JP2012007115A - Reactor and polymer synthesis equipment in which the reactor is used - Google Patents

Reactor and polymer synthesis equipment in which the reactor is used Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor in which the heat transfer efficiency from a treatment tank to a liquid raw material or the like is improved without causing an increase in equipment cost or occupying space, and to provide polymer synthesis equipment.SOLUTION: The reactor includes: a supply treatment tank 31 of a liquid raw material in a molten state or the like; and a stirring mechanism 40 which has stirring blades 45 disposed in the treatment tank 31 and a rotation driving part 42 for the stirring blades 45. A raw material supply port 35 is provided at an upper part of the treatment tank 31, a discharge port 36 is provided at the bottom part of the tank 31. The rotation shaft line of the stirring mechanism 40 is vertically arranged, and flowing-down barrier plates 46 are each disposed immediately above and/or immediately below each stirring blade 45. Further, weirs 38 are provided, in accordance with the flowing-down barrier plates 46 in the inner peripheral wall 32i of the treatment tank 31, to protrude inward in the horizontal direction so that the flow of the raw material may be inhibited. The weirs 38 are each provided substantially in the same plane as that of each flowing-down barrier plate 46, and a flowing-down gap α having a width of ≤10% of the outer diameter of the flowing-down barrier plate 46 is formed between the inner peripheral end face of each weir 38 and the outer circumferential end face of each flowing-down barrier plate 46.

Description

本発明は、溶融状態を含む液状の原料が供給される処理槽及びこの処理槽内に回転可能に配在された撹拌翼を具備する反応器に係り、特に、溶融状態のポリマー原料からポリマーを合成するポリマー合成設備で用いるのに好適な反応器に関する。   The present invention relates to a processing tank to which a liquid raw material including a molten state is supplied and a reactor including a stirring blade rotatably disposed in the processing tank, and in particular, a polymer is obtained from a molten polymer raw material. The present invention relates to a reactor suitable for use in a polymer synthesis facility for synthesis.

開環重合反応によりポリマーを合成した場合、温度履歴の長時間化や重合に伴う反応熱の蓄積により、ポリマーが一部熱分解して着色するなどの品質の劣化が問題となることがある。   When a polymer is synthesized by a ring-opening polymerization reaction, quality degradation such as partial thermal decomposition and coloration of the polymer may be a problem due to a prolonged temperature history or accumulation of reaction heat accompanying polymerization.

開環重合反応により合成されるポリマーの1つであるポリ乳酸はバイオマスである乳酸を原料として作られる無色透明なポリエステルである。乳酸からポリ乳酸を合成する方法の一つに、乳酸を縮合してオリゴマーを生成させ、これに酸化アンチモン等の触媒を添加して解重合することによりラクチドを生成させ、ラクチドにオクチル酸スズ等の触媒を添加して開環重合する方法がある。   Polylactic acid, which is one of the polymers synthesized by ring-opening polymerization reaction, is a colorless and transparent polyester made from lactic acid as a raw material. One of the methods for synthesizing polylactic acid from lactic acid is to condense lactic acid to produce oligomers, and then add a catalyst such as antimony oxide to depolymerize to produce lactide, and then lactate to tin octylate, etc. There is a method of ring-opening polymerization by adding the above catalyst.

この場合においても、開環重合の際、反応熱に伴う温度上昇により、ポリ乳酸が一部熱分解して着色することがある。この着色はポリ乳酸の特徴の一つである無色透明性を損なうため、抑制することが望まれる。   Even in this case, during the ring-opening polymerization, the polylactic acid may be partly thermally decomposed and colored due to the temperature rise accompanying the heat of reaction. Since this coloration impairs the colorless transparency which is one of the characteristics of polylactic acid, it is desired to suppress it.

そこで、本発明の出願人は、先に、特許文献1に見られるように、ラクチドの開環重合を行う反応器を複数台用意し、反応初期段階において、横型反応器(上記文献1の図4の符号5)で開環重合反応を行うことによって重合度及び粘度の異なる重合物の混合を抑制し、滞留時間のばらつきに由来する温度履歴の長時間化を抑制する方式を提案している。   Therefore, the applicant of the present invention previously prepared a plurality of reactors for ring-opening polymerization of lactide, as seen in Patent Document 1, and in the initial stage of the reaction, a horizontal reactor (see FIG. 4), a ring-opening polymerization reaction is performed to suppress the mixing of polymers having different degrees of polymerization and viscosities, and a method of suppressing the lengthening of the temperature history due to variation in residence time is proposed. .

特許04177769(特開2005−220203)号公報Patent 04177769 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-220203)

しかしながら、上記特許文献1に所載の方式では、(1)反応器(の処理槽及び撹拌機構)が水平に設置されているため、その構成上、溶融原料を処理槽の下半分にだけ入れて運転する必要があり、上半分はデッドスペースとなるので、要求される処理量の約2倍の容積の反応器(処理槽)が必要となり、装置コストが高くなる、処理量の割りに占有スペースが大きくなる等の問題があり、さらに、(2)処理槽の下半分にしか溶融原料が入っていない状態で運転されるため、加冷熱用ジャケットとして機能する処理槽から溶融原料への伝熱効率が悪い等の課題も残されている。   However, in the method described in Patent Document 1, (1) the reactor (the treatment tank and the stirring mechanism) is installed horizontally, so that the molten raw material is placed only in the lower half of the treatment tank. Since the upper half is a dead space, a reactor (processing tank) with a volume approximately twice the required processing amount is required, which increases the equipment cost and occupies the processing amount. In addition, there is a problem such as a large space, and (2) since the molten raw material is operated only in the lower half of the treatment tank, the transfer from the treatment tank functioning as a cooling heat jacket to the molten raw material is performed. Issues such as poor thermal efficiency remain.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、装置コストや占有スペースの増大を招くことなく、液状原料への伝熱効率等を向上させ得る反応器、及び該反応器を用いて溶融状態の原料から高品質のポリマーを効率良く合成することのできるポリマー合成設備を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a reactor capable of improving heat transfer efficiency to a liquid raw material without causing an increase in apparatus cost and occupied space, and the reaction. Another object of the present invention is to provide a polymer synthesis facility that can efficiently synthesize a high-quality polymer from a raw material in a molten state using a vessel.

上記目的を達成すべく、本発明に係る反応器は、基本的には、溶融状態を含む液状の原料が供給される処理槽と、該処理槽内に回転可能に配在された撹拌翼及び該撹拌翼を回転駆動するための駆動部を有する撹拌機構と、を具備し、前記処理槽は、その上部に原料供給口が設けられるとともに、その底部に排出口が設けられ、前記撹拌機構の回転軸線が実質的に鉛直に配在されるとともに、前記撹拌翼の直上及び/又は直下に流下障壁板が配在されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a reactor according to the present invention basically includes a treatment tank to which a liquid raw material including a molten state is supplied, a stirring blade rotatably disposed in the treatment tank, and A stirring mechanism having a drive unit for rotationally driving the stirring blade, and the treatment tank is provided with a raw material supply port at the top and a discharge port at the bottom of the processing tank. The rotation axis is arranged substantially vertically, and the falling barrier plate is arranged directly above and / or directly below the stirring blade.

好ましい態様では、前記処理槽の内周壁に、前記流下障壁板に対応して、前記原料の流れを阻害するように、水平方向内向きに堰が突設され、この堰と前記流下障壁板との間に、所定の幅を持つ流下用間隙が形成される。   In a preferred embodiment, a weir is projected inward in the horizontal direction so as to inhibit the flow of the raw material on the inner peripheral wall of the treatment tank, corresponding to the flow-down barrier plate, and the weir and the flow-down barrier plate are In between, a flow-down gap having a predetermined width is formed.

また、本発明に係るポリマー合成設備は、溶融原料及び触媒を含む反応液を加熱して重合反応を行う1台乃至複数台の反応器で構成される反応装置を備え、この反応装置を構成する少なくとも1台の反応器として、上記構成の反応器が用いられていることを特徴としている。   Moreover, the polymer synthesis equipment according to the present invention comprises a reaction device composed of one or more reactors that perform a polymerization reaction by heating a reaction solution containing a molten raw material and a catalyst, and constitute this reaction device. The reactor having the above-described configuration is used as at least one reactor.

本発明に係る反応器は、従来の横型反応器に対して縦型の構成をとるので、装置コストや占有スペースの増大を招くことなく、液状原料(反応液)への伝熱効率等を向上させ得る。また、好ましい態様では、流下障壁板と堰とからなる、所定幅の流下用間隙を有する一種の堰き止め板が設けられるので、粘度が低い溶融原料並びに重合度・粘度の低い重合物が、ある程度重合反応が進んだ重合物と混合することが効果的に抑制されるとともに、処理槽内でのピストンフロー性を確保することができる。   Since the reactor according to the present invention has a vertical configuration with respect to the conventional horizontal reactor, the heat transfer efficiency to the liquid raw material (reaction liquid) can be improved without causing an increase in apparatus cost and occupied space. obtain. Further, in a preferred embodiment, since a kind of damming plate having a flow-down gap having a predetermined width is provided, which includes a flow-down barrier plate and a dam, a molten raw material having a low viscosity and a polymer having a low degree of polymerization / viscosity are used to some extent. Mixing with a polymer having undergone a polymerization reaction is effectively suppressed, and piston flowability in the treatment tank can be ensured.

また、本発明に係る反応器が用いられたポリマー合成設備によれば、滞留時間のばらつきに由来する温度履歴の長時間化が防止されるため、熱分解による重合物の劣化が抑制され、高品質のポリマーを得ることができる。   In addition, according to the polymer synthesis equipment using the reactor according to the present invention, the temperature history derived from the dispersion of the residence time is prevented from being prolonged, so that deterioration of the polymer due to thermal decomposition is suppressed, and high A quality polymer can be obtained.

本発明に係る反応器の一実施形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows one Embodiment of the reactor which concerns on this invention. 図1に示される反応器の一部を示し、(a)は部分拡大斜視図、(b)は部分拡大断面図。A part of reactor shown by Drawing 1 is shown, (a) is a partial expansion perspective view, and (b) is a partial expansion sectional view. 図1に示される反応器の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the reactor shown by FIG. 本発明に係る反応器の他の実施形態(2軸の縦型反応器)の一部を示す図。The figure which shows a part of other embodiment (biaxial vertical reactor) of the reactor which concerns on this invention. 本発明に係る縦型反応器と従来の横型反応器との比較説明に供される図。The figure which is provided for the comparison description of the vertical reactor which concerns on this invention, and the conventional horizontal reactor. 本発明に係る縦型反応器が用いられたポリマー合成設備の一例を示す図。The figure which shows an example of the polymer synthesis equipment where the vertical reactor which concerns on this invention was used.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る反応器の一実施形態を示す概略構成図、図2は、図1に示される反応器の一部を示し、(A)は部分拡大斜視図、(B)は部分拡大断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a reactor according to the present invention, FIG. 2 shows a part of the reactor shown in FIG. 1, (A) is a partially enlarged perspective view, and (B) is It is a partial expanded sectional view.

図示例の反応器30は、図6に示される如くの、ラクチドを供給するラクチド供給装置1と、ラクチド供給装置1から供給されるラクチドを加熱溶融するラクチド溶融装置2と、該ラクチド溶融装置2で溶融されたラクチドに触媒を添加する触媒供給装置3と、該触媒供給装置3から供給される溶融状態にあるラクチド及び触媒を含む反応液(単に溶融原料と称することがある)を加熱して重合反応を行うための、直列的に接続された2台の反応器5’、6で構成される反応装置60と、該反応装置60から得られる重合反応が進行した反応液が輸送される残存ラクチド除去装置7と、を備えたポリマー合成設備において、前記反応装置60における第1段目の反応器5’として(特許文献1の図4における横型反応器5に代えて)用いられるものである。   The reactor 30 in the illustrated example includes a lactide supply device 1 for supplying lactide, a lactide melting device 2 for heating and melting the lactide supplied from the lactide supply device 1, and the lactide melting device 2 as shown in FIG. A catalyst supply device 3 for adding a catalyst to the lactide melted in step 1 and a reaction solution (sometimes referred to simply as a molten raw material) containing the lactide and the catalyst in a molten state supplied from the catalyst supply device 3 Reactor 60 composed of two reactors 5 'and 6 connected in series for carrying out the polymerization reaction, and the remaining transported reaction liquid obtained from the reaction apparatus 60 is transported In the polymer synthesis facility provided with the lactide removal device 7, it is used as the first-stage reactor 5 ′ in the reaction device 60 (in place of the horizontal reactor 5 in FIG. 4 of Patent Document 1). It is intended.

このポリマー合成設備100は、反応装置60における第1段目の反応器5’として本実施形態の反応器30が用いられていること以外は、特許文献1に所載のものと基本的には同じである(ポリマー合成設備100については後で詳述する)。   This polymer synthesis equipment 100 is basically the same as that described in Patent Document 1 except that the reactor 30 of the present embodiment is used as the first-stage reactor 5 ′ in the reactor 60. The same (the polymer synthesis facility 100 will be described in detail later).

本実施形態の反応器30(5’)は、縦置きに設置された円筒状の処理槽31と、回転軸線Oが実質的に鉛直(水平面に対して垂直)に配在された撹拌機構40とを有する。   The reactor 30 (5 ′) of the present embodiment includes a cylindrical treatment tank 31 installed in a vertical position, and a stirring mechanism 40 in which a rotation axis O is disposed substantially vertically (perpendicular to a horizontal plane). And have.

前記処理槽31は、その中心線Cが実質的に鉛直に配在された有底円筒状の容器部32とこれに気密的に封着された脱着可能な上蓋部33とを有し、その上端部付近に溶融原料の供給口35が設けられるとともに、その底部34に排出口36が設けられている。また、処理槽31の壁内空所32aには、熱媒が循環流通せしめられるようになっていて、処理槽31は、前記供給口35からその中に供給された溶融原料を加熱及び冷却する加冷熱用ジャケットとなっている。   The treatment tank 31 has a bottomed cylindrical container part 32 whose center line C is arranged substantially vertically, and a detachable upper lid part 33 hermetically sealed thereto, A molten material supply port 35 is provided in the vicinity of the upper end portion, and a discharge port 36 is provided in the bottom portion 34 thereof. A heat medium is circulated and circulated in the inner space 32a of the processing tank 31, and the processing tank 31 heats and cools the molten raw material supplied from the supply port 35 therein. It is a jacket for cooling heat.

撹拌機構40は、処理槽31上に配置された減速機付きモータ等からなる駆動部42と、処理槽31の中心線C上に軸支されて駆動部42により回転駆動される軸部44と、この軸部44に固定された撹拌翼45とを有しており、当該撹拌機構40の回転軸線Oと処理槽31の中心線Cとは略完全に重なり合っている。   The stirring mechanism 40 includes a drive unit 42 including a motor with a speed reducer disposed on the processing tank 31, and a shaft unit 44 that is pivotally supported on the center line C of the processing tank 31 and is rotationally driven by the drive unit 42. The rotating shaft 45 of the stirring mechanism 40 and the center line C of the treatment tank 31 are almost completely overlapped with each other.

撹拌翼45は、軸部44に等角度間隔(例えば90度間隔)で平面視放射状に固定された複数枚(例えば4枚)の矩形板(矩形羽根)からなっており、この撹拌翼45が軸部44に上下方向に所定の間隔をあけて複数段(例えば4段)設けられている。   The stirring blade 45 is composed of a plurality of (for example, four) rectangular plates (rectangular blades) fixed radially to the shaft portion 44 at equiangular intervals (for example, 90 ° intervals). A plurality of stages (for example, four stages) are provided on the shaft portion 44 at predetermined intervals in the vertical direction.

また、軸部44には、円形状の流下障壁板46が各段の撹拌翼45の直上及び直下(最下段を除く)、言い換えれば撹拌翼45と交互に、上下方向に所定の間隔をあけて実質的に水平状態で、その内周部(中心部)が固定されている。したがって、軸部44、撹拌翼45、及び流下障壁板46からなる撹拌具43は、一体に回転するとともに、一体に上下方向等に移動可能である。   In addition, a circular flow-down barrier plate 46 is provided at the shaft portion 44 directly above and immediately below the stirring blades 45 of each stage (excluding the lowermost stage), in other words, alternately with the stirring blades 45 at predetermined intervals in the vertical direction. The inner peripheral part (center part) is fixed in a substantially horizontal state. Therefore, the stirring tool 43 including the shaft portion 44, the stirring blade 45, and the falling barrier plate 46 rotates integrally and can be moved integrally in the vertical direction.

一方、処理槽31における容器部32の内周壁32iには、この内周壁32i付近(処理槽31内の外周部)を流れ落ちる原料の流れを阻害するように、水平方向内向きに板状の堰38が突設されている。この堰38は、平面視円環状で、流下障壁板46と略同じ板厚を持ち、かつ、流下障壁板46と実質的に同一平面上に設けられており、該堰38の内周端面と流下障壁板46の外周端面との間に、流下障壁板46の外径の10%以下の幅を持つ流下用間隙αが形成されている。   On the other hand, on the inner peripheral wall 32i of the container portion 32 in the processing tank 31, a plate-like weir inward in the horizontal direction so as to inhibit the flow of the raw material flowing down the vicinity of the inner peripheral wall 32i (the outer peripheral part in the processing tank 31). 38 protrudes. The weir 38 has an annular shape in plan view, has substantially the same thickness as the falling barrier plate 46, and is provided substantially on the same plane as the falling barrier plate 46. A flow-down gap α having a width of 10% or less of the outer diameter of the flow-down barrier plate 46 is formed between the outer peripheral end surface of the flow-down barrier plate 46.

また、撹拌翼45の外径(回転半径の2倍=回転直径)は、流下障壁板46の外径(回転半径の2倍=回転直径)と同一か、もしくはそれより若干小さく設定されている。これにより、前記軸部44、撹拌翼45及び流下障壁板46からなる撹拌具43を、処理槽31内から上方に抜き出すことが可能となり、メンテナンス上の便宜等を図ることができる。   The outer diameter of the stirring blade 45 (twice the rotation radius = rotation diameter) is set to be the same as or slightly smaller than the outer diameter of the falling barrier plate 46 (twice the rotation radius = rotation diameter). . As a result, the stirring tool 43 including the shaft portion 44, the stirring blade 45, and the falling barrier plate 46 can be extracted upward from the processing tank 31, and maintenance convenience and the like can be achieved.

なお、反応器30を構成する各部材、特に処理槽31とその中に配在された、堰38、軸部44、撹拌翼45、及び流下障壁板46は、その素材として、耐蝕性及び耐熱性に優れたステンレスあるいはチタンが用いられている。   In addition, each member which comprises the reactor 30, especially the process tank 31, and the weir 38, the axial part 44, the stirring blade 45, and the flow-down barrier board 46 distribute | arranged in it, as a raw material, corrosion resistance and heat resistance Stainless steel or titanium excellent in properties is used.

かかる構成の反応器(以下、縦型反応器と称する)30においては、流下障壁板46と堰38とで流下用間隙αを有する一種の堰き止め板49が構成され、処理槽31内に配置された例えば4つの堰き止め板49により、撹拌翼45が配在された例えば4つの撹拌混合セル(室)50が画成される。   In the reactor 30 having such a configuration (hereinafter, referred to as a vertical reactor) 30, a kind of dam plate 49 having a flow-down gap α is formed by the flow-down barrier plate 46 and the dam 38 and is arranged in the treatment tank 31. For example, the four damming plates 49 define, for example, four stirring mixing cells (chambers) 50 in which the stirring blades 45 are arranged.

縦型反応器30における反応条件については、当業者であれば適宜決定することができるが、反応器30内の平均反応温度は、通常140〜180℃、好ましくは160〜170℃、滞留時間は、通常5〜15時間、好ましくは7〜10時間である。縦型反応器30の排出口36から、重量平均分子量が、通常5万〜20万、好ましくは15万〜20万の重合物が得られるように反応条件を設定することが好ましい。   The reaction conditions in the vertical reactor 30 can be appropriately determined by those skilled in the art. The average reaction temperature in the reactor 30 is usually 140 to 180 ° C., preferably 160 to 170 ° C., and the residence time is Usually, 5 to 15 hours, preferably 7 to 10 hours. The reaction conditions are preferably set so that a polymer having a weight average molecular weight of usually 50,000 to 200,000, preferably 150,000 to 200,000 is obtained from the outlet 36 of the vertical reactor 30.

次に、上記構成を有する縦型反応器30の動作、作用、効果、並びに変形例、他の実施形態等を説明する。   Next, operation | movement of the vertical reactor 30 which has the said structure, an effect | action, an effect, a modification, other embodiment, etc. are demonstrated.

上記実施形態の縦型反応器30においては、溶融原料(反応液)の供給量は特に制限されないが、横型反応器5の容量に対し、通常20〜100%、好ましくは60〜100%まで液が張り込まれる量で供給される。従って、反応液が反応器容量の通常半量程度しか導入されない従来の横型反応器と比較して、反応液が処理槽(加冷熱用ジャケット)31の内周壁32iと接する面積が大きく、伝熱面積を広く取ることができる(図5参照)。   In the vertical reactor 30 of the above embodiment, the supply amount of the molten raw material (reaction liquid) is not particularly limited, but is usually 20 to 100%, preferably 60 to 100% with respect to the capacity of the horizontal reactor 5. Is supplied in an amount to be inserted. Therefore, compared with the conventional horizontal reactor in which the reaction solution is introduced only about half of the reactor volume, the area where the reaction solution is in contact with the inner peripheral wall 32i of the treatment tank (cooling heat jacket) 31 is large, and the heat transfer area Can be taken widely (see FIG. 5).

このように、本実施形態の縦型反応器30では、装置コストや占有スペースは従来の横型反応器とさほど変わらないのに、加冷熱用ジャケットとして機能する処理槽31から反応液への伝熱効率をも向上させることができる。その結果、原料の重合に伴う反応熱を伝熱により除去することで反応液の温度上昇を抑えることができ、重合反応の後段において、生成した重合物の熱分解に伴う劣化を効果的に抑制し、着色を防止することができる。特にラクチドの開環重合においては、ポリ乳酸の着色を効果的に防止することができる。なお、前記内周壁32iに凹凸を形成することにより、伝熱面積をさらに増加させることができ、伝熱効率を一層向上させることもできる。   As described above, in the vertical reactor 30 of the present embodiment, the apparatus cost and the occupied space are not so different from those of the conventional horizontal reactor, but the heat transfer efficiency from the treatment tank 31 functioning as a cooling heat jacket to the reaction liquid. Can also be improved. As a result, it is possible to suppress the temperature rise of the reaction liquid by removing the reaction heat accompanying the polymerization of the raw material by heat transfer, and effectively suppress the degradation due to thermal decomposition of the produced polymer at the latter stage of the polymerization reaction. And coloring can be prevented. In particular, in the ring-opening polymerization of lactide, coloring of polylactic acid can be effectively prevented. In addition, by forming unevenness on the inner peripheral wall 32i, the heat transfer area can be further increased, and the heat transfer efficiency can be further improved.

縦型反応器30に供給された溶融原料(溶融ラクチド)は、供給口35と排出口36との間のヘッド差により、最上段の撹拌混合セル50から順次下段のセル50へと、加冷熱用ジャケットとして機能する処理槽31により加熱されながら、かつ、回転駆動される撹拌翼45により撹拌されながら流下してゆく。各セル50内においては、攪拌翼45による撹拌により反応液が均一化される。すなわち、粘度の低い原料溶融物や重合度の低い低粘度の重合物が、重合度の高い高粘度の重合物よりも速く流れて両者が混ざり合う影響を抑制することができる。   The molten raw material (molten lactide) supplied to the vertical reactor 30 is cooled by heat from the uppermost stirring / mixing cell 50 to the lower cell 50 in order due to a head difference between the supply port 35 and the discharge port 36. The liquid flows down while being heated by the treatment tank 31 functioning as a jacket for use and being stirred by the stirring blade 45 that is rotationally driven. In each cell 50, the reaction liquid is made uniform by stirring with the stirring blade 45. That is, the influence of the raw material melt having a low viscosity and the low viscosity polymer having a low degree of polymerization flowing faster than the high viscosity polymer having a high degree of polymerization can be suppressed.

この場合、反応液は、重力により流下障壁板46と堰38との間に形成された流下用間隙αから自由落下し、後段のセル50へ流入する。このとき、間隙αの幅が大き過ぎると、攪拌翼45によって発生する、回転軸線Oに垂直な速度成分に比べて、間隙αからの自由落下の速度が上回るため、撹拌による反応液の均一化を待たずに、反応液が後段のセル50に落下してしまうため、望ましくない。すなわち、間隙αの幅により、後段のセル50への反応液の流下速度、言い換えれば、一つのセル50での滞留時間(撹拌時間)が決定されるため、間隙αの幅は、適切に設定する必要がある。当該縦型反応器30をポリマー合成設備100の反応装置60における第1段目の反応器5’として用いる場合、間隙αの幅は、流下障壁板46の外径に対して通常0.1〜10%、好ましくは1〜5%であることが望ましい。   In this case, the reaction solution freely falls from the flow-through gap α formed between the flow-down barrier plate 46 and the weir 38 by gravity and flows into the cell 50 at the subsequent stage. At this time, if the width of the gap α is too large, the speed of free fall from the gap α exceeds the speed component perpendicular to the rotation axis O generated by the stirring blade 45, so that the reaction liquid is made uniform by stirring. This is not desirable because the reaction solution falls into the subsequent cell 50 without waiting. That is, the flow rate of the reaction liquid to the downstream cell 50, in other words, the residence time (stirring time) in one cell 50 is determined by the width of the gap α, so the width of the gap α is set appropriately. There is a need to. When the vertical reactor 30 is used as the first reactor 5 ′ in the reactor 60 of the polymer synthesis facility 100, the width of the gap α is usually 0.1 to the outer diameter of the falling barrier plate 46. It is desirable to be 10%, preferably 1 to 5%.

このように、本実施形態の縦型反応器30では、流下障壁板46と堰38とからなる、所定幅の流下用間隙αを有する一種の堰き止め板49、49、・・・が設けられるとともに、この堰き止め板49、49、・・・により、幾つかの撹拌混合セル(室)50、50、・・・が画成されるので、粘度が低い溶融原料並びに重合度・粘度の低い重合物が、ある程度重合反応が進んだ重合物と混合することが効果的に抑制されるとともに、処理槽31内でのピストンフロー性を確保することができる。そして、反応液が未反応のまま次の工程に移動することを防止でき、当該縦型反応器30において十分な反応を行うことができる。従って、滞留時間のばらつきに由来する温度履歴の長時間化が防止されるため、熱分解による重合物の劣化が抑制され、高品質のポリマーを得ることができる。   As described above, in the vertical reactor 30 of the present embodiment, there are provided a kind of damming plates 49, 49,... Each having a predetermined width of the flow-down gap α, which includes the flow-down barrier plate 46 and the weir 38. In addition, since some of the stirring and mixing cells (chambers) 50, 50,... Are defined by the damming plates 49, 49,. Mixing of the polymer with a polymer having undergone a polymerization reaction to some extent is effectively suppressed, and the piston flow property in the treatment tank 31 can be ensured. And it can prevent that a reaction liquid moves to the following process with unreacted, and can perform sufficient reaction in the said vertical reactor 30. FIG. Therefore, since the prolonged temperature history resulting from the dispersion | variation in residence time is prevented, deterioration of the polymer by thermal decomposition is suppressed and a high quality polymer can be obtained.

なお、上記実施形態では、回転軸線O上に軸部44が配在されて、撹拌翼45と流下障壁板46とが前記軸部44を介して連結されているが、撹拌翼45の上下に位置する流下障壁板46−46間には必ずしも軸部44は存在しなくてもよく、例えば図3に変形例が示される如くに、撹拌翼45’と流下障壁板46とを、それらの中心部以外の部位でロッド48等で連結するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the shaft portion 44 is disposed on the rotation axis O, and the stirring blade 45 and the falling barrier plate 46 are connected via the shaft portion 44. The shaft portion 44 does not necessarily exist between the falling flow barrier plates 46 to 46. For example, as shown in FIG. 3, the stirring blade 45 ′ and the falling flow barrier plate 46 are arranged at their centers. You may make it connect with the rod 48 grade | etc., In site | parts other than a part.

また、撹拌翼45と流下障壁板46と軸部44とは一体的に連結されて、一体回転するようにされているが、前記流下障壁板46は、必ずしも回転させる必要はなく、処理槽31にステー等で保持固定するようにしてもよい。   Further, the stirring blade 45, the flow-down barrier plate 46, and the shaft portion 44 are integrally connected to rotate integrally. However, the flow-down barrier plate 46 is not necessarily rotated, and the treatment tank 31 is not necessarily rotated. It may be held and fixed by a stay or the like.

処理槽31の形状は、タンク型でも筒型でもよく特に制限されないが、好ましくは円筒状である。   The shape of the treatment tank 31 may be a tank type or a cylindrical shape, and is not particularly limited, but is preferably a cylindrical shape.

撹拌翼45としては、回転軸線Oを中心とした回転により攪拌を行うものであれば特に限定されない。撹拌翼45を構成する羽根の形状は、上記実施形態のような矩形に限られず、例えば、円形、長円形、三角形、台形及び多葉形等でもよく、さらに、船舶用スクリュー等のようにねじれた形状であってもよく、羽根の枚数や取付姿勢等も特に限定されない。   The stirring blade 45 is not particularly limited as long as stirring is performed by rotation about the rotation axis O. The shape of the blades constituting the stirring blade 45 is not limited to the rectangular shape as in the above embodiment, and may be, for example, a circular shape, an oval shape, a triangular shape, a trapezoidal shape, a multi-leaf shape, or the like. The number of blades, the mounting posture, and the like are not particularly limited.

また、上記実施形態では、撹拌翼45、流下障壁板46、及び軸部44からなる撹拌具43が1本のみの1軸縦型反応器30を示したが、前記撹拌具43を複数本並設するようにしてもよい。   In the above embodiment, the single-shaft vertical reactor 30 having only one stirrer 43 including the stirrer blade 45, the falling barrier plate 46, and the shaft portion 44 is shown, but a plurality of the stirrers 43 are arranged in parallel. You may make it install.

図4に、前記撹拌具43を2本(43A、43B)並設した2軸の縦型反応器30’の一例(他の実施形態)の一部を示す。この2軸縦型反応器30’は、撹拌翼45、45が相互に噛み合い、かつ、流下障壁板46、46が上下に微小間隙βをあけて平面視で部分的に重なるように配在されており、撹拌具43Aに対して撹拌具43Bは逆方向に回転せしめられる。   FIG. 4 shows a part of an example (another embodiment) of a biaxial vertical reactor 30 ′ in which two stirring tools 43 (43 </ b> A and 43 </ b> B) are arranged side by side. The biaxial vertical reactor 30 ′ is arranged such that the stirring blades 45 and 45 are meshed with each other, and the falling barrier plates 46 and 46 are partially overlapped in plan view with a minute gap β therebetween. The stirring tool 43B is rotated in the reverse direction with respect to the stirring tool 43A.

かかる2軸の縦型反応器30’では、撹拌翼45、45が相互に噛み合うので、撹拌具43A、43Bへの反応液の付着を防止することができるため、セルフクリーニング作用の観点から好ましい。   In such a biaxial vertical reactor 30 ′, the stirring blades 45, 45 mesh with each other, so that the reaction liquid can be prevented from adhering to the stirring tools 43 </ b> A, 43 </ b> B.

また、流下障壁板46−46間の間隙βを十分に小さくすることで、反応液が急速に流下することを阻害すると同時に、撹拌翼45、45の運動に起因する反応液の上方への逆流を最小限に抑えることができる。   Further, by making the gap β between the falling barrier plates 46-46 sufficiently small, the reaction solution is prevented from flowing down rapidly, and at the same time, the reaction solution flows upward due to the motion of the stirring blades 45, 45. Can be minimized.

これにより、1軸の縦型反応器30と同様に、粘度が低い溶融原料並びに重合度・粘度の低い重合物が、ある程度重合反応が進んだ重合物と混合するのを抑制し、反応器30’内でのピストンフロー性を確保することができる。そして、反応液が未反応のまま次の行程に移動することを防止でき、当該反応器30’において十分な反応を行うことができる。従って、滞留時間のばらつきに由来する温度履歴の長時間化が防止されるため、熱分解による重合物の劣化が抑制され、高品質のポリマーを得ることができる。   As a result, similarly to the uniaxial vertical reactor 30, the melt raw material having a low viscosity and the polymer having a low polymerization degree / viscosity are prevented from being mixed with the polymer having undergone a polymerization reaction to some extent. 'Piston flow can be ensured. And it can prevent that a reaction liquid moves to the following process with unreacted, and sufficient reaction can be performed in the said reactor 30 '. Therefore, since the prolonged temperature history resulting from the dispersion | variation in residence time is prevented, deterioration of the polymer by thermal decomposition is suppressed and a high quality polymer can be obtained.

なお、縦型反応器30における加熱手段としては、当技術分野において通常用いられるものを使用することができ、上記実施形態のように処理槽31を熱媒を流す加冷熱用ジャケットとして用いる方法以外に、例えば、軸部44の内部に熱媒を通して、伝熱により加熱する方法、熱媒に代えて電熱線ヒーターを用いる方法等、様々な方法があり、これらを単独で使用しても組み合わせて使用してもよい。なお、反応器30を加熱する場合は、一定の温度で加熱することが好ましい。   In addition, as a heating means in the vertical reactor 30, those commonly used in the technical field can be used, and a method other than the method of using the treatment tank 31 as a heating / cooling jacket through which a heating medium flows as in the above embodiment. In addition, for example, there are various methods such as a method in which a heat medium is passed through the shaft portion 44 and heated by heat transfer, a method using a heating wire heater instead of the heat medium, and these can be used alone or in combination. May be used. In addition, when heating the reactor 30, it is preferable to heat at fixed temperature.

縦型反応器30内に供給された溶融原料は当初、上記加熱方法より加熱されて重合するが、反応熱に伴う温度上昇により、反応液の温度が熱媒よりも高くなると逆に反応液から熱媒に熱が逃げることになる。すなわち、上記加熱方法は、冷却方法としても作用しうる。そのため重合反応によって反応熱が発生するようなポリマーの場合には、熱を効果的に逃がすことができ、有利である。   The molten raw material supplied into the vertical reactor 30 is initially heated and polymerized by the above heating method. However, when the temperature of the reaction liquid becomes higher than that of the heating medium due to the temperature rise caused by the reaction heat, the molten raw material is reversed from the reaction liquid. Heat escapes to the heat medium. That is, the heating method can also act as a cooling method. Therefore, in the case of a polymer in which reaction heat is generated by the polymerization reaction, heat can be effectively released, which is advantageous.

必要に応じて、反応器内部を複数個の領域に区分けし、区分けした領域ごとに熱媒温度を変えられるような加熱方法を使用してもよい。そのために複数個の加冷熱用ジャケット用を利用することが考えられる。この場合、反応器30内部を、例えば前記実施形態のように、堰き止め板49により区分けすれば、低温の反応液を加熱する領域では熱媒温度を高く設定し、反応熱により反応液温度が高くなり除熱が必要となる領域では逆に熱媒温度を低く設定するといったことが可能となる。熱媒加熱装置で加熱した熱媒を供給口35付近に供給することによって反応器30内部に温度勾配を設定することもできる。熱媒温度が低くなると、一部溶融物が固化して反応器内面に付着する可能性があるが、この場合は、撹拌機構40により付着物を引き剥がすことができる。   If necessary, a heating method may be used in which the inside of the reactor is divided into a plurality of regions, and the temperature of the heating medium can be changed for each of the divided regions. Therefore, it is conceivable to use a plurality of jackets for heating and cooling. In this case, if the inside of the reactor 30 is divided by the blocking plate 49, for example, as in the above embodiment, the heat medium temperature is set high in the region where the low-temperature reaction liquid is heated, and the reaction liquid temperature is set by the reaction heat. On the contrary, in a region where heat removal is necessary and heat removal is required, the temperature of the heat medium can be set low. A temperature gradient can also be set inside the reactor 30 by supplying the heating medium heated by the heating medium heating device to the vicinity of the supply port 35. When the temperature of the heating medium is lowered, there is a possibility that part of the melt is solidified and adheres to the inner surface of the reactor.

なお、本明細書において、「実質的に鉛直に」、「実質的に水平に」等と記述されているのは、完全に厳密な鉛直線あるいは水平線に対して誤差が概ね5度以内である状態をいう。   In this specification, “substantially vertically”, “substantially horizontally” and the like are described as having an error within about 5 degrees with respect to a completely strict vertical line or horizontal line. State.

次に、前記縦型反応器30が用いられたポリマー合成設備100を図6を参照しながら説明する。   Next, the polymer synthesis equipment 100 using the vertical reactor 30 will be described with reference to FIG.

図示例のポリマー合成設備100は、ポリ乳酸合成用で、反応装置60を構成する、直列的に接続された前記実施形態の縦型反応器5’(30)と高粘度用型反応器6とを備えている。反応装置60の前段側には、ラクチド供給装置1、ラクチド溶融装置2、触媒供給装置3、ラクチド供給装置4が配備され、反応装置60の後段側に、残存ラクチド除去装置7が配備され、さらに、各装置間は導管等で接続され、その輸送配管系には、送液ポンプ8〜13やバルブ14〜29等が備えられている。なお、送液ポンプ8〜13は、輸送する液の粘度が低く、重力を利用して送液できる場合等は、一部省略することができる。また、バルブ14〜25についても必要に応じて省略することができる。   The polymer synthesis facility 100 in the illustrated example is for polylactic acid synthesis, and constitutes the reaction apparatus 60. The vertical reactor 5 ′ (30) and the high-viscosity reactor 6 of the above-described embodiment connected in series It has. A lactide supply device 1, a lactide melting device 2, a catalyst supply device 3, and a lactide supply device 4 are disposed on the front side of the reaction device 60, and a residual lactide removal device 7 is disposed on the rear side of the reaction device 60. The devices are connected by a conduit or the like, and the transport piping system is provided with liquid feed pumps 8 to 13, valves 14 to 29, and the like. The liquid feed pumps 8 to 13 may be partially omitted when the liquid to be transported has a low viscosity and can be fed using gravity. Further, the valves 14 to 25 can be omitted as necessary.

ラクチド供給装置1は、粉体状のラクチドをラクチド溶融装置2に供給する。ラクチド供給装置1の輸送方式として、例えばスクリューフィーダーによる輸送、超音波振動による輸送、ガス流による輸送等の方式がある。ラクチド溶融装置2では送られてきたラクチドを加熱して溶融する。その際の温度は、ラクチドの融点以上で、望ましくは熱による劣化が起こらないよう160℃以下の範囲とする。ラクチド溶融装置2で生成した溶融ラクチドは送液ポンプ8により触媒供給装置3に輸送される。触媒供給装置3では溶融ラクチドに触媒が供給される。触媒が添加された溶融ラクチドは送液ポンプ9によりラクチド供給装置4に供給される。ラクチド供給装置4では溶融ラクチドの温度をラクチドの融点以上で、望ましくは160℃以下の範囲に保持する。ラクチド供給装置4は本質的にその後段の反応器5’、6に対するバッファータンクであり、必要なければ省いても構わない。ラクチド供給装置4の溶融ラクチドは送液ポンプ10により縦型反応器5’に供給される。なお、ラクチド供給装置4を省略する場合は送液ポンプ10も不要である。送液ポンプ8〜10の前後の送液配管は、温度低下に伴うラクチドの凝固、閉塞を回避するため、全て、加熱・保温等によりラクチドの融点以上で、望ましくは160℃以下の範囲に保持される。   The lactide supply device 1 supplies powdered lactide to the lactide melting device 2. As a transportation method of the lactide supply apparatus 1, there are methods such as transportation using a screw feeder, transportation using ultrasonic vibration, transportation using a gas flow, and the like. In the lactide melting device 2, the sent lactide is heated and melted. The temperature at that time is not less than the melting point of lactide, and preferably not more than 160 ° C. so as not to cause deterioration due to heat. The molten lactide generated by the lactide melting device 2 is transported to the catalyst supply device 3 by the liquid feed pump 8. In the catalyst supply device 3, the catalyst is supplied to the molten lactide. The molten lactide to which the catalyst has been added is supplied to the lactide supply device 4 by the liquid feed pump 9. In the lactide supply device 4, the temperature of the molten lactide is maintained in the range of the melting point of lactide or higher and desirably 160 ° C. or lower. The lactide supply device 4 is essentially a buffer tank for the subsequent reactors 5 'and 6 and can be omitted if not necessary. The molten lactide in the lactide supply device 4 is supplied to the vertical reactor 5 ′ by the liquid feed pump 10. In addition, when the lactide supply apparatus 4 is abbreviate | omitted, the liquid feeding pump 10 is also unnecessary. The liquid supply pipes before and after the liquid supply pumps 8 to 10 are all kept at a temperature higher than the melting point of lactide, preferably within a range of 160 ° C. or lower by heating and heat retention, etc., in order to avoid lactide coagulation and blockage due to temperature drop. Is done.

縦型反応器5’内では、前述したように、溶融ラクチドが供給口と排出口の間のヘッド差により流れ、重合反応が進行する。縦型反応器5’において反応液は、加冷熱用ジャケットによって加熱される。縦型反応器5’内部の反応液は重力及び送液ポンプ11により高粘度用縦型反応器6に輸送される。送液ポンプ11については、反応液の粘度に応じて抜き出し用のスクリュー、ギアポンプ等を選定できる。また、縦型反応器5から重力で反応液を抜き出すことが可能な場合は送液ポンプ11を省略することができる。送液ポンプ11前後の輸送配管は内部の反応液の凝固に伴う閉塞を回避するため、加熱・保温が必要である。その際の温度としては反応液が熱分解しないよう、200℃以下であることが望ましい。   In the vertical reactor 5 ′, as described above, molten lactide flows due to the head difference between the supply port and the discharge port, and the polymerization reaction proceeds. In the vertical reactor 5 ′, the reaction liquid is heated by a cooling heat jacket. The reaction liquid in the vertical reactor 5 ′ is transported to the high viscosity vertical reactor 6 by gravity and a liquid feed pump 11. As for the liquid feed pump 11, an extraction screw, a gear pump, or the like can be selected according to the viscosity of the reaction liquid. Further, when the reaction liquid can be extracted from the vertical reactor 5 by gravity, the liquid feeding pump 11 can be omitted. The transportation piping before and after the liquid feeding pump 11 needs to be heated and kept warm in order to avoid clogging due to the solidification of the internal reaction liquid. The temperature at that time is preferably 200 ° C. or lower so that the reaction solution does not thermally decompose.

反応液は、高粘度用縦型反応器6の上部に設置された供給口に輸送され、重力により高粘度用縦型反応器6下部の排出口を目指して流れ、重合反応が進行する。これにより、重合度の低い重合物が重合度の高い重合物に混入するのを防止することができる。高粘度用縦型反応器6において反応液は、反応器外周部の熱媒のジャケットによって加熱される。   The reaction solution is transported to a supply port installed at the upper part of the high-viscosity vertical reactor 6, flows toward the discharge port at the lower part of the high-viscosity vertical reactor 6 by gravity, and the polymerization reaction proceeds. Thereby, it can prevent that the polymer with a low polymerization degree mixes in the polymer with a high polymerization degree. In the high-viscosity vertical reactor 6, the reaction liquid is heated by a heat medium jacket on the outer periphery of the reactor.

高粘度用縦型反応器6には当技術分野で通常用いられるものを使用できるが、ここでは、高粘度重合物の攪拌に適している、攪拌翼が設置された回転軸を2本持った攪拌装置(以下、2軸攪拌装置と呼ぶ)を用いる。縦型反応器6内部の反応液は重力及び送液ポンプ12により残存ラクチド除去装置7に輸送される。送液ポンプ12として、送液ポンプ11と同様、反応液の粘度に応じて抜き出し用のスクリュー、ギアポンプ等を選定できる。送液ポンプ12前後の輸送配管は内部の反応液の凝固に伴う閉塞を回避するため、加熱・保温が必要である。その際の温度としては重合物が熱分解しないよう、200℃以下であることが望ましい。   As the high-viscosity vertical reactor 6, one commonly used in this technical field can be used, but here, it has two rotating shafts equipped with stirring blades, which are suitable for stirring a high-viscosity polymer. A stirrer (hereinafter referred to as a biaxial stirrer) is used. The reaction liquid inside the vertical reactor 6 is transported to the residual lactide removing device 7 by gravity and a liquid feed pump 12. As the liquid feed pump 12, similarly to the liquid feed pump 11, an extraction screw, a gear pump, or the like can be selected according to the viscosity of the reaction liquid. The transportation piping before and after the liquid feed pump 12 needs to be heated and kept warm in order to avoid clogging due to the solidification of the internal reaction liquid. The temperature at that time is preferably 200 ° C. or lower so that the polymer is not thermally decomposed.

残存ラクチド除去装置7では溶融状態を維持しつつ負圧環境を作り、未反応のラクチドを除去処理する。処理後の反応液は送液ポンプ13により排出される。送液ポンプ13としては、送液ポンプ11と同様、反応液の粘度に応じて抜き出し用のスクリュー、ギアポンプ等を選定できる。排出された重合物は通常、水冷、チップカッターによるペレット化処理が施される。   The residual lactide removing device 7 creates a negative pressure environment while maintaining a molten state, and removes unreacted lactide. The treated reaction liquid is discharged by the liquid feed pump 13. As the liquid feed pump 13, similarly to the liquid feed pump 11, an extraction screw, a gear pump, or the like can be selected according to the viscosity of the reaction liquid. The discharged polymer is usually subjected to water cooling and pelletizing with a chip cutter.

本実施形態のポリマー合成設備100は、少なくとも第1段目に縦型反応器5’(30)を有するが、第2段目以降の段にさらに縦型反応器を有していてもよい。第1段目以外の反応器の形状等については、特に制限されず、当技術分野で通常用いられるものを使用できる。上記実施形態は、第1段目に縦型反応器を含む反応装置を使用するものであるが、実質的に重合反応が行われていないような槽をそれ以前の段に含む反応装置を使用する場合も、本発明の範囲に包含される。   The polymer synthesis facility 100 of the present embodiment has the vertical reactor 5 '(30) at least in the first stage, but may further have a vertical reactor in the second and subsequent stages. The shape of the reactor other than the first stage is not particularly limited, and those usually used in this technical field can be used. The above embodiment uses a reaction apparatus including a vertical reactor in the first stage, but uses a reaction apparatus including a tank in which the polymerization reaction is not substantially performed in the previous stage. Such cases are also included in the scope of the present invention.

図6に示されるポリマー合成設備100を用いて、下記態様で、ポリ乳酸を合成した。ラクチド溶融装置2の温度を120℃に設定し、縦型反応器5’に、触媒、重合開始剤を分散した溶融ラクチド(分子量144)を120℃で供給した。縦型反応器5’内において、反応液を平均温度170℃、滞留時間10時間に保持した。滞留時間の前半においては、反応器外周部のジャケットからの熱伝導により加熱され、後半においては、重合に伴う反応熱に伴い重合物自身の温度が上昇したが、一部の反応熱は反応器の内壁を介して熱伝導により除去された。縦型反応器5’から排出されたポリ乳酸は、重合反応度(転化率)が55%(重合反応度=1−残存ラクチド濃度/初期ラクチド濃度として算出)、重量平均分子量17万、粘度250Pa・s程度であった。   Using the polymer synthesis facility 100 shown in FIG. 6, polylactic acid was synthesized in the following manner. The temperature of the lactide melting apparatus 2 was set to 120 ° C., and molten lactide (molecular weight 144) in which a catalyst and a polymerization initiator were dispersed was supplied to the vertical reactor 5 ′ at 120 ° C. In the vertical reactor 5 ′, the reaction solution was maintained at an average temperature of 170 ° C. and a residence time of 10 hours. In the first half of the residence time, it is heated by heat conduction from the jacket on the outer periphery of the reactor, and in the second half, the temperature of the polymer itself increases with the reaction heat accompanying the polymerization, but some of the reaction heat is It was removed by heat conduction through the inner wall. The polylactic acid discharged from the vertical reactor 5 ′ has a polymerization reactivity (conversion rate) of 55% (polymerization reactivity = 1−residual lactide concentration / initial lactide concentration), a weight average molecular weight of 170,000, and a viscosity of 250 Pa.・ It was about s.

この重合物を、次に高粘度用縦型反応器6に供給した。縦型反応器6において、重合物は平均温度190℃、滞留時間5時間に保持した。滞留時間の間、重合に伴う反応熱に伴い重合物自身の温度が上昇したが、一部の反応熱は反応器の内壁を通して熱伝導により除去された。なお、重合反応の進展に伴い、単位体積当たりの発熱率は低下するため、発熱率が熱伝導による熱の除去率を上回る間は重合物自身の温度は上昇するが、下回るようになると重合物自身の温度は低下する。縦型反応器6から排出されるポリ乳酸は、重合反応度で90%、重量平均分子量27万、粘度2500Pa・s程度であった。   This polymer was then fed to the high viscosity vertical reactor 6. In the vertical reactor 6, the polymer was maintained at an average temperature of 190 ° C. and a residence time of 5 hours. During the residence time, the temperature of the polymer itself increased with the heat of reaction accompanying the polymerization, but a part of the heat of reaction was removed by heat conduction through the inner wall of the reactor. As the polymerization reaction progresses, the heat generation rate per unit volume decreases, so while the heat generation rate exceeds the heat removal rate by heat conduction, the temperature of the polymer itself rises, but when it becomes lower, the polymer product Its temperature drops. The polylactic acid discharged from the vertical reactor 6 had a polymerization reactivity of 90%, a weight average molecular weight of 270,000, and a viscosity of about 2500 Pa · s.

得られたポリ乳酸の色相(b)を色彩色度計で測定したところ、b=4であった。以上から、図6に示されるポリマー合成設備100により、b=4以下の着色が少なく高品質のポリ乳酸が得られることが明らかとなった。   When the hue (b) of the obtained polylactic acid was measured with a chromaticity meter, b = 4. From the above, it has been clarified that the polymer synthesis facility 100 shown in FIG. 6 can obtain high-quality polylactic acid with little b = 4 or less coloring.

なお、原料を重合するための反応装置60に含まれる反応器の数は、2個以上であればよく、通常2〜4個、好ましくは2〜3個、より好ましくは2個である。   In addition, the number of reactors included in the reactor 60 for polymerizing the raw material may be two or more, and is usually 2 to 4, preferably 2 to 3, more preferably 2.

また、本発明のポリマー合成設備においては、重合のための反応装置の後段に残存原料除去装置を設置して、反応装置から排出される反応液から未反応の原料を除去することができる。残存原料除去装置では、溶融状態を維持しつつ負圧環境を作ることにより、未反応の原料、例えばラクチドが除去される。   Further, in the polymer synthesis facility of the present invention, a remaining raw material removing device can be installed at the rear stage of the reaction apparatus for polymerization to remove unreacted raw materials from the reaction liquid discharged from the reaction device. In the residual raw material removing apparatus, an unreacted raw material such as lactide is removed by creating a negative pressure environment while maintaining a molten state.

さらに、本発明の合成方法を経て得られた重合物には、通常、水冷及びチップカッターによるペレット化処理等が施されるが、これらの処理は省略することができる。   Furthermore, although the polymer obtained through the synthesis method of the present invention is usually subjected to water cooling and pelletizing treatment with a chip cutter, these treatments can be omitted.

本発明のポリマー合成設備に使用される、原料溶融装置、触媒供給装置、縦型反応器を含む反応装置、残存原料除去装置等の装置にはそれぞれ、窒素ガスで内部をパージするための窒素ガス供給配管及び排気管が設置されていることが好ましい。そして、合成プロセスの運転は基本的に、プロセス内の全装置が窒素パージされた後に開始されるのが好ましい。これにより、酸素の存在による反応液の焼け焦げを防ぐことができる。また、原料溶融装置、触媒供給装置、原料供給装置、横型反応器、縦型反応器等は、大気圧程度の圧力で運転するのが好ましい。そうすることにより、溶融原料の揮発を低減することができる。   Nitrogen gas for purging the interior with nitrogen gas is used in the raw material melting apparatus, catalyst supply apparatus, reaction apparatus including a vertical reactor, residual raw material removal apparatus, etc. used in the polymer synthesis facility of the present invention. It is preferable that a supply pipe and an exhaust pipe are installed. And the operation of the synthesis process is basically preferably started after all the equipment in the process has been purged with nitrogen. Thereby, scorching of the reaction liquid due to the presence of oxygen can be prevented. The raw material melting apparatus, catalyst supply apparatus, raw material supply apparatus, horizontal reactor, vertical reactor and the like are preferably operated at a pressure of about atmospheric pressure. By doing so, volatilization of the molten raw material can be reduced.

本発明のポリマー合成設備は、重合反応に伴い反応熱が発生するポリマーの重合反応に好適に用いられる。そのようなポリマーには、開環重合反応又は付加重合反応によって生成するポリマーが含まれる。開環重合反応によって生成するポリマーについては、環式ポリマー原料、特に環式二量体の開環重合反応によって合成されるポリマー、特にポリエステルの重合反応に好適に用いられる。例えば、ポリ乳酸、乳酸を主成分とする共重合体、ポリグリコール酸、グリコール酸を主成分とする共重合体等が挙げられる。また、本発明の装置が好適に用いられる付加重合反応によって生成するポリマーとしては、ポリスチレン、ポリビニレンカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリエタクリル酸メチル、ポリ酢酸セルロース、ポリ酢酸ビニル等、及びこれらを含む共重合体が挙げられる。   The polymer synthesis facility of the present invention is suitably used for a polymerization reaction of a polymer that generates heat of reaction with a polymerization reaction. Such polymers include those produced by ring-opening polymerization reactions or addition polymerization reactions. About the polymer produced | generated by ring-opening polymerization reaction, it uses suitably for the polymerization reaction of the polymer synthesize | combined by the ring-opening polymerization reaction of a cyclic polymer raw material, especially a cyclic dimer, especially polyester. For example, polylactic acid, a copolymer containing lactic acid as a main component, polyglycolic acid, a copolymer containing glycolic acid as a main component, and the like can be given. Examples of the polymer produced by the addition polymerization reaction in which the apparatus of the present invention is suitably used include polystyrene, polyvinylene carbonate, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate, poly (cellulose acetate), poly (vinyl acetate), and the like. The copolymer containing is mentioned.

本発明のポリマー合成設備は、ラクチドの開環重合によるポリ乳酸の合成に特に好適に使用される。ここで、ポリ乳酸の原料として使用されるラクチドは、乳酸2分子から水2分子を脱水することにより生じる環式エステルを意味し、ポリ乳酸は、乳酸を主成分とする重合体を意味し、ポリL−乳酸ホモポリマー、ポリD−乳酸ホモポリマー、ポリL/D−乳酸共重合物、これらのポリ乳酸に他のエステル結合形成性成分、例えば、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン類、ジカルボン酸とジオールなどを共重合した共重合ポリ乳酸及びそれらに副次成分として添加物を混合したものを包含する。ヒドロキシカルボン酸の例としては、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸など、ラクトンの例としては、ブチロラクトン、カプロラクトンなど、ジカルボン酸の例としては炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ジオールの例としては、炭素数2〜20の脂肪族ジオールがあげられる。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンエーテルなどポリアルキレンエーテルのオリゴマー及びポリマーも共重合成分として用いられる。同様にポリアルキレンカーボネートのオリゴマー及びポリマーも共重合成分として用いられる。添加物の例としては、酸化防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、無機粒子、各種フィラー、離型剤、可塑剤、その他類似のものが挙げられる。これらの共重合成分及び添加剤の添加率は任意であるが、主成分は乳酸又は乳酸由来のもので、共重合成分及び添加剤は50重量%以下、特に30%以下とすることが好ましい。   The polymer synthesis facility of the present invention is particularly preferably used for the synthesis of polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide. Here, lactide used as a raw material for polylactic acid means a cyclic ester produced by dehydrating two molecules of water from two molecules of lactic acid, and polylactic acid means a polymer mainly composed of lactic acid, Poly L-lactic acid homopolymer, poly D-lactic acid homopolymer, poly L / D-lactic acid copolymer, and other ester bond forming components such as hydroxy carboxylic acid, lactones, dicarboxylic acid and diol Copolymerized polylactic acid obtained by copolymerizing and the like, and those in which additives are mixed as secondary components are included. Examples of hydroxycarboxylic acids include glycolic acid, hydroxybutylcarboxylic acid, and hydroxybenzoic acid. Examples of lactones include butyrolactone and caprolactone. Examples of dicarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms, phthalic acid. Examples of the acid, isophthalic acid, terephthalic acid, aromatic dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, and diols include aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms. Polyalkylene ether oligomers and polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene ether are also used as copolymerization components. Similarly, oligomers and polymers of polyalkylene carbonate are also used as copolymerization components. Examples of additives include antioxidants, stabilizers, ultraviolet absorbers, pigments, colorants, inorganic particles, various fillers, mold release agents, plasticizers, and the like. The addition ratio of these copolymerization components and additives is arbitrary, but the main component is lactic acid or derived from lactic acid, and the copolymerization components and additives are preferably 50% by weight or less, particularly preferably 30% or less.

本発明のポリマー合成設備は、ラクチドの開環重合によるポリ乳酸の合成に特に好適に使用される。ここで、ポリ乳酸の原料として使用されるラクチドは、乳酸2分子から水2分子を脱水することにより生じる環式エステルを意味し、ポリ乳酸は、乳酸を主成分とする重合体を意味し、ポリL−乳酸ホモポリマー、ポリD−乳酸ホモポリマー、ポリL/D−乳酸共重合物、これらのポリ乳酸に他のエステル結合形成性成分、例えば、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン類、ジカルボン酸とジオールなどを共重合した共重合ポリ乳酸及びそれらに副次成分として添加物を混合したものも包含する。ヒドロキシカルボン酸の例としては、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸など、ラクトンの例としては、ブチロラクトン、カプロラクトンなど、ジカルボン酸の例としては炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ジオールの例としては、炭素数2〜20の脂肪族ジオールがあげられる。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンエーテルなどポリアルキレンエーテルのオリゴマー及びポリマーも共重合成分として用いられる。同様にポリアルキレンカーボネートのオリゴマー及びポリマーも共重合成分として用いられる。添加物の例としては、酸化防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、無機粒子、各種フィラー、離型剤、可塑剤、その他類似のものが挙げられる。これらの共重合成分及び添加剤の添加率は任意であるが、主成分は乳酸又は乳酸由来のもので、共重合成分及び添加剤は50重量%以下、特に30%以下とすることが好ましい。   The polymer synthesis facility of the present invention is particularly preferably used for the synthesis of polylactic acid by ring-opening polymerization of lactide. Here, lactide used as a raw material for polylactic acid means a cyclic ester produced by dehydrating two molecules of water from two molecules of lactic acid, and polylactic acid means a polymer mainly composed of lactic acid, Poly L-lactic acid homopolymer, poly D-lactic acid homopolymer, poly L / D-lactic acid copolymer, and other ester bond forming components such as hydroxy carboxylic acid, lactones, dicarboxylic acid and diol Also included are copolymerized polylactic acid obtained by copolymerizing the above, and those in which additives are mixed as secondary components. Examples of hydroxycarboxylic acids include glycolic acid, hydroxybutylcarboxylic acid, and hydroxybenzoic acid. Examples of lactones include butyrolactone and caprolactone. Examples of dicarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms, phthalic acid. Examples of the acid, isophthalic acid, terephthalic acid, aromatic dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, and diols include aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms. Polyalkylene ether oligomers and polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene ether are also used as copolymerization components. Similarly, oligomers and polymers of polyalkylene carbonate are also used as copolymerization components. Examples of additives include antioxidants, stabilizers, ultraviolet absorbers, pigments, colorants, inorganic particles, various fillers, mold release agents, plasticizers, and the like. The addition ratio of these copolymerization components and additives is arbitrary, but the main component is lactic acid or derived from lactic acid, and the copolymerization components and additives are preferably 50% by weight or less, particularly preferably 30% or less.

本発明のポリマー合成設備は、ポリマー原料を溶融状態で重合させてポリマーを連続的又は間欠的に合成するための装置であり、溶融状態にある原料及び触媒を含む反応液を反応装置で加熱し、重合反応を行うものである。原料とは、重合反応によりポリマーを合成するための構成要素となる、モノマー、環式モノマー、モノマーの環式2量体及びオリゴマー等を意味する。ポリ乳酸の合成においては、原料としてラクチドを使用し、溶融状態にある原料ラクチド及び触媒を含む反応液を反応装置で加熱し、ラクチドの開環重合反応を行うことにより、ラクチドを溶融状態で重合させてポリ乳酸を連続的又は間欠的に合成する。本明細書において、反応液とは、溶融したポリマー原料、溶融原料と触媒の混合物、溶融原料と触媒と各種重合度の重合物との混合物など、ポリマーの合成行程で流通する溶融物や生成物などをすべて包含するものとする。   The polymer synthesis equipment of the present invention is an apparatus for continuously or intermittently synthesizing a polymer by polymerizing a polymer raw material in a molten state, and heating a reaction liquid containing the raw material and a catalyst in a molten state with the reaction apparatus. The polymerization reaction is performed. The raw material means a monomer, a cyclic monomer, a cyclic dimer of the monomer, an oligomer, and the like, which are constituent elements for synthesizing a polymer by a polymerization reaction. In the synthesis of polylactic acid, lactide is used as a raw material, a reaction liquid containing raw material lactide and a catalyst in a molten state is heated in a reaction apparatus, and lactide is polymerized in a molten state by performing a ring-opening polymerization reaction of lactide. To synthesize polylactic acid continuously or intermittently. In the present specification, the reaction liquid refers to a molten polymer material, a mixture of a molten raw material and a catalyst, a mixture of a molten raw material, a catalyst, and a polymer having various degrees of polymerization, or a melt or product that circulates in a polymer synthesis process Etc. shall be included.

本発明のポリマー合成設備において、連続的又は間欠的に合成するとは、当技術分野において通常用いられる意味を有し、原料の供給と生成物であるポリマーの排出を行う時間帯が少なくとも一部重なる場合や、原料の供給を連続的又は間欠的に行い、ポリマーを連続的又は間欠的に排出する場合を含むものである。   In the polymer synthesis facility of the present invention, continuous or intermittent synthesis has the meaning normally used in the art, and at least partly overlaps the time period during which the raw material is supplied and the product polymer is discharged. In some cases, the raw material is supplied continuously or intermittently, and the polymer is discharged continuously or intermittently.

原料が溶融状態にある場合は、溶融原料にそのまま触媒を添加して反応装置に供給し、重合反応に付すことができるが、原料が粉体状などの固形状である場合は、原料溶融装置によって原料を加熱することにより、予め原料を溶融する。原料溶融装置における加熱温度は、原料の融点以上であれば特に制限されない。従って、原料がラクチドである場合、95℃以上であれば特に限定されないが、通常95〜160℃、好ましくは110〜130℃である。160℃以下の温度とすることにより、ラクチドの熱による劣化を防止することができる。   When the raw material is in a molten state, the catalyst can be added to the molten raw material as it is and supplied to the reaction apparatus to be subjected to a polymerization reaction. However, if the raw material is in a solid form such as powder, the raw material melting apparatus The raw material is melted in advance by heating the raw material with The heating temperature in the raw material melting apparatus is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the melting point of the raw material. Therefore, when the raw material is lactide, it is not particularly limited as long as it is 95 ° C. or higher, but it is usually 95 to 160 ° C., preferably 110 to 130 ° C. By setting the temperature to 160 ° C. or less, deterioration of lactide due to heat can be prevented.

重合反応のための触媒としては、当業者であれば、合成するポリマーによって好適なものを適宜選択できる。例えば、ラクチドの開環重合に用いられる触媒としては、従来公知のポリ乳酸の重合用触媒を用いることができ、例えば、周期表IA族、IVA族、IVB族及びVA族からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属又は金属化合物を含む触媒を用いることができる。   As a catalyst for the polymerization reaction, those skilled in the art can appropriately select a suitable catalyst depending on the polymer to be synthesized. For example, as the catalyst used for the ring-opening polymerization of lactide, a conventionally known polylactic acid polymerization catalyst can be used, for example, selected from the group consisting of groups IA, IVA, IVB and VA of the periodic table A catalyst comprising at least one metal or metal compound can be used.

IVA族に属するものとしては、例えば、有機スズ系の触媒(例えば、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリル酸スズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸スズ、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエ酸スズ、オクチル酸スズ等)、及び粉末スズ等が挙げられる。IA族に属するものとしては、例えば、アルカリ金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等)、アルカリ金属と弱酸の塩(例えば、乳酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、オクチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、乳酸カリウム、酢酸カリウム、炭酸カリウム、オクチル酸カリウム等)、アルカリ金属のアルコキシド(例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等)等が挙げられる。IVB族に属するものとしては、例えば、テトラプロピルチタネート等のチタン系化合物、ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコニウム系化合物等が挙げられる。VA族に属するものとしては、例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、有機スズ系触媒又はスズ化合物が活性の点から特に好ましい。   Examples of those belonging to the group IVA include organotin-based catalysts (for example, tin lactate, tin tartrate, tin dicaprylate, tin dilaurate, tin dipalmitate, tin distearate, tin dioleate, tin α-naphthoate). , Β-naphthoic acid tin, octylic acid tin, etc.), and powdered tin. Examples of those belonging to Group IA include alkali metal hydroxides (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide), alkali metal and weak acid salts (for example, sodium lactate, sodium acetate, sodium carbonate). Sodium octylate, sodium stearate, potassium lactate, potassium acetate, potassium carbonate, potassium octylate, etc.), alkali metal alkoxides (eg sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, etc.) Can be mentioned. Examples of those belonging to Group IVB include titanium compounds such as tetrapropyl titanate and zirconium compounds such as zirconium isopropoxide. Examples of those belonging to Group VA include antimony compounds such as antimony trioxide. Among these, an organotin catalyst or a tin compound is particularly preferable from the viewpoint of activity.

触媒は、当技術分野で通常用いられる触媒添加装置により溶融原料に添加することができる。溶融原料に触媒を添加してから反応装置に供給してもよいし、又は反応装置に直接触媒を添加してもよい。   The catalyst can be added to the molten raw material by a catalyst addition apparatus usually used in the art. The catalyst may be added to the molten raw material and then supplied to the reactor, or the catalyst may be added directly to the reactor.

1 ・・・ラクチド供給装置
2 ・・・ラクチド溶融装置
3 ・・・触媒供給装置
4 ・・・ラクチド供給装置
5’・・・縦型反応器
6 ・・・高粘度用縦型反応器、
7 ・・・残存ラクチド除去装置
30・・・縦型反応器
31・・・処理槽
35・・・供給口
36・・・排出口
38・・・堰
40・・・撹拌機構
42・・・駆動部
43・・・撹拌具
44・・・軸部
45・・・撹拌翼
46・・・流下障壁板
49・・・堰き止め板
50・・・撹拌混合セル
60・・・反応装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lactide supply apparatus 2 ... Lactide melting apparatus 3 ... Catalyst supply apparatus 4 ... Lactide supply apparatus 5 '... Vertical reactor 6 ... Vertical reactor for high viscosity,
7 ... Residual lactide removal device 30 ... Vertical reactor 31 ... Process tank 35 ... Supply port 36 ... Discharge port 38 ... Weir 40 ... Agitating mechanism 42 ... Drive Part 43 ... Stirring tool 44 ... Shaft part 45 ... Stirring blade 46 ... Falling barrier plate 49 ... Damping plate 50 ... Stirring mixing cell 60 ... Reactor

Claims (20)

溶融状態を含む液状の原料が供給される処理槽と、該処理槽内に回転可能に配在された撹拌翼及び該撹拌翼を回転駆動するための駆動部を有する撹拌機構と、を具備する反応器であって、
前記処理槽は、その上部に原料供給口が設けられるとともに、その底部に排出口が設けられ、前記撹拌機構の回転軸線が実質的に鉛直に配在されるとともに、前記撹拌翼の直上及び/又は直下に流下障壁板が配在されていることを特徴とする反応器。
A processing tank to which a liquid raw material including a molten state is supplied; a stirring blade rotatably disposed in the processing tank; and a stirring mechanism having a drive unit for rotationally driving the stirring blade. A reactor comprising:
The treatment tank is provided with a raw material supply port at the top and a discharge port at the bottom, the rotation axis of the stirring mechanism is disposed substantially vertically, and directly above the stirring blade and / or Alternatively, a reactor characterized in that a falling barrier plate is arranged directly below.
前記流下障壁板は、円形状に形成されて前記撹拌翼に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の反応器。   The reactor according to claim 1, wherein the falling barrier plate is formed in a circular shape and connected to the stirring blade. 前記流下障壁板は、実質的に水平に配在されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の反応器。   The reactor according to claim 1, wherein the falling barrier plate is disposed substantially horizontally. 前記回転軸線上に、前記駆動部により回転駆動される軸部が設けられ、該軸部に前記撹拌翼及び流下障壁板が固定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の反応器。   The shaft portion that is rotationally driven by the drive portion is provided on the rotation axis, and the stirring blade and the falling barrier plate are fixed to the shaft portion. The reactor described. 前記撹拌翼と流下障壁板とは、それらの中心部以外の部位で連結されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the stirring blade and the falling barrier plate are connected to each other at a portion other than the central portion thereof. 前記撹拌翼は、平面視放射状に配在された複数枚の羽根からなっていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the stirring blade is composed of a plurality of blades radially arranged in a plan view. 前記撹拌翼と前記流下障壁板とが交互に複数段配在されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 6, wherein the stirring blades and the falling barrier plate are alternately arranged in a plurality of stages. 前記処理槽の内周壁に、前記流下障壁板に対応して、前記原料の流れを阻害するように、水平方向内向きに堰が突設されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の反応器。   8. A weir is provided on the inner peripheral wall of the treatment tank so as to protrude inward in the horizontal direction so as to inhibit the flow of the raw material corresponding to the flow-down barrier plate. A reactor according to any one of the above. 前記堰が平面視円環状に形成され、かつ、前記堰と前記流下障壁板との間に流下用間隙が形成されていることを特徴とする請求項8に記載の反応器。   The reactor according to claim 8, wherein the weir is formed in an annular shape in plan view, and a flow-down gap is formed between the weir and the flow-down barrier plate. 前記堰は、前記流下障壁板と実質的に同一平面上に設けられ、前記堰の内周端面と前記流下障壁板の外周端面との間に、前記流下障壁板の外径の10%以下の幅を持つ流下用間隙が形成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の反応器。   The weir is provided on substantially the same plane as the falling barrier plate, and is 10% or less of the outer diameter of the falling barrier plate between the inner peripheral end surface of the weir and the outer peripheral end surface of the falling barrier plate. 10. The reactor according to claim 8, wherein a flow-down gap having a width is formed. 前記処理槽の中心線と前記撹拌機構の回転軸線とは略完全に重なり合っていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 10, wherein a center line of the treatment tank and a rotation axis of the stirring mechanism are almost completely overlapped with each other. 前記処理槽内に、前記撹拌翼及び流下障壁板等からなる撹拌具が複数本並設されていることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 11, wherein a plurality of stirring tools each including the stirring blade and a falling barrier plate are arranged in parallel in the treatment tank. 前記複数本の撹拌具は、それらの撹拌翼が相互に噛み合い、かつ、それらの流下障壁板が上下に微小間隙をあけて平面視で部分的に重なるように配在されていることを特徴とする請求項12に記載の反応器。   The plurality of stirring tools are arranged such that their stirring blades mesh with each other, and their flow-down barrier plates are arranged so as to partially overlap in a plan view with a minute gap vertically between them. The reactor according to claim 12. 前記撹拌翼の外径もしくは回転直径が前記流下障壁板の外径もしくは回転直径以下に設定されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 13, wherein an outer diameter or a rotating diameter of the stirring blade is set to be equal to or smaller than an outer diameter or a rotating diameter of the falling barrier plate. 前記撹拌翼及び流下障壁板等からなる撹拌具は、前記処理槽内から上下方向に抜き出し可能とされていることを特徴とする請求項1から14のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 14, wherein the stirring tool composed of the stirring blade, the falling barrier plate, and the like can be extracted vertically from the inside of the treatment tank. 前記処理槽内に供給された原料を加熱するための加熱手段を備えていることを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 15, further comprising heating means for heating the raw material supplied into the processing tank. 前記処理槽は、前記原料を加熱及び冷却するための加冷熱用ジャケットとなっていることを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載の反応器。   The reactor according to any one of claims 1 to 15, wherein the treatment tank is a jacket for heating and cooling for heating and cooling the raw material. 溶融原料及び触媒を含む反応液を加熱して重合反応を行う1台乃至複数台の反応器で構成される反応装置を備えたポリマー合成設備であって、
前記反応装置を構成する少なくとも1台の反応器として、請求項1から17のいずれかに記載の反応器が用いられていることを特徴とするポリマー合成設備。
A polymer synthesis facility comprising a reaction device composed of one or more reactors that perform a polymerization reaction by heating a reaction liquid containing a molten raw material and a catalyst,
A polymer synthesis facility, wherein the reactor according to any one of claims 1 to 17 is used as at least one reactor constituting the reactor.
溶融原料及び触媒を含む反応液を加熱して重合反応を行う直列的に接続された2台以上の反応器で構成される反応装置を備えたポリマー合成設備であって、
前記反応装置における第1段目の反応器として、請求項1から17のいずれかに記載の反応器が用いられていることを特徴とするポリマー合成設備。
A polymer synthesis facility comprising a reaction device composed of two or more reactors connected in series to perform a polymerization reaction by heating a reaction liquid containing a molten raw material and a catalyst,
A polymer synthesis facility, wherein the reactor according to any one of claims 1 to 17 is used as a first-stage reactor in the reactor.
ラクチドを供給するラクチド供給装置と、ラクチド供給装置から供給されるラクチドを加熱溶融するラクチド溶融装置と、該ラクチド溶融装置から送られた溶融ラクチドに触媒を添加する触媒供給装置と、該触媒供給装置から供給される溶融原料及び触媒を含む反応液を加熱して重合反応を行うための、請求項1から17のいずれかに記載の反応器及び高粘度用反応器を有する反応装置と、該反応装置から得られる重合反応が進行した反応液が輸送される残存ラクチド除去装置と、を備えたポリマー合成設備。   A lactide supply device for supplying lactide, a lactide melting device for heating and melting lactide supplied from the lactide supply device, a catalyst supply device for adding a catalyst to the molten lactide sent from the lactide melting device, and the catalyst supply device A reactor having a reactor and a high-viscosity reactor according to any one of claims 1 to 17, for carrying out a polymerization reaction by heating a reaction liquid containing a molten raw material and a catalyst supplied from A polymer synthesis facility, comprising: a residual lactide removing device that transports a reaction liquid obtained by the polymerization reaction obtained from the device.
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