JPH02232205A - 揮発性物質の除去方法及びその装置 - Google Patents
揮発性物質の除去方法及びその装置Info
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- JPH02232205A JPH02232205A JP1051959A JP5195989A JPH02232205A JP H02232205 A JPH02232205 A JP H02232205A JP 1051959 A JP1051959 A JP 1051959A JP 5195989 A JP5195989 A JP 5195989A JP H02232205 A JPH02232205 A JP H02232205A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/02—Neutralisation of the polymerisation mass, e.g. killing the catalyst also removal of catalyst residues
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、重合工程で得られた揮発性物質を含む重合
液からこの揮発性物質を分離し除去する方法及びそのた
めの装置に係り、特に限定するものではないが、スチレ
ン系重合体と揮発性物質を含む重合液中から揮発性物質
を分離し除去するのに有用な方法及びその装置に関する
。
液からこの揮発性物質を分離し除去する方法及びそのた
めの装置に係り、特に限定するものではないが、スチレ
ン系重合体と揮発性物質を含む重合液中から揮発性物質
を分離し除去するのに有用な方法及びその装置に関する
。
[従来の技術1
熱可塑性重合体、例えばボリスチレン、ゴム補強ボリス
チレン等のスチレン系重合体や炭素数2〜8のオレフィ
ン類を重合して得られるポリブロビレン等のオレフィン
系重合体は塊状重合あるいは溶剤や水等の希釈剤の存在
下に行う溶液重合や懸濁重(以下、単に溶液重合という
)によって製造することができるが、特に塊状重合によ
って製造する場合には、単量体の重合が進み、得られる
重合液中の重合体濃度が高くなるにつれてその粘度が上
昇し、この粘度がある一定の値を越えるとその取扱が困
難になる。そこで、このような方法で熱可塑性重合体を
連続的に18する場合には、得られた重合液の粘度が極
度に高くなる前に重合反応を停止させたり、重合系に添
加する希釈剤(溶剤)の使用覆を調整し、重合体と単量
体や希釈剤等の揮発性物質とを含む重合液中から揮発性
物質を分離し除去する、いわゆる脱揮処理が行われてい
る。
チレン等のスチレン系重合体や炭素数2〜8のオレフィ
ン類を重合して得られるポリブロビレン等のオレフィン
系重合体は塊状重合あるいは溶剤や水等の希釈剤の存在
下に行う溶液重合や懸濁重(以下、単に溶液重合という
)によって製造することができるが、特に塊状重合によ
って製造する場合には、単量体の重合が進み、得られる
重合液中の重合体濃度が高くなるにつれてその粘度が上
昇し、この粘度がある一定の値を越えるとその取扱が困
難になる。そこで、このような方法で熱可塑性重合体を
連続的に18する場合には、得られた重合液の粘度が極
度に高くなる前に重合反応を停止させたり、重合系に添
加する希釈剤(溶剤)の使用覆を調整し、重合体と単量
体や希釈剤等の揮発性物質とを含む重合液中から揮発性
物質を分離し除去する、いわゆる脱揮処理が行われてい
る。
そして、この脱揮処理の方法としては、揮発性物質を含
む重合液を減圧下におき、揮発性物質を気化させ気体と
して分離し除去する方法が知られている(米国特許第3
,201,365号明細書)。しかしながら、この方法
では、揮発性物質が気化する際に熱を消費するために、
脱揮処理後の重合体の温度が脱揮処理前の重合液の温度
に比べて低くなり、この際に温度が低くなりすぎると得
ら・れる重合体の粘度が高くなり、その取扱が困難にな
る場合が生じる。そこで、この米国特許第3, 201
, 365号明細書記載の発明にあいては、{qられ
る重合体の粘度が高くなりすぎるのを防止し、同時に揮
発性物質の脱揮効率を良くするために、重合液を減圧下
におく前に加熱することが行われている。
む重合液を減圧下におき、揮発性物質を気化させ気体と
して分離し除去する方法が知られている(米国特許第3
,201,365号明細書)。しかしながら、この方法
では、揮発性物質が気化する際に熱を消費するために、
脱揮処理後の重合体の温度が脱揮処理前の重合液の温度
に比べて低くなり、この際に温度が低くなりすぎると得
ら・れる重合体の粘度が高くなり、その取扱が困難にな
る場合が生じる。そこで、この米国特許第3, 201
, 365号明細書記載の発明にあいては、{qられ
る重合体の粘度が高くなりすぎるのを防止し、同時に揮
発性物質の脱揮効率を良くするために、重合液を減圧下
におく前に加熱することが行われている。
ところが、この加熱により、重合液中に残存する単量体
が一部重合して、オリゴマーを含む低分子m重合体(以
下、単に低分子量重合体という)が脱揮処理して得られ
た重合体中に混入し、品質を低下させるという問題があ
った。このことは、特に、高分子吊ボリスチレンの製造
においては重大な問題であった。
が一部重合して、オリゴマーを含む低分子m重合体(以
下、単に低分子量重合体という)が脱揮処理して得られ
た重合体中に混入し、品質を低下させるという問題があ
った。このことは、特に、高分子吊ボリスチレンの製造
においては重大な問題であった。
そこで、このような問題を解決するための各種の研究が
行われている。
行われている。
例えば、特公昭48−29, 797号公報では、重合
液を加熱する前に一旦減圧下において発泡させ、これに
よって重合液の温度を一旦低下させ、加熱工程に至るま
での間における未反応単量体の重合速度を遅くさせて低
分子旧重合体の生成を防止し、次いで流量分布の均一化
を図りながら加熱工程を通過させ、減圧下の気液分離工
程で気液分離させる方法が提案ざれており、また、特公
昭54−30, 428号公報では、加熱工程における
装入温度や圧力、装入状態や速度、滞留時間、熱交換効
率、退出温度と圧力や、減圧下の気液分離工程でフラッ
シュ蒸発させる際の温度や減圧度等の種々の操業条件を
細かく制御する方法が提案ざれている。
液を加熱する前に一旦減圧下において発泡させ、これに
よって重合液の温度を一旦低下させ、加熱工程に至るま
での間における未反応単量体の重合速度を遅くさせて低
分子旧重合体の生成を防止し、次いで流量分布の均一化
を図りながら加熱工程を通過させ、減圧下の気液分離工
程で気液分離させる方法が提案ざれており、また、特公
昭54−30, 428号公報では、加熱工程における
装入温度や圧力、装入状態や速度、滞留時間、熱交換効
率、退出温度と圧力や、減圧下の気液分離工程でフラッ
シュ蒸発させる際の温度や減圧度等の種々の操業条件を
細かく制御する方法が提案ざれている。
しかしながら、本発明者らの知見によれば、特公昭48
−25, 797号公報記載の方法では、加熱工程に導
入する前に均一に発泡させることが難しく、安定した効
果を得ることが難しく、また、発泡した重合液は加熱工
程で均一に流れ難く、この加熱工程での流量分布の均一
化を図ることが難しく、かえって低分子量重合体が発生
し易くなるという問題があり、また、特公昭54−30
, 428@公報記載の方法においても、操業条件の設
定が勤しくで操業が不安定になるために、実質的に低分
子量重合体の発生を防止することが難しいという問題が
あった。
−25, 797号公報記載の方法では、加熱工程に導
入する前に均一に発泡させることが難しく、安定した効
果を得ることが難しく、また、発泡した重合液は加熱工
程で均一に流れ難く、この加熱工程での流量分布の均一
化を図ることが難しく、かえって低分子量重合体が発生
し易くなるという問題があり、また、特公昭54−30
, 428@公報記載の方法においても、操業条件の設
定が勤しくで操業が不安定になるために、実質的に低分
子量重合体の発生を防止することが難しいという問題が
あった。
[発明が解決しようとする課題]
そこで、本発明者らは、かかる問題を解決するため鋭意
研究を行った結果、重合液の加熱工程を複数の加熱帯に
分割し、この加熱工程に導入される重合液の上流の入口
側加熱帯を比較的低温に加熱し,この加熱工程で順次段
階的に昇温ざせ、下流の出口側加熱帯を比較的高温に加
熱して減圧下の気液分離室にフラッシュすることにより
、重合液はこの加熱工程に液状で導入されその流れが均
一になり、低分子量重合体の発生を可及的に抑制するこ
とかでぎることを見出し、本発明を完成した。
研究を行った結果、重合液の加熱工程を複数の加熱帯に
分割し、この加熱工程に導入される重合液の上流の入口
側加熱帯を比較的低温に加熱し,この加熱工程で順次段
階的に昇温ざせ、下流の出口側加熱帯を比較的高温に加
熱して減圧下の気液分離室にフラッシュすることにより
、重合液はこの加熱工程に液状で導入されその流れが均
一になり、低分子量重合体の発生を可及的に抑制するこ
とかでぎることを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、揮発性物質を含む重合液から
この揮発性物質を分離し除去して重合体を得るに当り、
低分子量重合体の生成を防止し、この低分子量重合体の
混入量を可及的に少なくすることができる揮発性物質の
除去方法及びその装置を提供することにおる。
この揮発性物質を分離し除去して重合体を得るに当り、
低分子量重合体の生成を防止し、この低分子量重合体の
混入量を可及的に少なくすることができる揮発性物質の
除去方法及びその装置を提供することにおる。
また、本発明の他の目的は、重合液を加熱しフラッシュ
させて重合体と揮発性物質とを分離し、重合液中から揮
発性物質を除去するに当り、この重合液を均一に加熱す
ることができ、しかも、加熱条件、滞留時間等の条件設
定が容易であり、これによって重合液中の単量体が重合
するのを可及的に防止することができる揮発性物質の除
去方法及びその装置を提供することにおる。
させて重合体と揮発性物質とを分離し、重合液中から揮
発性物質を除去するに当り、この重合液を均一に加熱す
ることができ、しかも、加熱条件、滞留時間等の条件設
定が容易であり、これによって重合液中の単量体が重合
するのを可及的に防止することができる揮発性物質の除
去方法及びその装置を提供することにおる。
[課題を解決するための手段]
すなわち、本発明は、塊状重合又は溶液重合して1qら
れた揮発性物質を含む熱可塑性重合体の重合液を加熱工
程とこれに引続く減圧下の気液分離工程とで脱揮処理し
、重合液中から揮発性物質を分離して除去する揮発性物
質の除去方法において、上記加熱工程を重合液の入口側
から出口側にかけて複数の加熱帯に分割すると共にこの
加熱工程にはその入口側加熱帯から出口側加熱帯に向レ
ブて順次上昇する温度勾配を設け、入口側加熱帯では上
記重合液中の揮発性物質が実質的に気化しない温度に加
熱すると共に第二加熱帯以降のいずれかの加熱帯で揮発
性物質が気化する温度に加熱し、この加熱工程に続く気
液分離工程でフラッシュさせて気液分離する揮発性物質
の除去方法である。
れた揮発性物質を含む熱可塑性重合体の重合液を加熱工
程とこれに引続く減圧下の気液分離工程とで脱揮処理し
、重合液中から揮発性物質を分離して除去する揮発性物
質の除去方法において、上記加熱工程を重合液の入口側
から出口側にかけて複数の加熱帯に分割すると共にこの
加熱工程にはその入口側加熱帯から出口側加熱帯に向レ
ブて順次上昇する温度勾配を設け、入口側加熱帯では上
記重合液中の揮発性物質が実質的に気化しない温度に加
熱すると共に第二加熱帯以降のいずれかの加熱帯で揮発
性物質が気化する温度に加熱し、この加熱工程に続く気
液分離工程でフラッシュさせて気液分離する揮発性物質
の除去方法である。
また、本発明は、上記揮発物質の除去方法を実施するた
めに使用される装置であり、加熱領域とこの加熱領域に
続く減圧下の気液分離領域を備え、塊状重合又は溶液重
合により得られた揮発性物質を含む重合液を上記加熱領
域で加熱し、続いて気液分離領域でフラッシュさせて気
液分離し、重合液中から揮発性物質を分離して除去する
装置において、上記加熱.領域を重合液流通側と熱媒体
流通側とを備えた多管式熱交換器で構成すると共に、こ
の多管式熱交換器の熱媒体流通側を複数の加熱室に分割
し、これら各加熱室にはそれぞれ熱媒体の出入口を形成
し、重合液流通側を流れる重合液にその上流から下流に
向けて順次上昇する温度勾配を付与する揮発性物質を除
去する装置である。
めに使用される装置であり、加熱領域とこの加熱領域に
続く減圧下の気液分離領域を備え、塊状重合又は溶液重
合により得られた揮発性物質を含む重合液を上記加熱領
域で加熱し、続いて気液分離領域でフラッシュさせて気
液分離し、重合液中から揮発性物質を分離して除去する
装置において、上記加熱.領域を重合液流通側と熱媒体
流通側とを備えた多管式熱交換器で構成すると共に、こ
の多管式熱交換器の熱媒体流通側を複数の加熱室に分割
し、これら各加熱室にはそれぞれ熱媒体の出入口を形成
し、重合液流通側を流れる重合液にその上流から下流に
向けて順次上昇する温度勾配を付与する揮発性物質を除
去する装置である。
本発明の方法及び装置が適用される重合液としては、重
合工程から1昇られ、未反応単量体や重合の際に希釈剤
として添加される溶剤等の揮発性物質”を含み、加熱工
程とこれに続く減圧下の気液分離工程とで脱揮処理する
ことにより上記揮発性物質を分離除去し1nる揮発性物
質を含む重合液であればよく、特に限定されるものでは
ないが、通常、塊状重合や溶液重合によって製造ざれる
熱可塑性重合体、例えばボリスチレン、ゴム補強ポリス
チレン等のスチレン系重合体や炭素数2〜8のオレフ,
イン類を重合して1qられるボリプロビレン等のオレフ
ィン系重合体等の重合液を挙げることかできる。これら
のうち、スチレン系重合体は、それが塊状重合や溶液重
合で有利に製造することができることから、その製造に
当って本発明方法及び装置を有利に採用することができ
る。
合工程から1昇られ、未反応単量体や重合の際に希釈剤
として添加される溶剤等の揮発性物質”を含み、加熱工
程とこれに続く減圧下の気液分離工程とで脱揮処理する
ことにより上記揮発性物質を分離除去し1nる揮発性物
質を含む重合液であればよく、特に限定されるものでは
ないが、通常、塊状重合や溶液重合によって製造ざれる
熱可塑性重合体、例えばボリスチレン、ゴム補強ポリス
チレン等のスチレン系重合体や炭素数2〜8のオレフ,
イン類を重合して1qられるボリプロビレン等のオレフ
ィン系重合体等の重合液を挙げることかできる。これら
のうち、スチレン系重合体は、それが塊状重合や溶液重
合で有利に製造することができることから、その製造に
当って本発明方法及び装置を有利に採用することができ
る。
上記スチレン系重合体を製造する際の対象となる重合液
についてさらに詳細に説明すると、この重合液は、スチ
レン系単吊体あるいはこのスチレン系単量体とこれと共
重合可能な化合物、例えばスチレン以外のビニル芳香族
化合物、ジエン系化合物、アクリル系化合物等との混合
物からなる単量体混合物ざらにはこれらスチレン系単量
体や単量体混合物にゴム成分を配合した単吊体溶液を塊
状重合又は溶液重合して得られたものであり、具体的に
は、例えばスチレンや、メチルスチレン、エチルスチレ
ン、イソブロピルスチレン等のアルキルスチレンや、ク
ロルスチレン、プロムスチレン等のハロゲン化スチレン
等のスチレン系単量体から選択された1種又は2種以上
を重合して1qられる重合液や、これらスチレン系単量
体と共重合可能なアクリロニトリル、メタアクリ口ニト
リル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等の1
種又は2種以上を共重合して得られる重合液や、ざらに
これらに、例えばポリブタジエン、スチレンーブタジエ
ン共重合体、イソプレン等のゴム成分が共重合された重
合液等が挙げられる。そして、このような重合液中には
、スチレン系重合体のほかに揮発性物質として未反応単
量体等あるいは溶液重合による場合にはこの未反応単母
体と溶剤等が含まれ、その揮発性物質の含有量としては
60重間%以上が適当である。
についてさらに詳細に説明すると、この重合液は、スチ
レン系単吊体あるいはこのスチレン系単量体とこれと共
重合可能な化合物、例えばスチレン以外のビニル芳香族
化合物、ジエン系化合物、アクリル系化合物等との混合
物からなる単量体混合物ざらにはこれらスチレン系単量
体や単量体混合物にゴム成分を配合した単吊体溶液を塊
状重合又は溶液重合して得られたものであり、具体的に
は、例えばスチレンや、メチルスチレン、エチルスチレ
ン、イソブロピルスチレン等のアルキルスチレンや、ク
ロルスチレン、プロムスチレン等のハロゲン化スチレン
等のスチレン系単量体から選択された1種又は2種以上
を重合して1qられる重合液や、これらスチレン系単量
体と共重合可能なアクリロニトリル、メタアクリ口ニト
リル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等の1
種又は2種以上を共重合して得られる重合液や、ざらに
これらに、例えばポリブタジエン、スチレンーブタジエ
ン共重合体、イソプレン等のゴム成分が共重合された重
合液等が挙げられる。そして、このような重合液中には
、スチレン系重合体のほかに揮発性物質として未反応単
量体等あるいは溶液重合による場合にはこの未反応単母
体と溶剤等が含まれ、その揮発性物質の含有量としては
60重間%以上が適当である。
一般に、揮発性物質の含有量が10重量%未満になるま
で重合すると、重合液の取扱が困難になるので、揮発性
物質含有量10重量%以上のところで重合を停止し、重
合液を脱揮処理することが行われている。また、重合体
含有爵があまりにも小ざい重合液を脱揮処理して重合体
を得ることは収率の点やエネルギー効率の点で不利であ
り、通常、揮発性物質が60重m%以下になるまで重合
し脱揮処理している。そして、従来方法では、揮発性物
質が30重聞%以上の重合液を脱揮処理すると、特に低
分子量重合体の発生が著しくなり、工業的にはその実施
が実質的に不可能であったが、本発明では、この揮発性
物質の含有量が3o車m%を越えても有効に実施できる
。また、重合液の還元粘度は、1.7程度以下であるの
がよい。この重合液の還元粘度が大きいと、取扱が困難
になり、また、脱揮処理の際に均一に加熱することが離
しくなる。
で重合すると、重合液の取扱が困難になるので、揮発性
物質含有量10重量%以上のところで重合を停止し、重
合液を脱揮処理することが行われている。また、重合体
含有爵があまりにも小ざい重合液を脱揮処理して重合体
を得ることは収率の点やエネルギー効率の点で不利であ
り、通常、揮発性物質が60重m%以下になるまで重合
し脱揮処理している。そして、従来方法では、揮発性物
質が30重聞%以上の重合液を脱揮処理すると、特に低
分子量重合体の発生が著しくなり、工業的にはその実施
が実質的に不可能であったが、本発明では、この揮発性
物質の含有量が3o車m%を越えても有効に実施できる
。また、重合液の還元粘度は、1.7程度以下であるの
がよい。この重合液の還元粘度が大きいと、取扱が困難
になり、また、脱揮処理の際に均一に加熱することが離
しくなる。
本発明方法においては、重合工程出口に連通ずる加熱工
程を複数の加熱帯に分割し、各加熱帯には重合液の入口
側から出口側にか(ブて順次上昇する温度勾配を設け、
入口側では上記重合液中の揮発性物質が実質的に気化し
ない温度に加熱すると共に出口側では揮発性物質が気化
する温度に加熱する。
程を複数の加熱帯に分割し、各加熱帯には重合液の入口
側から出口側にか(ブて順次上昇する温度勾配を設け、
入口側では上記重合液中の揮発性物質が実質的に気化し
ない温度に加熱すると共に出口側では揮発性物質が気化
する温度に加熱する。
この加熱工程に設けられる加熱帯の数やこれら各加熱帯
の大きさあるいはこの加熱工程での加熱の程度等は、適
用ざれる重合液の種類や揮発性物質濃度等によって適宜
変更できるものである。
の大きさあるいはこの加熱工程での加熱の程度等は、適
用ざれる重合液の種類や揮発性物質濃度等によって適宜
変更できるものである。
これを、例えば2つの加熱帯を有する加熱工程にスチレ
ン系重合体の重合液を導入する場合を例にして説明する
と、各加熱工程の大きさは入口側の加熱帯の大きざと出
口側の加熱帯の大きさの比は通常1:1〜1:4、好ま
しくは1:2〜1コ4がよく、また、加熱の程度は入口
側の加熱帯が通常150〜200℃、好ましくは150
〜170℃であり、出口側の加熱帯が通常200〜30
0℃、好ましくは200〜250℃である。特に入口側
の加熱帯については、重合液の組成によりざらにその加
熱温度を調整するのがよく、例えば還元粘度が1.25
〜1.70の範囲にあるスチレン系重合体を含有する重
合液を導入する゛場合には150〜180℃程度に制御
するのが好ましい。
ン系重合体の重合液を導入する場合を例にして説明する
と、各加熱工程の大きさは入口側の加熱帯の大きざと出
口側の加熱帯の大きさの比は通常1:1〜1:4、好ま
しくは1:2〜1コ4がよく、また、加熱の程度は入口
側の加熱帯が通常150〜200℃、好ましくは150
〜170℃であり、出口側の加熱帯が通常200〜30
0℃、好ましくは200〜250℃である。特に入口側
の加熱帯については、重合液の組成によりざらにその加
熱温度を調整するのがよく、例えば還元粘度が1.25
〜1.70の範囲にあるスチレン系重合体を含有する重
合液を導入する゛場合には150〜180℃程度に制御
するのが好ましい。
入口側の加熱帯において、その加熱温度を高くしすぎる
と重合液中の未反応単邑体が重合して低分子量重合体が
発生し易くなり、低すぎるとこの加熱工程を分割した効
果が小さくなる。出口側の加熱帯においては、その加熱
温度を高くするほど加熱工程での重合液の滞留時間を短
縮することができるが、高くしすぎるとかえって低分子
最重合体が発生し易くなる。そして、これら入口側の加
熱帯と出口側の加熱帯との間の加熱温度の差は、通常2
0℃以上、好ましくは40〜100℃程度とするのがよ
い。
と重合液中の未反応単邑体が重合して低分子量重合体が
発生し易くなり、低すぎるとこの加熱工程を分割した効
果が小さくなる。出口側の加熱帯においては、その加熱
温度を高くするほど加熱工程での重合液の滞留時間を短
縮することができるが、高くしすぎるとかえって低分子
最重合体が発生し易くなる。そして、これら入口側の加
熱帯と出口側の加熱帯との間の加熱温度の差は、通常2
0℃以上、好ましくは40〜100℃程度とするのがよ
い。
なお、この加熱工程に装入する重合液については、それ
以前の段階で重合液が実質的に発泡しないようにするの
がよく、そのためには、例えば加熱装置として多管式熱
交換器を用いる場合にはその伝熱管の管径を小さくした
り、この伝熱管の入口にオリフィスを設けることが有効
である。この加熱工程以前の段階で重合液が発泡すると
、重合液の流れが不均一になりやすく、ひいては加熱が
不均一になりやすくなり、例えば部分的に過度に加熱ざ
れて高温となり、その部分で重合液中の未反応単量体が
重合し、低分子量重合体が発生する原因になる。
以前の段階で重合液が実質的に発泡しないようにするの
がよく、そのためには、例えば加熱装置として多管式熱
交換器を用いる場合にはその伝熱管の管径を小さくした
り、この伝熱管の入口にオリフィスを設けることが有効
である。この加熱工程以前の段階で重合液が発泡すると
、重合液の流れが不均一になりやすく、ひいては加熱が
不均一になりやすくなり、例えば部分的に過度に加熱ざ
れて高温となり、その部分で重合液中の未反応単量体が
重合し、低分子量重合体が発生する原因になる。
また、加熱工程の各加熱帯は互いに直結させるのが好ま
しく、これを互いに遠隔させるとその間での滞留時間が
長くなり、効率が悪くなる。
しく、これを互いに遠隔させるとその間での滞留時間が
長くなり、効率が悪くなる。
このような加熱工程で比較的低温から所定の比較的高温
にまで順次加熱された重合液は、この加熱工程の出口側
に続く減圧下の気液分離工程に入り、そこでフラッシュ
され、気液分離される。この気液分離工程では、加熱工
程で所定の温度に加熱された重合液を所定の減圧下にお
くことにより、重合液中の未反応単量体や溶剤等の揮発
性物質を気体として分離し除去し、脱揮処理した重合体
を液体として取出す。気液分離工程での減圧の程度は、
製造される重合体の種類や加熱工程での加熱温度、さら
には揮発性物質を除去する度合等によって異なり、また
、この減圧の程度は高くするほど効率良く揮発性物質を
除去できるので好ましいが、あまり高くすると設備や装
置が大掛かりになるばか操作も難しくなり、通常は1〜
600mmlla程度、好ましくは1〜50mMCI程
度がよい。しかしながら、本発明方法により脱揮処理を
行った後に本発明方法あるいは他の方法によりざらに脱
揮処理を行う等の理由で、脱揮の程度が低くてよい場“
合には200〜5 0 0 mtl(1程度でよい。
にまで順次加熱された重合液は、この加熱工程の出口側
に続く減圧下の気液分離工程に入り、そこでフラッシュ
され、気液分離される。この気液分離工程では、加熱工
程で所定の温度に加熱された重合液を所定の減圧下にお
くことにより、重合液中の未反応単量体や溶剤等の揮発
性物質を気体として分離し除去し、脱揮処理した重合体
を液体として取出す。気液分離工程での減圧の程度は、
製造される重合体の種類や加熱工程での加熱温度、さら
には揮発性物質を除去する度合等によって異なり、また
、この減圧の程度は高くするほど効率良く揮発性物質を
除去できるので好ましいが、あまり高くすると設備や装
置が大掛かりになるばか操作も難しくなり、通常は1〜
600mmlla程度、好ましくは1〜50mMCI程
度がよい。しかしながら、本発明方法により脱揮処理を
行った後に本発明方法あるいは他の方法によりざらに脱
揮処理を行う等の理由で、脱揮の程度が低くてよい場“
合には200〜5 0 0 mtl(1程度でよい。
次に、本発明方法を実施するために使用する装置につい
ては、加熱工程での段階的加熱を遂行する加熱領域と、
この加熱領域に続いて設けられ、減圧下の気液分離工程
を遂行する気液分離領域とを備えるものである必要があ
り、上記加熱領域については、重合液流通側と熱媒体流
通側とを備えた多管式熱交換器で構成され、この多管式
熱交換器の熱媒体流通側が複数の加熱室に分割ざれてお
り、これら各加熱室にはそれぞれ熱媒体の出入口が設け
られており、これによって重合液流通側を流れる重合液
にその上流から下流に向(プて順次上昇する温度勾配を
付与することができるものである必要がある。
ては、加熱工程での段階的加熱を遂行する加熱領域と、
この加熱領域に続いて設けられ、減圧下の気液分離工程
を遂行する気液分離領域とを備えるものである必要があ
り、上記加熱領域については、重合液流通側と熱媒体流
通側とを備えた多管式熱交換器で構成され、この多管式
熱交換器の熱媒体流通側が複数の加熱室に分割ざれてお
り、これら各加熱室にはそれぞれ熱媒体の出入口が設け
られており、これによって重合液流通側を流れる重合液
にその上流から下流に向(プて順次上昇する温度勾配を
付与することができるものである必要がある。
このような条件を満たす装置として、例えばhU熱領域
での段階的加熱が2段階の場合についてその例を説明す
ると、上部が重合工程出口に連通ずる縦型多管式熱交換
器とその下部に直結された減圧下の気液分離室とで構成
され、上記縦型多管式熱交換器のシェル側を仕切板で仕
切って上部加熱室と下部加熱室とに分割し、上部には低
温熱媒体を流通させ、かつ、下部加熱室には高温熱媒体
を流通させてチューブ側を流通する重合液を2段階で加
熱できるようにした装置を挙げることができ、この場合
には加熱領域において重合液が流通する伝熱管内をスタ
ティックミキサーにすることもでき、これによって加熱
効率を向上させ、重合液の滞留時間を短縮することかで
ぎ、重合液中の未反応単量体の重合をより確実に抑える
ことができる。
での段階的加熱が2段階の場合についてその例を説明す
ると、上部が重合工程出口に連通ずる縦型多管式熱交換
器とその下部に直結された減圧下の気液分離室とで構成
され、上記縦型多管式熱交換器のシェル側を仕切板で仕
切って上部加熱室と下部加熱室とに分割し、上部には低
温熱媒体を流通させ、かつ、下部加熱室には高温熱媒体
を流通させてチューブ側を流通する重合液を2段階で加
熱できるようにした装置を挙げることができ、この場合
には加熱領域において重合液が流通する伝熱管内をスタ
ティックミキサーにすることもでき、これによって加熱
効率を向上させ、重合液の滞留時間を短縮することかで
ぎ、重合液中の未反応単量体の重合をより確実に抑える
ことができる。
なお、加熱領域を幾つかの加熱室に分割して何段階の段
階的加熱にするかは、重合液の温度をどれ位上昇させる
かとか、重合液の安定性等を考慮して適宜選択し得るも
のでおる。また、各加熱室に熱媒体を循環させる方法に
ついても、特に制限ざれるものではなく、各加熱室毎に
別個に温度制御された熱媒体を循環させてもよく、また
、各加熱室の間を連通連結してその高温側から低温側に
向けて熱媒体を循環させ、必要により各加熱室間で温度
制御できるようにしてもよい。
階的加熱にするかは、重合液の温度をどれ位上昇させる
かとか、重合液の安定性等を考慮して適宜選択し得るも
のでおる。また、各加熱室に熱媒体を循環させる方法に
ついても、特に制限ざれるものではなく、各加熱室毎に
別個に温度制御された熱媒体を循環させてもよく、また
、各加熱室の間を連通連結してその高温側から低温側に
向けて熱媒体を循環させ、必要により各加熱室間で温度
制御できるようにしてもよい。
以下に、添付図面に基いて、本発明の揮発性物質の除去
方法を遂行する上で好ましい装置の一例を具体的に説明
する。
方法を遂行する上で好ましい装置の一例を具体的に説明
する。
第1図は本発明に係る揮発性物質を除去するための装置
の一例を示す部分断面説明図であり、重合液の加熱工程
に相当する縦型多管式熱交換器1とその下方に直結され
た気液分離槽2とで構成されている。そして、上記縦型
多管式熱交換器1は、その熱交換チューブ3の八口3a
側が重合工程出口ライン4に連通しており、この熱交換
チューブ3の外側が熱媒体が循環する加熱領域5となっ
ており、この加熱領Iti5は仕切板6により上下2つ
のh口熱室5a、5bに区画されている。また、上記気
液分離槽2には、その上部に図示外の真空ポンプに連通
ずる揮発性物質回収装置7が接続ざれていると共に、そ
の下部には脱揮処理された重合体を扱出すための重合体
搬送装置8が接続される。
の一例を示す部分断面説明図であり、重合液の加熱工程
に相当する縦型多管式熱交換器1とその下方に直結され
た気液分離槽2とで構成されている。そして、上記縦型
多管式熱交換器1は、その熱交換チューブ3の八口3a
側が重合工程出口ライン4に連通しており、この熱交換
チューブ3の外側が熱媒体が循環する加熱領域5となっ
ており、この加熱領Iti5は仕切板6により上下2つ
のh口熱室5a、5bに区画されている。また、上記気
液分離槽2には、その上部に図示外の真空ポンプに連通
ずる揮発性物質回収装置7が接続ざれていると共に、そ
の下部には脱揮処理された重合体を扱出すための重合体
搬送装置8が接続される。
そして、この熱交換器1の上部加熱室5aに比較的低温
の低温熱媒体Aを流通させ、また、下部加熱室5bに比
較的高温の高温熱媒体Bを流通させることにより、重合
工程出口ライン4からこの熱交換器1内に導入された重
合液は、熱交換チューブ3内を通過する間に、入口3a
側の上部加熱室5a内を流通する低温熱媒体で所定の温
度まで加熱され、次いで出口3b側の下部加熱室3b内
を流通する高温熱媒体で目的の温度にまで加熱ざれる。
の低温熱媒体Aを流通させ、また、下部加熱室5bに比
較的高温の高温熱媒体Bを流通させることにより、重合
工程出口ライン4からこの熱交換器1内に導入された重
合液は、熱交換チューブ3内を通過する間に、入口3a
側の上部加熱室5a内を流通する低温熱媒体で所定の温
度まで加熱され、次いで出口3b側の下部加熱室3b内
を流通する高温熱媒体で目的の温度にまで加熱ざれる。
このようにして熱交換器1の各熱交換チューブ3内を通
過し、上下の加熱室3a、3b内を流通する熱媒体によ
り段階的に所定の温度にまで昇温された重合液は、次に
各熱交換チューブ3の出口3 b h)ら所定の減圧度
に減圧ざれている気液分離槽2内に向けて噴出し、重合
液中の未反応単量体や溶剤等の揮発性物質はそこで一気
に気化し、いわゆるフラッシュして気液分離する。
過し、上下の加熱室3a、3b内を流通する熱媒体によ
り段階的に所定の温度にまで昇温された重合液は、次に
各熱交換チューブ3の出口3 b h)ら所定の減圧度
に減圧ざれている気液分離槽2内に向けて噴出し、重合
液中の未反応単量体や溶剤等の揮発性物質はそこで一気
に気化し、いわゆるフラッシュして気液分離する。
このようにして分離された揮発性物質は気液分離槽2の
上部に連通ずる揮発性物質回収装置7で回収され、また
、脱揮処理された重合体は気液分離槽2の下部に接続さ
れた重合体搬送装置8により製品として失出される。
上部に連通ずる揮発性物質回収装置7で回収され、また
、脱揮処理された重合体は気液分離槽2の下部に接続さ
れた重合体搬送装置8により製品として失出される。
なお、本発明の方法及び装置を使用して行う脱揮処理工
程は、これを単独の工程としてもよいし、また、装置を
二基直列に接続して行ってもよく、さらに、他の脱揮処
理工程やペレット化工程、例えば脱揮作用のある押出機
を用いて行う脱揮処理とペレット化の工程に接続しても
よい。
程は、これを単独の工程としてもよいし、また、装置を
二基直列に接続して行ってもよく、さらに、他の脱揮処
理工程やペレット化工程、例えば脱揮作用のある押出機
を用いて行う脱揮処理とペレット化の工程に接続しても
よい。
[作 用]
本発明においては、重合液をフラッシュしない温度で加
熱工程に導入し、このJJO熱工程で均一な重合液の流
れを作り出し、また、この加熱工程を複数の加熱帯に分
割してその入口側から出口側に向けて上昇する温度勾配
を設けることによりフラッシ1の起らない加熱領域にす
ると共に短時間かつ均一な加熱を可能にし、これに続く
気液分離工程で一気にかつ均一にフラッシュさせること
により低分子量重合体の発生を可及的に抑制するもので
ある。
熱工程に導入し、このJJO熱工程で均一な重合液の流
れを作り出し、また、この加熱工程を複数の加熱帯に分
割してその入口側から出口側に向けて上昇する温度勾配
を設けることによりフラッシ1の起らない加熱領域にす
ると共に短時間かつ均一な加熱を可能にし、これに続く
気液分離工程で一気にかつ均一にフラッシュさせること
により低分子量重合体の発生を可及的に抑制するもので
ある。
また、本発明の方法及び装置によれば、各加熱帯におけ
る加熱温度や気液分離工程での減圧度を適宜コントロー
ルすることにより、得られる重合体の平均分子聞及び重
合液の重合体濃度に合わせた発泡状況、滞留時間等の脱
揮条件を容易に{qることができ、得られる重合体への
低分子量巾合体の混入を可及的に防止し、また、ハンド
リングが容易な粘度となるように温度等の条件設定を容
易に行うことができる。
る加熱温度や気液分離工程での減圧度を適宜コントロー
ルすることにより、得られる重合体の平均分子聞及び重
合液の重合体濃度に合わせた発泡状況、滞留時間等の脱
揮条件を容易に{qることができ、得られる重合体への
低分子量巾合体の混入を可及的に防止し、また、ハンド
リングが容易な粘度となるように温度等の条件設定を容
易に行うことができる。
[実施例1
以下、実施例に基いて、本発明を貝休的に説明する。
実施例1〜3
スチレン単量体を塊状重合して得た転化率48重吊%の
重合液を第1図に示した装置に連続的に導入し、未反応
単量体を主成分とする揮発性物質の脱揮処理を行った。
重合液を第1図に示した装置に連続的に導入し、未反応
単量体を主成分とする揮発性物質の脱揮処理を行った。
ここで、多管式熱交換器1の上部加熱室5aには170
℃の熱媒油Aを流通させ、下部加熱室5bには220〜
260℃の熱媒油Bを流通し、さらに、気液分離槽2内
の減圧度を4. O O mll(]に保った。
℃の熱媒油Aを流通させ、下部加熱室5bには220〜
260℃の熱媒油Bを流通し、さらに、気液分離槽2内
の減圧度を4. O O mll(]に保った。
重合工程出口での重合液の温度は115゜Cであり、上
部加熱室5aで加熱された後の重合液の温度は160℃
であり、気液分離槽2内ヘフラッシュする際の重合液の
温度は210℃であった。
部加熱室5aで加熱された後の重合液の温度は160℃
であり、気液分離槽2内ヘフラッシュする際の重合液の
温度は210℃であった。
重合液のスヂレン単量体含有川、低分子♀重合体の発生
程度を示すスチレン重合体の還元粘度の低下率及び脱揮
処理して得られたスチレン重合体のオリゴマー(単量体
を除くメタノール可溶分)含有量を第1表に示す。
程度を示すスチレン重合体の還元粘度の低下率及び脱揮
処理して得られたスチレン重合体のオリゴマー(単量体
を除くメタノール可溶分)含有量を第1表に示す。
実施例4〜6
塊状重合の転化率を59%に(ノた以外は実施例1・〜
3と同様に実施した。結果を第1表に示す。
3と同様に実施した。結果を第1表に示す。
比較例1〜4
塊状重合の転化率を46〜51%とし、重合液を200
〜270℃の熱媒油Bを使用し、一段階で加熱してフラ
ッシュさせた以外は、実施例1〜6と同様に実施した。
〜270℃の熱媒油Bを使用し、一段階で加熱してフラ
ッシュさせた以外は、実施例1〜6と同様に実施した。
結果を第1表に示す。
第1表に示す結果から明らかなように、本発明の各実施
例では、各比較例の場合に比べ、そのいずれも脱揮処理
前後でのスチレン重合体の還元粘度の低下率が低く、重
合体中への低分子量重合体の混入吊が少ないことがわか
る。また、得られた重合体中のAリゴマー含有量も少な
い。
例では、各比較例の場合に比べ、そのいずれも脱揮処理
前後でのスチレン重合体の還元粘度の低下率が低く、重
合体中への低分子量重合体の混入吊が少ないことがわか
る。また、得られた重合体中のAリゴマー含有量も少な
い。
[発明の効果]
本発明によれば、重合液の加熱工程を複数の段階に分割
することにより、重合液の加熱条件を容易に制御でき、
この加熱工程での重合液の滞留時間、フラッシュするタ
イミング等を容易に調節できるので、重合液中の単量体
の重合を抑えることができ、低分子量重合体の発生を抑
える効果がある。また、複数に分割された加熱工程でそ
の入口側の加熱帯では、実質的に発泡しておらず、均一
で流れやすく、しかも、フラッシュしない温度に重合液
を加熱できるので、重合液全体を均一かつ効率良く加熱
でき、部分的に必要以上に高温になることがなく、低分
子但重合体の発生を可及的に抑制することができる。
することにより、重合液の加熱条件を容易に制御でき、
この加熱工程での重合液の滞留時間、フラッシュするタ
イミング等を容易に調節できるので、重合液中の単量体
の重合を抑えることができ、低分子量重合体の発生を抑
える効果がある。また、複数に分割された加熱工程でそ
の入口側の加熱帯では、実質的に発泡しておらず、均一
で流れやすく、しかも、フラッシュしない温度に重合液
を加熱できるので、重合液全体を均一かつ効率良く加熱
でき、部分的に必要以上に高温になることがなく、低分
子但重合体の発生を可及的に抑制することができる。
第1図は、本発明の装置の一例を示す部分断而説明図で
ある。 符号の説明 1)・・・縦型多管式熱交換器、 2)・・・気液分離槽、 3)・・・熱交換チューブ、 3a)・・・熱交換チューブの入口 3b)・・・熱交換ヂ1−ブの出口、 4)・・・重合工程出口ライン、 5)・・・加熱領域、 5a)・・・上部加熱室、(5b)・・・下部加熱室、
6)・・・仕切板、 A)・・・低温熱媒体、(8)・・・高温熱媒体。 特許出願人 新日鐵化学株式会社
ある。 符号の説明 1)・・・縦型多管式熱交換器、 2)・・・気液分離槽、 3)・・・熱交換チューブ、 3a)・・・熱交換チューブの入口 3b)・・・熱交換ヂ1−ブの出口、 4)・・・重合工程出口ライン、 5)・・・加熱領域、 5a)・・・上部加熱室、(5b)・・・下部加熱室、
6)・・・仕切板、 A)・・・低温熱媒体、(8)・・・高温熱媒体。 特許出願人 新日鐵化学株式会社
Claims (4)
- (1)塊状重合又は溶液重合して得られた揮発性物質を
含む熱可塑性重合体の重合液を加熱工程とこれに引続く
減圧下の気液分離工程とで脱揮処理し、重合液中から揮
発性物質を分離して除去する揮発性物質の除去方法にお
いて、上記加熱工程を重合液の入口側から出口側にかけ
て複数の加熱帯に分割すると共にその入口側加熱帯から
出口側加熱帯に向けて順次上昇する温度勾配を設け、入
口側加熱帯では上記重合液中の揮発性物質が実質的に気
化しない温度に加熱すると共に第二加熱帯以降のいずれ
かの加熱帯で揮発性物質が気化する温度に加熱し、この
加熱工程に続く気液分離工程でフラッシュさせて気液分
離することを特徴とする揮発性物質の除去方法。 - (2)熱可塑性重合体がスチレン系重合体であり、2つ
の加熱帯に分割された加熱工程の第一加熱帯を150〜
200℃に加熱すると共に、第二加熱帯を200〜30
0℃に加熱する請求項1記載の揮発性物質の除去方法。 - (3)加熱領域とこの加熱領域に続く減圧下の気液分離
領域を備え、塊状重合又は溶液重合により得られた揮発
性物質を含む重合液を上記加熱領域で加熱し、続いて気
液分離領域でフラッシュさせて気液分離し、重合液中か
ら揮発性物質を分離して除去する装置において、上記加
熱領域を重合液流通側と熱媒体流通側とを備えた多管式
熱交換器で構成すると共に、この多管式熱交換器の熱媒
体流通側を複数の加熱室に分割し、これら各加熱室には
それぞれ熱媒体の出入口を形成し、重合液流通側を流れ
る重合液にその上流から下流に向けて順次上昇する温度
勾配を付与することを特徴とする揮発性物質を除去する
装置。 - (4)上部が重合工程出口に連通する縦型多管式熱交換
器とその下部に直結された減圧下の気液分離室とで構成
され、上記縦型多管式熱交換器のシェル側を仕切板で仕
切つて上部加熱室と下部加熱室とに分割し、上部には低
温熱媒体を流通させ、かつ、下部加熱室には高温熱媒体
を流通させてチューブ側を流通する重合液を2段階で加
熱する請求項3記載の揮発性物質を除去する装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP1051959A JPH02232205A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 揮発性物質の除去方法及びその装置 |
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JP1051959A JPH02232205A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 揮発性物質の除去方法及びその装置 |
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- 1990-03-06 WO PCT/JP1990/000284 patent/WO1990010653A1/ja not_active Application Discontinuation
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