JP4055557B2

JP4055557B2 - 雰囲気ガスの供給方法

Info

Publication number: JP4055557B2
Application number: JP2002338249A
Authority: JP
Inventors: 修平矢田; 正康強力
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2003231663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雰囲気ガスの供給方法に係り、特に、（メタ）アクリル酸又はそのエステルのような、製造、貯蔵ないしは取り扱い時の雰囲気ガスを厳密に制御することが必要な化合物の製造設備又は貯蔵設備に、所定の組成の雰囲気ガスを安定かつ確実に供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（メタ）アクリル酸（本明細書において、（メタ）アクリル酸は「アクリル酸又はメタクリル酸」を指す。）又はそのエステル類は、易重合性化合物であり、常温付近、通常０〜４０℃で爆発組成を形成する化合物である。従って、その製造設備や貯蔵設備の雰囲気ガス中の酸素濃度を所定の範囲に保つ必要がある。即ち、雰囲気ガス中の酸素濃度が所定範囲よりも低いと重合反応が生起し、高いと爆発組成を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、易重合性で、０〜４０℃程度の温度範囲で爆発組成を形成する（メタ）アクリル酸又はそのエステルのような、製造、貯蔵ないしは取り扱い時の雰囲気ガスを厳密に制御することが必要な化合物の製造設備又は貯蔵設備に、所定の組成の雰囲気ガスを、その使用量の変動に影響されることなく、安定に供給することができる雰囲気ガスの供給方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の雰囲気ガスの供給方法は、化合物の製造設備及び／又は貯蔵設備に、ガス供給源から供給ラインを通して雰囲気ガスを供給する雰囲気ガスの供給方法において、該化合物が、（メタ）アクリル酸又はそのエステルであり、該雰囲気ガスが不燃性ガスと空気又は酸素との混合ガスであり、該製造設備及び/又は貯蔵設備の気相部におけるガス消費量を検出し、この検出結果に基いて、該気相部のガス消費量に見合う量の雰囲気ガスを該供給ラインから該気相部に供給すると共に、該供給ラインにおけるガス消費量を検出し、この検出結果に基いて、該供給ラインのガス消費量に見合う量の雰囲気ガスを前記ガス供給源から該供給ラインに供給することを特徴とする。
【０００５】
本発明では、気相部のガス消費量に基いて、このガス消費量に見合う量の雰囲気ガスを供給するため、この気相部の圧力が一定の値となるように雰囲気ガスが供給される。また、供給ラインのガス消費量に基いて、このガス消費量に見合う量の雰囲気ガスをガス供給源から供給するため、この供給ラインの圧力が一定の値となるように雰囲気ガスが供給される。このように、気相部及び供給ラインの雰囲気ガス圧力は一定に保たれ、かつ雰囲気ガス中の酸素濃度は不燃性ガスと空気又は酸素のそれぞれの流量の比率制御によって一定となるように調節されることとなり、雰囲気ガス使用量の変動に対応して、所定の組成の雰囲気ガスを安定に供給することができる。
【０００６】
本発明において、雰囲気ガスは不燃性ガス、好ましくは窒素ガスと、空気又は酸素との混合ガスである。
【０００７】
また、このような雰囲気ガスを気相部に供給する製造設備又は貯蔵設備の化合物（以下、「被シール化合物」と称する場合がある。）としては、易重合性であり、かつ、０〜４０℃で爆発組成を形成し得る化合物、ないしは、雰囲気ガス中の酸素により重合が抑制される易重合性化合物の（メタ）アクリル酸又はそのエステル、とりわけ、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、又は（メタ）アクリル酸ブチルが好適である。
【０００８】
本発明において、気相部又は供給ラインのガス消費量は、気相部又は供給ラインの圧力を測定することにより検出することが好ましい。
【０００９】
また、雰囲気ガスとして不燃性ガスと空気又は酸素との混合ガスを供給する場合、供給ラインへは、不燃性ガスと空気又は酸素とが所定の比率となるように別々に供給することが好ましい。この場合、不燃性ガスと空気又は酸素との流量比率を制御してもよく、供給ライン中の不燃性ガス濃度又は酸素濃度を制御してもよい。
本発明に係る雰囲気ガス中の酸素濃度は２〜１０体積％であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の雰囲気ガスの供給方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明における被シール化合物は、好ましくは０〜４０℃で爆発組成を形成し得る易重合性化合物ないしは雰囲気ガス中の酸素により重合が抑制される易重合性化合物の（メタ）アクリル酸又はそのエステルである。なお、（メタ）アクリル酸のエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等が挙げられる。
【００１２】
被シール化合物は、上記易重合性化合物の２種以上が混合されたものであっても良く、また、上記易重合性化合物と、その他の化合物との混合物であっても良い。
【００１３】
通常の場合、上記易重合性化合物は、重合禁止剤及び／又は重合抑制剤と、必要に応じてその溶媒とを調合した組成物として製造され、製品として貯蔵される。ここで、重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メトキノン（ハイドロキノンモノメチルエーテル）等のフェノール化合物、フェノチアジン、ビス−（α−メチルベンジル）フェノチアジン、３，７−ジオクチルフェノチアジン、ビス−（α−ジメチルベンジル）フェノチアジン等のフェノチアジン化合物が用いられる。なお、重合禁止剤、重合抑制剤は、上記例示化合物に何ら限定されるものではなく、また、これらの２種以上を併用しても良い。
【００１４】
また、重合禁止剤や重合抑制剤の溶媒としては、これらを溶解し得る液体であればいかなるものも用いることができる。例えば、ハイドロキノン、メトキノン等のフェノール化合物系重合禁止剤は、水、酢酸、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル類、芳香族化合物、ケトン類、アルコール類、これらの１種類以上の混合液等に溶解するので、これらが適宜選定使用される。
【００１５】
特に、（メタ）アクリル酸又はそのエステルの重合禁止剤としては、メトキノンが用いられる場合が多く、また、メトキノンは（メタ）アクリル酸又はそのエステルに溶解するため、一般的には、別途溶媒を用いることなく、（メタ）アクリル酸又はそのエステルにメトキノンを添加溶解させて使用される。
【００１６】
（メタ）アクリル酸又はそのエステルに好適な雰囲気ガスは、酸素濃度を所定範囲に調整した、空気又は酸素と不燃性ガスとの混合ガスが好ましく、不燃性ガスとしては、窒素、二酸化炭素、アルゴン等が挙げられるが、一般的には窒素ガスが用いられる。
【００１７】
（メタ）アクリル酸又はそのエステルに使用される雰囲気ガスとして供給される、空気又は酸素と不燃性ガスとの混合ガス中の酸素濃度は、重合の抑制及び爆発組成形成の防止の面から、２〜１０体積％、特に５〜８体積％とすることが好ましい。混合ガス中の酸素濃度が２体積％未満であると重合反応が生起する恐れがあり、１０体積％を超えると爆発組成を形成する恐れがある。なお、重合の抑制のために雰囲気ガス中の酸素濃度が高いことが好ましい理由は、（メタ）アクリル酸又はそのエステルに添加されるメトキノン等の重合禁止剤及び／又は重合抑制剤は、（メタ）アクリル酸又はそのエステル液中に酸素が存在することにより、より一層有効に作用することによる。
【００１８】
なお、（メタ）アクリル酸又はそのエステル等の易重合性の化合物は、雰囲気ガス中の水分を吸収し、含水率が高まり製品品質低下の原因となるため、このような含水率の増加を防止するために、雰囲気ガスの混合ガスに使用するガスは、露点＋１０〜−５０℃、好ましくは露点−２０〜−４０℃の乾燥ガスであることが望ましい。従って、特に空気を用いる場合には、このような露点の乾燥空気、例えば計装用空気を用いることが望ましい。
【００１９】
本発明においては、（メタ）アクリル酸又はそのエステルの被シール化合物の製造設備又は貯蔵設備に、窒素ガス等の不燃性ガスと空気又は酸素との混合ガスのような雰囲気ガスを供給するに当たり、気相部におけるガス消費量を検出して、この検出値に基いてそれに見合う量の雰囲気ガスを供給ラインから気相部に供給し、また、供給ラインにおけるガス消費量を検出して、この検出値に基いてそれに見合う量の雰囲気ガスをガス供給源から供給ラインに供給する。
【００２０】
製造設備及び／又は貯蔵設備への、雰囲気ガスの供給場所は、製造設備又は貯蔵設備の気相部及び／又は液相部のいずれでも良いが、被シール化合物の重合防止の観点からは、製造設備及び／又は貯蔵設備の液相部へ供給することが好ましい。
【００２１】
なお、被シール化合物の製造設備又は貯蔵設備とは、精製前の被シール化合物や精製後の被シール化合物の貯蔵タンク、（メタ）アクリル酸又はそのエステルの被シール化合物を例えば１０重量％以上の割合で含むような精製塔や高沸物処理塔の高沸点缶出液の貯蔵設備、或いはこの被シール化合物に重合禁止剤等を調合する調合槽、その他移送路等、被シール化合物を取り扱う多様な設備が包含される。
【００２２】
以下に図面を参照して本発明の雰囲気ガスの供給方法をより具体的に説明する。
【００２３】
図１，２は本発明の雰囲気ガスの供給方法の実施の形態を示す系統図である。図１，２は、（メタ）アクリル酸又はそのエステル（例えばアクリル酸メチル）の貯蔵タンクと調合槽（例えば、アクリル酸メチルに重合禁止剤としてのメトキノンを調合する槽）へ、本発明の方法に従って、シール用雰囲気ガスとして乾燥空気と窒素ガスとの混合ガスを供給する方法を示すものであるが、本発明において、被シール化合物、雰囲気ガス及びその供給形態は、本発明の要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２４】
図１，２において、１はタンク、２は調合槽である。タンク１及び調合槽２には、配管３を経て供給される乾燥空気と配管４を経て供給される窒素との混合ガスが配管５を経て、分岐配管６，７よりそれぞれ供給される。タンク１には、タンク１内の気相部の圧力を検出する圧力計Ｐ−１が設けられており、タンク１に混合ガスを供給する分岐配管６に設けられた開閉弁Ｖ−６が、この圧力計Ｐ−１の検出結果に基いて開閉するように構成されている。また、調合槽２には、調合槽２内の気相部の圧力を検出する圧力計Ｐ−２が設けられており、調合槽２に混合ガスを供給する分岐配管７に設けられた開閉弁Ｖ−７が、この圧力計Ｐ−２の検出結果に基いて開閉するように構成されている。また、混合ガス供給配管５にはこの配管５内の圧力を検出する圧力計Ｐ−５が設けられており、この圧力計Ｐ−５の検出結果に基いて、乾燥空気の供給配管３に設けられた流量調整弁Ｖ−３の開度を調整するように構成されている。そして、この流量調整弁Ｖ−３の開度に応じて、窒素の供給配管４に設けられた流量調整弁Ｖ−４の開度を調整する比率設定器１０が設けられている。
【００２５】
図１は、タンク１及び調合槽２の混合ガス消費量に基いて、このガス消費量に見合う量の混合ガスを、比率設定器１０による流量比率の調整により所定の酸素濃度でタンク１及び調合槽２に供給するようにしたものである。
【００２６】
即ち、タンク１又は調整槽２において気相部の雰囲気ガスが排出されて消費され、これにより、圧力計Ｐ−１又はＰ−２によりタンク１又は調合槽２の気相部の圧力が設定圧力を下回ったことが検出された場合には、この結果に基いて開閉弁Ｖ−６又はＶ−７が開かれ、所定量の混合ガスがタンク１又は調合槽２に供給される。混合ガスの供給によりタンク１又は調合槽２の気相部の圧力が設定圧力となったことが圧力計Ｐ−１又はＰ−２により検出された場合には、この結果に基いて開閉弁Ｖ−６又はＶ−７が閉じられ、混合ガスの供給が停止される。
【００２７】
なお、タンク１及び調合槽２には、それぞれブリザー弁を有するベント配管が設けられており、タンク１及び調合槽２の気相部の圧力が設定圧力を超えた場合には、このブリザー弁が作動して、過剰のガスがベントガスとして放出される。放出されたガスは、必要に応じて処理された後、最終的には焼却処理設備等で無害、無臭化処理される。
【００２８】
上記混合ガスのタンク１又は調合槽２への供給に応じて、混合ガス供給配管５の圧力が低下する。従って、圧力計Ｐ−５で検出される配管５内の圧力が設定圧力を下回った場合には、この検出結果に基いて、乾燥空気の供給配管３に設けられた流量調整弁Ｖ−３の開度が上がり、乾燥空気が供給されると共に、比率設定器１０により、この流量調整弁Ｖ−３の開度に比例して、所定の比率になるように、窒素の供給配管４に設けられた流量調整弁Ｖ−４の開度が制御され、これにより、乾燥空気と窒素とが所定の流量比で、従って、所定の酸素濃度の混合ガスとなるように、混合ガス供給配管５に供給される。所定の酸素濃度の混合ガスが供給されることにより、圧力計Ｐ−５により混合ガス供給配管５の圧力が設定圧力となったことが検知されると、流量調整弁Ｖ−３が閉じられ同時に流量調整弁Ｖ−４も閉じられ、乾燥空気及び窒素の供給は停止される。
【００２９】
図２に示す方法は、図１に示す方法において、更に混合ガスの供給配管５に酸素濃度計Ｏ−５を設け、酸素濃度計Ｏ−５による検出結果に基いて、乾燥空気と窒素との流量比を微調整することにより、混合ガスの酸素濃度をより一層正確に調整するようにしたものである。
【００３０】
図２の方法において、タンク１又は調合槽２の圧力が低下した際には、図１の方法と同様に、タンク１又は調合槽２に混合ガスが供給され、同時に混合ガス供給配管５の圧力が設定圧力よりも低下したことが圧力計Ｐ−５により検出されたときには、図１の方法と同様に、流量調整弁Ｖ−３の開度が上がり乾燥空気が供給されると共に、この流量に比例して窒素が供給されるが、更に、図２の方法では、混合ガス供給配管５内の混合ガスの酸素濃度が酸素濃度計Ｏ−５により検出され、この検出結果に基いて、混合ガスの酸素濃度が所定の濃度となるように、流量調整弁Ｖ−４の開度が微調整される。このため、混合ガスの酸素濃度をより一層正確に調整することができるようになる。
【００３１】
なお、図１，２においては、乾燥空気と窒素との混合ガスの供給を行うが、乾燥空気の代りに酸素を用いても良い。また、この場合において、混合ガスの酸素濃度を測定する代りに窒素濃度を測定しても良い。また、図２の方法において、酸素濃度計の測定結果のみに基いて乾燥空気と窒素との供給量の制御を行うことも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の雰囲気ガスの供給方法によれば、易重合性で、０〜４０℃で爆発組成を形成する（メタ）アクリル酸又はそのエステルのような、製造、貯蔵ないしは取り扱い時の雰囲気ガスを厳密に制御することが必要な化合物の製造設備又は貯蔵設備に、所定の組成の雰囲気ガスを、その使用量の変動に影響されることなく、安定に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の雰囲気ガスの供給方法の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の雰囲気ガスの供給方法の他の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１タンク
２調合槽
１０比率設定器
Ｐ−１，Ｐ−２，Ｐ−５圧力計
Ｏ−５酸素濃度計
Ｖ−３，Ｖ−４流量調整弁
Ｖ−６，Ｖ−７開閉弁

Claims

化合物の製造設備及び／又は貯蔵設備に、ガス供給源から供給ラインを通して雰囲気ガスを供給する雰囲気ガスの供給方法において、
該化合物が、（メタ）アクリル酸又はそのエステルであり、該雰囲気ガスが不燃性ガスと空気又は酸素との混合ガスであり、
該製造設備及び/又は貯蔵設備の気相部におけるガス消費量を検出し、この検出結果に基いて、該気相部のガス消費量に見合う量の雰囲気ガスを該供給ラインから該気相部に供給すると共に、
該供給ラインにおけるガス消費量を検出し、この検出結果に基いて、該供給ラインのガス消費量に見合う量の雰囲気ガスを前記ガス供給源から該供給ラインに供給することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１において、該供給ラインに設けた酸素濃度計の検出結果に基いて、該供給ラインへ供給される不燃性ガスと空気又は酸素との流量比率を調整することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１又は２において、該不燃性ガスが窒素ガスであることを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１ないし３のいずれか１項において、該（メタ）アクリル酸のエステルが、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、又は（メタ）アクリル酸ブチルあることを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１ないし４のいずれか１項において、該気相部の圧力を測定することにより、該気相部におけるガス消費量を検出することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１ないし５のいずれか１項において、該供給ライン中の圧力を測定することにより、該供給ラインにおけるガス消費量を検出することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１ないし６のいずれか１項において、該供給ラインへ、不燃性ガスと空気又は酸素とを、所定の比率となるように別々に供給することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項７において、該供給ラインに供給されるガス中の不燃性ガス濃度又は酸素濃度を制御することを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。
請求項１ないし８のいずれか１項において、該雰囲気ガス中の酸素濃度が２〜１０体積％であることを特徴とする雰囲気ガスの供給方法。