JPS6236346A - アクリルアミド結晶の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 り又１立上」上１ この発明は、アクリルアミド結晶の製造方法に関するも
のである。さらに詳しくは、冷却晶析によりアクリルア
ミド結晶を製造する新規な方法に関する。

良釆五且遣 アクリルアミドは凝集剤、紙力増強剤等の多くの用途を
有するポリアクリルアミドの原料モノマーとして広く用
いられている。その主な製品形ｙＥは通常、濃度３０〜
５０重積％の水溶液であるが、遠隔の地に輸送する場合
、また寒冷地に貯蔵する場合、あるいは用途によって結
晶品が要求される。

結晶品は一般に、アクリルアミド水溶液を濃縮し冷却す
ることにより晶析し、これをか過、乾燥して製造されて
いるが、濃縮工程と共に効率的冷却方法の確立が要求さ
れている。

アクリルアミド水溶液を例えばコイル、ジャケット等の
通常の冷却手段による熱交換器を用いて冷却し晶析しよ
うとすると、アクリルアミド結晶のスケールが伝熱面に
付着し、伝熱量が極度に低下するため効率的冷却晶析は
実施できない。

その為、従来はアクリルアミド水溶液を減圧状態にして
水を蒸発させ、蒸発潜熱を奪って冷却し晶析する方法、
即ち真空晶析法が専ら採用されてきた。（例えば特開昭
５１−１１５４１０）しかし乍ら１本発明者等の検討に
よれば、特開昭５１−１１５４１０に示された通常の条
件、即ち温度５℃、圧力５〜６　ｔｏｒｒ、酸素分圧０
．２５ｔｏｒｒのような酸素の分圧が低い条件下での晶
析はアクリルアミドの重合を十分に防１ヒすることがで
きず、生成する重合物が装置内部を閉塞させたり、製品
であるアクリルアミド結晶に混入するなどの深刻な問題
に遭遇した。また真空設備である為に高額の設備費を要
し、操作上の面倒も多いことを知った。

そこで真空晶析法に替えて、熱交換器を用いる冷却晶析
法が採用できればこれらの問題は解決できることを強く
意識した。

例えば、化学工学便覧、改訂三原、４３７頁（１１３６
Ｂ）丸善発行によれば、装置内および循環系内のスケー
ルの付着防止に関しては、冷却面の表面仕上げを向上さ
せ表面粗さを低下させる方法、有機材料によりライニン
グする方法等が有効であることを示している。

しかし乍ら本発明者らの検討によれば、例えば新版表面
処理ハンドブック１１０　Ｎ１１５頁（１９８９）産業
図書発行、に記載されている様な所謂パフ機械研磨、即
ち例えばペーパバフ続いてばらパフを用いて例えば＃１
００　、　＃１５０　、　＃３００　、　＃４００の砥
粒により順次仕上げ、最後に例えば前接により鏡面仕上
げする方法で、５ｕｒｆａｃｅ　ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ（
表面粗さ）Ｒｍａｘ　　（例えばＪＩＳ　８０８０１−
１９８２．　ＩＳＯＲ４８８−１９６８）をＱ、９ＩＬ
程度としても、スケール付着防止の効果は認められない
ことがわかった。こ−でＲｍａｘは後述する図面に示す
ように材料表面の凹凸部分の山頂と谷底の幅をマイクロ
メートル（−）で表わしたものであり、表面粗さを小さ
くしても必ずしもスケール付着を防止できないことを認
めた。

塩化ビニル系単量体の重合槽内壁への重合体の付着防止
に関して特開昭５４−２９８８９では＃４００以上のパ
フ機械研磨ののち、更に仕上げ用前接などのステンレス
鋼用研磨材を用いて鏡面仕上げする方法、および＃３０
０以上のパフ機械研磨したのち更に電解研磨を行なって
鏡面仕上げする方法が開示されている。而してこの方法
ではパフ機械研磨等により表面粗さを小さくすることに
より重合体の付着を防止することを目的とし電解研磨も
その１手段として採用されている。

一方、有機材料によるライニング等では、フェメール樹
脂コーティングは全く効果が認められず、弗素樹脂ライ
ニングの場合でもスケール付着を充分に防ぐことはでき
ず、しかも伝熱係数が小さいために非常に大きな伝熱面
積を必要とし、また熱交換器の製作上の問題も多い。

。　　　占　　　　　　　　　　一 本発明者らは、前記した問題点を解決するために鋭意研
究を行なった結果、アクリルアミド冷却品析時の冷却伝
熱面へのスケール付着の防止においては１表面仕上げを
向上させることは必ずしも必要ではなく、アクリルアミ
ド結晶の付着現象との関連において金属表面状態を電解
研磨により変えることが有効であることを見出して本発
明に到達した。

すなわち１本発明のアクリルアミド結晶の製造方法は、
アクリルアミド水溶液から冷却晶析によりアクリルアミ
ド結晶を製造するにあたり、ステンレス鋼製である冷却
管内側にアクリルアミド水溶液を外側に冷媒液を通液し
て冷却する二重管式または多管式熱交換器によりアクリ
ルアミド水溶液を冷却し晶析する方法であり、且つ該冷
却管内側が電解研磨されていることを特徴とするアクリ
ルアミド結晶の製造方法である。

前記ノ如く、従来、アクリルアミド結晶の製造方法にお
いては専ら真空晶析法が採用されて来たが、上記した本
発明の方法を採用することによってアクリルアミド水溶
液の冷却器による冷却晶析を初めて可能としたが、その
主要な構成は次の如くである。

即ち、本発明においてはステンレス鋼製である二重管式
または多管式熱交換器が特に採用される０本発明者らの
知見によれば、アクリルアミドのようにスケール付着し
やすい物質の冷却晶析を行うには、冷却伝熱面での液流
速を大きくすることが必要であり、冷却器の型式として
二重管式あるいは多管式熱交換器が特に使用される。と
くに伝熱面積を大きくできる多管式熱交換器が好ましい
ものとして使用される。冷却管内の液流速としては、大
きい程スケール付着防止には有利と考えられるが、過度
に大きくするのは管内の流通抵抗等の問題から実際的で
はなく、０．３〜６１１／ｓｅｃ、好ましくは０．８〜
４　ｒａ／ｓｅｃの範囲から選ばれる。

上記した二重管式または多管式熱交換器においては、後
述する電解研磨施工の都合上および付着したスケールの
溶解操作のし易さより、アクリルアミド液は冷却管内側
を、冷媒液は外側、いわゆる胴側を通すことが必要であ
る０本発明においては二重管式または多管式熱交換器の
冷却管内側が電解研磨される。而して電解研磨とは、電
解液中に浸した被研磨体を陽極に、不溶解性の金属を陰
極にして電気化学的に被研磨体の表面を研磨する方法で
あり、例えば前出の新版表面処理ハンドブックの３７５
頁に記載された方法を採用することができる。

本発明の二重管式および多管式熱交換器は以下のように
製作される。

伝熱管にはステンレス鋼製を用いるが、ステンレス鋼の
種類としてはオーステナイト系、マルテンサイト系、フ
ェライト系の何れでもよいが、入手および加工のし易さ
から５ＯＳ−３０４，３１８等のオーステナイト系の使
用が好ましい。

管径は、内径が１５ｍｍ以下では、通常、電解研磨が困
難であり、それ以上であることが好ましい。

電解研磨を行う場合１通常下地処理としてパフ機械研磨
が行なわれるが、本発明ではこれは必須ではない。

製作順序としては、伝熱管を一木一本電解研磨してから
二重管式または多管式熱交換器を組立てる方法と、先に
組立ててから伝熱管を電解研磨する方法があるが何れで
もよい。

内面の電解研磨法としては、例えばＣｕ−Ｐｂの棒状陰
電極を管の中央に位置するようにして固定し、伝熱面を
陽電極として例えばりん酸４５％、硫酸３５％、クロム
酸３％程度の組成の電解液を循環させながら０．２０〜
０．４０　Ａ／ｃｒｎ’程度の電流で電解研磨すること
が好ましい、電解研磨時間は１通常２０〜１２０分間程
度、好ましくは３０〜９０分間の範囲である。

本発明において使用されるアクリルアミド水溶液として
は、アクリロニトリルと水とを硫酸により反応させる方
法、近年の製造法の主流である固体触媒の存在下に反応
させる接触水和法、微生物にヨリアクリロニトリルをア
クリルアミドに転換する方法などの何れの方法により得
られるアクリルアミド水溶液にも適用できる。

晶析系に供給する水溶液中のアクリルアミド濃度に関し
ては特に制限はないが通常４０〜８０重量％であり、４
５〜５５重量％の範囲が好ましい、この範囲より濃度を
高くすると濃縮工程、精製工程などでの重合防止が困難
となり、また低くすると結晶取得率が小さくなり、更に
冷媒温度を低くする必要があり実用的ではない。

本発明における晶析装置は、例えばいわゆる晶析槽と冷
却器、及び晶析槽と冷却器の間を液循環させる為のポン
プにより基本的に構成される。この循環系へ例えば上記
の濃度範囲のアクリルアミド水溶液を供給し、晶析槽と
冷却器の間を循環させつつ冷却すれば結晶が析出する。

商業的生産は連続操作で行うのが有利である。

即ち、例えば晶析槽の液は一り℃〜１０℃程度の−定温
度に保ってアクリルアミドの一部を析出させてスラリー
状態とし、そこへ一定量の原料のアクリルアミド水溶液
を供給し、同時に供給量と等量のスラリー液を抜出し、
後述のか過工程に送られる。

冷媒液の温度は、低い程伝熱面積を小さくできる利点は
あるが、冷却管内を通るアクリルアミドスラリー液との
温度差が大きいとアクリルアミドの過飽和度が大きくな
り、スケール付着防止が困難となる。従って温度差が１
０〜７℃、好ましくは２°〜５℃となる範囲で冷媒液温
は通常−５℃〜８℃の範囲から選ばれる。

冷媒液流量については特に制限はないが、一般的には総
括伝熱係数が１００〜７００　Ｋｃａｌ／ゴ・ｈｒ・℃
、好ましくは３００〜Ｂｏｏ　Ｋｃａｌ／ｍ″＊ｈｒ＊
”Ｏ程度となるような流量範囲から選ばれる。

冷媒液としては、水、水−メタノール溶液。

水−エチレングリコール溶液等が用いられる。

本発明のアクリルアミド結晶の製造方法における二重管
式または多管式熱交換器における冷却器への通液条件を
総括的に述べれば以下のとおりである。

ａ）　アクリルアミド水溶液の濃度・・４０〜８０重量
％ ｂ）　アクリルアミド水溶液の冷却器入口温度・・−２
℃〜ｌＯ℃、 Ｃ）　アクリルアミド水溶液の冷却管内流速・・０．３
　〜６　ｔａ／ｓｅｃ　　、 ｄ）冷媒液の冷却器入口温度・・−５℃〜８℃、ｅ）冷
媒液の流量・・伝熱面へのスケール付着が無い状態での
総括伝熱係数が１００〜７００　Ｋｃａｌ／ｍ”ｈｒ　
”０となる量。

斯くして得られるアクリルアミド結晶のか過は、通常遠
心分離機を用いて行ない、アクリルアミド結晶をか別す
る。こうして得られたアクリルアミド結晶は、続く乾燥
工程で０．１〜２．０重量％程度に水分が調整され製品
となる。猶、本発明の方法においては、冷却管内面の電
解研磨の程度を次の様な条件で検定し、充分に電解研磨
された冷却管を安全に利用することもできる。その方法
は、アクリルアミド水溶液から冷却晶析によりアクリル
アミド結晶を晶出するに際し、冷却器の型式が二重管式
あるいは多管式熱交換器で、ステンレス鋼製である冷却
管内側にアクリルアミド液を、外側に冷媒液を下記ａ）
〜ｅ）の条件にて１時間通液した際、冷却管内側の全伝
熱面積に対する主としてアクリルアミド結晶よりなるス
ケールで覆われる面積の割合が３０％以下となるまで、
冷却管内面を電解研磨して用いる方法である。

ａ）　アクリルアミド水溶液の濃度・・４８．０〜５１
．０重量％、 ｂ）　アクリルアミド水溶液の冷却、器入口温度・・４
．５〜５．５℃、 Ｃ）　アクリルアミド水溶液の冷却管内流速・・１．３
〜１．７膳／ｓｅａ。

ｄ）冷媒液の冷却器入口温度・・１．０〜２．０℃、ｅ
）冷媒液の流量・・伝熱面へのスケール付着が無い状態
での総括伝熱係数が３００〜５００　Ｋｃａｌ／ｒｎ’
ｂｒ”０となる量。

肱−１ 本発明のアクリルアミド結晶の製造方法によれば二重管
式または多管式熱交換器を使用しているので冷却器伝熱
面での液流速を大きくすることができるので冷却面での
スケール付着がなく、例えば晶析槽の内部でコイル式、
ジャケット式等の熱交換器で冷却する型式を採用した場
合における液の淀みができやすく、スケール付着防止が
困難となることもない。

本発明のアクリルアミド結晶の製造方法においては、従
来公知の塩化ビニル系単量体の重合槽内壁への重合体の
付着現象とは異なり、必ずしも表面粗さを小さくする必
要はなく、例えばパフ研磨をすることなく、或は＃１５
０程度の粗いパフ研磨ののち電解研磨することによりＲ
ｍａｘがたとえ２〜３−の様な表面粗さの状態であって
も充分なスケール付着防止効果が得られる。

このような電解研磨による効果は、理由は明らかではな
いが、電解研磨により金属の表面状態の変化がアクリル
アミド結晶のスケーリング現象に好結果な斉しているも
のと推測される。

以上に詳述したように本発明による場合は、従来採用さ
れていた真空晶析による場合のようにアクリルアミド重
合体の生成およびアクリルアミド結晶への混入もなく、
また、従来は困難とされていた冷却晶析時の冷却伝熱面
へのアクリルアミド結晶スケールの付着防止が可能とな
り、これによって高い冷却効率が保たれ、簡便で経済的
な冷却晶析によるアクリルアミド結晶の商業生産が可能
となった。

支ＪＬＪ 以下本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ ＳＵＳ　３０４製長さ１．５ｍの１インチ管（外径３４
．０ｍ＋ｏＸ内径２８．４＋ｉｍ）　５木について、各
々第１表に示す内面の表面処理を行った。

く管内面の表面処理〉 電解研磨は以下のように実施した。即ち、被研磨管を縦
置きにし、電解液が下部より被研磨管に入り、上部より
排出循環されるよう電解液槽、ポンプ及び被研磨管を配
管で＃１ｃ統した。電解液循環ラインの技研磨管上方部
は、三方管となっており、三方管上端部より′市極棒を
挿入した。電解液は三方管の水平管部を通って電解液槽
に戻る。

Ｃｕ−Ｐｂの棒状電極を斯くのごと〈被研磨管に挿入し
て、管の中央に位置するように固定した後、りん酸４５
重量％、硫酸３５重量％、クロム酸３重量％の組成の電
解液を、管内流速２　ｙｇ／ｓｅｃで循環しながら、電
流密度０．３ＯＡ／ｃｒｎ’、温度８０〜７０℃で第１
表に示す所定時間電解研磨を行なった。

パフ機械研磨は、被研磨管内に所謂ペーパーパフあるい
はばらパフを取付けたシャフトを通し、該シャフトをモ
ーターにて回転する方法で行った。　＃１００　、＃１
５０　、＃３００　、　＃４００の砥粒での研磨の後、
最後に前体にて鏡面仕上げを行った。

テフロン（四ツ−２化エチレン樹脂）ライニング管は、
日本７社が施工した。樹脂厚みは０．５−膳である。

フェノールコーテイング管は、東京Ｎ社が施工した。使
用した樹脂の銘柄はＮＧ−１１７で、厚みは０．１〜０
．２ｍｍである。

く評価テストの方法〉 該１インチ管に外径７８■璽×内径８７ｍｍの硬質塩化
ビニル管を組合せて、二重管式熱交換器型の冷却器とし
た。これと撹拌機の付いた２０文の冷却ジャケット付晶
析槽、循環ポンプ、及び流量計を配管した。

晶析槽に５０重量％濃度の７クリ！レアミド水溶液を２
０ＩＬ入れ、晶析槽のジャケットに約２℃の水を通液し
て、ジャケット冷却面に付着するアクリルアミド結晶の
スケールをかき落としながら、該アクリルアミド水溶液
を５．０℃迄冷却し、スラリー状態とした。

次に該スラリー液を３．８ｒｎ”／）ｌｒ　　（冷却管
内流速１．７■／５ｅｃ）で循環し、冷却器の外管側は
２．０〜２．３℃の水を５．８ゴ／Ｈｒで流した。

該スラリー液温を約５℃を維持する為、晶析槽のジャケ
ット液温を、第１表のように操作した。

即ち、ジャケット液温が高い程、二重管式熱交換器型冷
却器の冷却能力が大きいことを意味する。

このようにして１時間経過した後、冷却管内面のスケー
ル付着状況を観察した。

く評価テストの結果〉 テスト結果を第１表に示した。即ち、パフ機械研磨によ
り鏡面仕上げしたものは、表面粗さは小さいがスケール
付着防止の効果はない、一方電解研磨を施した冷却管は
、表面粗さは大きいがスケール付着は防止され、晶析槽
ジャケットの液温からも解る通り冷却能力が大である。

また、電解研磨の効果が不十分な場合、更に電解研磨を
繰返すことで、スケール付着防止効果が向上した。

また、有機材のライニング管では、テフロンライニング
管でも十分なスケール付着防止効果は認められず、フェ
ノールコーテイング管は全く効果が認められない。

く表面粗さの測定〉 第１表に於いて、表面粗さの測定は、ＪＩＳ　Ｂ０６５
１−１９７８年（ＩＳＯ／Ｒ１８８０参照）ニより株式
会社小坂研究所製触針弐表面粗さ測定器ＭＯＤＥＬＳＥ
Ｐ−１ＯＡを用いて行った。

第１表の実験Ｎｏ、　ｌ及び２の冷却管内面の表面プロ
フィルを、各々第１図及び第２図に示した。

猶、第１表中のスケール被覆率は、１時間通液後の全伝
熱面積に対するスケール被覆面積の割合を％で示したも
のである。またジャケット液温は、スラリー液温を５℃
に維持するために必要とした晶析槽ジャケット液温を示
す。

第１表 実施例２ （１）多管式熱交換器の製作 熱交換器用５ＯＳ−３０４製、外径３１．８ｍｍ、内径
２７．８■、長さ２ｍのボイラー用鋼管（ＴＢＳＣ管）
の管内面を、パフ＃１５０研磨後、この伝熱管２８本を
有する多管式熱交換器を組立てた。

胴側は内径２９８層■で切欠率３５％の欠円形邪魔板を
等間隔に６枚配置した。管側は４パス（４パススフ本＝
２８本）で、ピッチ４０ｍｍで配列した。

管板、チャンネルカバー等アクリルアミド水溶液と接す
る部分の材質は全て５Ｏ５−３０４製であり、胴は５Ｓ
−４１製である。

（２）　ＴＬ電解研 磨熱交換器の上下のチャンネルカバーを外し、代りにア
ダプターを取付け、縦置きにし電解液が下部より入って
被研磨管を通し、上部より排出循環されるよう電解液槽
、ポンプ及び該熱交換器を配管で接続した。下部のアダ
プターは蓋状のものであり、上部のアダプターは蓋のな
い開放構造で、電極棒の出し入れ等が容易な構造とした
。

Ｃｕ−Ｐｂの棒状電極を２本の被研磨管に１木ずつ挿入
し、管の中央に位置するように固定し、同時に２本ずつ
研磨した。研磨中の管にのみ電解液が流れるようにその
他の管にはゴム栓をした。このようにして、りん酸４５
重量％、硫酸３５重量％、クロム酸３重量％の組成の電
解液を、管内流速的２ｍ／ｓｅｃで循環しながら、電流
密度０．３ＯＡ／ｃｔｎ’、温度８０〜７０℃で１本の
被研磨管につき３０分間ずつ電解研磨を行った。

（３）冷却晶析運転 ２ｍ″の攪拌機付５ＯＳ−３０４製晶析槽と縦置き多管
式熱交換器型の冷却器及び晶析槽と冷却器を循環させる
ポンプにより、外部冷却型の晶析装置を構成した。

なお、晶析槽は外壁が保温材で覆われているのみであり
、冷却の為のジャケット、サーモエレメントは無い。

また、スラリー液から結晶を分離する為の回分式遠心分
離機を付設した。

晶析槽に液温２０℃、濃度５０重量％のアクリルアミド
水溶液を１．５を仕込み、流量２Ｂ、８ｔ／Ｈｒで循環
した。アクリルアミド水溶液の冷却管内の流速は、１．
５ｍ／ｓｅａである。冷媒液はメタノール１５％、水８
５％の組成のものを用い、冷媒液流量は５．３ｔ／Ｈｒ
とした。アクリルアミド水溶液と冷媒液の温度差は３〜
５℃の間を維持する様、アクリルアミド水溶液の温度低
下に伴ない冷媒液の温度も徐々に下げた。

３時間後にアクリルアミド水溶液が液温５℃のスラリー
状となったところで、冷媒液温を　１．５〜２．５℃の
間で一定となるようにした。

ついで、スラリー液温が４．５〜５．５℃の間を維持す
るよう２０℃の５０％アクリルアミド水溶液を、連続的
に２５Ｑ〜２８０ｋｇ／Ｈｒで晶析槽へ供給した。

それとほぼ等量のスラリー液を２０分間隔で遠心分離機
へ抜き出し、含水率４〜５重量％の８〜１０ｋｇの湿結
晶が得られた。

このようにして、２０日間に亘り順調に連続運転を行な
い、その間冷却伝熱量の低下もなく安定して約２６〜２
８ｋｇ／Ｈｒの湿結晶が得られた。

運転終了後、晶析槽を始め各部を点検したが、真空晶析
法で見られるような重合物の符着は認められなかった。

また取得結晶中にも重合物は認められなかった。

実施例３ 原料のアクリルアミド水溶液の濃度を５５重量％、フィ
ード量を２ＬＯｋｇ／）［ｒに変えた以外は実施例２と
同様に晶析運転を行った。

１０日間に亘る運転中、４０〜４３ｋｇ／Ｈｒの割合で
ほぼ一定量の湿結晶が得られた。

終了後の装置点検の結果、実施例２と同様重合物は認め
られなかった。

実施例４ 冷媒液の液温を−１，５〜−０，５℃、晶析槽内アクリ
ルアミド水溶液液温を３．５〜４．５℃に保った以外は
、実施例２とほぼ同様に晶析運転を行った。槽内液温を
３．５〜４．５℃に保つ為、５０％アクリルアミド水溶
液を３９５ｋｇ／Ｈｒでフィードした。

１０日間に亘る運転中、４８〜４９ｋｇ／Ｈｒの割合で
ほぼ一定量の湿結晶が得られた。

終了後の装置点検の結果、重合物は認められなかった。

実施例５ 電解研磨の程度を検定し乍ら行なった場合の例を示す。

（１）多管式熱交換器の製作 熱交換器用５ＵＳ−３０４製、外径３１．８ｍｍ、内径
２７．８■、長さ２ｍのボイラー用鋼管（ＴＢＳＣ管）
５６木の管内面を、バフ＃４００で研磨仕りげした後、
この伝熱管２８木を有する多管式熱交換器を２基（Ａ号
、Ｂ号）組立てた。

胴側は内径２３８■で切欠率３５％の欠円形邪魔板を等
間隔に６枚配置した。管側は４パス（４パススフ本＝２
８本）で、ピッチ４０＋ａｍで配列した。

管板、チャンネルカバー等アクリルアミド水溶液と接液
部分の材質は全て５ＵＳ−３０４製であり、胴は５Ｓ−
４１製である。

（２）電解研磨 該熱交換器の上下のチャンネル力八−を外し、代りにア
ダプターを取付け、縦置きにし電解液が下部より入って
被研磨管を通し、上部より出ることで循環されるよう電
解液槽、ポンプ及び該熱交換器を配管で接続した。下部
のアダプターは蓋状のものであり、上部のアダプターは
蓋のない開放構造で、電極棒の出し入れ等が容易な構造
とした。

Ｃｕ−Ｐｂの棒状電極を２木の被研磨管に１本ずつ挿入
し、管の中央に位置するように固定し、同時に２本ずつ
研磨した。研磨中の管にのみ電解液が流れるようにその
他の管にはゴム栓をした。このようにして、りん酸４５
重量％、硫酸３５重量％、クロム酸３重量％の組成の電
解液を、管内流速的２ｒａ／ｓｅｃで循環しながら、電
流密度０．３ＯＡ／ｃｒｎ’、温度８０〜７０℃で１本
の被研磨管につき３０分間ずつ電解研磨を行った。

（３）電解研磨精度の検定 く検定の準備〉 ２ゴの攪拌機付５Ｏ３−３０４製晶析槽と２基の縦置き
多管式熱交換器型の冷却器（Ａ号、Ｂ号）、及び晶析槽
と冷却器を循環させるポンプにより・外部冷却型の晶析
装置を構成した。

晶析槽に　１．５ｔの５０．０％アクリルアミド水溶液
（液温１８℃）を仕込み、Ａ号冷却器側を通して流ｉ２
Ｂ、８ｔ／Ｈｒで循環した。アクリルアミド液の冷却管
内の流速は、　１．５ｍ／ｓｅｃである。冷媒液はメタ
ノール１５％、水８５％の組成のものを用い、冷媒液流
量は５．３ｔ／Ｈｒとした。アクリルアミド液と冷媒液
の温度差は３〜５℃の間を維持する様、アクリルアミド
液の温度低下に伴ない冷媒液の温度も徐々に下げた。

３時間後にアクリルアミド液が液温５．０℃のスラリー
状となったところで、冷媒液温を２．０℃としてＢ号冷
却器に切替えた。Ａ号基に滞留するアクリルアミド液は
空気で晶析槽に圧送し、次いで冷却器内を木で洗浄した
。

く８号基の検定〉 アクリルアミドスラリー液の循環量、冷媒液流量、冷媒
液温をそのままにしてアクリルアミドスラリー液温が５
．０℃に維持される様に、５０．０ｗｔ％アクリルアミ
ド水溶液（液温１８℃）を晶析槽にフィードした。また
晶析槽の液面がほぼ一定になるように、フィード量と等
量のアクリルアミドスラリー液を晶析槽より１０分間毎
に抜き出した。この際、冷却器入口温度を測定したとこ
ろ晶析槽液温と等しく５．０℃であった。

Ｂ号冷却器をこの状態で１時間運転し、Ａ号基に切り替
えた。アクリルアミドスラリー液温を５．０℃に維持す
るのに、当初アクリルアミド液フィード量が２８０ｋｇ
／Ｈｒであった。この初期の状態の熱収支から総括伝熱
係数を求めると４００　Ｋｃａｌ／ｒｎ’ｈｒ’ｃであ
った。しかし乍ら１時間経過時点での温度差を５℃に維
持するのに必要なアクリルアミドフィード量は２２０ｋ
ｇ／Ｈｒに低下したのでスケール付着が予見された。

Ｂ号基を解体点検すると２８木中ｌＯ本の冷却管がスケ
ール被覆率３０〜８０％の割合でスケール付着していた
。他の冷却管は２木がスケール被覆率２０％、２木が１
０％で残りは殆んど付着していなかった。

くＡ号基の検定〉 Ａ号基も同様に運転して１時間後に停め、解体点検を行
った。

１時間の運転中、アクリルアミドスラリー液温を　５．
０℃に維持するのにフィード液量が２７０〜２８０ｋｇ
／Ｈｒとほぼ一定を維持したが１点検の結果、スケール
被覆率５０％が１本、２０％が１本、他は殆んど付着し
ていなかった。その結果、Ａ号基冷却管内側の表面状態
がＢ号基のそれに比して良好であることがわかった。

（４）冷却晶析運転 冷却器の解体点検後、付着したスケールを除いて再び元
通りに組立て、また晶析槽から抜き出されるスラリー液
より結晶を分離する為、回分式の遠心分離機を設置した
。

晶析槽のスラリー液温は約９℃であったが、Ａ号冷却器
で運転を開始し、スラリー液温が５．０℃となった所で
前項と同一条件に設定して運転を続けた。またスラリー
を２０分毎に抜出し遠心分離して結晶をとり出した。

５０％アクリルアミド水溶液のフィード量は２５０〜２
８０ｋｇ／Ｈｒ、また２０分間毎に遠心分離して得られ
た結晶は含水率４〜５％で８〜１０ｋｇであった。この
状態を４時間維持した所で、冷却器をＢ号基に切り換え
た。Ｂ号基は切り換え直後は１回の遠心分離で８〜９に
、の湿結晶が得られたが、４時間後には３ｋｇ程度に減
少した。ここで運転を停止し。

再び冷却器の解体点検を行った。Ａ号基の冷却管２８木
中、１本はスケールが成長して閉塞しており、別の１本
はスケール被覆率が４０％となっていたが、残りは殆ん
どスケール付着が無かった。

一方Ｂ号基は、４本が完全に閉塞しており６本が全面に
スケール付着、他は０〜３０％のスケール被覆率であっ
た。

（５）Ｂ号基の再電解研磨 Ｂ号基の冷却能力がＡ号基より劣るので、Ｂ号基の冷却
管中前記（３）に記載した検定法によりスケール被覆率
が３０％を越えた１０本について、再電解研磨を行った
。電解研磨は前記（２）項と同様の方法で４０分間行な
った。

（６）Ｂ号基の電解研磨精度の再検定 木例（３）と全く同様にして、Ｂ号基の再検定を行った
。１時間通液後のスケール被覆率は、再電解研磨した管
は殆んど０％であり、他は前回と同様であった。

（７）冷却晶析運転 前記（０とほぼ同様にして、冷却晶析運転をＡ号基およ
びＢ号基を用いて行った。但し、スラリーの抜き出し遠
心分離は１時間毎に、また冷却器の切換え間隔は１０時
間毎とした。また切換え後はその都度水を流してスケー
ルを溶解し洗浄した。

この様にして、３０日間に亘り順調に連続運転を行ない
、その間約２８〜２８ｋｇ／Ｈｒの湿結晶を得た。

この間の物質収支より１両冷却器の総括伝熱係数を求め
た結果、３７０〜４００　Ｋｃａｌ／ｒｎ’　ｈｒ　”
ｃテあった。

運転終了後、晶析槽を始め各部を点検したが、真空晶析
法で見られるような重合物の付着は認められなかった。

また取得結晶中にも重合物は認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の方法の実施例において用
いた冷却管内表面プロフィルの１例を示したものである
。第１図は実験Ｎｏｔで用いたもののプロフィルを第２
図は実験Ｎｏ２で用いたもののプロフィルを示す。 特許出願人　　三井東圧化学株式会社 代　　理　人　　　若　　　林　　　　　　忠第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アクリルアミド水溶液から冷却晶析によりアクリル
   アミド結晶を製造する方法において、ステンレス鋼製で
   ある冷却管内側にアクリルアミド水溶液を外側に冷媒液
   を通液して冷却する二重管式または多管式熱交換器によ
   りアクリルアミド水溶液を冷却し晶析する方法であり、
   且つ該冷却管内側が電解研磨されていることを特徴とす
   るアクリルアミド結晶の製造方法。 ２）二重管式または多管式熱交換器である冷却器、晶析
   槽および液循環ポンプから構成される外部熱交換型晶析
   装置により晶析する方法である特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３）二重管式または多管式熱交換器である冷却器の通液
   条件が下記ａ）〜ｅ）の条件である特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ａ　アクリルアミド水溶液の濃度・・ ４０〜８０重量％、 ｂ　アクリルアミド水溶液の冷却器入口温度・・−２℃
   〜１０℃、 ｃ　アクリルアミド水溶液の冷却管内流速・・０．３〜
   ６ｍ／ｓｅｃ、 ｄ　冷媒液の冷却器入口温度・・−５℃〜８℃、ｅ　冷
   媒液の流量・・伝熱面へのスケール付着が無い状態での
   総括伝熱係数が１００〜７００Ｋｃａｌ／ｍ＾２ｈｒ℃
   となる量。