JP2001040031A - ポリマー溶液の濃縮方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリマー溶液をフラッシュ濃縮するに際し、
安定して連続運転可能でかつ、ポリマーの溶液から揮発
成分を効率的に濃縮できる方法を提供すること。 【解決手段】 溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成
物からなる揮発成分を含有するポリマー溶液から、揮発
成分をフラッシュ濃縮するにあたり、該揮発成分の揮発
に必要な熱量を与えた後、気相部のジャケット温度をフ
ラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保
持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞
留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラム
に導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分除去する事を特
徴とするポリマー溶液の濃縮方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー溶液から
揮発成分を濃縮し、除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリマーを得るには、塊状重合、
懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の重合法が用いられて
いる。一般にスチレン系樹脂は塊状連続重合法又は溶液
連続重合法により生産されているが、これらの方法では
重合終了時に、モノマーあるいは二量体等の副生成物、
及び／または溶媒が含まれている。また、バッチ式によ
る溶液重合の場合には、ポリマー溶液中にモノマー、二
量体等の副生成物、及び溶剤等の揮発性物質が多く含ま
れている場合が多い。従って、これらの重合法で最終的
に目的のポリマーを得るには、ポリマー溶液を更に精製
しなければならないという問題がある。

【０００３】そしてこれらの溶剤及びモノマー等揮発成
分を含むポリマー溶液から、揮発性物質を分離回収ある
いは除去する方法、すなわち脱揮工程としては、スチー
ムストリッピングによる方法、脱揮押出機による方法、
あらかじめポリマー溶液を予熱してからフラッシュ濃縮
させる方法、フラッシュ濃縮を二段階又は三段階以上に
分けて脱揮を行う方法やフラッシュ濃縮した後に脱揮押
出機でさらに脱揮をする方法等が用いられる。

【０００４】これらの方法の中でスチームストリッピン
グは、大量の蒸気を使用し、かつその後に乾燥工程が必
要であり、ランニングコストがかかるという問題点があ
る。重合により得られたポリマー溶液を直接脱揮押出機
によって脱揮する方法は、多量のモノマーや溶媒を脱揮
押出機で脱揮しなければならないため、大型の脱揮押出
機が必要であり、装置的に高価なものとなってしまう問
題点がある。これに対し、フラッシュ濃縮を用いた脱揮
方法やフラッシュ濃縮した後に脱揮押出機で脱揮する方
法では、ランニングコストや装置コストが安価ですむ場
合が多く、プロセスも比較的シンプルであるためさまざ
まなプロセスに採用されている。

【０００５】しかし、フラッシュ濃縮を用いた脱揮方法
にも、いくつかの問題点があり、様々な技術的改良がな
されてきた。例えば、フラッシュ濃縮の際、フラッシュ
した後のポリマー溶液は、フラッシュドラム内での粘度
の上昇、及び発泡がおきる。その結果、脱揮がある程度
以上になると進まなくなったり、フラッシュドラム内壁
にポリマーが飛散し付着しやすくなる。また、フラッシ
ュ前においても、ポリマー溶液にフラッシュするのに十
分な熱量を与える際、加熱時間が長くなるとポリマーが
熱劣化してしまう等の問題がある。

【０００６】これらの問題に対して、いままでいくつか
の技術的改良がなされてきた。例えばフラッシュした後
のポリマー溶液の粘度の上昇に伴う脱揮の促進阻害に関
しては、特公昭４５−３１６７８号公報に示されている
様に、フラッシュドラム内に発熱体を設置し、それにフ
ラッシュしたポリマーを吹き付けたり、あるいは特公昭
４７−２８６９１号公報の様にフラッシュを二段階に分
け、二段目のフラッシュの前に発泡剤を添加して脱揮を
促進するものもある。

【０００７】また、予熱の際におけるポリマーの熱劣化
に対しては、特開昭５５−５６１０３号公報では瞬間加
熱器を用いることで対応している。

【０００８】上記で述べたようにフラッシュ濃縮に対し
ては、さまざまな技術改良がなされてきた。ところが、
未だ満足できるものではなく、特に一般的に用いられる
フラッシュドラムを使用したフラッシュ濃縮において、
フラッシュドラム壁面の温度制御に関しては何ら注意が
払われていなかったのが現状である。

【０００９】従来、フラッシュドラムには、壁面の温度
調節を目的としたジャケットが一つ設置されているだけ
にすぎない。また、フラッシュドラムを用いてフラッシ
ュ濃縮を行う際、フラッシュドラム下部には、フラッシ
ュしたポリマーを抜き出すためのポンプが設置してあ
る。その際、ポンプの間欠運転を防ぐため、フラッシュ
したポリマーは、適当量フラッシュドラム下部に滞留さ
せて運転する。抜き出しが安定しないと、以降のプロセ
スも安定した運転が困難になる。このようなフラッシュ
ドラムを運転する場合、フラッシュドラム壁面温度が低
過ぎる場合、蒸発した溶剤がフラッシュドラム壁面で凝
縮し還流してしまい、濃縮効率が低下したり、濃縮ムラ
により抜き出しが不安定となることがある。また、フラ
ッシュドラム壁面温度が高過ぎる場合、フラッシュドラ
ム下部に滞留するポリマー溶液が沸騰して抜き出し困難
となったり、壁面でのポリマーの熱劣化を引き起こす問
題点がある。

【００１０】これらのうち少なくともどちらか一方でも
おこるとフラッシュドラム内に滞留しているポリマー溶
液濃度を不均一にしてしまい、抜き出しポンプの安定運
転を妨げる原因となるものであり、これらを同時に解決
することは非常に困難であった。これらの現象は、溶剤
を多量に使用する溶液重合の濃縮操作、及び溶剤を比較
的少量しか使用しないスチレン系樹脂の連続塊状／溶液
重合方法においてもスタートアップ／シャットダウン操
作時や特開昭６１−２２８０１２号公報のような未反応
モノマーまたは溶剤を数％含む脱揮操作において顕著で
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に記載
したような従来のポリマー溶液からフラッシュ濃縮する
にあたり、抱えているフラッシュドラム運転の問題点を
克服し、簡便にフラッシュドラム内部のポリマー溶液濃
度を均一に保ち、連続的に安定運転を可能にすることが
できることを目的として、ポリマー溶液から揮発成分を
効率的に濃縮できる方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、ポリマー溶液を
フラッシュ濃縮する際に、フラッシュドラムの安定運転
を可能にすべくジャケットの制御等について鋭意検討を
重ねた結果、気相部のジャケット温度をフラッシュ後の
液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、かつ液
相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶
液温度より低く保持したフラッシュドラムに、揮発成分
を含有するポリマー溶液に揮発に必要な熱量を与えた後
に導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去すること
で、溶剤の凝縮と、滞留ポリマーの沸騰及び壁面でのポ
リマーの熱劣化を同時に防げることを見いだし、本発明
をなすに至ったものである。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物からなる
揮発成分を含有するポリマー溶液から揮発成分をフラッ
シュ濃縮するにあたり、該ポリマー溶液の揮発成分の揮
発に必要な熱量を与えた後、気相部のジャケット温度を
フラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く
保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の
滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラ
ムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去するポ
リマー溶液の濃縮方法である。

【００１４】更には、揮発成分をフラッシュ濃縮するに
あたり、各々独立に温度制御が可能な少なくとも二つ以
上のジャケットを有し、かつ該ジャケットで気相部のジ
ャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶
液温度より高く保持し、液相部のジャケット温度をフラ
ッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラ
ッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を
除去するポリマー溶液の濃縮方法である。

【００１５】好ましくはフラッシュドラムの気相部のジ
ャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶
液温度より１０℃以上高く保持し、液相部のジャケット
温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃以
上低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃
縮して該揮発成分を除去するポリマー溶液の濃縮方法で
ある。

【００１６】本発明は、ポリマーを主成分とし、溶剤、
未反応モノマー及び／又は副生成物の揮発成分を含有す
るポリマー溶液に適用できるものである。フラッシュす
る方法は、特に限定されるものではなく、ポリマー溶液
に適用される一般的な方法で行うことができる。例え
ば、揮発成分が揮発するのに十分な熱量を与えた後に、
フラッシュバルブを介して圧力を制御したフラッシュド
ラムにフイードする方法や、特開昭６１−９７３０２号
公報、特開昭６１−２２８０１２号公報に記載されてい
るようにフラッシュドラムに直接接続したプレートフイ
ン型熱交換器や竪型の多管式熱交換器にポリマー溶液を
フイードして、加熱しつつ揮発分を発泡させて予熱させ
る方法もあげられる。また、特開昭５１−１３４７８１
号公報に記載されているように予め発泡させて予熱させ
る方法もあげられる。

【００１７】まず、該ポリマー溶液の揮発成分が揮発す
るのに十分な熱量としては、用いるモノマー、溶剤、重
合体などによって異なるが、分解や着色等のポリマー本
来の特性を損なわない範囲で、揮発成分を目標量蒸発さ
せる量の熱量を与える必要がある。例としてフラッシュ
バルブを介して圧力を制御したフラッシュドラムにフイ
ードする方法においては、例えば、後述するＳＢＳ（ス
チレン−ブタジエンブロック共重合体）を主成分とした
ポリマー溶液の場合には、フラッシュするに十分な温度
１００〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃の温度
を与えることが必要である。また、ポリスチレン系樹脂
の場合には、１８０〜３００℃、好ましくは２００〜２
５０℃の温度を与えることが必要である。

【００１８】本発明では、フラッシュ濃縮して該揮発成
分を除去する場合、フラッシュドラムの気相部のジャケ
ット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温
度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラ
ッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持して行う
ことが必要である。例えば、壁面の温度調節を目的とし
たジャケットが一つ設置されているだけにすぎないフラ
ッシュドラムを運転する際には、フラッシュドラムのジ
ャケット温度が低過ぎる場合には、蒸発した溶剤がフラ
ッシュドラム壁面で凝縮し還流してしまい、また、フラ
ッシュドラムの壁面温度が高過ぎる場合には、フラッシ
ュドラム下部に滞留するポリマー溶液が沸騰したり、壁
面でポリマーが熱劣化を引き起こしてしまう。そこで、
上記で述べたように、フラッシュドラムを二分割しそれ
ぞれ温度制御することが必要である。

【００１９】更には、フラッシュドラムの気相部のジャ
ケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液
温度より１０℃以上高く保持し、かつ液相部のジャケッ
ト温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃
以上低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ
濃縮して該揮発成分を除去することが好ましい。ただ
し、液相部のジャケット温度は滞留ポリマー溶液温度よ
り５℃以上低く保持することが好ましいが、フラッシュ
ドラム壁面でのポリマー付着を防止するために、ポリマ
ー溶液の流動性が確保できる程度の温度以上とする必要
がある。

【００２０】フラッシュドラムの気相部及び液相部のジ
ャケット温度は、各々独立に温度制御が可能な少なくと
も二つ以上のジャケットを有し、該ジャケットで温度制
御することである。特に、フラッシュドラムの気相部に
設けたジャケットと液相部に設けたジャケットで上記で
述べたように温度制御することである。

【００２１】本発明が適用されうるポリマー溶液は、溶
剤中にてモノマー等の（共）重合を行い、重合終了時に
ポリマーを主成分とし、溶剤、未反応モノマー及び／又
は副生成物の揮発成分を含有するポリマー溶液であれば
よい。（共）重合反応の型式はラジカル重合、リビング
アニオン重合及び配位重合があげられるがこの限りでは
ない。例えば、有機溶剤、芳香族ビニル炭化水素、ビニ
ル系化合物、共役ジエン、ゴム状重合体、重合開始剤、
連鎖移動剤、安定剤等を使用して塊状重合、溶液重合等
を行って得たポリマー溶液に適用される。

【００２２】本発明に利用される有機溶剤としては、ブ
タン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、
イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メ
チルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘ
キサン等の脂環式炭化水素、或いはベンゼン、トルエ
ン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等が
使用できるが、この限りではない。

【００２３】芳香族ビニル炭化水素としては、スチレ
ン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、
２，５−ジメチルスチレン、α―メチルスチレン、ビニ
ルナフタレン、ビニルアントラセン等があるが、とくに
一般的なものとしてはスチレンがあげられる。

【００２４】ビニル系化合物としては、アクリロニトリ
ル、メチルメタアクリレートあるいはエチレン等があげ
られるがこの限りではない。

【００２５】共役ジエンとしては、１，３−ブタジエ
ン、２−メチル−１，３−ブタジエン（イソプレン）、
２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペン
タジエン、１，３−ヘキサジエン等であるが、特に一般
的なものは、１，３−ブタジエン、イソプレン等があげ
られる。

【００２６】ゴム状重合体としては、室温においてゴム
状を呈しておればよく、例えばポリブタジエンゴム、ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブロックスチレン−
ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン系共重
合体ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン−アクリロニト
リル共重合体ゴム等があげられ、これらは１種あるいは
２種以上の組み合わせで用いられる。

【００２７】重合開始剤を用いないで、熱重合で重合を
おこなうこともできる。また、重合開始剤を用いる場合
に、ラジカル重合の場合には、メチルエチルケトンパー
オキサイド、１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）
３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス
（ｔ−へキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−
ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｎ−ブチル
４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、
２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシク
ロへキシル）プロパン、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル
−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキシン−３、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）ト
リアジン、α、α’−ビス（ネオデカノイルパーオキ
シ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，
５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサ
ン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｍ−トルイルパ
ーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス
（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ビス（ｔ−ブチル
パーオキシ）イソフタレート、ビス（ｔ−ブチルパーオ
キシ）ヘキサハイドロテレフタレート、ビス（ｔ−ブチ
ルパーオキシ）トリメチルアジぺート、２，５−ジメチ
ルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、１，
６−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボニロキシ）ヘキ
サン、ジエチレングリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオ
キシカーボネート）、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ
−ブチルパーオキシカルボニルベンゾフェノン等があげ
られるがこの限りではない。リビングアニオン重合の場
合にはノルマルブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウ
ム、オリゴスチルリチウム、オリゴブタジエニルリチウ
ム、１，３−ビス（１−リシオ−１、３−ジメチルペン
チル）ベンゼン、トリブチル錫リチウム、Ｎ−リチウム
ジへキシルアミド等があげられるがこの限りではない。
配位重合の場合には、いわゆる不均一系Ｚｉｅｇｌａｒ
−Ｎａｔｔａ触媒、可溶性Ｚｉｅｇｌａｒ−Ｎａｔｔａ
触媒、メチルアルミノキサンや硼素化合物等で活性化さ
れた遷移金属化合物触媒（いわゆるメタロセン触媒やハ
ーフメタロセン触媒、ＣＧＣＴ触媒等）があげられるが
この限りではない。

【００２８】これらの本発明の適用できる代表的なポリ
マー溶液の例としては、下記をあげることができる。た
とえば、有機溶剤としてシクロヘキサン、芳香族ビニル
炭化水素としてスチレンモノマー、共役ジエンとしてブ
タジエン、及び重合開始剤としてノルマルブチルリチウ
ムを使用してリビングアニオン重合によりＳＢＳ（スチ
レン−ブタジエンブロック共重合体）を主成分としたポ
リマー溶液があげられる。

【００２９】または、ゴム状重合体としてポリブタジエ
ンの存在下又は非存在下で、モノマーとしてスチレン、
溶剤としてエチルベンゼン、重合開始剤としてベンゾイ
ルパーオキサイドを用いて、塊状重合を行うと、ＨＩＰ
Ｓ（耐衝撃性ポリスチレン）を主成分としたポリマー溶
液が得られる。例えば約７重量部のポリブタジエンを約
７５重量部のスチレンモノマーと約２５重量部のエチル
ベンゼン溶剤に溶解し、重合開始剤としてベンゾイルパ
ーオキサイドを０．０１重量部添加した後、塊状重合を
行うと、ＨＩＰＳを主成分としたポリマー溶液が得られ
る。

【００３０】あるいは、モノマーとしてスチレンを用
い、溶剤の存在下又は非存在下で、熱重合又は重合開始
剤による塊状重合を行うと、ポリスチレンを主成分とし
たポリマー溶液が得られる。ゴム状重合体としてポリブ
タジエンの存在下で、モノマーとしてスチレンを用い、
溶剤の存在下又は非存在下で、熱重合又は重合開始剤に
よる塊状重合を行うと、ＨＩＰＳを主成分としたポリマ
ー溶液が得られる。例えば約７重量部のポリブタジエン
を約７５重量部のスチレンモノマーと約２５重量部のエ
チルベンゼン溶剤に溶解し、重合開始剤としてベンゾイ
ルパーオキサイドを０．０１重量部添加した後、温度７
０〜１８０℃の範囲で塊状重合を行うとＨＩＰＳを主成
分としたポリマー溶液が得られる。

【００３１】または、モノマーとしてスチレンとアクリ
ロニトリル、溶剤としてエチルベンゼンを用い、熱重合
を行うことでＡＳ（アクリロニトリル−スチレン共重合
体）を主成分としたポリマー溶液が得られる。例えば、
モノマーとして約６０重量部のスチレンと約２０重量部
のアクリロニトリル、及び溶剤として約２０重量部のエ
チルベンゼンをバッチ式重合缶に仕込み、熱重合を行う
ことでアクリロニトリル−スチレン共重合体を主成分と
したポリマー溶液が得られる。

【００３２】本発明は、上記で述べたポリマー溶液にの
み限定されるものでななく、溶剤、未反応モノマー及び
／又は副生成物の揮発成分を含有するポリマー溶液であ
れば適用されるものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明のポリマー溶液のフラッシ
ュ濃縮方法を説明する。ただし、本発明は下記の装置及
びフラッシュ濃縮方法に限定されるものではない。ま
ず、本発明の装置について、図１をもって説明する。

【００３４】（１）フラッシュドラムの形状 フラッシュドラム１は、一般にはフラッシュタンクとも
呼ばれるものであり、フラッシュドラム１の上部は円筒
形で、下部はコーン型であることが好ましい。ポリマー
溶液をフラッシュドラム内に導入するフィードノズル３
の先端は、配管内における溶剤の沸騰を防止するのに十
分な圧力を保つため、圧力損失を持たせる必要があり、
細孔状の構造を有していなければならないが、孔の数及
び形状は問わない。なお、フィードノズルの代わりに任
意の差圧を制御できる自動制御弁を用いてもよい。ま
た、フラッシュドラム１は、蒸発した溶剤を排気するラ
イン４を有していなければならない。排気ライン４は少
なくとも１本以上なくてはならず、２本以上が望まし
い。更に、排気ライン４へのポリマー飛沫同伴を防ぐた
めに、ポリマー溶液導入部の周囲に邪魔板（スカート）
１６を取り付けた方が好ましい。邪魔板の取り付け位置
は、図１のようにフラッシュドラム１の天井部に密接
し、円筒形のものが良い。邪魔板１６の水平断面により
形成される内部面積はフラッシュドラム１の円筒部の水
平断面により形成される内部面積の５〜６０％の範囲が
好ましく、１０〜５０％が更に好ましく、１５〜４０％
が最も好ましい。５％より小さいと邪魔板１６の内側に
フラッシュしたポリマー溶液の付着が激しく、８０％を
越えると飛沫同伴を防止させる効果が小さい。邪魔板１
６の長さは、フラッシュドラム１の円筒部の長さの１０
〜１００％が好ましく、２０〜９０％が更に好ましく、
３０〜８０％最も好ましい。１０％より小さいと飛沫同
伴を減少させる効果が小さく、１００％を越えるとギア
ポンプ１４の不具合により一時的にポリマー排出を止め
た場合に、フラッシュドラム１の内部に滞留したポリマ
ー溶液の液面が接触しやすいことになり、飛沫同伴防止
効果も増大しない。更に、下部には滞留したポリマーを
抜き出す装置が設置されていなければならず、一般的に
はギアポンプ１４を採用するが、この限りではない。ま
た、ポリマー溶液は、フラッシュドラム１に導入される
前に、フラッシュドラム１内でフラッシュするに十分な
熱量を与える必要があり、十分な温度に加熱される。そ
の加熱方法は、熱交換器２を通して加熱する方法が一般
的である。

【００３５】（２）ジャケット形状 ジャケット８、１１は、フラッシュドラム１壁面を加
熱、保温あるいは冷却する為に設けられ、気相部のジャ
ケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液
温度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフ
ラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持するよ
うに制御するものであり、少なくとも二つ以上、上下に
わかれて設置することが好ましい。一方は、滞留ポリマ
ー溶液１０に接する壁面の温度を制御することができ、
もう一方はポリマー溶液が滞留しておらず、気相部に接
している壁面の温度を制御することができる構造をとっ
ている。ジャケットの数は、上下二つでも効果は得られ
るが、それ以上設置してもよい。なお、フラッシュドラ
ム内部には濃縮されたポリマー溶液が少量滞留するが、
液相部の界面は液相部のジャケット上端より低いところ
にあるのが望ましい。液相部界面が液相部のジャケット
上端より低いところにある場合には気相部の一部は滞留
ポリマー溶液温度より低いジャケットが存在することに
なるが、実質的に気相部のジャケット温度が滞留ポリマ
ー溶液温度より高ければ問題ない。

【００３６】（３）ジャケット温度制御 上部ジャケット８、すなわち気相部にふれる壁面の表面
温度は、ポリマー溶液中の溶剤の沸点より高くなるよう
にジャケットの温度を設定する。好ましくは、フラッシ
ュ後の滞留ポリマー溶液温度より、１０℃以上高い温度
に制御する。下部ジャケット１１、すなわち滞留ポリマ
ー溶液１０にふれる壁面の表面温度は、滞留ポリマー溶
液温度よりも低く、好ましくは５℃以上低くなるよう
に、ジャケット温度を制御する。なお、ジャケットの温
度制御に使用する熱媒もしくは冷媒は、ホットオイル、
スチーム、加熱水、水、エアー、チラー水等があげられ
る。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明は以下の実施例によってなんら制限
を受けるものではない。

【００３８】実施例１ （１）本実験は、図１に示す装置を用いておこなった。
ノルマルブチルリチウムを触媒とし、シクロヘキサンを
溶媒としてリビングアニオン重合を行って得られたスチ
レン−ブタジエンのブロック共重合体３０重量％溶液
を、添加触媒の１０倍のモル数にあたる水を添加して活
性末端を失活させた後、炭酸ガスを吸収させて触媒残渣
の中和を行い、更に安定剤を添加し初期処理を施した。
この溶液を熱交換器２に通すことにより、温度７０℃か
ら１８０℃まで加熱し、配管内を１．０ＭＰａに保ちな
がら連続的に０．１ＭＰａに保たれた５００Ｌのフラッ
シュドラム１に２００Ｌ／ｈｒで導入した。 （２）フラッシュドラム１は、排気ライン４が設けられ
その先には真空ポンプが設置されており、内圧０．１Ｍ
Ｐａに保たれている。ジャケットは気相部とポリマー溶
液が滞留する液相部の各々に接触する壁面の温度を制御
できるように８，１１の様に二つ設置されている。上部
ジャケット８（熱媒出口６と熱媒入口７を備えている）
は温度１１５℃、下部ジャケット１１（熱媒出口１２と
熱媒入口１３を備えている）は温度８０℃にホットオイ
ル温度を制御し、フラッシュドラム１の下部におよそ５
０Ｌポリマー溶液を滞留させ、滞留ポリマー溶液１０の
量が一定に保たれるようにギアポンプ１４で抜き出し
た。 （３）フラッシュしたポリマー溶液をサンプルの抜き出
し口１５から抜き出しポリマー濃度を測定したところ、
５８重量％であった。滞留しているポリマー溶液１０の
温度は、温度９０℃であった。なお、温度は液相部温度
測定用温度計９で測定した。 （４）フラッシュドラム１の内部状況をのぞき窓５から
目視にて観察したところ、気相部槽壁での蒸発溶剤の凝
縮、還流は見られず、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は観
察されなかった。ギアポンプ１４による抜き出しも安定
して行うことができた。

【００３９】実施例２ 上部ジャケット８のホットオイル温度を９５℃とした以
外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラッシュ
後のポリマー濃度は５８重量％、滞留ポリマー溶液１０
の温度は９０℃であった。フラッシュドラム１の内部を
のぞき窓５より目視で観察したところ、滞留ポリマー溶
液１０の沸騰は起こっていなかった。気相部に接してい
る壁面で溶剤の凝縮、還流がほとんど認められず、抜き
出しギアポンプ１４による抜き出しにも影響することな
く安定して行うことができた。

【００４０】実施例３ （１）スチレンモノマー９０重量部とエチルベンゼン１
０重量部及び１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）
３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを０．０１重量
部を混合した混合液を原料とし、内部の液温が各々１３
０℃、１５０℃となるよう制御した直列に接続した完全
混合槽２基に７２ｋｇ／ｈｒの割合で連続的に供給し、
スチレンの連続溶液重合を行った。完全混合槽群の出口
でのポリマー濃度は７０重量％であった。 （２）この重合液を実施例１の構成であるフラッシュ濃
縮装置に連続的に供給した。この供給ポリマー溶液を熱
交換器２で温度２２０℃まで加熱し、配管内を５ＭＰａ
に保ちながら連続的に内部圧が６７ＫＰａに保たれ、上
部ジャケットのホットオイル温度は２００℃、下部ジャ
ケットのホットオイル温度は１７０℃に制御したフラッ
シュドラム１へ供給した。フラッシュ後のポリマー溶液
はフラッシュドラム１へ約５０Ｌ滞留させギヤポンプ１
４で連続的に抜き出し、二軸脱揮押出機へ供給しペレッ
トを得た。 （３）フラッシュしたポリマー溶液１０を抜き出し口１
５からサンプリングしてポリマー濃度を測定したところ
９１重量％であった。滞留しているポリマー溶液１０の
温度は１８１℃であった。 （４）フラッシュドラム１の内部のぞき窓５から目視に
て観察したところ、気相部壁での蒸発モノマー及び溶剤
の凝縮、還流は見られず、滞留ポリマー溶液１０の沸騰
は観察されなかった。ギアポンプ１４による抜き出しも
安定して行うことができた。

【００４１】比較例１ 上部ジャケット８のホットオイル温度を８５℃とした以
外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラッシュ
後のポリマー濃度は５５重量％、滞留ポリマー溶液１０
の温度は８９℃であった。フラッシュドラム１の内部を
のぞき窓５より目視で観察したところ、滞留ポリマー溶
液１０の沸騰は起こっていなかったが、気相部に接して
いる壁面で溶剤の凝縮、還流がおこっていることが確認
された。同時に抜き出しポンプの吐出圧が乱れ、ギアポ
ンプ１４による抜き出しが安定しなくなり、以降のプロ
セスの運転状態が不安定になった。

【００４２】比較例２ 下部ジャケット１１のホットオイル温度を、１００℃と
した以外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラ
ッシュ後のポリマー濃度は５９重量％、滞留ポリマー溶
液１０の温度は９６℃であった。フラッシュドラム１の
内部をのぞき窓５より目視にて観察したところ、気相部
に接する壁面で溶剤の凝縮は起こらなかったものの、滞
留ポリマー溶液１０の沸騰が起こっていた。同時にギア
ポンプ１４による抜き出し不良が発生した。

【００４３】比較例３ 上部ジャケット８のホットオイル温度を１７０℃とした
以外は実施例３と同じ条件で実験を行った。フラッシュ
後のポリマー濃度は８９重量％、滞留ポリマー溶液１０
の温度は１７８℃であった。フラッシュドラム１の内部
をのぞき窓５より目視にて観察したところ、滞留ポリマ
ー溶液１０の沸騰は起こっていなかったが、気相部に接
している壁面で溶剤の凝縮、還流がおこっていることが
確認された。同時に抜き出しポンプの吐出圧が乱れ、ギ
アポンプ１４による抜き出しが安定しなくなり、以降の
プロセスの運転状態が不安定になった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の方法を採用することにより、ポ
リマー溶液からフラッシュ濃縮するにあたり、従来抱え
ているフラッシュドラムの運転の問題点を克服し、簡便
にフラッシュドラム内部のポリマー溶液濃度を均一に保
ち、連続的に安定運転を可能にすることができ、ポリマ
ー溶液から揮発成分を効率的に濃縮できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた濃縮装置の概略図

【符号の説明】

１．フラッシュドラム ２．熱交換器 ３．フィードノズル ４．排気ライン ５．のぞき窓 ６．上部ジャケット熱媒出口 ７．上部ジャケット熱媒入口 ８．上部ジャケット ９．液相部温度測定用温度計 １０．滞留ポリマー溶液 １１．下部ジャケット １２．下部ジャケット熱媒出口 １３．下部ジャケット熱媒入口 １４．抜き出しギアポンプ １５．サンプリング口 １６．邪魔板（スカート）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J100 AA02P AA03Q AB00Q AB02Q AB03Q AB04Q AL03P AM02Q AS01P AS02P AS03P AS04P CA01 CA04 CA31 FA19 GB02 GB18 GC13 GC25 GC37 HA04 HG03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成
   物からなる揮発成分を含有するポリマー溶液から揮発成
   分をフラッシュ濃縮するにあたり、該ポリマー溶液に揮
   発成分の揮発に必要な熱量を与えた後、気相部のジャケ
   ット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温
   度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラ
   ッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラ
   ッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を
   除去することを特徴とするポリマー溶液の濃縮方法。
2. 【請求項２】 溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成
   物からなる揮発成分を含有するポリマー溶液から揮発成
   分をフラッシュ濃縮するにあたり、該ポリマー溶液に揮
   発成分の揮発に必要な熱量を与えた後、各々独立に温度
   制御が可能な少なくとも二つ以上のジャケットを有し、
   かつ該ジャケットで気相部のジャケット温度をフラッシ
   ュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、
   液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー
   溶液温度より低く保持したフラッシュドラムに導入しフ
   ラッシュ濃縮して該揮発成分を除去することを特徴とす
   るポリマー溶液の濃縮方法。
3. 【請求項３】 フラッシュドラムの気相部のジャケット
   温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度よ
   り１０℃以上高く保持し、液相部のジャケット温度をフ
   ラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃以上低く保
   持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該
   揮発成分を除去することを特徴とする請求項１又は２記
   載のポリマー溶液の濃縮方法。
4. 【請求項４】 ポリマー濃度が２０〜４０重量％のポリ
   マー溶液を５０〜９０重量％まで濃縮することを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれか１項記載のポリマー溶液
   の濃縮方法。
5. 【請求項５】 溶剤として炭化水素を用いた芳香族ビニ
   ル−共役ジエン系共重合体又はその水添物であるポリマ
   ー溶液から該揮発成分を除去することを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれか１項記載のポリマー溶液の濃縮方
   法。
6. 【請求項６】 芳香族ビニル−共役ジエン系共重合体が
   スチレン−ブタジエンブロック共重合体であることを特
   徴とする請求項５記載のポリマー溶液の濃縮方法。
7. 【請求項７】 フラッシュドラムの気相部のジャケット
   温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度よ
   り高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシ
   ュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持するよう制御
   するために、フラッシュドラムに、ジャッケトを少なく
   とも二つ以上設置することを特徴とするポリマー溶液の
   濃縮装置。
8. 【請求項８】 フラッシュドラムが上部は円筒形であ
   り、下部はコーン型であることを特徴とする請求項７記
   載のポリマー溶液の濃縮装置。
9. 【請求項９】 フラッシュドラムのポリマー溶液導入部
   の周囲に邪魔板を取り付けたことを特徴とする請求項７
   記載のポリマー溶液の濃縮装置。