CN103561859A - 使用scc去除聚合物中的未反应单体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，所述SCC包括：具有旋转轴的外壳；形成在外壳内的至少一种聚合物的供应部；至少两个旋转锥体，安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕所述旋转轴旋转；固定锥体，固定并形成于外壳的内侧，并且提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；产物收集部，用于收集通过旋转锥体和固定锥体移动的聚合物；以及驱动部，用于使旋转锥体旋转。本发明所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法可以控制聚合物停留时间，因此不会降低聚合物稳定性，即使在高温条件下也能如此；并且具有高的面密度，因此，在无需使用蒸汽等或仅使用少量蒸汽等的情况下也能具有优异的未反应单体去除效率。

Description

使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法
技术领域
本发明涉及一种使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法。
背景技术
一般地说，为了通过化学反应获取产物，需要有反应设备。作为反应设备，一般使用间歇式反应器，其中，先将原料添加到一个反应器中，然后通过搅拌等来进行反应。但是，在这种方法中，对于要求快速的物料转移速度的反应来说，不能实现充分的反应，因而会产生大量的非原料产物，而如果使用催化剂的话，就需要催化剂分离工艺，因而，由于反应器容量很大，会增加成本。
因此，韩国注册专利No.961,765提出一种高速转盘反应器（spinning discreactor），但是它的问题在于原材料在盘上的停留时间较短，因为转盘是水平布置的，因此，优选使用了旋转锥体柱（spinning cone column，SCC），也就是所谓的“锥体”，SCC通过多级安装的倾斜转盘而改善了原材料的停留时间。
同时，为了去除聚合物中的未反应单体，传统上使用配备有塔板的塔。例如，韩国公开专利公布No.2000-0062362公开了一种使用板式塔（traycolumn）去除剩余单体的方法及设备。同样，在现有技术中，由于使用配备有塔板的塔来去除聚合物中的未反应单体，因此聚合物停留时间较长，从而影响聚合物稳定性并在塔板上产生聚合物结垢，并且需要过量的蒸汽。因此，需要开发一种分离未反应单体的新型设备。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种在去除聚合物中的未反应单体时使用SCC而不是使用配备有塔板的塔来去除聚合物中的未反应单体的方法。
技术方案
本发明提供一种使用SCC来去除聚合物中的未反应单体的方法，所述SCC包括：具有旋转轴的外壳；形成在所述外壳内的至少一种聚合物的供应部；至少两个旋转锥体，该至少两个旋转锥体安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕所述旋转轴旋转；固定锥体，该固定锥体固定并形成于所述外壳的内侧，并且提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；产物收集部，用于收集通过所述旋转锥体和所述固定锥体移动的聚合物；以及驱动部，用于使所述旋转锥体旋转。
其中，围绕所述旋转轴从上部到下部可以布置有2至40个旋转锥体。
并且，所述旋转锥体可以围绕同一旋转轴以一定旋转速度旋转，其中，根据以下公式1的G变为1至100倍：
[公式1]
G = r ( 2 π × RPM 60 ) 2 9.8
其中，G为重力加速度的倍数，r为锥体的半径（m），RPM为转速（次/分钟）。
并且，所述旋转锥体可以在内部配备有加热器以及温度控制装置。
并且，所述SCC可以在所述外壳的外壁或内壁上配备有用于促进反应的加热器和温度控制装置，并且所述驱动部可以为马达。
并且，所述SCC可以进一步包括气体供应部以及余气排放部。
并且，空气或蒸汽可以引入所述气体供应部。
并且，所述聚合物可以是PVC，并且所述未反应单体可以是VCM（氯乙烯单体）。
另外，所述PVC的供应温度可以是40～75℃，所述SCC的工作温度可以是50～70℃，所述SCC的工作压力可以是0.3～1个大气压（绝对压力），所述PVC的供应流速可以为15～10,000升/小时，并且所述PVC的初始单体含量可以是0.1～2%。
根据本发明的另一方面，提供一种用于去除聚合物中的未反应单体的SCC，所述SCC包括：具有旋转轴的外壳；形成在所述外壳内的至少一种聚合物的供应部；至少两个旋转锥体，该至少两个旋转锥体安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕所述旋转轴旋转；固定锥体，该固定锥体固定并形成于所述外壳的内侧，并且提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；产物收集部，用于收集通过所述旋转锥体和所述固定锥体移动的聚合物；以及驱动部，用于使所述旋转锥体旋转。
其中，所述SCC可以进一步包括气体供应部以及余气排放部。
有益效果
根据本发明的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法解决以下问题：如果使用普通塔执行从聚合物中去除未反应单体的过程，那么聚合物停留时间较长，因而会影响聚合物稳定性并在塔板上产生聚合物结垢；而根据本发明的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法可以控制聚合物停留时间，因而即使在高温条件下也不会降低聚合物稳定性，并且具有高的面密度（area density），因而在无需使用蒸汽等、或使用少量蒸汽等的情况下就具有优异的未反应单体去除效率。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的去除聚合物中的未反应单体的方法中所用的SCC的结构示意图。
具体实施方式
本发明可以具有许多实例，并且可以做出各种变型，特定实例将在附图中示出并给予详细解释。但是，应理解，本发明不限于特定实例，而是包括处于本发明的技术范围内的所有变型、等同物或替换。在本发明的解释中，如果认为相关已知技术的详细解释会使本发明的主题不清楚的话，就会将其省略。
本发明提供一种使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，所述SCC包括：具有旋转轴（30）的外壳（10）；形成在该外壳内的至少一种聚合物的供应部（20）；至少两个旋转锥体（40），该至少两个旋转锥体（40）安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕旋转轴（30）旋转；固定锥体（50），该固定锥体固定并形成在所述外壳的内侧，并提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；产物收集部（60），用于收集通过所述旋转锥体和所述固定锥体移动的聚合物；以及用于使所述旋转锥体旋转的驱动部（70）。
本发明的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法可以对聚合物停留时间进行控制，因而即使在高温条件下也不会降低聚合物稳定性，并且具有高的面密度，因而无需使用蒸汽等，或者在使用少量蒸汽等的情况下就具有优异的未反应单体的去除效率。
根据本发明的一个实施例，至少两个旋转锥体可以安装为沿同一旋转轴从上部到下部具有恒定斜度。当该旋转轴旋转时，所述旋转锥体同时旋转以使所供应的聚合物散布在所述旋转锥体上，进而扩大表面面积以便于去除要通过与气体接触等来去除的物质。其中，围绕所述旋转轴从上部到下部可以布置至少两个、优选为2至40个、更优选为2至23个旋转锥体。
并且，所述固定锥体可以提供路径以使聚合物从上部的旋转锥体依序移动到下部的另一旋转锥体。该固定锥体固定并形成在外壳的内侧，因此，当所述旋转轴旋转时该固定锥体不会旋转。
根据本发明，聚合物被供应到形成在外壳内的聚合物供应部，并在旋转轴的旋转之下通过旋转锥体和固定锥体移动到下部。在移动期间，需去除的物质被去除，不含需去除物质的聚合物则移动到产物收集部。
所述旋转锥体可以围绕同一旋转轴以一定旋转速度旋转，其中，根据以下公式1的G可以变为1至100倍。
[公式1]
G = r ( 2 π × RPM 60 ) 2 9.8
其中，G为重力加速度的倍数，r为锥体的半径（m），RPM为转速（次/分）。
所述旋转锥体可以在内部配备有加热器和温度控制装置，所述SCC可以在外壳的外壁或内壁上配备有用于促进反应的加热器和温度控制装置，并且驱动部可以是马达。
在进行气液反应的情况中，所述SCC可以进一步包括气体供应部（80）以及余气排放部（90）。也就是说，在所述外壳的外壁上可以选择性地安装能够将气体供应到该外壳内部的气体供应部。在这种情况下，优选的是，在外壳内壁的突出部分的紧下方设置入口并引入气体。并且，反应后产生的剩余气体可以通过单独地设置在外壳上部的余气排放部来排放。
另外，外壳可以由不锈钢制成，但不限于此。
根据本发明的一个实施例，无需使用过量的空气或蒸汽等（在使用普通塔时需要使用），并且，如果使用的话，空气或蒸汽可以引入气体供应部。在这种情况下，使用少量的空气或蒸汽就可以达成优异的未反应单体去除效率。
并且，所述聚合物可以是PVC，所述未反应单体可以是VCM（氯乙烯单体）。
如果包含未反应单体的聚合物通过本发明的SCC的聚合物供应部进行供应，则该聚合物在旋转轴的旋转之下通过旋转锥体和固定锥体，而PVC中的VCM（氯乙烯单体）则借助所引入的蒸汽而排放到排放部。
其中，PVC供应温度可以是40～75℃，SCC工作温度可以是50～70℃，SCC工作压力可以是0.3～1个大气压（绝对压力），PVC供应流速可以是15～10,000升/小时，而PVC的初始单体含量可以是0.1～2%。
如果PVC供应温度和SCC工作温度不在上述范围内，那么产品质量会降低而且会产生大量结垢；如果SCC工作压力小于0.3个大气压（绝对压力），则会产生大量泡沫，因而使工作变难。对于实验室用或商用的设备来说，PVC供应流速可以优选为15～10,000升/小时，视SCC的大小而定。
以下将详细解释本发明的优选实例。但这些实例仅用于说明本发明，而本发明的范围并不限于此。
实例1
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入SCC中，该SCC工作在55～60℃的工作温度、0.55KG（绝对压力）的工作压力下。其中，停留时间为1分钟，处理之后的剩余VCM浓度为820ppm。
实例2
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入SCC中，该SCC工作在55～60℃的工作温度、0.4KG（绝对压力）的工作压力下。其中，停留时间为1分钟，处理之后的剩余VCM浓度为450ppm。
实例3
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入SCC中，空气引入该SCC内，该SCC工作在55～60℃的工作温度、0.55KG（绝对压力）的工作压力下。其中，停留时间为1分钟，处理之后的剩余VCM浓度为150ppm。
实例4
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入SCC中，蒸汽引入该SCC内，该SCC工作在55～60℃的工作温度、0.4KG（绝对压力）的工作压力下。其中，停留时间为1分钟，处理之后的剩余VCM浓度为90ppm。
比较例1
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入普通蒸发塔（evaporationcolumn）中，该蒸发塔工作在55℃的工作温度、0.55KG（绝对压力）的工作压力下，停留时间为20分钟。处理之后的剩余VCM浓度为3000ppm。
比较例2
初始VCM浓度为12,000ppm的PVC引入间歇槽式反应器（batch tank）中，该间歇槽式反应器工作在55～60℃的工作温度、0.15KG（绝对压力）的工作压力下，停留时间为20分钟。在工作期间，产生了大量泡沫，处理之后的剩余VCM浓度为1400ppm。
从以上内容可以看出，与使用间歇槽式反应器或普通蒸发塔的比较例1至2相比，使用SCC来去除VCM的实例1至4具有优异的VCM去除效率。
因此，可以看出，根据本发明的使用SCC来去除聚合物中的未反应单体的方法不降低聚合物稳定性，即使在高温条件下也能如此，这是因为该方法通过使用SCC可以控制聚合物停留时间；由于高的面密度，该方法在无需使用蒸汽等的情况下也具有高的未反应单体去除效率，并且即使使用了蒸汽等，也仅需少量就能具有优异的未反应单体去除效率。
尽管已经详细描述了本发明的具体实施例，但是对于本领域的一般技术人员来说，显而易见，所提供的仅为优选实例，而本发明的范围并不限于此。因此，本发明的范围实质上由所附权利要求书及其等同物限定。
附图标记
10：外壳
20：反应物供应部
30：旋转轴
40：旋转锥体
50：固定锥体
60：产物收集部
70：驱动部
80：气体供应部
90：余气排放部

Claims (11)

1.一种使用SCC（旋转锥体柱）去除聚合物中的未反应单体的方法，其中所述SCC包括：
具有旋转轴的外壳；
形成在所述外壳内的至少一种聚合物的供应部；
至少两个旋转锥体，该至少两个旋转锥体安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕所述旋转轴旋转；
固定锥体，该固定锥体固定并形成于所述外壳的内侧，并且提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；
产物收集部，用于收集通过所述旋转锥体和所述固定锥体移动的聚合物；以及
驱动部，用于使所述旋转锥体旋转。
2.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，围绕所述旋转轴从上部到下部布置有2至40个旋转锥体。
3.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，所述旋转锥体围绕同一旋转轴以一定旋转速度旋转，其中，根据以下公式1的G变为1至100倍：
[公式1]
G = r ( 2 π × RPM 60 ) 2 9.8
其中，G为重力加速度的倍数，r为锥体的半径（m），RPM为转速（次/分钟）。
4.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，所述旋转锥体在内部配备有加热器以及温度控制装置。
5.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，该SCC在所述外壳的外壁或内壁上配备有用于促进反应的加热器和温度控制装置。
6.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，该SCC进一步包括气体供应部以及余气排放部。
7.根据权利要求6所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，空气或蒸汽被引入所述气体供应部。
8.根据权利要求1所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，所述聚合物为PVC，所述未反应单体为VCM（氯乙烯单体）。
9.根据权利要求8所述的使用SCC去除聚合物中的未反应单体的方法，其中，所述PVC的供应温度为40～75℃，所述SCC的工作温度为50～70℃，所述SCC的工作压力为0.3～1个大气压绝对压力，所述PVC的供应流速为15～10,000升/小时，所述PVC的初始单体含量为0.1～2%。
10.一种用于去除聚合物中的未反应单体的SCC，包括：
具有旋转轴的外壳；
形成在所述外壳内的至少一种聚合物的供应部；
至少两个旋转锥体，该至少两个旋转锥体安装为从上部到下部相对于所述旋转轴具有恒定的斜度、使通过所述聚合物供应部供应的聚合物移动、并围绕所述旋转轴旋转；
固定锥体，该固定锥体固定并形成于所述外壳的内侧，并且提供路径以使聚合物依序从上部的旋转锥体移动到下部的旋转锥体；
产物收集部，用于收集通过所述旋转锥体和所述固定锥体移动的聚合物；以及
驱动部，用于使所述旋转锥体旋转。
11.根据权利要求10所述的用于去除聚合物中的未反应单体的SCC，其中，所述SCC进一步包括气体供应部以及余气排放部。
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