KR100361584B1 - The contiunous transport equipments for PTFE pyrolysis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 장치 투자비 및 운전비가 필요한 일반적인 TFE 제조방법과 대비되는 PTFE를 열분해하여 TFE를 연속적으로 대량 생산하는 이송장치에 관한 것으로서, PTFE의 열분해에 의해서 TFE의 상업적 생산이 가능한 공정을 개발하기 위한 PTFE의 연속 이송장치를 제공하고 있다.The present invention relates to a feeder for continuously mass-producing TFE by pyrolyzing PTFE as compared to a general TFE manufacturing method requiring high equipment investment cost and operation cost, and to develop a process capable of commercial production of TFE by pyrolysis of PTFE. Provides a continuous feed device of PTFE.
본 발명에서 제공하고 있는 이송장치는 분말 혹은 입자형 PTFE를 고진공하에서 PTFE 이송의 중단없이 고온 열분해 반응기에 연속적으로 주입하여 TFE를 연속 대량 생산할 수 있는 것을 특징으로 하고 있으며, 본 발명의 이송장치에 따르면 종전 PTFE 열분해에 의해 TFE를 생산하는 방법의 단점인 회분식 반응 및 PTFE의 이송불량(용착, 고착 등)에 의해 열분해 반응의 중단 및 잦은 장치의 해체 및 보수에 따른 생산성 저하를 극복하여 편리하고 경제적인 TFE의 상업적 대량 생산을 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.The conveying apparatus provided by the present invention is characterized by being capable of continuously producing a large amount of TFE by continuously injecting powder or particulate PTFE into a high-temperature pyrolysis reactor without interruption of PTFE conveying under high vacuum. According to the conveying apparatus of the present invention, It is convenient and economical by overcoming the degradation of productivity due to the interruption of the pyrolysis reaction and frequent dismantling and maintenance of the device due to batch reaction, which is a disadvantage of the method of producing TFE by the conventional PTFE pyrolysis, and poor transfer of PTFE (welding, fixing, etc.). The effect of enabling the commercial mass production of TFE can be expected.
Description
본 발명은 연속 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 열분해 이송장치에 관한 것으로서, 특히 PTFE를 진공분위기에서 열분해하여 테트라플루오르에틸렌(TFE)를 생산하는 경우 이송장치를 적절하게 설계하여 취급과 이송이 매우 위험하고 까다로운 TFE를 효과적으로 이송시킬 수 있는 수단을 제공함으로써, 산업적으로 활용도가 매우 높은 TFE를 원하는 사용장소에서 손쉬운 방법으로 대량 생산할 수 있도록 한 연속 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 열분해 이송장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous polytetrafluoroethylene (PTFE) pyrolysis transport apparatus, and particularly in the case of producing tetrafluoroethylene (TFE) by pyrolyzing PTFE in a vacuum atmosphere, handling and transport are very dangerous. It provides a continuous polytetrafluoroethylene (PTFE) pyrolysis transfer apparatus that provides a means to effectively deliver difficult TFE, thereby enabling mass production of industrially highly available TFE in a convenient way at the desired place of use.
일반적으로 TFE를 제조하기 위한 방법은 크게 CFC-22의 열분해 방법과 PTFE의 열분해 방법 2가지가 있다.In general, there are two methods for preparing TFE: pyrolysis of CFC-22 and pyrolysis of PTFE.
상기 CFC-22의 열분해 방법은 열분해 후 생성되는 염산 등을 포함한 다량의 불순물이 포함되어 있기 때문에 염산 흡수탑, Ca(OH)2중화탑, 미량의 불순물 제거를 위한 정제용 황산탑 및 반응에서 생성되는 부산물인 HFP(hexafluoropropylene), OFCB(octafluorocyclobutane) 등과 TFE를 분리하기 위한 증류공정 등 다단계의 대규모 정제공정이 필요하며, 또한 고순도의 TFE를 얻기 위해서는 최종 정제공정에서 매우 폭발성이 강한 TFE를 압축증류해야 하는 문제점이 있기 때문에 장치 투자비 및 운전비가 많이 소요되어 최소 년산 3,000 이상의 대량 생산공정에 적합한 것으로 알려져 있다.Since the pyrolysis method of CFC-22 includes a large amount of impurities including hydrochloric acid generated after pyrolysis, hydrochloric acid absorption tower, Ca (OH) 2 neutralization tower, purification sulfuric acid tower for removing trace impurities, and reactions are generated. A large-scale purification process is required, such as distillation to separate TFE, such as HFP (hexafluoropropylene), OFCB (octafluorocyclobutane), etc. It is known that it is suitable for the mass production process of at least 3,000 annually due to the high equipment investment and operating costs.
반면에, 진공하에서 PTFE의 열분해에 의해 TFE를 생산하는 공정은 CFC-22 열분해 공정에 비해 매우 간단하며 PTFE 주입공정, 열분해공정, 생성된 TFE의 응축공정으로 이루어져 있으며, 폭발성이 매우 강해 원거리 이송이 불가능한 TFE의 안정성 측면에 비추어 볼 때, 소규모 생산을 통해 원하는 TFE를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 대부분의 경우 극히 소량의 PTFE를 실험실적으로 회분식 반응에 의해 얻는 방법이거나, 연속적으로 운전하더라도 주입되는 분말 및 입자형태의 PTFE가 이송장치 내에서 응집에 의한 이송장치의 막힘 현상 때문에 장시간 상업적으로 TFE를 대량 생산하기는 어려운 단점이 있다.On the other hand, the process of producing TFE by pyrolysis of PTFE under vacuum is much simpler than the CFC-22 pyrolysis process, and consists of PTFE injection process, pyrolysis process, and condensation of the produced TFE. In view of the stability of the impossible TFE, there is an advantage in that the desired TFE can be obtained through small scale production, but in most cases, a very small amount of PTFE is experimentally obtained by a batch reaction, or a powder is injected even in continuous operation. And due to the blockage of the conveying device by agglomeration of the PTFE in the form of particles in the conveying device has a disadvantage that it is difficult to mass-produce the TFE commercially for a long time.
진공하에서 PTFE의 열분해에 의해 TFE를 생산하는 공정을 자세히 살펴보면 다음과 같다.The process of producing TFE by pyrolysis of PTFE under vacuum is as follows.
① 전체 시스템을 10-2torr 이하의 진공을 유지하는 단계, ② 분말, 입자형 혹은 스크랩 상태의 PTFE를 반응기 내에 투입하는 단계, ③ 5torr 이하의 압력 및 500℃ 이상의 고온에서 PTFE의 열분해에 의해 TFE를 생성하는 단계, ④ 생성된 TFE를 -142℃ 이하의 온도에서 응축, 고체화하여 회수하는 단계, ⑤ 얻어진 TFE를 가열하여 가스상으로 변환하고 중합방지제가 투입된 흡수탑을 통과시켜 가스로 저장하는 단계로 구성되어 있다.① The whole system is maintained at a vacuum of 10 -2 torr or less, ② The powder, particulate or scrap PTFE is introduced into the reactor, ③ The TFE by thermal decomposition of PTFE at a pressure of 5torr or less and a high temperature of 500 ℃ or more Generating FE, ④ condensing and solidifying the generated TFE at a temperature of -142 ° C. or lower, and ⑤ converting the obtained TFE to a gas phase and passing it through an absorption tower into which a polymerization inhibitor is added and storing it as a gas. Consists of.
상기 ① 단계와 ② 단계의 순서에 따라 연속식(① →② →③ →④ →⑤) 혹은 회분식(② →① →③ →④ →⑤) 공정으로 나누어진다.According to the steps of ① and ②, the process is divided into a continuous process (① → ② → ③ → ④ → ⑤) or a batch process (② → ① → ③ → ④ → ⑤).
상기 단계에서 상업적으로 활용 가능한 공정인 연속식 공정을 이루기 위해서는 시스템 전체가 진공이 유지된 상태에서 분말 혹은 입자형의 PTFE를 정량/연속적으로 고온의 반응기 내부에 투입하는 것이 반드시 필요하다.In order to achieve a continuous process which is a commercially available process in this step, it is necessary to add the powder or particulate PTFE in a quantitatively / continuously high temperature into the reactor while the whole system is maintained in a vacuum state.
여기서, PTFE의 유리전이온도는 19℃와 30℃인데, 19℃ 이전에는 분자구조가 13 탄소원자가 꼬여서 된 형태이고 단위길이는 16.9Å을 나타내며, 19℃ 이후에는 15 탄소원자가 단위 분자를 구성하면서 육각구조 형태를 나타내고 단위길이는 15.9Å를 나타내면서 부피가 1% 증가한다.Here, the glass transition temperature of PTFE is 19 ℃ and 30 ℃, before 19 ℃ the molecular structure is twisted 13 carbon atoms, the unit length is 16.9Å, after 19 ℃ 15 carbon atoms constitute a unit molecule, hexagonal It shows the structural form and the unit length is 15.9Å, increasing volume by 1%.
또한, 30℃ 이상에서는 평판형태로 바뀌는 특성을 갖는다.Moreover, at 30 degreeC or more, it has a characteristic changed into a flat plate form.
따라서, PTFE의 낮은 유리전이온도는 PTFE 열분해를 위한 PTFE의 이송 중 발생하는 기계적 열 혹은 고온 열분해시 전도된 열에 의해서 상변화가 발생하여 장치에 고착되거나 용착되어 연속적이고 정량적인 투입이 극히 어려운 단점이 있다.Therefore, the low glass transition temperature of PTFE is extremely difficult to continuously and quantitatively input due to phase change caused by mechanical heat generated during transfer of PTFE for PTFE pyrolysis or conducted heat during high temperature pyrolysis. have.
또한, 분말 혹은 입자형으로 된 PTFE의 경우 제조과정에서 입자내부에 기공이 형성되어 극히 낮은 압력에서도 뭉치기 때문에 자연스러운 이송이 어려운 단점이 있다.In addition, in the case of PTFE in the form of powder or granules, pores are formed in the particles during the manufacturing process, so that they are agglomerated even at extremely low pressures, and thus, natural transfer is difficult.
따라서, 연속적인 PTFE의 투입 및 열분해에 의한 TFE 제조공정을 상업적으로 완성하기 위해서는 분말 혹은 입자형 PTFE의 연속 정량적 주입방법과 장치가 해결되어야 할 과제이다.Therefore, in order to commercially complete a TFE manufacturing process by continuous injection of PTFE and pyrolysis, a continuous quantitative injection method and apparatus for powder or particulate PTFE have to be solved.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명에서는 PTFE의 열분해에 의해서 TFE의 상업적 생산이 가능한 공정을 개발하기 위한 PTFE의 연속 이송장치를 제공하고 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and the present invention provides a continuous feed apparatus of PTFE for developing a process capable of commercial production of TFE by pyrolysis of PTFE.
본 발명에서 제공하고 있는 이송장치는 분말 혹은 입자형 PTFE를 고진공하에서 PTFE 이송의 중단없이 고온 열분해 반응기에 연속적으로 주입하여 TFE를 연속 대량 생산할 수 있는 것을 특징으로 하고 있으며, 본 발명의 이송장치에 따르면 종전 PTFE 열분해에 의해 TFE를 생산하는 방법의 단점인 회분식 반응 및 PTFE의 이송불량(용착, 고착 등)에 의해 열분해 반응의 중단 및 잦은 장치의 해체 및 보수에 따른 생산성 저하를 극복하여 편리하고 경제적인 TFE의 상업적 대량 생산을 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.The conveying apparatus provided by the present invention is characterized by being capable of continuously producing a large amount of TFE by continuously injecting powder or particulate PTFE into a high-temperature pyrolysis reactor without interruption of PTFE conveying under high vacuum. According to the conveying apparatus of the present invention, It is convenient and economical by overcoming the degradation of productivity due to the interruption of the pyrolysis reaction and frequent dismantling and maintenance of the device due to batch reaction, which is a disadvantage of the method of producing TFE by the conventional PTFE pyrolysis, and poor transfer of PTFE (welding, fixing, etc.). The effect of enabling the commercial mass production of TFE can be expected.
도 1은 본 발명에 따른 연속 PTFE 열분해 이송장치를 나타내는 개략도1 is a schematic view showing a continuous PTFE pyrolysis transport apparatus according to the present invention
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : PTFE 주 저장조 11 : PTFE 보조 저장조10: PTFE primary reservoir 11: PTFE secondary reservoir
12 : 볼 밸브 13 : 수직형 스크류 피더12 ball valve 13 vertical screw feeder
14 : 도입관 15 : 열교환기14 introduction tube 15 heat exchanger
16 : 수직형 열분해 반응기 17 : 진공용 투명호스16 vertical pyrolysis reactor 17 transparent hose for vacuum
본 발명은 종래의 회분식 PTFE 열분해에 의한 TFE 생산 공정과 비교하여 연속적으로 TFE를 대량 생산하기 위한 분말 혹은 미립자형 PTFE의 열분해 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a pyrolysis transfer apparatus of powder or particulate PTFE for continuously producing a large amount of TFE compared to a conventional TFE production process by batch PTFE pyrolysis.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 연속 PTFE 열분해 이송장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주고 있다.1 schematically shows the overall configuration of a continuous PTFE pyrolysis transport apparatus according to the present invention.
여기서, 도면부호 10은 PTFE 주 저장조를 나타낸다.Here, reference numeral 10 denotes a PTFE main reservoir.
상기 PTFE 주 저장조(10)는 자켓이 장착된 저장조로서 하부는 PTFE의 자연적인 이송을 위해서 원추형(circular cone) 형태를 갖는다.The PTFE main reservoir 10 is a jacket-mounted reservoir, the lower portion of which has a circular cone shape for the natural transfer of PTFE.
이때의 원추형 형태는 수평과 60°이상의 각을 갖도록 하는 것이 바람직하며, 좀더 바람직하기로는 70±5°의 각을 갖도록 하는 것이 좋다.At this time, the conical shape is preferably to have an angle of 60 ° or more horizontal, and more preferably to have an angle of 70 ± 5 °.
또한, 도면부호 11은 PTFE 보조 저장조를 나타낸다.Also, reference numeral 11 denotes a PTFE auxiliary reservoir.
상기 PTFE 보조 저장조(11)는 원추형 형태의 보조 저장조로서 자켓이 장착되고 투입되는 PTFE의 원활한 흐름을 확인하기 위한 확인창이 갖추어져 있다.The PTFE auxiliary storage tank 11 is a conical auxiliary storage tank is equipped with a confirmation window for confirming the smooth flow of the PTFE is fitted and put into the jacket.
상기 PTFE 보조 저장조(11)는 투입되는 PTFE의 자중에 의한 눌림을 방지하고 원활한 이송을 위해서 전체 높이는 50㎝ 이하로 하는 것이 바람직하며, 좀더 바람직하기로는 30±5㎝를 유지하는 것이 좋다.The PTFE auxiliary reservoir 11 is preferably set to a total height of 50 cm or less, and more preferably 30 ± 5 cm in order to prevent the pressing by the weight of the PTFE to be introduced and smooth transfer.
이때의 원추형 형태는 수평과 60°이상의 각을 갖도록 하는 것이 바람직하며, 좀더 바람직하기로는 70±5°의 각을 갖도록 하는 것이 좋다.At this time, the conical shape is preferably to have an angle of 60 ° or more horizontal, and more preferably to have an angle of 70 ± 5 °.
또한, 도면부호 12는 볼 밸브를 나타낸다.In addition, reference numeral 12 denotes a ball valve.
상기 볼 밸브(12)는 PTFE 주 저장조(10)와 PTFE 보조 저장조(11) 사이에 연결 설치되며, 진공조작 및 분체 혹은 입자형 PTFE의 흐름을 단속하는 역할을 한다.The ball valve 12 is installed between the PTFE primary reservoir 10 and the PTFE secondary reservoir 11, and serves to interrupt the flow of vacuum operation and powder or particulate PTFE.
또한, 도면부호 13은 수직형 스크류 피더를 나타낸다.Reference numeral 13 also denotes a vertical screw feeder.
상기 수직형 스크류 피더(13)는 PTFE의 정량 주입을 위한 마그네틱 드라이브가 장착된 모터 구동방식의 정량 주입수단이며, 일측에 PTFE 분체 이송을 위한 도입관(14)이 갖추어져 있다.The vertical screw feeder 13 is a motor-driven metering means equipped with a magnetic drive for metering PTFE, and an introduction tube 14 for conveying PTFE powder is provided at one side.
이때의 모터는 회전수 조절이 가능한 스텝 모터 등을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to use the step motor etc. which can adjust a rotation speed.
상기 도입관(14)과 스크류 피더의 운전방향은 수평과 60°이상의 각을 유지하는 것이 바람직하며, 좀더 바람직하기로는 75±5°의 각을 갖도록 하는 것이 좋다.The driving direction of the introduction pipe 14 and the screw feeder is preferably maintained at an angle of 60 ° or more horizontal, more preferably to have an angle of 75 ± 5 °.
이러한 수직형 스크류 피더(13)의 전체 시스템에는 냉각을 위한 자켓이 설치되어 있다.The entire system of the vertical screw feeder 13 is provided with a jacket for cooling.
또한, 도면부호 15는 열교환기를 나타낸다.Reference numeral 15 denotes a heat exchanger.
상기 열교환기(15)는 고온이 유지되는 수직형 열분해 반응기(16)에서 전도, 대류 혹은 복사되어 전달되는 열을 차단 및 냉각시키기 위한 일종의 냉각수단이다.The heat exchanger 15 is a kind of cooling means for blocking and cooling the heat transferred by conduction, convection or radiation in the vertical pyrolysis reactor 16 at which the high temperature is maintained.
이러한 열교환기(15)는 수직형 열분해 반응기(16)에 주입되는 PTFE의 가열에의한 이송관 내의 PTFE 스케일 생성 및 이송관 막힘현상을 방지하며, 수직형 열분해 반응기(16)의 윗면 수평방향과 70°이상의 각을 갖도록 설치된다.The heat exchanger 15 prevents the generation of PTFE scale in the transfer pipe by the heating of the PTFE injected into the vertical pyrolysis reactor 16 and the blockage of the transfer pipe, and the horizontal direction of the top surface of the vertical pyrolysis reactor 16. It is installed to have an angle of 70 ° or more.
미설명 부호 17은 진공용 투명호스를 나타낸다.Reference numeral 17 denotes a transparent hose for vacuum.
따라서, 본 발명에 따른 이송장치에서 자켓이 설치된 모든 장치는 PTFE의 냉각을 위해서 PTFE의 유리전이온도인 19℃ 이하의 냉각수로 냉각하며, 더욱 바람직하기로는 -5±5℃의 냉매를 이용하여 이송 중 외부의 기계적 힘에 의해서 PTFE의 유리전이온도 이상의 온도상승에 의한 장치 내의 PTFE의 응집 및 고착화를 방지하며 원활한 PTFE의 흐름을 유도한다.Therefore, all devices equipped with a jacket in the conveying apparatus according to the present invention are cooled with cooling water of 19 ° C. or lower, which is the glass transition temperature of PTFE, for cooling the PTFE, and more preferably, transferred using a refrigerant of −5 ± 5 ° C. It prevents the coagulation and fixation of PTFE in the device by the temperature rise above the glass transition temperature of PTFE by the external mechanical force, and induces the smooth flow of PTFE.
한편, 이와 같은 본 발명의 이송장치를 이용한 열분해 과정을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when described the thermal decomposition process using the transfer device of the present invention as follows.
PTFE 보조 저장조를 잠그고 PTFE 주 저장조에 분말 혹은 입자형 PTFE를 채운다.Lock the PTFE secondary reservoir and fill the PTFE primary reservoir with either powder or particulate PTFE.
진공펌프를 이용하여 반응계 내의 산소를 제거하기 위해서 PTFE 주 저장조, PTFE 보조 저장조, 수직형 스크류 피더, 열교환기, 수직형 열분해 반응기 및 TFE 응측조의 압력을 10-3torr까지 낮춘다.In order to remove oxygen in the reaction system using a vacuum pump, the pressure of the PTFE main reservoir, the PTFE auxiliary reservoir, the vertical screw feeder, the heat exchanger, the vertical pyrolysis reactor, and the TFE measuring tank is lowered to 10 -3 torr.
순환냉매를 가동하여 PTFE 주 저장조, PTFE 보조 저장조, 수직형 스크류 피더, 열교환기를 냉각하며, 서서히 반응기를 가열하여 원하는 열분해 온도까지 승온시킨다.A circulating refrigerant is operated to cool the PTFE primary reservoir, PTFE secondary reservoir, vertical screw feeder and heat exchanger, and the reactor is slowly heated to the desired pyrolysis temperature.
전체 시스템의 진공도를 확인한 후, 진공펌프의 가동을 멈추고 전체 시스템을 밀폐한다.After checking the vacuum level of the whole system, the vacuum pump is stopped and the whole system is sealed.
볼 밸브를 열어 PTFE 주 저장조에 있는 PTFE 입자를 중력을 이용하여 PTFE 보조 저장조로 이송시킨다.Open the ball valve to transfer the PTFE particles in the PTFE primary reservoir to the PTFE secondary reservoir by gravity.
수직형 스크류 피더의 회전수를 조절함으로써 원하는 투입량의 PTFE 입자를 수직형 열분해 반응기 내에 투입하여 열분해 한다.By controlling the number of revolutions of the vertical screw feeder, the desired amount of PTFE particles are introduced into the vertical pyrolysis reactor and pyrolyzed.
이때, 수직형 열분해 반응기의 압력은 5torr 이하가 되도록 운전한다.At this time, the pressure of the vertical pyrolysis reactor is operated to be 5torr or less.
수직형 열분해 반응기에서 PTFE 입자가 열분해 됨에 따라 얻어진 TFE는 -142℃ 이하로 유지되는 TFE 응축조로 이송되어 응축, 고형화된다.As PTFE particles are pyrolyzed in a vertical pyrolysis reactor, the TFE obtained is transferred to a TFE condensing tank maintained below -142 ° C to condense and solidify.
PTFE 주 저장조는 적어도 2개조를 구비하여 PTFE 투입에 따라 한쪽이 소진되면 다른 한쪽을 교대로 가동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the PTFE main reservoir is provided with at least two tanks so that one side of the PTFE main tank can be alternately operated when one of the PTFE is exhausted.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 장치를 이용하여 TFE를 제조하는 방법에 대한 여러 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, various embodiments of a method for manufacturing a TFE using the apparatus of the present invention configured as described above will be described.
〔실시예 1〕EXAMPLE 1
PTFE 주 저장조에 PTFE(M-292, Daikin, Japan) 50kg을 채우고, 전체 시스템을 10-3torr로 배기한 후 밀폐한다.Fill the PTFE main reservoir with 50 kg of PTFE (M-292, Daikin, Japan), vent the entire system to 10 -3 torr and seal.
이때, 배기와 동시에 반응기의 온도를 650℃로 승온하고, -5℃의 순환냉매를 가동하여 PTFE 주 저장조, 수직형 스크류 피더, 냉각기를 냉각하고, TFE 응측조를 액체 질소를 사용하여 -142℃ 이하로 냉각한다.At this time, the temperature of the reactor was raised to 650 ° C at the same time as the exhaust gas, and a circulating refrigerant of -5 ° C was operated to cool the PTFE main reservoir, the vertical screw feeder, and the cooler. Cool to below.
볼 밸브를 열어 PTFE 주 저장조의 PTFE를 PTFE 보조 저장조로 투입하고, 수직형 스크류 피더를 운전하여 15kg/hr의 속도로 PTFE를 열분해 반응기에 투입한다.The ball valve is opened to feed PTFE from the PTFE main reservoir into the PTFE secondary reservoir, and the PTFE is introduced into the pyrolysis reactor at a rate of 15 kg / hr by operating a vertical screw feeder.
이때 반응기의 압력은 3torr 이하였다.At this time, the pressure of the reactor was 3torr or less.
열분해된 PTFE는 연속적으로 액체 질소로 냉각된 TFE 응축조에 저장된다.Pyrolyzed PTFE is continuously stored in a TFE condensing bath cooled with liquid nitrogen.
2개의 PTFE 주 저장조의 PTFE 소진 및 TFE 저장에 따라 교대로 PTFE의 충진/배기조작과 TFE의 증발/재냉각을 반복하며 40시간 운전하였고, 운전중 PTFE 공급장치 내의 막힘현상은 발생하지 않았다.According to the PTFE exhaust and TFE storage of the two PTFE main reservoirs, the filling / exhaust operation of PTFE and the evaporation / recooling of TFE were repeated for 40 hours, and no clogging in the PTFE feeder occurred during the operation.
얻어진 가스를 GC 및 GC/MS를 사용해 분석한 결과 TFE 96.5%, HFP 3.5%였으며, 극미량의 탄소 및 OFCB가 생성되었다.The gas obtained was analyzed using GC and GC / MS, resulting in 96.5% TFE and 3.5% HFP, producing trace amounts of carbon and OFCB.
〔실시예 2〕EXAMPLE 2
실시예 1과 동일한 방법으로 수직형 열분해 반응기에 PTFE를 15kg/h 속도로 투입하며, 수직형 열분해 반응기의 온도를 550∼950℃ 까지 변화시키며 열분해 반응을 실시하였다.PTFE was added to the vertical pyrolysis reactor at a rate of 15 kg / h in the same manner as in Example 1, and the pyrolysis reaction was performed while changing the temperature of the vertical pyrolysis reactor to 550 to 950 ° C.
얻어진 가스의 조성을 분석한 결과를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the results of analyzing the composition of the obtained gas.
〔실시예 3〕EXAMPLE 3
실시예 1과 동일한 방법으로 수직형 열분해 반응기에 파쇄된 PTFE 스크랩(평균 직경 3mm)을 15kg/h 속도로 투입하며, 열분해 반응을 실시하였다.In the same manner as in Example 1, the shredded PTFE scrap (average diameter 3mm) was introduced into the vertical pyrolysis reactor at a rate of 15 kg / h, and pyrolysis reaction was performed.
열분해 반응 중 최대압력은 4.5torr 였으며, 얻어진 가스의 조성을 분석한 결과 TFE 94%, HFP 6%를 나타내었으며, 극미량의 PFCB와 카본이 생성되었다.The maximum pressure during the pyrolysis reaction was 4.5torr, and the analysis of the gas composition showed TFE 94% and HFP 6%, and trace amounts of PFCB and carbon were produced.
〔비교예 1〕[Comparative Example 1]
도 1과 동일한 장치 중에서 수평형 스크류 피더를 사용하여 실시예 1과 동일한 조건으로 PTFE 열분해를 실시하였다.PTFE pyrolysis was carried out under the same conditions as in Example 1 using a horizontal screw feeder in the same apparatus as in FIG.
PTFE를 투입하고 10분 경과 후 스크류 피더 내에서 투입되는 PTFE의 막힘현상이 발생하여 반응을 중단하였다.10 minutes after the addition of PTFE, the blockage of PTFE introduced in the screw feeder occurred, thereby stopping the reaction.
얻어진 가스의 분석 결과 TFE 95%, HFP 5%였다.As a result of analysis of the obtained gas, it was TFE 95% and HFP 5%.
〔비교예 2〕[Comparative Example 2]
도 1과 동일한 장치 중에서 PTFE 주 저장조, PTFE 보조 저장조, 수직형 스크류 피더, 열교환기의 자켓을 제거한 상태로 PTFE 열분해를 실시하였다.PTFE pyrolysis was carried out with the jacket of the PTFE main reservoir, the PTFE secondary reservoir, the vertical screw feeder, and the heat exchanger removed in the same apparatus as in FIG. 1.
실험결과 PTFE 투입 20분 경과 후 열교환기 부분, PTFE 주/보조 저장조 및 수직형 스크류 피더에서 PTFE 막힘현상이 발생하여 반응을 중단하였다.After 20 minutes of PTFE injection, the reaction was stopped due to PTFE blockage in the heat exchanger section, PTFE main / secondary reservoir and vertical screw feeder.
얻어진 가스의 분석 결과 TFE 94.3%, HFP 5.7%였다.As a result of analysis of the obtained gas, it was 94.3% of TFE and 5.7% of HFP.
이상에서와 같이 본 발명은 산업적으로 활용도가 매우 높은 TFE를 PTFE의 열분해하는 공정에 적용가능한 이송장치를 제공함으로써, 원하는 사용장소에서 손쉬운 방법을 통해 상업적으로 다양한 활용성을 갖는 고순도의 TFE를 대량 생산할 수 있는 장점이 있는 것이다.As described above, the present invention provides a transfer apparatus that can be applied to a process of thermally decomposing TFE having high industrial utilization in PTFE, thereby mass-producing high purity TFE having various commercially available applications through an easy method at a desired place of use. There is an advantage that can be.
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