JP7489327B2 - ポリマー製造のための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本明細書で使用される「連続撹拌槽型反応器」または「CSTR」という用語は、反応物が連続的に供給され、生成物が連続的に引き出される槽型反応器を指す。CSTRは、完全なバックミキシングに近い状態が存在するように、機械的に撹拌される。
Claims (14)
- 溶液重合のためのシステムであって、
溶媒中の少なくとも1つのモノマーを受け取り、前記モノマーを反応させてポリマーを形成するように作動可能な反応器システムと、
前記反応器システムの下流に位置する複数の液化容器であって、各液化容器は、前の液化容器よりも低い圧力で作動し、前記複数の液化容器は、前記反応器システムからポリマー溶液を受け取る、複数の液化容器と、
2つの液化容器の間に配置され、かつ前記2つの液化容器と流体連通している第1の熱交換器であって、前記第1の熱交換器は、120℃~230℃の入口ポート温度と、200℃~300℃の出口ポート温度と、35~250kgf/cm2の入口ポート圧力と、20~200kgf/cm2の出口ポート圧力とを有し、前記ポリマー溶液は、前記第1の熱交換器における滞留中、単相のままである、第1の熱交換器と、
少なくとも1つの液化容器に配置されたディストリビュータとを備え、前記ディストリビュータは、
前記ディストリビュータに加熱流体を充填するための入口ポートを有する第1の導管と、
第2の導管であって、前記第1の導管が、前記第1の導管と前記第2の導管との間に第1の環状空間を画定するように前記第2の導管の内側に位置しており、前記第2の導管は、前記ディストリビュータから前記加熱流体を除去するための出口ポートを有する、第2の導管と、
前記ディストリビュータの上から下まで狭まっていく第2の環状空間を画定するように前記第2の導管の周りに配置された複数のプレートスタックであって、各プレートスタックは複数のプレートを含み、前記複数のプレートはさらに複数の導管を画定しており、各導管は、その長さにわたって変化する幅を有しかつ前記狭まっていく第2の環状空間から半径方向外方へ延在しており、前記複数の導管は前記狭まっていく第2の環状空間と流体連通しており、前記ディストリビュータは、前記ディストリビュータを通じた前記ポリマー溶液の輸送中に前記ポリマー溶液からの溶媒の分離を促進するのに有効な圧力および温度で作動させられる、複数のプレートスタックと、を備える、システム。 - 前記複数のプレートスタックにおける連続する各スタックは、上から下まで前のスタックよりも小さい内径を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記反応器システムは、複数の反応器を含み、少なくとも1つの反応器は、等温条件下または断熱条件下で作動する、請求項1に記載のシステム。
- 前記反応器システムと流体連通している管状反応器をさらに含み、前記管状反応器は、任意選択的に追加のモノマー、コモノマー、および触媒を受け取ってもよく、前記管状反応器は、未反応のまたは任意選択的に追加のモノマーおよび/またはコモノマーのさらなる反応を介してポリマー濃度をさらに上昇させる、請求項1に記載のシステム。
- 前記反応器システムの下流に位置しかつ前記反応器システムと流体連通している容積式ポンプをさらに備え、前記容積式ポンプは、流れ圧力を50~150kgf/cm2に上昇させる、請求項1に記載のシステム。
- 前記容積式ポンプと第1の液化容器との間に配置されかつ前記第1の液化容器と流体連通している熱交換器をさらに備え、前記熱交換器は、100℃~230℃の入口ポート温度、230℃~280℃の出口ポート温度、40~170kgf/cm2の入口ポート圧力、および30~150kgf/cm2の出口ポート圧力を有し、前記ポリマー溶液は1つまたは2つの液相に保持される、請求項5に記載のシステム。
- 前記第1の熱交換器と後続の液化容器との間に配置された圧力調整装置をさらに備え、前記圧力調整装置は、前記熱交換器において前記ポリマー溶液が1つまたは2つの液相に保持されることを確実にし、かつ後続の液化容器における前記溶媒の一部の除去を促進する、請求項1に記載のシステム。
- 前記反応器システムは、40kgf/cm2よりも高い圧力および130~210℃の温度で作動する、ループ反応器または連続撹拌槽型反応器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の液化容器は、少なくとも2つの液化容器を含み、前記第1の熱交換器は、第1の液化容器と第2の液化容器との間に配置されている、請求項1に記載のシステム。
- 第2の熱交換器は、前記第2の液化容器と第3の液化容器との間に配置されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記ディストリビュータ、前記熱交換器および圧力調整装置は、単一の機器に組み合わされている、請求項1に記載のシステム。
- 方法であって、
反応器システムにモノマー、溶媒および触媒を充填することと、
前記モノマーを反応させてポリマーを形成することであって、前記ポリマーを形成するための前記反応は、断熱的または等温的のいずれかで行われ、前記ポリマーは、ポリマー溶液中に分散させられる、形成することと、
前記反応器システムから、前記反応器システムの下流に位置する複数の液化容器へ前記ポリマー溶液を放出することであって、各液化容器は、前の液化容器よりも低い圧力で作動する、放出することと、
少なくとも1つの液化容器から第1の熱交換器へ前記ポリマー溶液を放出することと、
前記熱交換器において前記ポリマー溶液を加熱することであって、前記熱交換器は、120℃~230℃の入口ポート温度、200℃から300℃の出口ポート温度、35~250kgf/cm2の入口ポート圧力、および20~200kgf/cm2の出口ポート圧力で前記ポリマー溶液を受け取り、前記ポリマー溶液は、前記第1の熱交換器における滞留中に単相のままである、加熱することと、
少なくとも1つの液化容器に含まれたディストリビュータにおいて前記ポリマー溶液から前記ポリマーを分離することと、を含み、前記ディストリビュータは、
前記ディストリビュータに加熱流体を充填するための入口ポートを有する第1の導管と、
第2の導管であって、前記第1の導管が、前記第1の導管と前記第2の導管との間に第1の環状空間を画定するように前記第2の導管の内側に位置しており、前記第2の導管は、前記ディストリビュータから前記加熱流体を除去するための出口ポートを有する、第2の導管と、
前記ディストリビュータの上から下まで狭まっていく第2の環状空間を画定するように前記第2の導管の周りに配置された複数のプレートスタックであって、各プレートスタックは複数のプレートを含み、前記複数のプレートはさらに複数の導管を画定しており、各導管は、その長さにわたって変化する幅を有しかつ前記狭まっていく第2の環状空間から半径方向外方へ延在しており、前記複数の導管は前記狭まっていく第2の環状空間と流体連通しており、前記ディストリビュータは、前記ディストリビュータを通じた前記ポリマー溶液の輸送中に前記ポリマー溶液からの溶媒の分離を促進するのに有効な圧力および温度で作動させられる、複数のプレートスタックと、を備える、方法。 - 前記複数の液化容器から、ペレット化、造粒、または固化装置へポリマーを放出することであって、前記ポリマーは、300ppm未満の揮発性物質を含有する、放出することと、をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記反応器システムの下流かつ前記複数の液化容器の上流に位置する管状反応器へ前記ポリマー溶液を放出することと、前記管状反応器において前記ポリマー溶液の温度およびポリマー濃度を上昇させることと、をさらに含む、請求項12に記載の方法。
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