JPH06200012A - 原料供給ノズルにウィープホールを有する反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応生成物として液体を得る反応装置に於い
て、従来技術より重合速度を速め、且つ安定した連続運
転が可能な反応装置を提供すること及び、該反応装置を
用いることによって、ポリオキシアルキレンポリオール
の製造の生産性を高める。 【構成】 内部に可変速駆動装置に接続された、液体及
び／又は粉粒体を攪拌混合する攪拌翼、反応容器外部に
温調ジャケット及び／又は反応容器の上部及び下部に各
々独立した冷却コイル、原料供給ノズルの先端の開孔部
が反応容器底部又は近傍に位置し、且つ該ノズルのウイ
ープホールが反応液液面の上方に位置する反応装置及び
該反応装置を用いるポリオキシアルキレンポリオールの
製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反応生成物として液体を
得る反応装置に関するものであり、更に詳しくは、ポリ
オキシアルキレンポリオールの製造に用いる反応装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】当業界でポリオキシアルキレンポリオー
ルの反応開始剤として一般に知られているグリセリン、
ショ糖等の少なくとも１つ以上の活性水素を有する低分
子化合物及び、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ト
リエチルアミン等の塩基性触媒の存在下に、プロピレン
オキサイド、エチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを供給して、温度６０〜２００℃、圧力０．３〜８
kg/cm²で反応を行わしめ、ポリオキシアルキレンポリオ
ールを得る従来技術は公知である。反応開始剤及び、触
媒の存在下に、アルキレンオキサイドを反応容器内へ供
給する従来の方法は、反応容器内部の反応液液面の上方
に位置する所にウィープホールを開けずに原料供給ノズ
ルを設け、該ノズルの先端の開孔部よりアルキレンオキ
サイドを散布する方法がある。この方法ではアルキレン
オキサイドの重合反応は、気液部の境界面でしか行われ
ない。ポリオキシアルキレンポリオールの生産性を高め
るため、アルキレンオキサイドの重合速度を高める検討
が種々成されている。例えば、反応容器の底部に原料供
給口を設け、該原料供給口よりアルキレンオキサイドを
供給する方法が提案されている。この方法は、アルキレ
ンオキサイドを反応液中に供給することにより、重合反
応が反応液内部でも進行するため、重合速度は速くな
る。しかし、該原料供給口において粉粒体の反応開始剤
や触媒による詰まりを起こしたり、原料供給側の圧力低
下時には、原料供給口より反応液の逆流が生ずる問題が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反応
生成物として液体を得る反応装置に於いて、従来技術よ
り重合速度を速め、且つ安定した連続運転が可能な反応
装置を提供すること及び、該反応装置を用いることによ
って、ポリオキシアルキレンポリオールの生産性を著し
く高めることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
を再検討し、且つ独創的に検討し、反応液とアルキレン
オキサイドの接触面積を高め、且つアルキレンオキサイ
ド供給口の詰まりや供給口からの反応液の逆流を解消す
る方法として、反応液液面の上方に位置するウィープホ
ールを有する原料供給ノズルを使用すればよいことを見
出し、本発明を完成した。

【０００５】即ち本発明の要旨は、反応生成物として液
体を得る反応装置であって、反応容器内部に可変速駆動
装置に接続された、液体及び／又は粉粒体を攪拌混合す
る攪拌翼、反応容器外部に温調ジャケット及び／又は反
応容器内部に上部及び下部に各々独立して冷却すること
ができる冷却コイルを具備する反応装置において、原料
供給ノズル先端の開孔部が反応容器底部又はその近傍に
位置し、且つ該ノズルのウィープホールが反応液液面の
上方に位置することを特徴とする原料供給ノズルにウィ
ープホールを有する反応装置である。

【０００６】該ノズル開孔部を反応容器底部又はその近
傍に位置する所に設置するので、反応液中に原料を供給
することにより、アルキレンオキサイドと反応液との接
触面積が大きくなり、反応液中での重合反応が促進さ
れ、アルキレンオキサイドの重合速度並びに供給速度が
加速される。又従来技術のように粉粒体の反応開始剤等
の原料が、該ノズルの開孔口に詰まることがない。

【０００７】該ノズルのウィープホールは、反応容器内
部で、且つ反応生成物の液面の上方に位置していること
から、該ノズル内部で発生した気泡を、該ノズルから反
応容器内部に除去するものである。且つ該ノズルから原
料を供給するために、反応容器内部にかけている圧力よ
り大きい圧力をかけているが、該圧力が反応容器内部の
圧力より小さくなった場合、反応容器内の供給原料及び
反応生成物が該ノズル内へ逆流する。この逆流をウィー
プホールは防ぐ役目をしている。

【０００８】該ウィープホールの最小径は、該ウィープ
ホールの位置における該ノズル内の反応生成物が逆流し
ようとする力と、該ウィープホールからの該ノズル内の
液面への気体圧力の大きさが瞬間的に等しくなり該ウィ
ープホールから反応生成物が排出される径とする。又、
最大径は、該ウィープホールからの原料の液垂れの許容
範囲の最大量に応じて決定される。通常、液垂れ量は、
原料供給量の１０％以下が好ましい。

【０００９】本発明に於ける、ポリオキシアルキレンポ
リオールとは、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール、ショ糖のような低分子多
価アルコール類やモノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘ
キサメチレンジアミン、アニリン等の多価アミノ化合
物、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、ノボ
ラック等の多価フェノール類のような従来公知の活性水
素化合物である開始剤に、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイドのようなアルキレンオキサイド類を、重
合させて得るものである。重合触媒としては、通常アル
カリ金属、アルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物であ
り，水酸化カリウムや水酸化ナトリウムが挙げられる。
又、トリエチルアミン、トリエチレンジアミンのような
アミノ化合物も触媒として使用することができる。重合
の条件は通常圧力０．３〜８kg/cm²、温度６０〜２００
℃で行われる。

【００１０】以下に本発明に使用する反応装置の一例を
説明する。図１、図２に於いて、１は冷却水等の冷却媒
体及び低圧蒸気等の加熱媒体が流通する温調ジャケット
２を備えた反応容器の本体、３は該本体１内の液体及び
／又は粉粒体を攪拌混合する機能を有する攪拌翼、例え
ばパドル型の翼で、シャフト４に接続され、軸封装置５
を介して可変速電動機６により駆動される。上部冷却コ
イル７及び下部冷却コイル８は、冷却水等の冷却媒体を
流通する。９は該本体１内の底部及びその近傍に開孔部
を有し、液体原料を該本体１内に供給する原料供給ノズ
ルである。該ノズル９は該本体１内で、且つ反応生成物
の液面の上方に位置するところに、ウィープホール１４
を有している。例えば該ノズル９の内径が５０mmの場合
はウィープホールの外径は３〜１０mmが好適である。１
０は該ノズルから供給する以外の原料を供給する原料供
給口である。１１は反応生成物を取り出す排出管であ
る。１２は排気管で、１３は窒素供給管である。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明の態様
を明らかにする。 実施例１ 図１に示した反応装置により、ポリプロピレングリコー
ルを製造した。反応装置の容積は５m³であり、反応装置
に原料供給口１０より、グリセリン３５重量部及び水酸
化カリウムを７重量部を供給し、攪拌混合を開始した。
この攪拌混合により、反応装置内での液体が均一に混合
された。反応装置内を窒素加圧し、温調ジャケット２に
蒸気と水から成る熱媒を流通することで、反応装置の内
温を１３０℃まで昇温しながら、反応装置内に内径４
９．５mm、ウィープホール径６mmの原料供給ノズル９か
らプロピレンオキサイド２４００重量部を連続供給し
た。一方、上部冷却コイル７及び下部冷却コイル８に１
５〜３０℃の水を冷媒として流通し、気化したプロピレ
ンオキサイドの液化を行った。反応装置内で重合反応が
進行し反応熱が発生したが、反応装置内及び温調ジャケ
ット２内に温度検出部（図示せず）を設け、１３０℃に
温度調節及び維持を行った。反応装置内の最大圧力を
４．４kg/cm²とし、反応装置内の圧力が４．４kg/cm²に
達した時は、プロピレンオキサイドの供給を一時停止し
た。プロピレンオキサイドの全供給時間は６時間であっ
た。プロピレンオキサイドの全供給が完了した時点を反
応の終点とみなし、反応生成物を排出管１１より取り出
した。

【００１２】比較例１ 比較例１に用いる反応装置は、実施例１の反応装置内の
原料供給ノズル９の先端の開孔部を、図１の１５の位置
に変更し、ウィープホールを開けずに、反応生成物の液
面に向けて散布するようにプロピレンオキサイドの供給
を行った。反応装置の他の部分、反応条件及び原料仕込
み量は実施例１と同じであった。プロピレンオキサイド
の全供給時間は８時間であった。プロピレンオキサイド
の全供給が完了した時点を反応の終点とみなし、反応生
成物を排出管１１より取り出した。

【００１３】実施例２ 実施例１と全く同じ条件で反応を開始し、プロピレンオ
キサイドを３０分間供給したところで、原料供給側の供
給圧力を反応装置内の内圧以下に低下させた。反応装置
内の反応生成物はウィープホール１４より上方には逆流
しなかった。

【００１４】比較例２ 実施例１の反応装置の原料供給ノズル９のウィープホー
ル１４を塞いだ原料供給ノズルに換え、実施例２と同じ
ように反応を開始し、プロピレンオキサイドを３０分間
供給したところで、原料供給側の供給圧力を反応装置内
の内圧以下に低下させた。反応装置内の反応生成物は原
料供給ノズルを逆流し、反応装置外部までに至った。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、液体原料を反応中に反応
容器内部に供給する反応に於いて、従来技術に比べ反応
速度を著しく速め、ポリオキシアルキレンポリオールの
生産性を大きく改善することができる。従来の供給時間
（８時間）を６時間に短縮できた。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】反応装置の概要図である。

【図２】原料供給ノズルのウィープホールの拡大図であ
る。

【符号の説明】

１ 反応容器本体 ２ 温調ジャケット ３ 攪拌翼 ４ シャフト ５ 軸封装置 ６ 可変速電動機 ７ 上部冷却コイル ８ 下部冷却コイル ９ 原料供給ノズル １０ 原料供給口 １１ 排出管 １２ 排気管 １３ 窒素供給管 １４ ウィープホール １５ 比較例１の原料供給ノズルの開孔部位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊豆川 作 愛知県名古屋市南区丹後通２丁目１番地 三井東圧化学株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応生成物として液体を得る反応装置で
   あって、反応容器内部に可変速駆動装置に接続された、
   液体及び／又は粉粒体を攪拌混合する攪拌翼、反応容器
   外部に温調ジャケット及び／又は反応容器内部に上部及
   び下部に各々独立した冷却コイルを具備する反応装置に
   おいて、原料供給ノズルの先端の開孔部が反応容器底部
   又は近傍に位置し、且つ該ノズルのウィープホールが反
   応液液面の上方に位置することを特徴とする原料供給ノ
   ズルにウィープホールを有する反応装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の反応装置を用いて行うこ
   とを特徴とするポリオキシアルキレンポリオールの製造
   法。