JP5699250B2

JP5699250B2 - 除去対象物の移動性が向上したｓｃｃ

Info

Publication number: JP5699250B2
Application number: JP2014512768A
Authority: JP
Inventors: ジュ、ウン−ジョン; シン、デ−ヨン; イ、ジョン−ク
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: CN103561860B; EP2716357A2; WO2012165818A2; WO2012165818A3; KR101474476B1; US9162210B2; EP2716357A4; EP2716357B1; JP2014515417A; US20140107302A1; KR20120132420A; CN103561860A

Description

本発明は、除去対象物の移動性が向上したＳＣＣ（ｓｐｉｎｎｉｎｇｃｏｎｅｃｏｌｕｍｎ）に関し、より詳しくは、上部段間の間隔が下部段間の間隔よりも広く形成されて除去対象物の移動性を向上させたＳＣＣに関する。

一般に化学反応を通じて生成物を得るためには反応装置が必要である。このような反応装置としては、一般に１つの反応器に原料生成物を添加した後、攪拌などを通じて行われる回分式反応器が利用されてきた。しかし、前記方法の場合、速い物質伝達速度を要求する反応に対しては十分な反応が行われず、多量の未原料生成物が生じることがあり、触媒を使用する場合、触媒の分離工程が必須的であるため、大容量になるほどコストを上昇させるという非効果的な問題があった。

そこで、大韓民国特許登録第９６１，７６５号でスピニングディスク反応装置（Ｓｐｉｎｎｉｎｇｄｉｓｃｒｅａｃｔｏｒ）が提案されたが、これはスピニングディスクが水平に配置されているため、原料生成物のディスク滞留時間が短いという問題があり、傾きを有するディスク、つまり、コーンを多段設置することによって原料生成物の滞留時間を向上させた多段コーン形態のＳＣＣ（ｓｐｉｎｎｉｎｇｃｏｎｅｃｏｌｕｍｎ）が好まれていた。

一方、前記ＳＣＣは気液接触分離工程にも適用され得る。このように気液接触分離工程にＳＣＣを適用すると、カラム下部から流入されたストリッピングミディアム（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇｍｅｄｉｕｍ）または気相の除去対象物などはカラムの上部に移動するようになる。しかし、一般的なＳＣＣは、ハウジング内部で上部段間隔が下部段間隔と同一または狭く形成されてカラム上部の気体流れが円滑でないため、気体がカラム内から抜け出ることが困難であり、液体のフラッジング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）問題が発生するという問題があった。

大韓民国特許登録第９６１，７６５号明細書

本発明の目的は、上部段間の間隔が下部段間の間隔よりも広く形成されて除去対象物の移動性を向上させたＳＣＣを提供することにある。

本発明は、回転軸を有するハウジングと、前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部と、前記回転軸に上端から下段へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸を中心に回転するスピニングコーンと、前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーンと、前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部と、前記スピニングコーンを回転させるための駆動部と、を含み、前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対を段という時、前記段で上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広く、前記上部段は、前記ＳＣＣに含まれている段の個数を二分した時、前記ハウジング上部側に近い半分に含まれている段であり、前記下部段は、前記ＳＣＣに含まれている段の個数を二分した時、前記ハウジング下部側に近い半分に含まれている段である、ＳＣＣを提供する。

前記で、前記スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下段へ２乃至４０個が配列され得る。

また、前記ＳＣＣは、重合反応およびエーテル化反応に使用することができる。

ここで、前記重合反応は、液相重合反応、気相重合反応、および自由ラジカル重合反応からなる群より選択され得る。

また、前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされ得る。

そして、前記スピニングコーンは、下記計算式１によるＧが１乃至１００倍になる回転速度で同一の回転軸を中心に回転することができる。

上記式中、Ｇは、重力加速度の倍数であり、ｒは、コーンの半径（ｍ）であり、ＲＰＭは、回転速度（回／分）である。

また、前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられ得る。

そして、前記ＳＣＣは、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記駆動部はモータであってもよい。

なお、前記ＳＣＣは、気体供給部および残余気体排出部をさらに含むことができる。

そして、前記段間の間隔は、下部から上部へ行くほど漸次に広く形成され得る。

また、前記反応物は、揮発性モノマーを含むポリマーであってもよく、このような揮発性モノマーを含むポリマーは、ＰＶＣ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、およびＰＢＬラテックスからなる群より選択され得る。

本発明によるＳＣＣは、気相の除去対象物の除去時、ハウジング内部で上部段間隔が狭く形成されて除去対象物の移動が円滑でないという問題点を解決したものであって、上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広いＳＣＣを提供して除去対象物の移動性を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるＳＣＣの構造を示した図面である。

本発明は、多様な変換を加えることができ、多様な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で具体的に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するに当たって、関連公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を濁し得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本発明は、回転軸３０を有するハウジング１０と、前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部２０と、前記回転軸に上端から下段へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸３０を中心に回転するスピニングコーン４０と、前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーン５０と、前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部６０と、前記スピニングコーンを回転させるための駆動部７０と、を含み、前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対を段という時、前記段で上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広いＳＣＣを提供する。

本発明によるＳＣＣは、上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広いＳＣＣを提供して除去対象物の移動性を向上させることができる。

本発明の一実施形態において、スピニングコーン４０は、同一の回転軸３０に沿って上端から下端へ一定の傾きを有するように２個以上設置され得る。回転軸が回転する際、スピニングコーンが同時に回転するようになりながら、供給された反応物がスピニングコーン上で拡散するようになり、これによって表面積が拡大されて気体などとの接触によって除去対象物の除去が円滑になり得る。ここで、スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下端へ少なくとも２個以上が配列され、好ましくは２乃至４０個が配列されてもよく、より好ましくは２乃至２３個が配列されてもよい。

また、本発明において、各スピニングコーン下端に備えられた固定コーン５０は、上端のスピニングコーン上から下端の他のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供することができる。このような固定コーンは、ハウジングの内部面上に固定して形成されているため、回転軸の回転時に回転しない。

本発明で反応物は、ハウジング内部に形成された反応物供給部２０に供給され、回転軸３０の回転によって前記スピニングコーン４０と固定コーン５０を通じて下部に移動するようになる。このような移動中に除去対象物が除去され、除去対象物が除去された反応物は生成物収集部６０に移動するようになる。

一方、前記ＳＣＣは、重合反応およびエーテル化反応に使用することができる。この時、本発明によるＳＣＣを利用した反応は、気液反応、液液反応を含むことができ、好ましくは重合反応およびエーテル化反応を含むことができる。

前記重合反応は、液相重合反応、気相重合反応または自由ラジカル重合反応を含むことができ、その反応種類は特に限定されない。例えば、エーテル化反応の場合、少なくとも一つのオレフィンとアルコールを反応物質として前記反応物供給部を通じて第一段のスピニングコーン装置に投入し、モータを利用して同一の回転軸を中心に各スピニングコーンを回転させて反応を進行させることによって、エーテルまたはエーテル混合物を製造することができる。この時、前記スピニングコーン表面はゼオライト触媒がコーティングされた形態であってもよい。また、前記オレフィンは、炭素数２乃至４のアルケンまたはアルキンであってもよく、アルコールは、炭素数１乃至８の低級アルコールであってもよい。また、自由ラジカル重合反応を進行する場合、ＵＶ光源を提供するためのランプがさらに備えられてもよい。

また、前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされてもよい。前記触媒は、重合反応の場合、通常の金属触媒または金属担持触媒を含むことができ、その種類は特に限定されない。また、開始剤である場合、重合反応に使用される通常の重合反応開始剤が使用され得る。そして、コーティング厚さは、反応を進行できる程度であれば特に限定されない。

また、前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記ＳＣＣは、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記駆動部７０は、モータであってもよい。

そして、前記ＳＣＣは、気液反応を進行する場合、気体供給部８０および残余気体排出部９０をさらに含むことができる。つまり、選択的にハウジング外壁にハウジング内部に気体を供給できる気体供給部が設置され得る。このような場合、気体はハウジング内壁の敷居の直下に投入口を設置して投入することがより好ましい。また、反応後に生成された残余気体は、ハウジング上端に別途に設置された残余気体排出部を通じて排出させることができる。

同時に、前記ハウジング１０は、ステンレス材質からなるものを使用することができるが、必ずしもこれに限定されるのではない。

一方、既存のＳＣＣでは、カラム下部からストリッピングミディアムまたは気相の除去対象物などはカラムの上部に移動するようになる。しかし、一般的なＳＣＣは、ハウジング内部で上部段間隔が下部段間隔と同一または狭く形成されてカラム上部の気体流れが円滑でないため、気体がカラム内から抜け出ることが困難であり、液体のフラッジング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）問題が発生するという問題があった。

したがって、本発明の一実施形態によるＳＣＣは、段間の間隔のうち、上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広いことを特徴とする。上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広い構造を有することによって、除去対象物の移動経路を確保して移動を円滑にして運転効率を向上させることができる。

ここで、「段」とは、隣接したスピニングコーンおよび固定コーンの一対を意味する。また、「上部段」とは、ＳＣＣ内に含まれている全ての段の個数を二分した時、ハウジング上部側に近い半分に含まれている段を意味し、「下部段」とは、ＳＣＣ内に含まれている全ての段の個数を二分した時、ハウジング下部側に近い半分に含まれている段を意味する。また、本明細書で「段間の間隔」とは、前記段においてスピニングコーンと固定コーンとの間の間隔を意味する。

一方、前記段間の間隔は、ハウジングの下部から上部へ行くほど広く形成されてもよい。つまり、ハウジングの下部に位置した段間の間隔よりも上部に位置した段間の間隔が広く形成されてもよく、これは下部から上部へ行くほど漸次に段間の間隔が広く形成されてもよい。図１は、本発明の一実施形態によるＳＣＣの構造を示した図面で、下部から上部へ行くほど漸次に段間の間隔が広くなる構造を示す。

本発明の一実施形態によれば、前記反応物は特に制限されないが、揮発性モノマーを含むポリマーであってもよく、好ましくは、ＰＶＣ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、およびＰＢＬラテックスからなる群より選択され得る。

本発明によるＳＣＣの反応物供給部を通じて揮発性モノマーを含むポリマーが供給されると、回転軸の回転によって前記スピニングコーンおよび固定コーンを経ながら、例えば、ＰＶＣラテックスではＶＣＭ（ｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅｍｏｎｏｍｅｒ）、ＳＢＲラテックスではＳＭ（ｓｔｙｒｅｎｅｍｏｎｏｍｅｒ）が、残留モノマー、つまり、除去対象物として、流入されたスチームによって排出部を通じて抜け出るようになる。この時、本発明によるＳＣＣは、上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広いＳＣＣを提供して除去対象物の移動性を向上させて運転効率を向上させることができる。

以上で、本発明内容の特定部分を詳しく記述したが、当業界の通常の知識を有する者にこのような具体的な技術は単に好適な実施様態に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるのではない点は明白であるう。したがって、本発明の実質的な範囲は特許請求の範囲とその等価物によって定義されるといえる。

１０…ハウジング
２０…反応物供給部
３０…回転軸
４０…スピニングコーン
５０…固定コーン
６０…生成物収集部
７０…駆動部
８０…気体供給部
９０…残余気体排出部

Claims

回転軸を有するハウジングと、
前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部と、
前記回転軸に上端から下段へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸を中心に回転するスピニングコーンと、
前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーンと、
前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部と、
前記スピニングコーンを回転させるための駆動部と、
を含み、
前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対を段という時、前記段で上部段間の間隔の一つ以上が下部段間の間隔よりも広く、
前記上部段は、前記ＳＣＣに含まれている段の個数を二分した時、前記ハウジング上部側に近い半分に含まれている段であり、前記下部段は、前記ＳＣＣに含まれている段の個数を二分した時、前記ハウジング下部側に近い半分に含まれている段である、ＳＣＣ。
前記スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下段へ２乃至４０個が配列された、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記ＳＣＣは、重合反応およびエーテル化反応に使用する、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記重合反応は、液相重合反応、気相重合反応、および自由ラジカル重合反応からなる群より選択される、請求項３に記載のＳＣＣ。
前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされた、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記スピニングコーンは、下記計算式１によるＧが１乃至１００倍になる回転速度で同一の回転軸を中心に回転する、請求項１に記載のＳＣＣ。

（上記式中、Ｇは、重力加速度の倍数であり、ｒは、コーンの半径（ｍ）であり、ＲＰＭは、回転速度（回／分）である。）
前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられている、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記ＳＣＣは、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられている、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記ＳＣＣは、気体供給部および残余気体排出部をさらに含む、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記段間の間隔は、下部から上部へ行くほど漸次に広くなる、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記反応物は、揮発性モノマーを含むポリマーである、請求項１に記載のＳＣＣ。
前記揮発性モノマーを含むポリマーは、ＰＶＣ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、およびＰＢＬラテックスからなる群より選択される、請求項１１に記載のＳＣＣ。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のＳＣＣは、ポリマー中の未反応モノマー除去用であるＳＣＣ。