KR101689426B1 - 염화비닐 중합체의 제조방법 - Google Patents

염화비닐 중합체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염화비닐 중합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환류응축기가 구비된 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 유화중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기의 상부에 추가 공급하여 상기 염화비닐 단량체에 의하여 상기 환류응축기의 내부를 세정해내고, 상기 중합반응기 내의 폼의 높이를 낮춤으로써 환류응축기를 통한 제열성능을 향상시키고, 그에 의하여 염화비닐 중합체의 생산성을 향상시킬 수 있는 염화비닐 중합체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

염화비닐 중합체의 제조방법{Manufacturing method of polyvinylchloride}
본 발명은 염화비닐 중합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환류응축기가 구비된 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 유화중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기의 상부에 추가 공급하여 상기 염화비닐 단량체에 의하여 상기 환류응축기의 내부를 세정해내고, 상기 중합반응기 내의 폼의 높이를 낮춤으로써 환류응축기를 통한 제열성능을 향상시키고, 그에 의하여 염화비닐 중합체의 생산성을 향상시킬 수 있는 염화비닐 중합체의 제조방법에 관한 것이다.
염화비닐 중합체(PVC ; polyvinylchloride)는 현탁중합을 통하여 제조될 수 있으며, 상기 현탁중합을 위해서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 환류응축기(2) 및 교반기(4)가 구비된 중합반응기(1) 내에 염화비닐 단량체(VCM), 중합수, 개시제, 분산제를 순차적 혹은 동시에 투입하는 과정에서 분산제를 상부에서 투하하고 교반기(4)로 회전시키면 거품이 다량 발생하게 된다.
이렇게 원료 투입시점부터 생성된 거품에 더해 중합반응 중에 염화비닐 단량체, 염화비닐 중합체, 중합수 및 분산제의 작용에 의해 생성된 거품이 더해지면 중합반응기(1) 내부의 거품 레벨(foam level)의 높이가 더욱 높아진다.
특히, 염화비닐 단량체와 염화비닐 중합체 간의 비중 차이에 의해 중합반응이 진행될수록 중합반응기(1) 내부 액상의 부피는 점점 줄어들지만, 거품 생성에 의한 거품 레벨의 높이는 오히려 높아지는 현상이 나타난다.
거품이 과다하게 발생하여 중합반응기(1) 내부에서의 거품 레벨의 높이가 중합반응기(1)의 최상부까지 도달하는 경우, 중합반응기 원료투입 라인, 환류응축기 라인(reflux condenser line) 기타 중합반응기(1) 내부의 각종 관 등을 폐색시키게 되고, 수득되는 염화비닐 중합체의 피시아이(fisheye)가 증가하는 등 물성도 저하된다.
이에, 상기 중합반응기(1) 내로 소포제를 투입하여 거품을 제거하기도 하지만, 과다하게 사용할 경우, 역시 수득되는 염화비닐 중합체의 물성에 악영향을 줄 수도 있으므로 투입량에 한계가 있으며, 현탁중합에 의하여 생성되는 염화비닐 중합체의 제조원가를 상승시키게 된다.
또한, 중합 도중, 환류응축기로 환류되는 염화비닐 단량체의 양이 증가하면 환류응축기 내부로 거품이 유입될 가능성이 높아지며, 이로 인해 유효 열전달 면적이 줄어들게 되며, 그에 따라 제열 성능이 저하되게 된다. 또한, 거품과 함께 일부 작은 염화비닐 중합체 입자가 상기 환류응축기(2)의 내면에 달라붙는 가능성이 높아지며, 시간의 경과에 따라, 상기 환류응축기(2)의 내면에 스케일이 누적되게 되며, 이를 제거하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하게 되며, 적어도 스케일의 제거 작업 동안에는 중합반응기(1)의 운전을 정지시켜야 하는 등 염화비닐 중합체의 생산성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 환류응축기가 구비된 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 중합에 있어서, 전체 중합 조건에서의 큰 변경 없이 중합 도중에 효율적인 제열을 가능하게 하면서도 우수한 품질의 염화비닐 중합체를 안정적으로 제조할 수 있는 공정의 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 환류응축기가 구비된 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 유화중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기의 상부에 추가 공급하여 상기 염화비닐 단량체에 의하여 상기 환류응축기의 내부를 세정해내고, 상기 중합반응기 내의 폼의 높이를 낮춤으로써 환류응축기를 통한 제열성능을 향상시키고, 그에 의하여 염화비닐 중합체의 생산성을 향상시킬 수 있는 염화비닐 중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 염화비닐 중합체의 제조방법은 환류응축기를 구비한 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 현탁중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%/총중합시간의 투여속도로 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기를 통하여 상기 중합반응기 내부로 추가 투입하는 환류응축기-경유 염화비닐 단량체 도입단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 환류응축기가 구비된 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 유화중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기의 상부에 추가 공급하여 상기 염화비닐 단량체에 의하여 상기 환류응축기의 내부를 세정하도록 구성되는 염화비닐 중합체의 제조방법을 제공함으로써 상기 중합반응기 내의 폼의 높이를 낮춤으로써 환류응축기를 통한 제열성능을 향상시키고, 그에 의하여 염화비닐 중합체의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 환류응축기 및 폼 디텍터가 구비된 중합반응기의 일례를 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 중합반응기를 모식적으로 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 염화비닐 중합체의 제조방법은 환류응축기를 구비한 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 현탁중합에 있어서, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%/총중합시간의 투여속도로 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기를 통하여 상기 중합반응기 내부로 투입하는 환류응축기-경유 염화비닐 단량체 도입단계;를 포함함을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따르면 염화비닐 단량체의 유용성, 즉, 액체상의 염화비닐 단량체가 갖는 유기물을 용해시키는 능력을 이용하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 염화비닐 중합체의 제조에 사용되는 염화비닐 단량체를, 바람직하게는 중합반응기에 투입되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%/총중합시간의 투여속도, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8중량%/총중합시간의 투여속도, 가장 바람직하게는 1 내지 5중량%/총중합시간의 투여속도로 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기(2)를 통하여 상기 중합반응기(1) 내부로 투입하는 것에 의하여 상기 환류응축기(2) 내에 존재할 수 있는 폼 및/또는 염화비닐 중합체 분말 등과 같은 유기물로 이루어지는 퇴적물을 제거함으로써 상기 환류응축기(2)의 본래의 기능인 제열기능이 효과적으로 발휘되도록 한 점에 특징이 있는 것이며, 상기 범위 이내에서 염화비닐 단량체를 투입하는 것이 중합반응기(1) 내에서의 염화비닐 단량체의 중합속도에 영향을 미치지 않으면서도 상기 환류응축기(2) 내부의 퇴적물을 효과적으로 제거하여 환류응축기(2)의 제열성능을 지속적으로 유지시킬 수 있도록 한다.
상기에서 용어 "중량%/총중합시간의 투여속도"는 총중합시간 당 투여되는 단량체의 중량%를 의미하며, 상기 중량%의 기준은 염화비닐 중합체의 제조에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들면, ""1중량%/총중합시간"은 염화비닐 중합체의 제조에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 1중량%에 해당하는 양을 총중합시간 동안에 걸쳐서 중합반응기에 투입하는 것을 의미한다. 즉, 중합에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량이 100㎏이고, 중합에 소요되는 총 시간이 1시간인 경우, "1중량%/총중합시간"은 염화비닐 단량체 1㎏이 중합반응 전체 시간 1시간 동안에 걸쳐 환류응축기를 통하여 중합반응기 내로 투입되는 것을 의미하게 된다.
즉, 본 발명에 따르면, 환류응축기(2) 상부에서 환류응축기(2) 내로 염화비닐 단량체를 투입하되, 상기 환류응축기(2)가 유체적으로 연결된 상기 중합반응기(1)에 초기에 투입되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%의 범위 이내의 양을 중합시간 동안 투입하는 것 만으로도 상기 염화비닐 단량체의 유용성의 특성, 즉, 유기물로 이루어지는 퇴적물을 세정해내는 특성을 이용하여 상기 환류응축기(2) 내로 유입될 수 있는 폼 및/또는 염화비닐 중합체 입자를 제거할 수 있으며, 중합시간 전반에 걸쳐 연속적으로 투입시키는 경우, 환류응축기(2) 내의 거품은 물론 염화비닐 중합체 입자들을 효과적으로 세정해내어 상기 환류응축기(2)의 제열성능을 지속적으로 유지시킬 수 있다.
본 발명에서 제조하고자 하는 대상이 되는 상기 염화비닐 중합체는 순수하게 염화비닐 단량체로 이루어진 수지뿐 아니라 염화비닐 단량체를 주체로 하고 이것과 공중합 가능한 비닐계 단량체와의 혼합물(수지 전체 조성 중 염화비닐 단량체의 함량이 50중량% 이상)도 포함한다.
이 같은 염화비닐 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체로는 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀 화합물; 초산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐 에스테르류; 아크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류; 비닐메틸 에테르, 비닐에틸 에테르 등의 비닐알킬 에테르류; 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산 등의 불포화 지방산; 및 이들 지방산의 무수물 등 일반적으로 염화비닐 단량체와 공중합 가능한 단량체를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 중합 개시제로는 디큐밀 퍼옥사이드, 디펜틸 퍼옥사이드, 디-3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드류; 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥셀퍼옥시디카보네이드 등의 퍼옥시디카보네이트류; t-부틸퍼옥시 네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시 네오헵타노에이트, t-아밀퍼옥시 네오데카노에이트, 큐밀 퍼옥시네오데카노에이트, 큐밀 퍼옥시네오헵타노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시네오데카노에이트 등의 퍼옥시 에스테르; 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴 등의 아조 화합물; 포타슘 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트 등의 설페이트류; 등이 있으며, 이들의 단독 또는 2종 이상의 조합에 의한 사용이 가능하다. 그 사용량은 제조 공정, 생산성, 품질 등의 요인에 의하여 결정되는데, 일반적으로 총 투입 단량체 100중량부에 대하여 개시제의 총 사용량은 0.02 내지 0.2중량부의 사용이 가능하며, 가장 적절하게는 0.04 내지 0.12중량부의 사용이 바람직하다.
본 발명에서 반응을 중단시키기에 앞서 사용가능한 산화방지제로는 염화비닐 중합체의 제조에 있어서 사용되는 종류를 사용하면 충분한 것으로, 예를 들면, 트리에틸렌글리콜-비스-[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시 페닐)프로피오네이트], 하이드로퀴논, p-메톡시페놀, t-부틸하이드록시아니솔, n-옥타데실-3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피오네이트, 2,5-디-t-부틸하이드로퀴논, 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸 페놀), t-부틸카테콜, 4,4,-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 토코페롤 등의 페놀 화합물; N,N-디페닐-p-페닐렌 디아민, 4,4-비스(디메틸벤질)디페닐 아민 등의 아민 화합물; 도데실 메르캅탄, 1,2-디페닐-2-티올 등의 유황 화합물; 트리페닐 포스파이트, 디페닐데실 포스파이트, 페닐이소데실 포스파이트, 트리(노닐페닐) 포스파이트 및 트리라우릴 트리티오 포스파이트 등의 인산계 산화방지제;를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
보다 바람직하게는 본 발명에 따라 상기 환류응축기(2)에로의 염화비닐 단량체의 투입에 의하여 상기 환류응축기 내부를 세정하는 것에 의하여 상기 중합반응기(1) 내에서 발생되는 거품 레벨의 높이를 상기 중합반응기의 전체 높이의 70% 이하를 만족하도록 조절할 수 있다. 참고로, 70%, 50% 등으로 표기되는 본 발명의 "거품 레벨의 높이"는 도 2에 도시한 바와 같이, 반응기 내부에까지 연장되도록 고정된 폼 디텍터(foam detector)(3)의 길이를 기준으로 폼 디텍터 최하단부터 폼(foam)이 측정된 높이를 %로 나타낸 것을 의미한다. 예를 들어, 중합반응기 내부로 연장되는 폼 디텍터가 110㎜이고, 폼 디텍터 최하단부터 폼(foam)이 측정된 높이가 11㎜이면 10%라 칭한다. 상기한 바와 같은 폼 디텍터가 구비된 중합반응기에 대하여는 본 출원인에 출원되어 공개된 대한민국 공개특허공보 제2013-0025515호에서 기술된 것과 동일 또는 유사한 것으로서, 본 출원에서는 상기 공개특허공보의 전 내용을 여기에 참고로 인용한다.
본 발명의 방법으로 제조된 염화비닐 중합체 슬러리는 통상의 반응 조건으로 유동층 건조기를 사용하여 수분을 제거하고 건조 과정을 거쳐 최종 염화비닐 중합체를 수득할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스케일 생성을 방지하므로 제조된 염화비닐 중합체의 휘시아이 특성에 큰 변화 없이 중합 시간을 단축하면서 염화비닐 중합체를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명에서 염화비닐 중합체 제조 방법에 사용되는 제조 장치는 이에 한정하는 것은 아니나, 도 1 및 도 2에 도시된 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 제조장치는 염화비닐 단량체를 현탁 중합하기 위한 장치로서, 중합 반응기(1)와 상기 중합 반응기(1)의 상부에 구비된 환류응축기(2)로 이루어지되, 상기 중합 반응기(1)의 상부 위치에 환류응축기(2)와는 분리 장착된 폼 디텍터(foam detector)(3)를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
이중 상기 폼 디텍터(3)는 중합반응기(1) 최상단으로부터 측정한 폼 디텍터(3) 최하단의 길이는 반응기 높이 대비 8 내지 14%이고, 이중 중합 반응기(1) 내에 반응기(1) 높이 대비 7 내지 11%가 재치되도록 장착된 것이 바람직하며, 이중에서 중합반응기(1) 최상단으로부터 측정한 폼 디텍터(3) 최하단의 길이는 반응기 높이 대비 11%이고, 이중 중합 반응기(1) 내에 반응기(1) 높이 대비 9%가 재치되도록 장착된 것이 반응 효율성 측면을 고려할 때 가장 바람직하다.
또한, 상기 폼 디텍터(3)는 이에 한정하는 것은 아니나 이에 한정하는 것은 아니나, 부상식, 전도도식, 전위차식, 초음파식, 광학식을 사용할 수 있으며, 사용 편의를 감안할 때 레이저 방식을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서 중합에 사용되는 중합반응기(1)의 용량은 특히 제한되지 않으며 대형 반응기에도 적용 가능하다. 그리고 일반적으로 사용되고 있는 교반 장치를 이용할 수 있으며, 구체적으로 날개 타입이 패들(paddle)형, 피치 패들(pitched paddle)형, 터빈(turbin)형, 블루머진(bluemagine)형, 파우들러(pfaudler)형 등을 사용할 수 있으며, 배플로는 원통형, D형, 루프형, 핑거형 등을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 환류응축기(2)로는 중합반응기(1) 본체와 일 이상의 도관으로 연결되고, 그 내부를 증기와 응축액이 이동하는 구조를 갖는 공지의 환류응축기라면 사용가능한 것으로, 예를 들면, 코일형, 나선형, 다관형, 쉘 앤드 튜브형 등을 들 수 있으며, 특히 중합열의 제거 효율이 우수한 쉘 앤드 튜브형을 사용하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
제조예 1
본 발명에서 사용된 장치의 일례를 도 2에 나타내었다.
쉘앤드튜브형 환류응축기(2)가 구비된 중합반응기(1) 상단에 폼 디텍터(3)를 설치하였다. 도 2에 도시한 중합반응기(1) 최상단으로부터 폼 디텍터(3)의 최하단까지의 길이는 중합반응기(1) 높이 대비 11%(본 실험의 경우, 중합반응기(1)의 상부에서 폼 디텍터(3) 하단까지의 거리(a)는 130㎜)이었고, 상기 폼 디텍터(3) 전체 길이 중 중합반응기(1) 내부로 들어가는 길이는 110㎜(중합반응기 높이 대비 9%)가 되도록 설치하였다.
이때 폼 디텍터(3)로는 레이저 조사로 검출하는 기기를 사용하였다.
상기 환류응축기(2) 상부에는 비응축성 기체가 배출되는 라인(도시하지 않음)과는 별도로 염화비닐 단량체를 투입할 수 있는 단량체공급관(11)을 설치하였다. 상기 단량체공급관(11)에는 상기 단량체공급관(11)을 통하여 상기 환류응축기 내로 공급되는 염화비닐 단량체의 투입속도를 조절하기 위한 유량제어밸브(도면의 단순화를 위하여 도시하지 않음)를 설치하였다.
실시예 1
상기 제조예 1의 환류응축기(2), 폼 디텍터(3) 및 교반기(4)가 부착된 내부 용적 1㎥의 스테인레스 중합반응기(1)에 중합수 130중량부(390㎏), 수화도가 88%인 폴리비닐알코올 0.0256중량부, 수화도가 72%인 폴리비닐알코올 0.0410중량부, 수화도가 55%인 폴리비닐알코올 0.0320중량부, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 0.064중량부, t-부틸퍼옥시 네오데카노에이트(BND) 0.07중량부, α-큐밀퍼옥시네오데카노에이트(CND) 0.018중량부를 첨가한 다음 교반 하에 내부를 진공 펌프로 탈기하고, 총 사용 염화비닐 단량체 100중량부(300㎏)를 기준하여 상기 중합반응기 내로 염화비닐 단량체 100중량%(300㎏)를 먼저 투입하고, 추가로 0.1중량%(0.3kg)의 염화비닐 단량체를 4시간 동안에 걸쳐서 상기 환류응축기(2)의 상부에 연결되는 단량체공급관(11)을 통하여 상기 환류응축기(2) 내로 투입하였다. 또한, 중합 개시와 더불어 환류응축기(2)의 밸브를 열어 압력 변화가 없도록 하였다. 상기 중합반응기(1) 온도를 전 중합 공정 동안 58℃로, 그리고 압력을 8.65㎏/㎠로 유지하면서 반응시켰다. 반응 도중 환류응축기(2)의 상부 온도를 54 내지 58℃ 범위 이내가 되도록 공정조건들을 조절하였다. 중합 개시 4시간 이후, 중합을 정지시켰다. 그런 다음 산화방지제로서 트리에틸렌글리콜-비스-[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시닐)프로피오네이트]를 0.05중량부 첨가하고, 미반응 단량체를 회수하고, 수지 슬러리를 중합 반응기(1)에서 회수하였다. 이렇게 얻어진 슬러리는 유동층 건조기(미도시)에서 건조시켜 염화비닐 중합체를 수득하였다. 환류응축기(2)를 통한 염화비닐 단량체 투입의 효과로는 상기 중합반응기(1)에 설치된 폼 디텍터(3)를 사용하여 거품 레벨 높이를 측정하였으며, 중합 및 측정은 동일한 조건으로 10회를 반복하고, 그 결과를 평균하여 하기 표 1에 기재하였다.
실시예 2
총 사용 염화비닐 단량체 100중량부(300㎏)를 기준하여 상기 중합반응기 내로 염화비닐 단량체 100중량%(300㎏)를 먼저 투입하고, 추가로 0.5%(1.5kg)의 염화비닐 단량체를 4시간 동안에 걸쳐서 상기 환류응축기(2)의 상부에 연결되는 단량체공급관(11)을 통하여 상기 환류응축기(2) 내로 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3
총 사용 염화비닐 단량체 100중량부(300㎏)를 기준하여 상기 중합반응기 내로 염화비닐 단량체 100중량%(300㎏)를 먼저 투입하고, 추가로 10%(30kg)의 염화비닐 단량체를 4시간 동안에 걸쳐서 상기 환류응축기(2)의 상부에 연결되는 단량체공급관(11)을 통하여 상기 환류응축기(2) 내로 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교예 1
염화비닐 단량체를 환류응축기(2)를 통하여 상기 중합반응기 내로 추가 투입하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교예 2
총 사용 염화비닐 단량체 100중량부(300kg)를 기준하여 상기 중합반응기 내로 염화비닐 단량체 100중량%(300kg)를 먼저 투입하고, 추가로 10%(30kg)의 염화비닐 단량체를 4시간 동안에 걸쳐서 환류응축기(2)를 통하지 않고 중합반응기에 바로 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
중합초기 거품 레벨 높이 중합도중 거품 레벨 높이 환류응축기 내부 상태 피시아이 개수
실시예 1 100% 50% 깨끗함 7
실시예 2 95% 53% 깨끗함 9
실시예 3 98% 45% 깨끗함 8
비교예 1 97% 90% 스케일 발생 21
비교예 2 96% 54% 스케일 발생 15
* 중합초기 거품 레벨 높이는 환류응축기를 통한 염화비닐 단량체의 투입 이전의 거품 레벨 높이임.
* 중합도중 거품 레벨 높이는 환류응축기를 통한 염화비닐 단량체의 투입 동안의 거품 레벨 높이임.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 중합초기 거품 레벨 높이를 기준하여 거품 레벨의 하강율을 계산해보면, 실시예 1이 50%, 실시예 2가 44% 그리고 실시예 3이 54%의 감소율을 보이며, 이는 중합초기 거품 레벨 높이를 기준으로 볼 때 44 내지 54%, 평균적으로 절반 정도로 거품 레벨 높이를 하강시킬 수 있음을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 중합도중 발생되는 거품이 상기 환류응축기(2) 내로 유입되어 환류응축기(2)의 제열성능을 감소시키는 원인을 원천적으로 해소할 수 있음을 확인할 수 있었다.
1: 중합반응기 2: 환류응축기
3: 폼 디텍터 4: 교반기
11: 단량체공급관

Claims (6)

  1. 환류응축기를 구비한 중합반응기 내에서의 염화비닐 단량체의 현탁중합에 있어서,
    상기 중합반응기는 폼 디텍터를 포함하고,
    중합에 사용되는 염화비닐 단량체를 상기 환류응축기를 통하여 상기 중합반응기 내부로 추가 투입하는 환류응축기-경유 염화비닐 단량체 도입단계;를 포함하되,
    상기 추가 투입하는 환류응축기-경유 염화비닐 단량체는 중합에 사용되는 염화비닐 단량체 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%/총중합시간의 범위 이내의 투입속도로 투입되며,
    상기 환류응축기는 쉘 앤드 튜브형 환류응축기이고,
    상기 폼 디텍터는 레이저 방식이며, 상기 중합반응기 최상단으로부터 측정한 폼 디텍터 최하단의 길이는 반응기 높이 대비 8 내지 14%이고, 이중 상기 중합 반응기내에 반응기 높이 대비 7 내지 11%가 재치되도록 장착된 것을 특징으로 하는 염화비닐 중합체의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    중합의 대상이 되는 상기 염화비닐 중합체가 염화비닐 단량체의 호모중합체 또는 상기 염화비닐 단량체 및 상기 염화비닐 단량체와 공중합이 가능한 비닐계 단량체의 공중합체임을 특징으로 하는 염화비닐 중합체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 염화비닐 단량체 및 상기 염화비닐 단량체와 공중합이 가능한 비닐계 단량체의 공중합체에서의 상기 염화비닐 단량체의 함량이 50중량% 이상임을 특징으로 하는 염화비닐 중합체의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 염화비닐 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체가 에틸렌, 프로필렌; 초산 비닐, 프로피온산 비닐; 아크릴로니트릴; 비닐메틸 에테르, 비닐에틸 에테르; 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산 및 이들의 무수물; 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 염화비닐 중합체의 제조방법.
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