JP7304477B1

JP7304477B1 - ビニル系単量体製造装置

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Publication number: JP7304477B1
Application number: JP2022199202A
Authority: JP
Inventors: 昌利塚本; 英則角谷; 陽一安富
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2022-12-14
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2042-12-14

Abstract

【課題】計測機器の故障を防止して、正確な計測を実施する。【解決手段】ビニル系単量体製造装置１は、生成したビニル系単量体ガスを導出するためのガス抜き出し部１２を有するビニル系単量体ガス生成装置１０と、ビニル系単量体ガスを導入して処理するガス処理装置２０と、ガス抜き出し部とガス処理装置とを連結しており、ビニル系単量体ガスを、沸点以上発火点未満の温度に調節することができる温度調節部３０Ａを有するガス導出用配管と、ガス導出用配管に、計測機器接続用配管４２を介して接続されている計測機器４０と、計測機器接続用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給用配管であって、該不活性ガスの逆流を防止するための逆止弁５２Ａを有している不活性ガス供給用配管５２と、不活性ガス供給用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置５０とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ビニル系単量体を製造するためのビニル系単量体製造装置に関する。

ビニル系単量体である（メタ）アクリル酸エステルを代表する例えば（メタ）アクリル酸メチル（ＭＭＡ）を重合した重合体であるポリ（メタ）アクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は、透明性に優れており、さらには耐候性にも優れている。よって、ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、自動車用部品、看板標識、表示装置等を構成する部材の材料として、広く用いられている。

そして、近年の資源価格の高騰、さらには環境問題に対する意識の高まりに伴って、上記のとおりの種々の用途に用いられたポリ（メタ）アクリル酸メチルを含む製品（成形体）は回収されてリサイクル（再資源化）が図られている。

ポリ（メタ）アクリル酸メチルのリサイクルの方法としては、例えば、回収された成形体に対し、再度、成形工程を実施して新たな成形体を製造するマテリアルリサイクル、回収された成形体を熱処理して、ポリ（メタ）アクリル酸メチルを熱分解（解重合）することにより（メタ）アクリル酸メチルを回収し、回収された（メタ）アクリル酸メチル（再生ＭＭＡという場合がある。）を用いて新たな成形体を製造するケミカルリサイクル、および回収された成形体を燃料として燃焼させ、燃焼エネルギーを直接的に熱源として、さらには燃焼エネルギーを用いて発電して利用するサーマルリサイクルが挙げられる。

ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、３００℃程度の比較的低い温度で加熱することによって、（メタ）アクリル酸メチルを高収率で回収することができ、不純物の低減が可能であるため、ケミカルリサイクルによりリサイクルされることが好ましい。

ケミカルリサイクルにおいて、例えば、密閉されたシリンダを有する２軸押出機にアクリル樹脂のスクラップを供給し、４００～６００℃に加熱して熱分解し、２軸押出機の先端部から吐出される分解ガスを残渣タンクを介してクーラーの負圧効果と真空ポンプによって吸引し、クーラーで分解ガスを凝縮して液状モノマーとする態様が知られており（特許文献１参照。）、さらには合成高分子材料をシリンダに供給して、シリンダ内で連続的に加熱することにより得られた低分子量の気体状熱分解物をシリンダ外に導出して濃縮する態様が知られている（特許文献２参照。）。

特開平１１－１０６４２７号公報米国特許第３９５９３５７号明細書

しかしながら、上記特許文献１および２にかかる技術によっては、シリンダから導出される分解ガスおよび気体状熱分解物は３００℃以上の温度にもなりうるため、シリンダに接続された配管であって、分解ガスおよび気体状熱分解物を導出するための配管に設けられており、運転状況などを観測（計測）するための各種の計測機器の連続使用環境温度を超えた温度で計測を行わざるを得ず、結果として、連続的に正確な計測を実施することが困難となり、さらには計測機器が故障してしまうおそれもある。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めたところ、計測機器が接続される配管に所定の構成を設けることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、下記〔１〕～〔４〕を提供する。
〔１〕ビニル系単量体ガスを生成するビニル系単量体ガス生成装置であって、生成したビニル系単量体ガスを導出するためのガス抜き出し部を有するビニル系単量体ガス生成装置と、
前記ビニル系単量体ガス生成装置により生成されたビニル系単量体ガスを導入して処理するガス処理装置と、
前記ガス抜き出し部と前記ガス処理装置とを連結しており、ビニル系単量体ガスを、ビニル系単量体の沸点以上発火点未満の温度に調節することができる温度調節部を有するガス導出用配管と、
前記ガス導出用配管の中途に、計測機器接続用配管を介して接続されている計測機器と、
前記計測機器接続用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給用配管であって、該不活性ガスを前記計測機器接続用配管に向かう一方向のみに流通させるための逆止弁を有しており、一端側が前記計測機器接続用配管に接続されている不活性ガス供給用配管と、
前記不活性ガス供給用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置であって、前記不活性ガス供給用配管の他端側に接続されている不活性ガス供給装置と
を含む、ビニル系単量体製造装置。
〔２〕前記計測機器が圧力計または流量計である、〔１〕に記載のビニル系単量体製造装置。
〔３〕前記ガス処理装置が、精製器または冷却器である、〔１〕または〔２〕に記載のビニル系単量体製造装置。
〔４〕前記ビニル系単量体ガス生成装置が、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解してガス化する熱分解装置であり、
前記熱分解装置は、前記スクラップを投入するための投入部を有しており、前記ガス抜き出し部が熱分解により生成した（メタ）アクリル酸エステルを含むガスを抜き出すガス抜き出し部である、〔１〕または〔２〕に記載のビニル系単量体製造装置。

本発明によれば、配管に導出されるビニル系単量体ガスが、配管に接続された計測機器の連続使用環境温度を超えていた場合であっても、連続的に正確な計測を実施することでき、さらには計測機器の故障を防止することができる。

図１は、ビニル系単量体製造装置の構成例を示す概略的な図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、それぞれの構成要素は本発明の要旨から逸脱しない範囲で改変可能である。

１．ビニル系単量体製造装置
図１を参照して、本実施形態のビニル系単量体製造装置について説明する。図１は、ビニル系単量体製造装置の構成例を示す概略的な図である。

図１に示されるように、本実施形態のビニル系単量体製造装置１は、
ビニル系単量体ガスを生成するビニル系単量体ガス生成装置１０であって、生成したビニル単量体ガスを導出するためのガス抜き出し部１２を有するビニル系単量体ガス生成装置１０と、
ビニル系単量体ガス生成装置１０により生成されたビニル系単量体ガスを導入して処理するガス処理装置２０と、
ガス抜き出し部１２とガス処理装置２０とを連結しており、ビニル系単量体ガスを、沸点以上発火点未満の温度に調節することができる温度調節部３０Ａを有するガス導出用配管３０と、
ガス導出用配管３０の中途に、計測機器接続用配管４２を介して接続されている計測機器４０と、
計測機器接続用配管４２に不活性ガスを供給する不活性ガス供給用配管５２であって、不活性ガスを計測機器接続用配管４２に向かう一方向のみに不活性ガスを通過させて、を前記計測機器接続用配管に向かう一方向のみに流通させることができる、換言すると逆方向へは流通させないようにすることができる逆止弁５２Ａを有しており、一端側が前記計測機器接続用配管４２に接続されている不活性ガス供給用配管５２と、
不活性ガス供給用配管５２に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置５０であって、不活性ガス供給用配管５２の他端側に接続されている不活性ガス供給装置５０と
を含む。

（用語の説明）
「ビニル系単量体」には、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、ビニルトルエン、α－メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸等の芳香族ビニル系単量体、パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニル系単量体、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有シラン類、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル、ジアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル、ジアルキルエステル、マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のアクリロニトリル系単量体、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコールが含まれる。
「（メタ）アクリル」には、アクリル、メタクリルおよびこれらの組み合わせが含まれる。
「（メタ）アクリル酸エステル」には、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸（２－エチルヘキシル）、（メタ）アクリル酸（ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル）、（メタ）アクリル酸ベンジル、および（メタ）アクリル酸（２，２，２－トリフルオロエチル）が含まれる。

「（メタ）アクリル系重合体組成物」は、（メタ）アクリル系重合体を主成分として含み、さらにその他の成分を含みうる組成物である。

「（メタ）アクリル系重合体」は、（メタ）アクリル基を有するモノマーに由来する単量体単位を有する重合体である。

ここで、（メタ）アクリル系重合体としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位のみを含む（メタ）アクリル単独重合体；炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位を、８５質量％以上１００質量％未満と、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位と共重合可能な他のビニル単量体に由来する単量体単位を０質量％を超えて１５質量％以下とを有する（メタ）アクリル共重合体が挙げられる。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキル」とは、例えばＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＲ（Ｒは炭素原子数１～４のアルキル基である。）で表される化合物である。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とは、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルと共重合可能であり、かつビニル基を有する単量体である。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ－ブチル、およびメタクリル酸イソブチルが挙げられる。炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルは、好ましくはメタクリル酸メチルである。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸モノグリセロールなどのメタクリル酸エステル（ただし、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルを除く。）；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸２－ヒドロキシエチル、アクリル酸２－ヒドロキシプロピル、アクリル酸モノグリセロール等のアクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸又はこれらの酸無水物；アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等の窒素含有モノマー；アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有単量体；スチレン、α－メチルスチレンなどのスチレン系単量体が挙げられる。

（メタ）アクリル系重合体の製造方法としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと、必要に応じて、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とを、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で重合されていてよい。

（メタ）アクリル系重合体組成物が含みうる「その他の成分」には、例えば、所定の特性を有する成形体を製造するために添加されうる従来公知の任意好適な、離型剤、重合調節剤、重合開始剤、紫外線吸収剤および着色剤が含まれる。

「スクラップ」とは、通常、（メタ）アクリル酸メチル系重合体組成物を従来公知の任意好適な射出成形工程などにより種々の形状に成形して製造され、所定の用途に使用された後に廃材として回収された使用済みの成形体であって、本発明において原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体である。また、「スクラップ」は、成形時の不良品を回収し、本発明において原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよいし、成形時や研磨加工など後工程で発生する端材を回収し、原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよい。

以下、本実施形態のビニル系単量体製造装置１を構成しうる構成要素について具体的に説明する。

（１）ビニル系単量体ガス生成装置
本実施形態のビニル系単量体装置１は、ビニル系単量体ガス生成装置１０を含む。

本実施形態において、ビニル系単量体ガス生成装置１０の例としては、既に説明したケミカルリサイクルに適用されうる熱分解装置、蒸発装置、および反応装置が挙げられる。

本実施形態において、ビニル系単量体ガス生成装置１０としては、熱分解装置を適用することが好ましい。以下、本実施形態のビニル単量体ガス生成手段１０として好適である熱分解装置を例にとって具体的に説明する。

熱分解装置は、ビニル系単量体の重合体を含むビニル系樹脂組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解して、ビニル系単量体を含むガスであるビニル系単量体ガスを生成することができる装置である。

より具体的には、熱分解装置は、例えば、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解してガス化することにより、（メタ）アクリル酸エステルを含むガスを生成することができる装置であることが好ましい。

熱分解装置は、ビニル系単量体を含むガスであるビニル系単量体ガスを生成することができること、より具体的には、（メタ）アクリル酸エステルを含むガスを生成することができることを条件として、従来公知の任意好適な構成を有する装置を適用することができる。

本実施形態において、熱分解装置の例としては、押出機、ニーダー、および流動床加熱器が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置は、押出機であることが好ましい。熱分解装置である押出機の好適な例としては、二軸同方向回転押出機および二軸異方向回転押出機などの二軸押出機が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置として好適に適用できるニーダーとしては、例えば、米国特許第１０３０１２３５号明細書に記載の装置が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置として好適に適用できる流動床加熱器としては、例えば、特開２００９－１１２９０２号公報に記載の装置が挙げられる。

以下、熱分解装置の構成例について、二軸押出機の構成を例にとって説明する。
二軸押出機である場合の熱分解装置は、主要部として、原料であるスクラップを加熱処理するための熱分解部を備えている。熱分解部は、例えば、二軸押出機における原料を延在方向に移動させつつ内部において加熱処理を行うためのシリンダと、シリンダの内部に配置されたスクリューとに相当する。

熱分解部には、原料であるスクラップを熱分解部に供給するための図示されていない投入部が設けられている。投入部は二軸押出機におけるホッパー（フィーダー）に相当する構成である。投入部であるホッパーは、通常、熱分解部であるシリンダの上流側の端部近傍において、熱分解部であるシリンダ内に原料を供給できるように設けられている。

熱分解部には、熱分解されて生成したガスを抜き出すための１以上のガス抜き出し部（ベント）１２が設けられている。１以上のガス抜き出し部１２の配置（位置）は特に限定されず、設計に対応した任意好適な配置とすることができる。ガス抜き出し部１２は、例えば、生成したガスの抜き出し効率を向上させる観点から、既に説明した投入部１２とは反対側の熱分解部の下流側の端部近傍であって、熱分解部の上端側に設けられていることが好ましい。ガス抜き出し部１２が２以上設けられる場合には、熱分解部の上端側に所定の間隔（例えば等間隔）で整列するように配置することが好ましい。

熱分解装置は、通常、熱分解部に設けられている図示されていない残渣排出部を有している。残渣排出部は、熱分解部において生成した未分解成分を含む残渣を排出するための機能部である。残渣排出部は、熱分解部の下流側の端部近傍に設けることが好ましい。

（２）ガス処理装置
本実施形態において、ビニル系単量体製造装置１は、ビニル系単量体ガス生成装置１０のガス抜き出し部１２に、後述するガス導出用配管３０により連結（接続）されているガス処理装置２０を備えている。ガス処理装置２０は、ビニル系単量体ガス生成装置１０により生成したビニル系単量体ガスであって、ガス抜き出し部１２から抜き出されたビニル系単量体ガスを処理するための機能部である。

本実施形態において、ガス処理装置２０としては、ビニル系単量体ガス生成装置１０により生成しうるガスの組成、温度等を勘案して決定される必要な処理に対応して選択された従来公知の任意好適な装置を適用することができる。

ガス処理装置２０としては、例えば、ビニル系単量体ガス生成装置１０から抜き出されたビニル系単量体ガスを精製するための精製器、ビニル系単量体ガス生成装置１０から抜き出されたビニル系単量体ガスを冷却するための冷却器、不純物を吸着除去するための吸着器、不純物を捕捉する不純物捕捉タンク、およびビニル系単量体ガスを反応させる反応器が挙げられる。本実施形態において、ガス処理装置２０としては、精製器および冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置を適用することが好ましく、精製器または冷却器を用いることがより好ましい。

（３）ガス導出用配管
本実施形態のビニル系単量体製造装置１は、既に説明したビニル系単量体ガス生成装置１０と既に説明したガス処理装置２０とを機能的に連結するためのガス導出用配管３０を備えている。

ガス導出用配管３０は、ビニル系単量体ガスをビニル系単量体ガス生成装置１０から導出してガス処理装置２０へと導入する（流通させる）配管である。

本実施形態において、ガス導出用配管３０は、ビニル系単量体ガス生成装置において生成したビニル系単量体ガス（さらには不純物を含みうる。）をビニル系単量体ガス生成装置１０から導出して、ガス処理装置２０に導入できることを条件として、その形状、サイズ、構成材料等は特に限定されない。ガス導出用配管３０としては、従来公知の任意好適なステンレス鋼製の配管等を適用することができる。

本実施形態において、ガス導出用配管３０は、外表面に接触して、またはガス導出用配管３０の内部を通過してガス導出用配管３０内を流通するガスの温度を調節することができる温度調節部３０Ａをさらに備えている。温度調節部３０Ａは、ビニル系単量体ガス生成装置１０から導出されたビニル系単量体ガスの温度を冷却するか、維持するか、または上昇させる方向に調節するための機能部である。具体的には、温度調節部３０Ａは、ビニル系単量体ガスを、ビニル系単量体の沸点以上発火点未満の温度に調節することができる機能部であることが好ましい。

ビニル単量体が例えば（メタ）アクリル酸メチルである場合には、「沸点」の温度は１００℃程度であるのでこの温度以上の温度となるように、また「発火点」の温度は４２１℃程度であるのでこの温度を下回るように調整すればよい。

この場合には、温度調節部３０Ａにおいて「（メタ）アクリル酸メチルを含むガス（ビニル系単量体ガス）の「沸点以上発火点未満の温度」に調整された後の（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの温度は、具体的には、例えば、１００℃～４２０℃とすることが好ましく、２００℃～４１０℃とすることがより好ましく、３００℃～４００℃とすることがさらに好ましい。

このように構成すれば、例えば、流通するビニル系単量体ガスのガス導出用配管３０内における固着による閉塞を効果的に防止することができ、より安全にビニル系単量体ガスを流通させることができる。

温度調節部３０Ａとしては、従来公知の任意好適な構成を適用することができる。温度調節部３０Ａとしては、具体的には、内部に媒体（熱媒体、冷媒体）を流通させることができる、例えば、二重管熱交換器、電気ヒーターおよび保温材からなる群から選ばれる少なくとも１つを適用することができる。

なお、例えば二重管熱交換器および保温材の組み合わせといった２種以上の部材により温度調節部３０Ａが構成される場合には、少なくとも１種の部材がガス導出用配管３０の外表面に接触していればよく、換言すると、２種以上の部材は、ガス導出用配管３０の外表面に積層するように設けられていてもよい。

温度調節部３０Ａの設置態様は、ガス導出用配管３０内を流通するビニル系単量体ガスの温度を効果的に調節できることを条件として特に限定されない。温度調節部３０Ａは、例えばガス導出用配管３０の外周を一周して途切れなく覆うように設けることができる。

本実施形態において、温度調節部３０Ａとしては、二重管熱交換器を用いることが好ましい。当該二重管熱交換器としては、水蒸気を熱媒体として用いる二重管熱交換器であるか、または水を冷媒体として用いる二重管熱交換器であることが好ましい。

また、温度調節部３０Ａが保温材を含む場合には、当該保温材が、ロックウール、グラスウール、珪酸カルシウムおよび撥水性パーライトからなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。

（４）計測機器
図１に示されるとおり、ガス導出用配管３０には計測機器４０が接続されている。計測機器４０は、ビニル系単量体ガス生成装置１０、ひいてはビニル系単量体製造装置１における圧力、流量などの運転状況を観測するための機能部である。本実施形態において、計測機器４０の例としては、圧力計、流量計が挙げられる。計測器４０としては、圧力計、流量計からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

計測機器４０としては、従来公知の任意好適な装置を適用することができる。計測機器４０は、計測機器接続用配管４２を介して、既に説明したガス処理装置２０に接続されている。計測機器接続用配管４２は、従来公知の任意好適な配管により構成することができる。

計測機器接続用配管４２には、不活性ガス供給装置５０が、に不活性ガスを供給できるように接続されている。不活性ガス供給装置５０は、計測機器４０に不活性ガスを供給することができる機能部である。不活性ガス供給装置５０は、ボンベ、ポンプ等の従来公知の任意好適な装置により構成することができる。

不活性ガス供給装置５０により供給されうる不活性ガスは特に限定されない。かかる不活性ガスの例としては、窒素ガス、ヘリウム、およびアルゴンが挙げられる。不活性ガスとしては、入手性、コスト低減の観点から、窒素ガスを用いることが好ましい。

不活性ガス供給装置５０は、逆止弁５２Ａをその延在長の中途に有する不活性ガス供給用配管５２を介して計測機器接続用配管４２に接続されている。すなわち、不活性ガス供給装置５０は、逆止弁５２Ａが設けられている不活性ガス供給用配管５２により計測機器接続用配管４２に接続されている。

不活性ガス供給装置５０は、より具体的には、計測機器４０がガス導出用配管３０内を流通する高温のビニル系単量体ガスに接触しないように、不活性ガスとして例えば窒素ガスを供給することができる機能部である。

不活性ガス供給装置５０は、計測機器４０をガス導出用配管３０内を流通する高温のビニル系単量体ガスに接触させないように計測機器接続用配管４２に不活性ガスを供給することができることを条件として、ボンベ、ポンプおよび配管などを含む従来公知の任意好適な構成を採用することができる。

不活性ガス供給装置５０により供給される不活性ガスの供給量（流量）は、計測機器４０を上記のとおり高温のビニル系単量体ガスから保護できることを条件として、特に限定されない。不活性ガスの供給量は、選択された計測機器４０の種類、計測器接続用配管４２のサイズ（径）などを勘案して、適宜設定することができる。

逆止弁５２Ａは、不活性ガス供給装置５０から計測機器４０に向かう一方向のみに不活性ガスを通過させて、逆方向へは逆流させないようにすることができる機能部である。逆止弁５２Ａとしては、従来公知の任意好適な構成を有する逆止弁（逆止め弁）を用いることができる。このように逆止弁５２Ａを用いれば、不活性ガスの安定的な供給により確実に計測機器４０による計測を行うことができ、さらには逆流による他の配管などへの不活性ガスの混入を効果的に防止することができる。

不活性ガス供給用配管５２は、逆止弁５２Ａとは別に、不活性ガス供給部５０から供給（導出）された不活性ガスの流量を調節することができる流量調節弁を有していてもよい。

本実施形態のビニル系単量体製造装置１によれば、上記のとおり、不活性ガス供給装置５０と逆止弁５２Ａを有する不活性ガス供給用配管５２とを有しており、不活性ガスにより計測機器４０を保護できるので計測機器４０による正確な計測を行うことできる。

また、本実施形態のビニル系単量体製造装置１によれば、上記のとおり、不活性ガス供給装置５０と逆止弁５２Ａを有する不活性ガス供給用配管５２とを有しており、不活性ガスにより計測機器４０を保護できるので、従来行われていたように、計測機器の故障を防止するために、計測機器までの配管の長さをより長くすることで放熱効率を向上させる必要がないため、冷却されることで液化して重合してしまう場合がある特にビニル系単量体ガスによる配管の閉塞を効果的に防止して安全性を高めることができ、さらには、より短い配管とできるのでビニル系単量体製造装置１の構成をより簡略にすることができ、サイズをより小型化することができる。

２．計測方法
本実施形態の計測方法について説明する。
本実施形態の計測方法は、既に説明したビニル系単量体製造装置１を用いるビニル系単量体の製造に際して実施される計測方法である。

まず、ビニル系単量体ガス生成装置１０により、ビニル系単量体ガスを生成させる。具体的には、既に説明したケミカルリサイクルに適用されうる熱分解装置により、ビニル単量体ガスを生成させる。以下、ビニル系単量体ガス生成装置１０として、既に説明した熱分解装置を用いる態様について説明する。

すなわち、本実施形態においては、ビニル系単量体ガス生成装置１０である熱分解装置によりスクラップを熱分解してビニル系単量体ガスを生成する熱分解工程が行われた後、次いで、ビニル系単量体ガス生成装置１０のガス抜き出し部１２からビニル系単量体ガスを抜き出してガス導出用配管３０導出するガス導出工程が行われ、次に、ビニル系単量体ガスをガス処理装置２０に導入して処理する処理工程が行われる。以下、各工程について具体的に説明する。

ここで、ビニル系単量体ガス生成装置１０により生成したビニル系単量体ガスであって、ガス処理装置２０による処理前のビニル系単量体ガスには、種々の不純物が不可避的に含まれうる。

（１）熱分解工程
熱分解工程は、ビニル系単量体ガス生成装置１０である熱分解装置によりスクラップを熱分解（解重合）してビニル系単量体ガスを生成する工程である。
なお、ここでは熱分解装置として押出機を採用した例を想定して説明する。

本実施形態において、熱分解工程の実施条件（例えば、圧力（ＭＰａ）、シリンダ温度（℃）、スクリュー回転数（ｒｐｍ）、スクラップ供給量（原料供給速度）（ｋｇ／時間））は特に限定されない。熱分解工程の実施条件は、例えば、処理対象のスクラップの性状、組成等を考慮して、任意好適な実施条件とすることができる。

熱分解工程における圧力は、空気の系内への漏れ込み防止および分解ガスの系外への漏洩防止の観点から、好ましくは０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａであり、より好ましくは０．０１ＭＰａ～０．３ＭＰａである。

熱分解工程におけるシリンダ温度は、ビニル系単量体ガス通常４００℃～５００℃とすればよく、例えばスクラップが純粋なリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは４５０℃～４７０℃である。

熱分解工程におけるスクリュー回転数は、通常５００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍとすればよく、例えばスクラップが純粋なポリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは５００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍである。

熱分解工程におけるスクラップ供給量は、シリンダー径によって異なり、通常１０ｋｇ／時間～５０００ｋｇ／時間とすればよく、例えばシリンダー径が４７ｍｍである場合には、好ましくは４０ｋｇ／時間～９０ｋｇ／時間である。

（２）ガス導出工程
ガス導出工程は、ビニル系単量体ガス生成装置１０のガス抜き出し部１２からビニル系単量体ガスを抜き出してガス導出用配管３０に導出する工程である。

ガス導出工程においては、ビニル系単量体ガスを、温度調節部３０Ａにより、ビニル系単量体の沸点以上発火点未満の温度に加熱しつつ、ガス導出用配管３０に流通させる。このようにすることで、ガス導出用配管３０におけるガスの発火、固着物の堆積、さらには閉塞を効果的に防止することができる。

ガス導出工程においては、計測機器４０による所定の計測が行われる。具体的には、逆止弁５２Ａを有する不活性ガス供給用配管５２を介して、不活性ガス供給装置５０により不活性ガスを計測器接続用配管４２に供給することにより、計測機器４０を高温のビニル系単量体ガスから保護しつつ、計測機器４０によりガス導出用配管３０内を流通するビニル系単量体ガスにかかる所定の計測を行う。

このようにすれば、逆止弁５２Ａにより不活性ガスの逆流を防止しつつ、計測機器４０を高温のビニル系単量体ガスから効果的に保護して、正確な計測（観測）を行うことができる。

（３）処理工程
ガス導出工程に引き続き、既に説明したガス処理装置２０（例えば、精製器、冷却器、濃縮器、吸着器、不純物捕捉タンク、反応器）による任意好適な処理工程（例えば、精製工程、冷却工程、濃縮工程、吸着工程、不純物捕捉工程、反応工程）が行われる。

具体的には、処理工程は、ガス導出用配管３０に導出されて温度調節部３０Ａにより温度を適宜調節されつつ流通するビニル系単量体ガスを、ガス処理装置２０に導入して処理する工程である。

ガス処理装置２０による処理工程の実施条件は特に限定されない。ガス処理装置２０による処理態様（精製、冷却、濃縮、吸着、不純物捕捉、反応等）および処理工程の実施条件は、ガス導出用配管３０に導出されるビニル系単量体ガスの組成等を勘案して、任意好適な態様および条件とすることができる。なお、不活性ガス供給装置５０により計測機器接続用配管４２およびガス導出用配管３０を介してガス処理装置２０に、ビニル系単量体ガスとともに供給された不活性ガスは、ガス処理装置２０により分離除去されうる。

１ビニル系単量体製造装置
１０ビニル系単量体ガス生成装置
１２ガス抜き出し部
２０ガス処理装置
３０ガス導出用配管
３０Ａ温度調節部
４０計測機器
４２計測機器接続用配管
５０不活性ガス供給装置
５２不活性ガス供給用配管
５２Ａ逆止弁

Claims

ビニル系単量体ガスを生成するビニル系単量体ガス生成装置であって、生成したビニル系単量体ガスを導出するためのガス抜き出し部を有するビニル系単量体ガス生成装置と、
前記ビニル系単量体ガス生成装置により生成されたビニル系単量体ガスを導入して処理するガス処理装置と、
前記ガス抜き出し部と前記ガス処理装置とを連結しており、ビニル系単量体ガスを、ビニル系単量体の沸点以上発火点未満の温度に調節することができる温度調節部を有するガス導出用配管と、
前記ガス導出用配管の中途に、計測機器接続用配管を介して接続されている計測機器と、
前記計測機器接続用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給用配管であって、該不活性ガスを前記計測機器接続用配管に向かう一方向のみに流通させるための逆止弁を有しており、一端側が前記計測機器接続用配管に接続されている不活性ガス供給用配管と、
前記不活性ガス供給用配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置であって、前記不活性ガス供給用配管の他端側に接続されている不活性ガス供給装置と
を含み、
前記ビニル系単量体ガス生成装置が、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解してガス化する熱分解装置であり、
前記熱分解装置は、前記スクラップを投入するための投入部を有しており、前記ガス抜き出し部が熱分解により生成した（メタ）アクリル酸エステルを含むガスを抜き出すガス抜き出し部である、ビニル系単量体製造装置。
前記計測機器が圧力計または流量計である、請求項１に記載のビニル系単量体製造装置。
前記ガス処理装置が、精製器または冷却器である、請求項１または２に記載のビニル系単量体製造装置。