JP2019512585A - 高吸収性ポリマーを生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年3月21日に出願された米国仮特許出願番号第62/311,275号に基づく優先権を主張しており、この仮特許出願は、その全体の開示が参考として本明細書中に援用される。
本開示は、出発材料として酸化エチレン(「EO」)および一酸化炭素(「CO」)を使用した高吸水性ポリマーの生成に関する。さらに具体的には、本開示は、反応蒸留などの単位操作を使用したβ−プロピオラクトン(「BPL」)からの高吸水性ポリマーの生成に関する。
高吸水性ポリマー(「SAP」)は、それ自身の重量の何倍もの液体を吸収することができるポリマーである。SAPの主な特徴は、高レベルの液体を吸収し保持することができるその能力であるため、その主要な用途はおむつなどの衛生用品である。したがって、SAPは、毎日の生活において重要な役割を果たす。
本明細書において、酸化エチレンおよび一酸化炭素から高吸水性ポリマーを生成するためのシステム、ならびにそのようなシステムを使用する方法が提供される。この生成システムは、例えば、酸化エチレンおよび一酸化炭素からβ−プロピオラクトンを生成するように構成されているβ−プロピオラクトン生成システム、ならびにβ−プロピオラクトンおよび/またはアクリル酸から高吸水性ポリマーを生成するように構成されている高吸水性ポリマー生成システムを含む、様々な単位操作を有する。
以下の説明は、例示的な方法、パラメーターなどを示している。しかしながら、そのような説明は、本開示の範囲に対する限定として意図されるのではなく、例示的な実施形態の説明として提供されることが理解されるべきである。
酸化エチレン源
溶媒源
カルボニル化触媒供給源
一酸化炭素源
架橋剤源
ナトリウム含有成分源
キレート剤源
ゲル化剤源
反応蒸留
他の反応器
EO&CO→BPL→AA→SAP
Claims (54)
- 酸化エチレンおよび一酸化炭素からの高吸水性ポリマーの生成システムであって、
β−プロピオラクトン生成システムであって、
一酸化炭素、酸化エチレン、カルボニル化触媒、および溶媒を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
β−プロピオラクトン、溶媒、およびカルボニル化触媒を含む第1のβ−プロピオラクトンストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、第1の反応器
を含む、β−プロピオラクトン生成システムと;
前記第1のβ−プロピオラクトンストリームから前記カルボニル化触媒の少なくとも一部分を分離して、第2のβ−プロピオラクトンストリームを生成するように構成されている、カルボニル化触媒リサイクルシステムと;
高吸水性ポリマー生成システムであって、
前記第2のβ−プロピオラクトンストリーム、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、第2の反応器
を含む、高吸水性ポリマー生成システムと
を含む、生成システム。 - 前記第2の反応器が、蒸留反応器、ループ型反応器、または連続撹拌槽型反応器の群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の生成システム。
- 前記第2の反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項1または2に記載の生成システム。
- 前記第2の反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項1から3のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項1から4のいずれかに記載の生成システム。
- 前記カルボニル化触媒リサイクルシステムと前記高吸水性ポリマー生成システムとの間に、前記第2のβ−プロピオラクトンストリームから前記溶媒の少なくとも一部分を分離して、前記第2のβ−プロピオラクトンストリームの代わりに前記第2の反応器の前記少なくとも1つの入口により受けられる第3のβ−プロピオラクトンストリームを生成するように構成されているβ−プロピオラクトン精製システムをさらに含む、請求項1から5のいずれかに記載の生成システム。
- 高吸水性ポリマーの生成システムであって、
β−プロピオラクトン、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、蒸留反応器
を含む、生成システム。 - 前記蒸留反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項7に記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項7または8に記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項7から9のいずれかに記載の生成システム。
- 前記β−プロピオラクトンが、溶媒を含む、請求項7から10のいずれかに記載の生成システム。
- 前記β−プロピオラクトンおよび前記ナトリウム含有成分が、前記蒸留反応器に入る前に合わせられる、請求項7から11のいずれかに記載の生成システム。
- 前記架橋剤および前記ナトリウム含有成分が、前記蒸留反応器に入る前に合わせられる、請求項7から12のいずれかに記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器が、触媒材料をさらに含む、請求項7から13のいずれかに記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器が、前記β−プロピオラクトン、前記架橋剤、および前記ナトリウム含有成分を受けるための別個の入口を含む、請求項7から14のいずれかに記載の生成システム。
- 高吸水性ポリマーの生成システムであって、
アクリル酸、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、蒸留反応器
を含む、生成システム。 - 前記蒸留反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項16に記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項16または17に記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項16から18のいずれかに記載の生成システム。
- 前記アクリル酸および前記ナトリウム含有成分が、前記蒸留反応器に入る前に合わせられる、請求項16から19のいずれかに記載の生成システム。
- 前記架橋剤および前記ナトリウム含有成分が、前記蒸留反応器に入る前に合わせられる、請求項16から20のいずれかに記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器の前記少なくとも1つの入口が、触媒材料を受けるようにさらに構成されている、請求項16から21のいずれかに記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器が、前記アクリル酸、前記架橋剤、および前記ナトリウム含有成分を受けるための別個の入口を含む、請求項16から22のいずれかに記載の生成システム。
- 高吸水性ポリマーの生成システムであって、
β−プロピオラクトン、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、ループ型反応器
を含む、生成システム。 - 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項24に記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項24または25に記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項24から26のいずれかに記載の生成システム。
- 前記β−プロピオラクトンが、溶媒を含む、請求項24から27のいずれかに記載の生成システム。
- 前記β−プロピオラクトンおよび前記ナトリウム含有成分が、前記ループ型反応器に入る前に合わせられる、請求項24から28のいずれかに記載の生成システム。
- 前記架橋剤および前記ナトリウム含有成分が、前記ループ型反応器に入る前に合わせられる、請求項24から29のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、触媒材料を受けるようにさらに構成されている、請求項24から30のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、希釈剤を受けるようにさらに構成されている、請求項24から30のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器が、前記β−プロピオラクトン、前記架橋剤、および前記ナトリウム含有成分を受けるための別個の入口を含む、請求項24から32のいずれかに記載の生成システム。
- 高吸水性ポリマーの生成システムであって、
アクリル酸、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、ループ型反応器
を含む、生成システム。 - 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項34に記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項34または35に記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項34から36のいずれかに記載の生成システム。
- 前記アクリル酸および前記ナトリウム含有成分が、前記ループ型反応器に入る前に合わせられる、請求項34から37のいずれかに記載の生成システム。
- 前記架橋剤および前記ナトリウム含有成分が、前記ループ型反応器に入る前に合わせられる、請求項34から38のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、触媒材料を受けるようにさらに構成されている、請求項34から39のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ループ型反応器の前記少なくとも1つの入口が、希釈剤を受けるようにさらに構成されている、請求項34から40のいずれかに記載の生成システム。
- 前記蒸留反応器が、前記アクリル酸、前記架橋剤、および前記ナトリウム含有成分を受けるための別個の入口を含む、請求項34から41のいずれかに記載の生成システム。
- 酸化エチレンおよび一酸化炭素からの高吸水性ポリマーの生成システムであって、
β−プロピオラクトン生成システムであって、
一酸化炭素、酸化エチレン、カルボニル化触媒、および溶媒を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
β−プロピオラクトン、溶媒、およびカルボニル化触媒を含む第1のβ−プロピオラクトンストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、第1の反応器
を含む、β−プロピオラクトン生成システムと;
前記第1のβ−プロピオラクトンストリームから前記カルボニル化触媒の少なくとも一部分を分離して、第2のβ−プロピオラクトンストリームを生成するように構成されている、カルボニル化触媒リサイクルシステムと;
アクリル酸生成システムであって、
前記第2のβ−プロピオラクトンストリームを受けるための少なくとも1つの入口;および
アクリル酸を含むアクリル酸ストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、アクリル酸生成システムと;
高吸水性ポリマー生成システムであって、
前記第2のβ−プロピオラクトンストリーム、架橋剤、およびナトリウム含有成分を受けるための少なくとも1つの入口;ならびに
高吸水性ポリマーを含む高吸水性ポリマーストリームのための少なくとも1つの出口
を含む、第2の反応器
を含む、高吸水性ポリマー生成システムと
を含む、生成システム。 - 前記第2の反応器が、蒸留反応器、ループ型反応器、または連続撹拌槽型反応器の群から選択される少なくとも1つを含む、請求項43に記載の生成システム。
- 前記第2の反応器の前記少なくとも1つの入口が、キレート剤を受けるようにさらに構成されている、請求項43または44に記載の生成システム。
- 前記第2の反応器の前記少なくとも1つの入口が、ゲル化剤を受けるようにさらに構成されている、請求項43から45のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウム、アクリル酸ナトリウム、もしくはメタクリル酸ナトリウム、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項43から46のいずれかに記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水酸化ナトリウムを含む、請求項47に記載の生成システム。
- 前記ナトリウム含有成分が、水をさらに含む、請求項48に記載の生成システム。
- 前記カルボニル化触媒リサイクルシステムと前記アクリル酸生成システムとの間に、前記第2のβ−プロピオラクトンストリームから前記溶媒の少なくとも一部分を分離して、前記第2のβ−プロピオラクトンストリームの代わりに前記アクリル酸生成システムの前記少なくとも1つの入口により受けられる第3のβ−プロピオラクトンストリームを生成するように構成されているβ−プロピオラクトン精製システムをさらに含む、請求項43から49のいずれかに記載の生成システム。
- 前記高吸水性ポリマーストリームが、溶媒をさらに含む、請求項43から50のいずれかに記載の生成システム。
- 前記高吸水性ポリマーストリームから前記溶媒の少なくとも一部分を分離して、第2の高吸水性ポリマーストリームを生成するように構成されている、高吸水性ポリマー精製システムをさらに含む、請求項51に記載の生成システム。
- 前記高吸水性ポリマーストリームが、水をさらに含む、請求項43から52のいずれかに記載の生成システム。
- 前記高吸水性ポリマーストリームから前記溶媒および水の少なくとも一部分を分離して、第2の高吸水性ポリマーストリームを生成するように構成されている、高吸水性ポリマー精製システムをさらに含む、請求項53に記載の生成システム。
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