を算出する。また、密度のオンライン測定も可能である。言及した方法は、当業者に一般的に知られており、ＤＥ １０２３７３９４に記載されている。プロセスの直後の生成物の特性を測定するこれらの可能な方法も調整方法に含ませることができ、その結果、要求される仕様を満足しない不良の生成物の割合を更に減少させることができる。
【００４３】
本発明の更なる有利な態様においては、管状反応器の前にオートクレーブを配置し、これによって約８０℃超のより低い温度での予備重合が可能である。
【００４４】
好適な調整系の詳細な記載はＷＯ ２００４／０７８８００において見ることができる。
【００４５】
全ての引用した文献は、明白に参照として本特許出願に包含する。この特許出願における全てのパーセントは、他に示さない限り、それぞれの混合物の全重量を基準とする重量基準のものである。
【００４６】
実施例によって以下に本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例】
【００４７】
２２００ｍの長さ及び７６ｍｍの直径を有する高圧管状反応器内で重合を行った。反応器は４つの反応区域を有しており、これらのそれぞれの開始時において開始剤を反応器中に計量投入した。反応器入口における圧力は２８００ｂａｒであり、エチレンの処理量は１１６ｔ／時であった。アフタークーラーは、４８０ｍの長さ及び７６ｍｍの内径を有していた。Hartmann and Braunからのプロセス制御システムを用いた。調整剤としてプロピオンアルデヒドを用いた。
【００４８】
式（Ｉ）を用いて反応パラメーターから伝熱係数を求めた。
【００４９】
図１に、製品タイプの変化における、本発明方法を用いて測定したＭＦＲ及び従来の手段によって測定したＭＦＲの経過を示す。従来の手段による測定は、ＩＳＯ−１１３３にしたがう処理ペレット（finished pellets）に対して行った。ブリーディング、即ち圧力維持バルブを定期的に開放して突発的な圧力低下を引き起こし且つ温度を短時間急激に上昇させることによって鋸歯状の曲線が得られる。好適なフィルターを用いることによって、この曲線を平らにすることができる。プロセスをブリーディングなしに行うと、ＭＦＲの測定におけるこの僅かな干渉は起こらない。いずれの場合においても、干渉は、１分に１回、数秒間だけ起こるので重要ではない。観察したＭＦＲの変化は非常に長い時間起こる。従来の手段によって測定した対照曲線における鋭い低下は、測定装置の運転の短い中断に起因するものである。
【００５０】
本発明方法によって測定したＭＦＲ値は、反応器内の組成の変化に非常に早く応答することが明らかに分かる。本発明方法によって待ち時間を大きく減少させることができる。本発明方法によって測定したＭＦＲと比較して、ＭＦＲの従来法の測定は約３０分の時間遅延を有する。
【００５１】
記載した実施例において、用いた方法は３つの点で仕様外の物質の製造を減少させる。
【００５２】
１．仕様外の生成物がバッチに混入するのを防ぐために、製品変化の実施の直後の生成物は通常は廃棄する。本新規方法は、ＭＦＲが実際に仕様外になるまで生成物を仕様内のバッチに割り当てることを可能にする。
【００５３】
２．示された方法によって、ＭＦＲが所望の値に近づいたかどうかをこれまでよりも早く認識することが可能になる。ここでも、より早く調整を行うことによって製造される仕様外の生成物の量を減少させることができる。
【００５４】
３．示された方法によって、正しいＭＦＲがより早く認識されるので、仕様内生成物の新しいホッパーへの移送をこれまでよりも早く開始することができる。アフタークーラーとペレット乾燥器との間の生成物の（短く既知の）滞留時間を待つ必要があるだけである。このように、アフタークーラーの下流のライン及び装置内に未だ存在する仕様外生成物が仕様内生成物の新しいバッチに混入しないことが確保される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１４０℃〜３５０℃の温度及び４０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの圧力において反応器中でエチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合してエチレンポリマーを形成し、次にエチレンポリマーを熱交換器内で冷却するプロセスにおいてエチレンポリマーのメルトマスフローレートを測定する方法であって、
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法。
【請求項２】
工程（ｂ）及び（ｃ）を連続して行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）を一定の間隔で断続的に行う、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）を、変化したメルトマスフローレートを有する生成物に変化する直前に行う、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
請求項１に記載の測定方法を含む、エチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合する方法。
【請求項６】
管状反応器が１０００より大きい長さ／直径比を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項１】
１４０℃〜３５０℃の温度及び４０ＭＰａ〜３５０ＭＰａの圧力において反応器中でエチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合してエチレンポリマーを形成し、次にエチレンポリマーを熱交換器内で冷却するプロセスにおいてエチレンポリマーのメルトマスフローレートを測定する方法であって、
（ａ）個々の測定をそれぞれ実質的に一定のメルトマスフローレートにおいて行って、熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度とエチレンポリマーのメルトマスフローレートとの間の相関関係を求め；
（ｂ）熱交換器内でのエチレンポリマーの熱伝導度を測定し；
（ｃ）（ｂ）で測定した熱伝導度及び（ａ）で求めた相関関係からメルトマスフローレートを算出する；
ことを含む上記方法。
【請求項２】
工程（ｂ）及び（ｃ）を連続して行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）を一定の間隔で断続的に行う、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）を、変化したメルトマスフローレートを有する生成物に変化する直前に行う、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
請求項１に記載の測定方法を含む、エチレン又はエチレンと更なるコモノマーを重合する方法。
【請求項６】
管状反応器が１０００より大きい長さ／直径比を有する、請求項５に記載の方法。
【図１】
【公表番号】特表２０１０−５１１１５８（Ｐ２０１０−５１１１５８Ａ）
【公表日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３８６２７（Ｐ２００９−５３８６２７）
【出願日】平成１９年１１月２６日（２００７．１１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０１０２４１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６４８４３
【国際公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（５００２８９７５８）バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー (118)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２６日（２００７．１１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０１０２４１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６４８４３
【国際公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（５００２８９７５８）バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー (118)
【Ｆターム（参考）】
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