JP6479283B2 - ポリアリーレンスルフィドの製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
はじめに、本発明の一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド(PAS)の製造方法(以下、「本製造方法」とも称する)において使用可能なPAS連続製造装置の構成について、図1に基づいて説明する。
本製造方法は、気相を介して互いに連通する複数の反応槽の少なくとも1つに反応原料として有機極性溶媒、硫黄源およびジハロ芳香族化合物を供給する供給工程と、前記複数の反応槽に存在する水の少なくとも一部を除去する脱水工程と、前記有機極性溶媒中で、前記硫黄源と前記ジハロ芳香族化合物との重合反応を行う重合工程とを含み、前記各工程は並行して行われるとともに、反応混合物は前記反応槽間を順次移動し、前記複数の反応槽の内部温度のいずれもが150℃以上である。
また、供給反応槽以外の反応槽、すなわち反応槽1b及び1cそれぞれの内部温度は、好ましくは200℃以上であり、より好ましくは210℃以上であり、さらに好ましくは220℃以上である。さらに、供給反応槽以外の反応槽のうち、少なくとも1つの反応槽の内部温度は、好ましくは245℃以上であり、より好ましくは250℃以上であり、さらに好ましくは255℃以上である。本実施形態では、互いに隣接する反応槽の内部温度の差が2℃以上であることが好ましく、3℃以上であることがより好ましく、5℃以上であることがさらに好ましい。このように反応槽1a〜1cの内部温度を設定することで、供給反応槽、すなわち反応槽1aにおいて、上述した脱水工程を主として行い、反応槽1aに対して反応混合物の移動方向の下流側に設けられた反応槽、すなわち反応槽1bにおいて、重合反応を主として行うことができ、その結果、重合反応をより効率良く行うことができる。
続いて、本発明の他の一実施形態について、詳細に説明する。
続いて、本発明のさらに他の一実施形態について、詳細に説明する。
続いて、本発明のさらに他の一実施形態について、詳細に説明する。
続いて、本発明のさらに他の一実施形態について、詳細に説明する。
以上の通り、本発明の一実施態様に係るポリアリーレンスルフィド(PAS)の製造方法は、気相を介して互いに連通する複数の反応槽の少なくとも1つに反応原料として有機極性溶媒、硫黄源およびジハロ芳香族化合物を供給する供給工程と、前記複数の反応槽に存在する水の少なくとも一部を除去する脱水工程と、前記有機極性溶媒中で、前記硫黄源と前記ジハロ芳香族化合物との重合反応を行う重合工程とを含み、前記各工程は並行して行われるとともに、反応混合物は前記反応槽間を順次移動し、前記複数の反応槽の内部温度のいずれもが150℃以上である。
本発明の実施の形態について更に詳しく説明する。
収容室本体が、10枚の円盤型仕切板により仕切られて形成された11個の反応槽を有する以外は、図3に示すのと同様の連続製造装置を用いた。この連続製造装置において、収容室本体は、内径108mm×長さ300mmの寸法を有していた。10枚の仕切板はいずれも同一形状であり、径5mmの回転軸上に設けられた。それぞれの仕切板について、反応混合物の移動方向の上流側の面に、下流側仕切り板と同一材質の2枚のアンカー型撹拌翼を十字に設けた。仕切板の直径は100mmであり、アンカー型撹拌翼の長手軸方向の長さは90mmであり、短手軸方向の長さは40mmであった。仕切板を設けた位置において、収容室の内部空間の鉛直断面に対し、クリアランスの断面積が占める割合は、約14%であった。
2 収容室
3a,3b 側壁
4 有機極性溶媒供給ライン
5 硫黄源供給ライン
6 ジハロ芳香族化合物供給ライン
7 反応混合物回収ライン
8a、8b 隔壁
9a、9b、9c 反応混合物
10a、10b、10c 撹拌翼
11 撹拌軸
12 回転駆動装置
13 排気ライン
14 脱水部
15 有機極性溶媒回収ライン
16 蒸気回収ライン
17 気液分離部
18 気体回収ライン
19、24 反応原料分離回収部
20 廃ガスライン
21、26 反応原料再供給ライン
22、27 反応原料再供給部
23 液体回収ライン
25 廃水ライン
28 送気部
29 送気ライン
30a、30b 仕切板
31 回転軸
100、200、300、400 PAS連続製造装置
H 水平面
Claims (13)
- 直列に接続された複数の反応槽を収容する収容室を備えるポリアリーレンスルフィドの連続製造装置内の前記反応槽の少なくとも1つに反応原料として有機極性溶媒、硫黄源およびジハロ芳香族化合物を供給する供給工程と、
前記複数の反応槽に存在する水の少なくとも一部を除去する脱水工程と、
前記有機極性溶媒中で、前記硫黄源と前記ジハロ芳香族化合物との重合反応を行う重合工程とを含み、
前記各工程は並行して行われるとともに、反応混合物は前記反応槽間を順次移動し、
前記複数の反応槽の内部温度のいずれもが150℃以上であり、
隣接する前記反応槽同士は隔壁または仕切板によって隔たれているとともに、前記収容室における気相を介して互いに連通している、ことを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法。 - 前記反応原料が供給される供給反応槽の内部温度が170℃以上であり、当該供給反応槽以外の反応槽の内部温度が200℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記供給反応槽以外の反応槽のうち、少なくとも1つの反応槽の内部温度が245℃以上であることを特徴とする請求項2に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記複数の反応槽のうち隣り合う少なくとも1対の反応槽は、各反応槽が収容し得る液体の最大液面レベルの高い方の反応槽が、前記反応混合物が移動する方向の上流側に位置しており、最大液面レベルの高低差を利用して、前記反応混合物を移動させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記複数の反応槽のそれぞれは、前記反応混合物が移動する方向の上流側から下流側に向かって、各反応槽が収容し得る液体の最大液面レベルの高い順に接続されており、当該最大液面レベルの高低差を利用して、前記反応混合物を移動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- さらに、前記反応混合物の移動方向の下流側から上流側に向けて不活性ガスを送り込む送り込み工程を前記各工程と並行して行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- さらに、前記反応原料の一部を分離して回収する分離回収工程と、当該反応原料の少なくとも一部を前記反応槽の少なくとも一つに供給する再供給工程とを、前記各工程と並行して行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記反応槽の内部温度は、反応混合物の移動方向の上流側から下流側に向かうほど高くなるように設けることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 反応系における圧力が0.01MPa以上、0.8MPa以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 単位空間・時間あたりの収量が、14g/hr・L以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記硫黄源の硫黄原子換算での総供給量が0.1Kモル以上であり、かつ前記供給工程の開始から前記重合工程の完了までが7時間以内であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記硫黄源の硫黄原子換算での総供給量が0.1モル/hr以上であり、かつ前記供給工程の開始から前記重合工程の完了までが7時間以内であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
- 前記重合工程によって得られるポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量を増大させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
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