KR102413172B1 - Fluidized bed granulaing appratus for preparing granule type super absorbent polymer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몸체(110); 상기 몸체의 내부에 형성된 공간을 포함하고, 상기 공간에서 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 원료를 중합 반응시키고 과립화시켜 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 유동실(120); 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사하는 원료 분사부(130); 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 제1 압축가스를 상기 유동실(120)로 분사하여 상기 유동실(120)에서 상기 제1 압축가스를 유동시킴에 의해 분사된 상기 원료 및/또는 상기 과립형 고흡수성 고분자를 건조 및/또는 유동시키는 제1 압축가스 분사부(140); 및 상기 몸체(110)에 연결되고, 상기 과립형 고흡수성 고분자를 상기 몸체(110)의 외부로 배출하는 배출부(150);를 포함하는 유동층 중합 과립장치(100)를 제공하며, 본 발명에 따르면 고흡수성 고분자의 중합과 과립화를 동시에 수행하며 과립의 크기를 제어할 수 있고 생산효율이 높은 유동층 중합 과립장치를 제공할 수 있다. The present invention includes a body 110; a flow chamber 120 including a space formed inside the body, wherein the raw material for preparing the superabsorbent polymer is polymerized and granulated in the space to produce a granular superabsorbent polymer; a raw material injection unit 130 located at a lower portion of the body 110 and injecting the raw material into the flow chamber 120 ; The raw material and/or the granules that are located in the lower part of the body 110 and injected by injecting a first compressed gas into the flow chamber 120 to flow the first compressed gas in the flow chamber 120 . a first compressed gas injection unit 140 for drying and/or flowing the type superabsorbent polymer; and a discharge unit 150 connected to the body 110 and discharging the granular superabsorbent polymer to the outside of the body 110; provides a fluidized bed polymerization granulation apparatus 100 comprising; According to the present invention, it is possible to provide a fluidized bed polymerization granulator capable of simultaneously performing polymerization and granulation of the superabsorbent polymer, controlling the size of the granules, and having high production efficiency.

Description

과립형 고흡수성 고분자 제조를 위한 유동층 중합 과립장치{FLUIDIZED BED GRANULAING APPRATUS FOR PREPARING GRANULE TYPE SUPER ABSORBENT POLYMER}FLUIDIZED BED GRANULAING APPRATUS FOR PREPARING GRANULE TYPE SUPER ABSORBENT POLYMER for manufacturing granular superabsorbent polymer

본 발명은 고흡수성 고분자 제조를 위한 유동층 중합 과립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고흡수성 고분자를 중합하고 동시에 과립형태로 제조할 수 있는 유동층 중합 과립장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized bed polymerization granulator for producing a superabsorbent polymer, and more particularly, to a fluidized bed polymerization granulator capable of polymerizing a superabsorbent polymer and simultaneously producing granules.

고흡수성 고분자는 높은 흡수성과 보수성을 갖고 있어 위생 용품을 시작으로 농업·원예, 유통 자재, 토목·건축, 의료, 장난감까지 폭넓은 소재로 사용이 되고 있고, 실제로 사용하기 위하여 상기 고흡수성 고분자를 과립 또는 분말 형태로 사용한다.Super absorbent polymer has high water absorption and water retention properties, so it is used in a wide range of materials from hygiene products to agriculture/horticulture, distribution materials, civil engineering/building, medical care, and toys. Or use in powder form.

한편 상기 고흡수성 고분자를 제조하는 방법으로는 여러 개의 축을 구비한 반죽기 내에서 중합겔을 파단, 냉각하면서 열중합하는 방법, 및 고농도 수용액을 벨트상에서 자외선 등을 조사하여 중합과 건조를 동시에 행하는 광중합하는 방법 등이 알려져 있다. On the other hand, as a method for producing the superabsorbent polymer, a method of thermal polymerization while breaking and cooling a polymerization gel in a kneader having multiple shafts, and a method of photopolymerization in which a high concentration aqueous solution is irradiated with ultraviolet rays on a belt to perform polymerization and drying at the same time etc. are known.

따라서 종래에는 교반 기능이 있는 반응기를 이용하여 열중합 또는 광중합하므로 하나의 회분식 반응조 내에서 반응을 하여 중합이 완료되면 중합된 고흡수성 고분자를 따로 배출한 후, 반응조를 청소하고, 다시 중합용 모노머 등 원료를 공급하는 식의 회분식 운전을 하여야 하므로 반응 공정이 번거로우며, 생산 효율이 낮은 단점이 있었다. Therefore, conventionally, thermal polymerization or photopolymerization using a reactor with a stirring function is performed in one batch reaction tank and when polymerization is completed, the polymerized superabsorbent polymer is discharged separately, then the reaction tank is cleaned, and the polymerization monomer, etc. Since a batch-type operation of supplying raw materials is required, the reaction process is cumbersome and production efficiency is low.

KR1272849BKR1272849B

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고흡수성 고분자의 중합과 과립화를 동시에 수행하며 과립의 크기를 제어할 수 있는 고흡수성 고분자 분말의 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a method for producing a super absorbent polymer powder capable of simultaneously performing polymerization and granulation of the super absorbent polymer and controlling the size of the granules.

또한 본 발명의 다른 목적은 원료의 공급과 동시에 과립형 고흡수성 고분자를 제조하여 생산효율이 높은 과립형 고흡수성 고분자의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a granular superabsorbent polymer with high production efficiency by manufacturing the granular superabsorbent polymer at the same time as supplying raw materials.

또한 본 발명의 다른 목적은 원료를 투입하고, 유동시켜 중합 반응시키고, 중합 반응 시 생성물인 과립의 크기를 목적한 크기로 제어가 가능하므로, 분쇄 공정이 없이 적절한 크기의 고흡수성 고분자 분말을 제조할 수 있는 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to prepare a super absorbent polymer powder of an appropriate size without a pulverization process because it is possible to input raw materials, flow the polymerization reaction, and control the size of the granules, which are products, to a desired size during the polymerization reaction. An object of the present invention is to provide a method for preparing a granular superabsorbent polymer that can be

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은According to one aspect of the present invention,

몸체(110);body 110;

상기 몸체의 내부에 형성된 공간을 포함하고, 상기 공간에서 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 원료를 중합 반응시키고 과립화시켜 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 유동실(120);a flow chamber 120 including a space formed inside the body, wherein the raw material for preparing the superabsorbent polymer is polymerized and granulated in the space to produce a granular superabsorbent polymer;

상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사하는 원료 분사부(130);a raw material injection unit 130 located at a lower portion of the body 110 and injecting the raw material into the flow chamber 120 ;

상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 제1 압축가스를 상기 유동실(120)로 분사하여 상기 유동실(120)에서 상기 제1 압축가스를 유동시킴에 의해 분사된 상기 원료 및/또는 상기 과립형 고흡수성 고분자를 건조 및/또는 유동시키는 제1 압축가스 분사부(140); 및The raw material and/or the granules that are located in the lower part of the body 110 and injected by injecting a first compressed gas into the flow chamber 120 to flow the first compressed gas in the flow chamber 120 . a first compressed gas injection unit 140 for drying and/or flowing the type superabsorbent polymer; and

상기 몸체(110)에 연결되고, 상기 과립형 고흡수성 고분자를 상기 몸체(110)의 외부로 배출하는 배출부(150);를 포함하는 유동층 중합 과립장치(100)를 제공한다.It provides a fluidized bed polymerization granulation apparatus 100 including a; connected to the body 110, the discharge unit 150 for discharging the granular superabsorbent polymer to the outside of the body 110.

여기서, 상기 원료 분사부(130)가 원료 투입라인(131), 상기 원료 투입라인(131)의 일단에 위치한 원료 분사노즐(132), 및 제2 압축가스 투입라인(133)을 포함하고,Here, the raw material injection unit 130 includes a raw material input line 131, a raw material injection nozzle 132 located at one end of the raw material input line 131, and a second compressed gas input line 133,

상기 원료 분사노즐(132)의 하단이 상기 제2 압축가스 투입라인(131)과 연결될 수 있다.A lower end of the raw material injection nozzle 132 may be connected to the second compressed gas input line 131 .

여기서, 상기 원료 분사부(130)가 단수 또는 복수로 구비될 수 있다.Here, the raw material injection unit 130 may be provided singly or in plurality.

또한, 제2 압축가스가 상기 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고, In addition, a second compressed gas is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the second compressed gas input line 133,

상기 원료가 상기 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고,The raw material is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131,

상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시킬 수 있다.As the second compressed gas supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132, the raw material flows through the flow. It can be sprayed into the thread 120 .

또한, 상기 제1 압축가스 분사부(140)가 제1 압축가스 투입라인(141)과, 다공성 가스 분배판(142)과, 상기 몸체(110)와 상기 다공성 가스 분배판(142) 사이에 제1 압축가스 분배실(143)을 포함하고, In addition, the first compressed gas injection unit 140 is disposed between the first compressed gas input line 141 , the porous gas distribution plate 142 , and the body 110 and the porous gas distribution plate 142 . 1 including a compressed gas distribution chamber 143,

상기 제1 압축가스 투입라인(141)이 상기 몸체(110)의 하단에 위치하고, The first compressed gas input line 141 is located at the lower end of the body 110,

상기 다공성 가스 분배판(142)이 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, The porous gas distribution plate 142 is located in the lower portion of the body 110,

상기 유동실(120)이 상기 다공성 가스 분배판(142)의 위에 위치하고,The flow chamber 120 is located on the porous gas distribution plate 142,

상기 제1 압축가스 분배실(143)이 상기 다공성 분배판(142)의 아래에 위치하고,The first compressed gas distribution chamber 143 is located under the porous distribution plate 142,

상기 원료 분사노즐(132)의 상단에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)이 상기 유동실(120)의 하부에 위치할 수 있다.A raw material injection nozzle hole 134 formed at an upper end of the raw material injection nozzle 132 may be located below the flow chamber 120 .

여기서, 상기 다공성 가스 분배판(142)이 깔때기 형태일 수 있고, 깔때기 중간 부분에서 상기 배출부(150)가 연결될 수 있다.Here, the porous gas distribution plate 142 may be in the form of a funnel, and the discharge unit 150 may be connected to the middle portion of the funnel.

여기서, 상기 제1 압축가스가 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입되고,Here, the first compressed gas is introduced into the first compressed gas distribution chamber 143 through the first compressed gas input line 141,

상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스가 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과하여 상기 유동실(120)에 유입될 수 있다.The first compressed gas injected into the first compressed gas distribution chamber 143 may be introduced into the flow chamber 120 through a plurality of through holes of the porous gas distribution plate 142 .

또한, 상기 제1 압축가스가 열풍일 수 있다.In addition, the first compressed gas may be hot air.

또한, 상기 원료가 비닐알코올, 폴리비닐알코올, 아크릴산, 및 이타콘산 중에서 선택된 1종 이상, 가교제, 개시제 및 용매를 포함할 수 있다.In addition, the raw material may include at least one selected from vinyl alcohol, polyvinyl alcohol, acrylic acid, and itaconic acid, a crosslinking agent, an initiator, and a solvent.

또한, 상기 고흡수성 고분자가 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메틸메타크릴산, 폴리이타콘산, 및 이들의 공중합체를 포함할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer may include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethylmethacrylic acid, polyitaconic acid, and copolymers thereof.

또한, 상기 고흡수성 고분자가 비닐알콜, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴산, 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물과 다른 하나의 화합물이 중합되어 제조된 공중합체를 포함할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer may include a copolymer prepared by polymerizing any one compound selected from the group consisting of vinyl alcohol, acrylic acid, methacrylic acid, methyl methacrylic acid, and itaconic acid and another compound. .

또한, 상기 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르복실산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈무수물(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오르아이소피리딘)다이프탈무수물(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4,4'-옥시다이프탈무수물(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the crosslinking agent is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride (BTCA), 3,3', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA), biphenyltetra Carboxylic acid dianhydride (BPDA), meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-bi phthalic anhydride (4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(hexafluoroisopyridine)diphthalic anhydride (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), and 4,4'-oxydiide It may include at least one selected from the group consisting of 4,4'-Oxydiphthalic Anhydride.

또한, 상기 개시제가 과산화물, 아조 화합물, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 과황산염, 과황산암모늄, 과황산나트륨 및 과황산칼륨, 과산화수소(H2O2), 터티오부틸 히드로퍼옥시드(tertiobutylhydroperoxide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the initiator is a peroxide, azo compound, azobisisobutyronitrile (AIBN) persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), tertiobutyl hydroperoxide (tertiobutylhydroperoxide) It may include one or more selected from among.

또한, 상기 용매가 물을 포함할 수 있다.In addition, the solvent may include water.

또한, 상기 원료 분사부(30)에서 상기 원료가 에어로졸 상으로 분사될 수 있다.In addition, the raw material may be sprayed into an aerosol from the raw material injection unit 30 .

또한, 상기 제1 압축가스가 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 이산화탄소 및 공기 중에서 선택된 1종 이상의 가스를 포함할 수 있다.In addition, the first compressed gas may include at least one gas selected from nitrogen, helium, neon, argon, carbon dioxide, and air.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은According to another aspect of the present invention, the present invention

(a) 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 용액 또는 슬러리 형상의 원료를 유동실에 분사시키는 단계; (a) spraying a raw material in the form of a solution or slurry for producing a superabsorbent polymer into a flow chamber;

(b) 단계 (a)와 동시에 제1 압축가스를 상기 유동실에 투입하는 단계; 및(b) introducing a first compressed gas into the flow chamber simultaneously with step (a); and

(c) 상기 유동실에서 분사된 상기 원료를 상기 제1 압축가스에 의해 유동시키며 중합 반응시키고 과립화하여 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 단계;를 (c) producing a granular superabsorbent polymer by polymerizing and granulating the raw material sprayed in the flow chamber with the flow by the first compressed gas;

포함하는 고흡수성 고분자의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a superabsorbent polymer comprising:

여기서, 상기 고흡수성 고분자의 제조를 위한 중합기로서 제1항에 따른 유동층 중합 과립장치(100)를 사용하고,Here, the fluidized bed polymerization granulator 100 according to claim 1 is used as a polymerization reactor for producing the superabsorbent polymer,

상기 단계 (a)가The step (a) is

(a-1) 제2 압축가스를 상기 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 상기 상기 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계; (a-1) introducing a second compressed gas into the raw material injection nozzle 132 through the second compressed gas input line 133;

(a-2) 상기 원료를 상기 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계;(a-2) introducing the raw material into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131;

(a-3) 상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사 노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시키는 단계;를 포함하고(a-3) while the second compressed gas supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132 Including; injecting the raw material into the flow chamber (120)

상기 단계 (b)가 The step (b) is

(b-1) 제1 압축가스를 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입하는 단계;(b-1) introducing a first compressed gas into the first compressed gas distribution chamber 143 through a first compressed gas input line 141;

(b-2) 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스를 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과시켜 상기 유동실(120)에 투입하는 단계;를 포함할 수 있다.(b-2) passing the first compressed gas injected into the first compressed gas distribution chamber 143 through a plurality of through-holes of the porous gas distribution plate 142 and introducing the first compressed gas into the flow chamber 120; may include

또한, 상기 원료의 공급과 과립형 고흡수성 고분자의 배출이 동시에 수행될 수 있다.In addition, the supply of the raw material and the discharge of the granular superabsorbent polymer may be simultaneously performed.

또한, 단계 (a)의 원료가 단량체, 경화제, 개시제, 및 용매를 포함하는 제1 혼합물이고, 상기 제1 혼합물이 동일한 원료 분사부(130, 130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사될 수 있다.In addition, the raw material of step (a) is a first mixture including a monomer, a curing agent, an initiator, and a solvent, and the first mixture is sprayed into the flow chamber 120 through the same raw material injection units 130 and 130'. can be

또한, 단계 (a)의 원료가 제2 혼합물과 제3 혼합물을 포함하고, 상기 제2 혼합물이 단량체, 경화제 및 용매를 포함하고, 상기 제3 혼합물이 개시제 및 용매를 포함하고, In addition, the raw material of step (a) includes a second mixture and a third mixture, the second mixture includes a monomer, a curing agent and a solvent, and the third mixture includes an initiator and a solvent,

상기 제2 혼합물이 어느 하나의 원료 분사부(130)를 통하여 상기 유동실(120)에 분사되고,The second mixture is injected into the flow chamber 120 through any one of the raw material injection units 130 ,

상기 제3 혼합물이 다른 하나의 원료분사부(130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사될 수 있다.The third mixture may be injected into the flow chamber 120 through the other raw material injection unit 130 ′.

또한, 단계 (c)의 고흡수성 고분자의 유동시간을 조절하여 과립형 고흡수성 고분자의 크기를 제어할 수 있다.In addition, the size of the granular superabsorbent polymer can be controlled by adjusting the flow time of the superabsorbent polymer in step (c).

본 발명은 고흡수성 고분자의 중합과 과립화를 동시에 수행하며 과립의 크기를 제어할 수 있는 고흡수성 고분자 분말의 제조방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a method for producing a superabsorbent polymer powder capable of simultaneously performing polymerization and granulation of the superabsorbent polymer and controlling the size of the granules.

또한 본 발명은 원료의 공급과 동시에 과립형 고흡수성 고분자를 제조하여 생산효율이 높은 과립형 고흡수성 고분자의 제조방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a method for producing a granular superabsorbent polymer with high production efficiency by manufacturing the granular superabsorbent polymer at the same time as the supply of raw materials.

또한 본 발명은 원료를 투입하고, 유동시켜 중합 반응시키고, 중합 반응 시 생성물인 과립의 크기를 목적한 크기로 제어가 가능하므로, 분쇄 공정이 없이 적절한 크기의 고흡수성 고분자 분말을 제조할 수 있는 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention is a granule capable of producing a superabsorbent polymer powder of an appropriate size without a grinding process because raw materials are added, flowed for polymerization, and the size of granules, which is a product, can be controlled to a desired size during the polymerization reaction. A method for producing a type superabsorbent polymer can be provided.

도 1은 본 발명의 과립형 고흡수성 고분자 제조용 유동층 중합과립장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 고흡수성 고분자 제조방법에 의해 제조된 과립형 고흡수성 고분자의 사진이다. 1 is a cross-sectional view of the fluidized bed polymerization granulation apparatus for producing granular superabsorbent polymer according to the present invention.
2 is a photograph of a granular superabsorbent polymer prepared by the method for preparing a superabsorbent polymer of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. to be used below may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when it is said that a certain component is "formed" or "stacked" on another component, it may be formed or laminated by being directly attached to the front surface or one surface on the surface of the other component, but in the middle It should be understood that there may be other components in the .

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 고흡수성 고분자 중합용 유동층과립기에 대해서 설명하기 전에 유동층 과립기를 설명하도록 한다.Hereinafter, before explaining the fluid bed granulator for superabsorbent polymer polymerization of the present invention, the fluid bed granulator will be described.

유동층 과립기는, 공기압에 의해서 액체, 분말, 및 과립이 유동화되면서 유동층 내에서 건조되며, 설계된 사양의 입자 직경 및 조성비에 따라 다양한 과립이 생산될 수 있다. 구체적으로, 유동실 내부에 먼저 분말 혹은 원형 과립을 일정량 투입하여 유동층을 형성하고, 유동실 내부에 설치된 노즐을 이용하여 유동실로 액상재료를 분무하여, 스프레이 드라이어의 건조품과 형상이 유사한 입자를 생산한다. 최초 투입된 분말이나 과립, 및 액상재료 등을 유동실 내부에 유동상태로 체류시킴으로써 액상재료에 의한 입자끼리의 접착(바인더 역할), 피복이 반복된다. 그 결과 서서히 입자 직경이 커지며, 가동을 계속하여 설계된 원형 과립의 크기 및 함량에 도달하도록 한다.In the fluidized bed granulator, liquid, powder, and granules are fluidized by air pressure and dried in a fluidized bed, and various granules can be produced according to the particle diameter and composition ratio of the designed specifications. Specifically, a certain amount of powder or round granules is first put into the flow chamber to form a fluidized bed, and the liquid material is sprayed into the flow chamber using a nozzle installed inside the flow chamber to produce particles similar in shape to the dried product of a spray dryer. . By retaining the initially injected powder, granules, and liquid material in a fluidized state inside the flow chamber, adhesion (binder role) and coating between particles by the liquid material are repeated. As a result, the particle diameter gradually increases, and the operation continues to reach the size and content of the designed round granules.

한편, 유동실 내의 과립이 설계된 직경에 도달할 때까지 이를 유동상태로 유지하거나 건조 목적으로 유동실로 강한 공기가 유입되는데, 유동실 내부로 지속적인 공기 유입을 가능하게 하기 위하여 유동실 상부에는 유동실 내부 공기를 외부로 배출하는 백 필터부가 배치될 수 있다.On the other hand, the granules in the flow chamber are maintained in a fluidized state until they reach the designed diameter, or strong air is introduced into the flow chamber for drying purposes. A bag filter unit for discharging air to the outside may be disposed.

본 발명자들은 예의 연구결과 상기 유동층 과립기의 원리를 응용하여 유동층 내에서 중합할 수 있고 동시에 과립화되어 유동층 과립기의 바깥으로 과립화된 고흡수성 고분자를 배출할 수 있고, 연속 생산이 가능한 유동층 중합 과립장치를 발명하기에 이르렀다.As a result of intensive research, the present inventors applied the principle of the fluidized bed granulator to apply the principle of the fluidized bed granulator to polymerize in the fluidized bed, to simultaneously discharge the granulated superabsorbent polymer and to discharge the granulated superabsorbent polymer to the outside of the fluidized bed granulator, and fluidized bed polymerization capable of continuous production It led to the invention of a granulating device.

이하, 본 발명의 고흡수성 고분자 중합용 유동층 중합 과립장치에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a fluidized bed polymerization granulator for superabsorbent polymer polymerization of the present invention will be described.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 몸체(110); 상기 몸체의 내부에 형성된 공간을 포함하고, 상기 공간에서 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 원료를 중합 반응시키고 과립화시켜 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 유동실(120); 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사하는 원료 분사부(130); 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 제1 압축가스를 상기 유동실(120)로 분사하여 상기 유동실(120)에서 상기 제1 압축가스를 유동시킴에 의해 분사된 상기 원료 및/또는 상기 과립형 고흡수성 고분자를 건조 및/또는 유동시키는 제1 압축가스 분사부(140); 및 상기 몸체(110)에 연결되고, 상기 과립형 고흡수성 고분자를 상기 몸체(110)의 외부로 배출하는 배출부(150);를 포함하는 유동층 중합 과립장치(100)를 제공한다.Referring to Figure 1, according to one aspect of the present invention, the present invention is a body 110; a flow chamber 120 including a space formed inside the body, wherein the raw material for preparing the superabsorbent polymer is polymerized and granulated in the space to produce a granular superabsorbent polymer; a raw material injection unit 130 located at a lower portion of the body 110 and injecting the raw material into the flow chamber 120 ; The raw material and/or the granules that are located in the lower part of the body 110 and injected by injecting a first compressed gas into the flow chamber 120 to flow the first compressed gas in the flow chamber 120 . a first compressed gas injection unit 140 for drying and/or flowing the type superabsorbent polymer; and a discharge unit 150 connected to the body 110 and discharging the granular superabsorbent polymer to the outside of the body 110; provides a fluidized bed polymerization granulation apparatus 100 comprising.

여기서, 상기 원료 분사부(130)가 원료 투입라인(131), 상기 원료 투입라인(131)의 일단에 위치한 원료 분사노즐(132), 및 제2 압축가스 투입라인(133)을 포함하고, 상기 원료 분사노즐(132)의 하단이 상기 제2 압축가스 투입라인(131)과 연결될 수 있다.Here, the raw material injection unit 130 includes a raw material input line 131 , a raw material injection nozzle 132 located at one end of the raw material input line 131 , and a second compressed gas input line 133 , and the A lower end of the raw material injection nozzle 132 may be connected to the second compressed gas input line 131 .

여기서, 상기 원료 분사부(130)가 단수 또는 복수로 구비될 수 있다.Here, the raw material injection unit 130 may be provided singly or in plurality.

또한, 제2 압축가스가 상기 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고, 상기 원료가 상기 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고, 상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시킬 수 있다.In addition, a second compressed gas is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the second compressed gas input line 133 , and the raw material is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131 . The second compressed gas introduced into and supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132, and the raw material may be injected into the flow chamber 120 .

또한, 상기 제1 압축가스 분사부(140)가 제1 압축가스 투입라인(141)과, 다공성 가스 분배판(142)과, 상기 몸체(110)와 상기 다공성 가스 분배판(142) 사이에 제1 압축가스 분배실(143)을 포함하고, 상기 제1 압축가스 투입라인(141)이 상기 몸체(110)의 하단에 위치하고, 상기 다공성 가스 분배판(142)이 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 상기 유동실(120)이 상기 다공성 가스 분배판(142)의 위에 위치하고, 상기 제1 압축가스 분배실(143)이 상기 다공성 분배판(142)의 아래에 위치하고, 상기 원료 분사노즐(132)의 상단에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)이 상기 유동실(120)의 하부에 위치할 수 있다.In addition, the first compressed gas injection unit 140 is disposed between the first compressed gas input line 141 , the porous gas distribution plate 142 , and the body 110 and the porous gas distribution plate 142 . 1 includes a compressed gas distribution chamber 143 , the first compressed gas input line 141 is located at the lower end of the body 110 , and the porous gas distribution plate 142 is located at a lower portion of the body 110 . location, the flow chamber 120 is located above the porous gas distribution plate 142, the first compressed gas distribution chamber 143 is located below the porous distribution plate 142, and the raw material injection nozzle 132 ) formed at the upper end of the raw material injection nozzle hole 134 may be located in the lower portion of the flow chamber (120).

여기서, 상기 다공성 가스 분배판(142)이 깔때기 형태일 수 있고, 깔때기 중간 부분에서 상기 배출부(150)가 연결될 수 있다.Here, the porous gas distribution plate 142 may be in the form of a funnel, and the discharge unit 150 may be connected to the middle portion of the funnel.

여기서, 상기 제1 압축가스가 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입되고, 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스가 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과하여 상기 유동실(120)에 유입될 수 있다.Here, the first compressed gas is introduced into the first compressed gas distribution chamber 143 through the first compressed gas input line 141 , and the first compressed gas introduced into the first compressed gas distribution chamber 143 . may be introduced into the flow chamber 120 through a plurality of through-holes of the porous gas distribution plate 142 .

또한, 상기 제1 압축가스가 열풍일 수 있다.In addition, the first compressed gas may be hot air.

또한, 상기 원료가 비닐알코올, 폴리비닐알코올, 아크릴산, 및 이타콘산 중에서 선택된 1종 이상, 가교제, 개시제 및 용매를 포함할 수 있다.In addition, the raw material may include at least one selected from vinyl alcohol, polyvinyl alcohol, acrylic acid, and itaconic acid, a crosslinking agent, an initiator, and a solvent.

또한, 상기 고흡수성 고분자가 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메틸메타크릴산, 폴리이타콘산, 및 이들의 공중합체를 포함할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer may include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethylmethacrylic acid, polyitaconic acid, and copolymers thereof.

또한, 상기 고흡수성 고분자가 비닐알콜, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴산, 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물과 다른 하나의 화합물이 중합되어 제조된 공중합체를 포함할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer may include a copolymer prepared by polymerizing any one compound selected from the group consisting of vinyl alcohol, acrylic acid, methacrylic acid, methyl methacrylic acid, and itaconic acid and another compound. .

또한, 상기 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르복실산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈무수물(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오르아이소피리딘)다이프탈무수물(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4,4'-옥시다이프탈무수물(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the crosslinking agent is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride (BTCA), 3,3', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA), biphenyltetra Carboxylic acid dianhydride (BPDA), meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-bi phthalic anhydride (4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(hexafluoroisopyridine)diphthalic anhydride (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), and 4,4'-oxydiide It may include at least one selected from the group consisting of 4,4'-Oxydiphthalic Anhydride.

또한, 상기 개시제가 과산화물, 아조 화합물, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 과황산염, 과황산암모늄, 과황산나트륨 및 과황산칼륨, 과산화수소(H2O2), 터티오부틸 히드로퍼옥시드(tertiobutylhydroperoxide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the initiator is a peroxide, azo compound, azobisisobutyronitrile (AIBN) persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), tertiobutyl hydroperoxide (tertiobutylhydroperoxide) It may include one or more selected from among.

또한, 상기 용매가 물을 포함할 수 있다.In addition, the solvent may include water.

또한, 상기 원료 분사부(30)에서 상기 원료가 에어로졸 상으로 분사될 수 있다.In addition, the raw material may be sprayed into an aerosol from the raw material injection unit 30 .

또한, 상기 제1 압축가스가 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 이산화탄소 및 공기 중에서 선택된 1종 이상의 가스를 포함할 수 있다.In addition, the first compressed gas may include at least one gas selected from nitrogen, helium, neon, argon, carbon dioxide, and air.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은 (a) 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 용액 또는 슬러리 형상의 원료를 유동실에 분사시키는 단계; (b) 단계 (a)와 동시에 제1 압축가스를 상기 유동실에 투입하는 단계; 및 (c) 상기 유동실에서 분사된 상기 원료를 상기 제1 압축가스에 의해 유동시키며 중합 반응시키고 과립화하여 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 단계;를 포함하는 고흡수성 고분자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention comprises the steps of: (a) spraying a raw material in the form of a solution or slurry for preparing a super absorbent polymer into a flow chamber; (b) introducing a first compressed gas into the flow chamber simultaneously with step (a); and (c) producing a granular superabsorbent polymer by polymerizing and granulating the raw material sprayed from the flow chamber by flowing the first compressed gas; .

여기서, 상기 고흡수성 고분자의 제조를 위한 중합기로서 제1항에 따른 유동층 중합 과립장치(100)를 사용하고, 상기 단계 (a)가 (a-1) 제2 압축가스를 상기 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 상기 상기 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계; (a-2) 상기 원료를 상기 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계; (a-3) 상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사 노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시키는 단계;를 포함하고, 상기 단계 (b)가 (b-1) 제1 압축가스를 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입하는 단계; (b-2) 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스를 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과시켜 상기 유동실(120)에 투입하는 단계;를 포함할 수 있다.Here, the fluidized bed polymerization granulator 100 according to claim 1 is used as the polymerization reactor for the production of the superabsorbent polymer, and the step (a) is performed by (a-1) converting the second compressed gas to the second compressed gas. introducing the raw material into the injection nozzle 132 through the input line 133; (a-2) introducing the raw material into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131; (a-3) while the second compressed gas supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132 Including; injecting the raw material into the flow chamber 120, the step (b) is (b-1) the first compressed gas through the first compressed gas input line (141) the first compressed gas Putting into the distribution chamber (143); (b-2) passing the first compressed gas injected into the first compressed gas distribution chamber 143 through a plurality of through-holes of the porous gas distribution plate 142 and introducing the first compressed gas into the flow chamber 120; may include

또한, 상기 원료의 공급과 과립형 고흡수성 고분자의 배출이 동시에 수행될 수 있다.In addition, the supply of the raw material and the discharge of the granular superabsorbent polymer may be simultaneously performed.

또한, 단계 (a)의 원료가 단량체, 경화제, 개시제, 및 용매를 포함하는 제1 혼합물이고, 상기 제1 혼합물이 동일한 원료 분사부(130, 130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사될 수 있다.In addition, the raw material of step (a) is a first mixture including a monomer, a curing agent, an initiator, and a solvent, and the first mixture is sprayed into the flow chamber 120 through the same raw material injection units 130 and 130'. can be

또한, 단계 (a)의 원료가 제2 혼합물과 제3 혼합물을 포함하고, 상기 제2 혼합물이 단량체, 경화제 및 용매를 포함하고, 상기 제3 혼합물이 개시제 및 용매를 포함하고, 상기 제2 혼합물이 어느 하나의 원료 분사부(130)를 통하여 상기 유동실(120)에 분사되고, 상기 제3 혼합물이 다른 하나의 원료분사부(130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사될 수 있다.In addition, the raw material of step (a) includes a second mixture and a third mixture, the second mixture includes a monomer, a curing agent and a solvent, the third mixture includes an initiator and a solvent, and the second mixture One of the raw material injection units 130 may be injected into the flow chamber 120 , and the third mixture may be injected into the flow chamber 120 through the other raw material injection unit 130 ′. .

또한, 단계 (c)의 고흡수성 고분자의 유동시간을 조절하여 과립형 고흡수성 고분자의 크기를 제어할 수 있다.In addition, the size of the granular superabsorbent polymer can be controlled by adjusting the flow time of the superabsorbent polymer in step (c).

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

실시예Example 1 One

온도계, 교반기, 질소 도입관을 구비한 5L 반응기에 아크릴산 600g, 이타콘산 1,400g, 가교제로 메틸렌비스아크릴아마이드 6g 혼합물에, 50% 가성소다 1,200g을 천천히 투입하여 내부 온도 80℃이하를 유지시키며 중화하였다. 이후, 교반 하에 반응기 내부를 질소로 치환하여 질소 분위기 하에서 80℃까지 가열하고 1시간 유지시켰다. 여기에 개시제로 과황산칼륨 4g을 투입하였다. 이후 압축가스로서 압축질소를 사용하고 상기 단량체를 포함하는 혼합물을 도 1에 도시된 유동층 중합 과립장치(100)에 투입하고, 반응시켜 함수겔 중합체인 과립형 고흡수성 고분자를 얻었고 도 2에 그 형상을 도시하였다. In a 5L reactor equipped with a thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, slowly add 1,200 g of 50% caustic soda to a mixture of 600 g of acrylic acid, 1,400 g of itaconic acid, and 6 g of methylenebisacrylamide as a crosslinking agent to neutralize while maintaining the internal temperature below 80°C. did Thereafter, the inside of the reactor was replaced with nitrogen under stirring, heated to 80° C. under a nitrogen atmosphere, and maintained for 1 hour. Here, 4 g of potassium persulfate was added as an initiator. After that, compressed nitrogen was used as a compressed gas and the mixture containing the monomer was put into the fluidized bed polymerization granulator 100 shown in FIG. is shown.

실시예Example 2 2

실시예 1에서 개시제인 과황산칼륨 4g 대신 과황산칼륨 8g을 물 160g에 용해시켜 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 과립형 고흡수성 고분자를 제조하였다. A granular superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, 8 g of potassium persulfate was dissolved in 160 g of water instead of 4 g of potassium persulfate as an initiator.

실시예Example 3 3

실시예 1에서 개시제인 과황산칼륨 4g 대신 과황산칼륨 8g을 물 80g에 용해시켜 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 과립형 고흡수성 고분자를 제조하였다. A granular superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, 8 g of potassium persulfate was dissolved in 80 g of water instead of 4 g of potassium persulfate as an initiator.

실시예Example 4 4

실시예 1에서 개시제인 과황산칼륨 4g 대신 과황산칼륨 2g을 물 40g에 용해시켜 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 과립형 고흡수성 고분자를 제조하였다.A granular superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, 2 g of potassium persulfate was dissolved in 40 g of water instead of 4 g of potassium persulfate as an initiator.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those of ordinary skill in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is possible.

Claims (21)

몸체(110);
상기 몸체의 내부에 형성된 공간을 포함하고, 상기 공간에서 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 원료를 중합 반응시키고 과립화시켜 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 유동실(120);
상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사하는 원료 분사부(130);
상기 몸체(110)의 하부에 위치하고, 제1 압축가스를 상기 유동실(120)로 분사하여 상기 유동실(120)에서 상기 제1 압축가스를 유동시킴에 의해 분사된 상기 원료 및/또는 상기 과립형 고흡수성 고분자를 건조 및/또는 유동시키는 제1 압축가스 분사부(140); 및
상기 몸체(110)에 연결되고, 상기 과립형 고흡수성 고분자를 상기 몸체(110)의 외부로 배출하는 배출부(150);를 포함하고,
상기 원료 분사부(130)가 원료 투입라인(131), 상기 원료 투입라인(131)의 일단에 위치한 원료 분사노즐(132), 및 제2 압축가스 투입라인(133)을 포함하고,
상기 원료 분사노즐(132)의 하단이 상기 제2 압축가스 투입라인(133)과 연결되고,
제2 압축가스가 상기 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고,
상기 원료가 상기 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입되고,
상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시키고,
상기 제1 압축가스 분사부(140)가 제1 압축가스 투입라인(141)과, 다공성 가스 분배판(142)과, 상기 몸체(110)와 상기 다공성 가스 분배판(142) 사이에 제1 압축가스 분배실(143)을 포함하고,
상기 제1 압축가스 투입라인(141)이 상기 몸체(110)의 하단에 위치하고,
상기 다공성 가스 분배판(142)이 상기 몸체(110)의 하부에 위치하고,
상기 유동실(120)이 상기 다공성 가스 분배판(142)의 위에 위치하고,
상기 제1 압축가스 분배실(143)이 상기 다공성 가스 분배판(142)의 아래에 위치하고,
상기 원료 분사노즐(132)의 상단에 형성된 원료 분사노즐 구멍(134)이 상기 유동실(120)의 하부에 위치하고,
상기 다공성 가스 분배판(142)이 깔때기형태일 수 있고, 깔때기 중간 부분에서 상기 배출부(150)가 연결되는 것인, 유동층 중합 과립장치(100).body 110;
a flow chamber 120 including a space formed inside the body, wherein the raw material for preparing the superabsorbent polymer is polymerized and granulated in the space to produce a granular superabsorbent polymer;
a raw material injection unit 130 located at a lower portion of the body 110 and injecting the raw material into the flow chamber 120 ;
The raw material and/or the granules that are located in the lower part of the body 110 and injected by injecting a first compressed gas into the flow chamber 120 to flow the first compressed gas in the flow chamber 120 . a first compressed gas injection unit 140 for drying and/or flowing the type superabsorbent polymer; and
A discharge unit 150 connected to the body 110 and discharging the granular superabsorbent polymer to the outside of the body 110; includes;
The raw material injection unit 130 includes a raw material input line 131, a raw material injection nozzle 132 located at one end of the raw material input line 131, and a second compressed gas input line 133,
The lower end of the raw material injection nozzle 132 is connected to the second compressed gas input line 133,
A second compressed gas is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the second compressed gas input line 133,
The raw material is introduced into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131,
As the second compressed gas supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132, the raw material flows through the flow. Sprayed with the thread 120,
The first compressed gas injection unit 140 is a first compressed gas input line 141 , a porous gas distribution plate 142 , and a first compression between the body 110 and the porous gas distribution plate 142 . including a gas distribution chamber 143;
The first compressed gas input line 141 is located at the lower end of the body 110,
The porous gas distribution plate 142 is located in the lower portion of the body 110,
The flow chamber 120 is located on the porous gas distribution plate 142,
The first compressed gas distribution chamber 143 is located under the porous gas distribution plate 142,
The raw material injection nozzle hole 134 formed at the upper end of the raw material injection nozzle 132 is located in the lower part of the flow chamber 120 ,
The porous gas distribution plate 142 may be in the form of a funnel, and the discharge unit 150 is connected to the middle portion of the funnel, the fluidized bed polymerization granulation apparatus 100 . 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 원료 분사부(130)가 단수 또는 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that the raw material injection unit 130 is provided in singular or plural. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 압축가스가 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입되고,
상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스가 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과하여 상기 유동실(120)에 유입되는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The first compressed gas is introduced into the first compressed gas distribution chamber 143 through the first compressed gas input line 141,
Fluidized bed polymerization granulation apparatus, characterized in that the first compressed gas injected into the first compressed gas distribution chamber (143) is introduced into the flow chamber (120) through a plurality of through-holes of the porous gas distribution plate (142). (100). 제1항에 있어서,
상기 제1 압축가스가 열풍인 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that the first compressed gas is hot air. 제1항에 있어서,
상기 원료가 비닐알코올, 폴리비닐알코올, 아크릴산, 및 이타콘산 중에서 선택된 1종 이상, 가교제, 개시제 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, wherein the raw material includes at least one selected from vinyl alcohol, polyvinyl alcohol, acrylic acid, and itaconic acid, a crosslinking agent, an initiator, and a solvent. 제1항에 있어서,
상기 고흡수성 고분자가 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메틸메타크릴산, 폴리이타콘산, 및 이들의 공중합체를 포함하는 것을 특징으로하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, wherein the superabsorbent polymer comprises polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethylmethacrylic acid, polyitaconic acid, and copolymers thereof. 제1항에 있어서,
상기 고흡수성 고분자가 비닐알콜, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴산, 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물과 다른 하나의 화합물이 중합되어 제조된 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The superabsorbent polymer comprises a copolymer prepared by polymerizing any one compound selected from the group consisting of vinyl alcohol, acrylic acid, methacrylic acid, methyl methacrylic acid, and itaconic acid and the other compound. A fluidized bed polymerization granulator (100). 제8항에 있어서,
상기 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르복실산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈무수물(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오르아이소피리딘)다이프탈무수물(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4,4'-옥시다이프탈무수물(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).9. The method of claim 8,
The crosslinking agent is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride (BTCA), 3,3', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA), biphenyltetracarboxyl Acid dianhydride (BPDA), meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-biphthalic anhydride (4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(hexafluoroisopyridine)diphthalic anhydride (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), and 4,4'-oxydiphthalic anhydride (4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) Fluid bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of. 제8항에 있어서,
상기 개시제가 과산화물, 아조 화합물, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 과황산염, 과황산암모늄, 과황산나트륨 및 과황산칼륨, 과산화수소(H2O2), 터티오부틸 히드로퍼옥시드(tertiobutylhydroperoxide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).9. The method of claim 8,
The initiator is selected from peroxide, azo compound, azobisisobutyronitrile (AIBN) persulfate, ammonium persulfate, sodium and potassium persulfate, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), tertiobutylhydroperoxide Fluid bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that it comprises one or more. 제8항에 있어서,
상기 용매가 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).9. The method of claim 8,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that the solvent contains water. 제1항에 있어서,
상기 원료 분사부(130)에서 상기 원료가 에어로졸 상으로 분사되는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that the raw material is sprayed in the aerosol phase from the raw material injection unit 130. 제1항에 있어서,
상기 제1 압축가스가 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 이산화탄소 및 공기 중에서 선택된 1종 이상의 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 중합 과립장치(100).According to claim 1,
The first compressed gas is a fluidized bed polymerization granulation apparatus 100, characterized in that it contains one or more gases selected from nitrogen, helium, neon, argon, carbon dioxide and air. (a) 고흡수성 고분자를 제조하기 위한 용액 또는 슬러리 형상의 원료를 유동실에 분사시키는 단계;
(b) 단계 (a)와 동시에 제1 압축가스를 상기 유동실에 투입하는 단계; 및
(c) 상기 유동실에서 분사된 상기 원료를 상기 제1 압축가스에 의해 유동시키며 중합 반응시키고 과립화하여 과립형 고흡수성 고분자를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 고흡수성 고분자의 제조를 위한 중합기로서 제1항에 따른 유동층 중합 과립장치(100)를 사용하는 것인, 고흡수성 고분자의 제조방법.(a) spraying a raw material in the form of a solution or slurry for producing a superabsorbent polymer into a flow chamber;
(b) introducing a first compressed gas into the flow chamber at the same time as step (a); and
(c) producing a granular superabsorbent polymer by polymerizing and granulating the raw material sprayed in the flow chamber by flowing it with the first compressed gas;
A method for producing a superabsorbent polymer, wherein the fluidized bed polymerization granulator 100 according to claim 1 is used as a polymerization reactor for producing the superabsorbent polymer. 제16항에 있어서,
상기 단계 (a)가
(a-1) 제2 압축가스를 제2 압축가스 투입라인(133)을 통해 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계;
(a-2) 상기 원료를 원료 투입라인(131)을 통해 상기 원료 분사노즐(132)로 유입하는 단계; 및
(a-3) 상기 원료 분사노즐(132)에 공급된 상기 제2 압축가스가 상기 원료 분사노즐(132)의 상부에 형성된 원료 분사 노즐 구멍(134)을 통하여 상기 유동실(120)로 배출되면서 상기 원료를 상기 유동실(120)로 분사시키는 단계;를 포함하고
상기 단계 (b)가
(b-1) 제1 압축가스를 제1 압축가스 투입라인(141)을 통해 제1 압축가스 분배실(143)에 투입하는 단계; 및
(b-2) 상기 제1 압축가스 분배실(143)에 투입된 상기 제1 압축가스를 다공성 가스 분배판(142)의 다수의 관통구멍을 통과시켜 상기 유동실(120)에 투입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 고분자의 제조방법.17. The method of claim 16,
The step (a) is
(a-1) introducing a second compressed gas into the raw material injection nozzle 132 through the second compressed gas input line 133;
(a-2) introducing the raw material into the raw material injection nozzle 132 through the raw material input line 131; and
(a-3) while the second compressed gas supplied to the raw material injection nozzle 132 is discharged into the flow chamber 120 through the raw material injection nozzle hole 134 formed in the upper portion of the raw material injection nozzle 132 Including; injecting the raw material into the flow chamber (120)
The step (b) is
(b-1) inputting the first compressed gas into the first compressed gas distribution chamber 143 through the first compressed gas input line 141; and
(b-2) passing the first compressed gas injected into the first compressed gas distribution chamber 143 through a plurality of through-holes of the porous gas distribution plate 142 and introducing the first compressed gas into the flow chamber 120; A method for producing a superabsorbent polymer comprising: 제16항에 있어서,
상기 원료의 공급과 과립형 고흡수성 고분자의 배출이 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 고분자의 제조방법.17. The method of claim 16,
A method for producing a superabsorbent polymer, characterized in that the supply of the raw material and the discharge of the granular superabsorbent polymer are simultaneously performed. 제16항에 있어서,
단계 (a)의 원료가 단량체, 경화제, 개시제, 및 용매를 포함하는 제1 혼합물이고, 상기 제1 혼합물이 동일한 원료 분사부(130, 130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 고분자의 제조방법.17. The method of claim 16,
The raw material of step (a) is a first mixture including a monomer, a curing agent, an initiator, and a solvent, and the first mixture is sprayed into the flow chamber 120 through the same raw material injection units 130 and 130'. A method for producing a superabsorbent polymer, characterized in that 제16항에 있어서,
단계 (a)의 원료가 제2 혼합물과 제3 혼합물을 포함하고, 상기 제2 혼합물이 단량체, 경화제 및 용매를 포함하고, 상기 제3 혼합물이 개시제 및 용매를 포함하고,
상기 제2 혼합물이 어느 하나의 원료 분사부(130)를 통하여 상기 유동실(120)에 분사되고,
상기 제3 혼합물이 다른 하나의 원료분사부(130')를 통하여 상기 유동실(120)에 분사되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 고분자의 제조방법.17. The method of claim 16,
The raw material of step (a) includes a second mixture and a third mixture, the second mixture includes a monomer, a curing agent and a solvent, and the third mixture includes an initiator and a solvent,
The second mixture is injected into the flow chamber 120 through any one of the raw material injection units 130 ,
The method for producing a superabsorbent polymer, characterized in that the third mixture is injected into the flow chamber (120) through the other raw material injection unit (130'). 제16항에 있어서,
단계 (c)의 고흡수성 고분자의 유동시간을 조절하여 과립형 고흡수성 고분자의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 고분자의 제조방법.17. The method of claim 16,
A method for producing a superabsorbent polymer, characterized in that the size of the granular superabsorbent polymer is controlled by controlling the flow time of the superabsorbent polymer in step (c).
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