KR102625390B1 - Method for treating exhaust gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공중합체 제조방법에 관한 것으로, 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 회수된 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함하는 액상 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급하고, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스를 흡수탑 하부 측면으로 공급하는 단계; 상기 흡수탑에서 공급되는 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 공액디엔계 단량체를 용해시키는 단계; 및 상기 흡수탑 상부 배출 스트림으로 배기가스를 배출하는 단계를 포함하는 배기가스 처리 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a copolymer, comprising: preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent; Supplying a liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and solvent recovered in the step of producing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged in the step of producing the copolymer to the lower side of the absorption tower. ; Dissolving the conjugated diene monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; and discharging exhaust gas into the absorption tower top exhaust stream.

Description

배기가스 처리 방법{METHOD FOR TREATING EXHAUST GAS} Exhaust gas treatment method {METHOD FOR TREATING EXHAUST GAS}

본 발명은 배기가스 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성 고무 제조 공정에서 발생하는 배기가스 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating exhaust gas, and more specifically, to a method for treating exhaust gas generated in a synthetic rubber manufacturing process.

고무는 오늘날 가장 유용한 물질의 하나로, 탄성을 가진 특성이 있다. 하지만 고무나무에서 생산한 천연고무는 생산량이 제한적이어서 이를 대체하기 위한 합성 고무가 다양한 분야에서 사용되고 있다. 합성 고무란 천연고무와 물리적 성질이 같거나 비슷한 고분자 물질을 말한다. 합성 고무에는 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 부틸 고무 등이 있다.Rubber is one of the most useful materials today and has elastic properties. However, the production of natural rubber produced from rubber trees is limited, so synthetic rubber is used to replace it in various fields. Synthetic rubber refers to a polymer material that has the same or similar physical properties as natural rubber. Synthetic rubber includes butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, and butyl rubber.

상기 합성 고무의 제조에는 현탁중합, 유화중합, 피상중합, 용액중합 등의 방법이 사용된다. 그런데, 합성 고무를 제조하기 위한 중합 방법은, 각각 하기와 같은 문제점을 가지고 있다.Methods such as suspension polymerization, emulsion polymerization, superficial polymerization, and solution polymerization are used to produce the synthetic rubber. However, polymerization methods for producing synthetic rubber each have the following problems.

예를 들면, 괴상 중합에 의해 제조할 경우, 반응 진행에 따라 반응물의 점도가 급격히 상승하여, 기계적인 부하 상승을 유발하고, 추가로 중합시 반응 온도를 조절하기 어렵기 때문에 상업적 대량 생산이 어렵다는 단점이 있다.For example, when manufactured by bulk polymerization, the viscosity of the reactant rises rapidly as the reaction progresses, causing an increase in mechanical load, and additionally, it is difficult to control the reaction temperature during polymerization, making commercial mass production difficult. There is.

또한, 현탁 중합의 경우, 개시제(촉매)를 단량체에 용해시키고 단량체를 물에 분산시킨 다음 분산제를 혼입시켜 형성된 현탁액을 안정화시킨다. 현탁 중합 방법에는 모두 반응시 중합체가 융합 및 응집되지 않도록 단량체 입자를 분산시키는 계면활성제가 사용되고, 중합시킬 단량체에 따라 수불용성의 미립 무기 물질 및 유기 물질과 같은 각종 분산제가 사용되어, 최종 제품의 순도가 저하된다는 단점이 있다.Additionally, in the case of suspension polymerization, an initiator (catalyst) is dissolved in a monomer, the monomer is dispersed in water, and then a dispersant is incorporated to stabilize the formed suspension. In all suspension polymerization methods, a surfactant is used to disperse monomer particles to prevent the polymer from fusing and agglomerating during reaction, and various dispersants such as water-insoluble fine inorganic substances and organic substances are used depending on the monomer to be polymerized, thereby improving the purity of the final product. There is a disadvantage that it decreases.

따라서 합성 고무를 대량 생산하기 위해서는 연속 중합 반응기를 이용한 용액 중합 방법 또는 유화 중합 방법을 주로 이용한다.Therefore, in order to mass produce synthetic rubber, solution polymerization or emulsion polymerization using a continuous polymerization reactor is mainly used.

이와 같이, 연속 중합 반응을 통해 합성 고무를 생산하는 과정에서 배기가스가 배출되는데, 상기 배기가스는 미반응 단량체를 다량 포함하고 있다.In this way, exhaust gas is emitted during the process of producing synthetic rubber through a continuous polymerization reaction, and the exhaust gas contains a large amount of unreacted monomers.

이에 대해, 상기 배기가스로부터 미반응 단량체를 회수하기 위한 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.In response to this, there is a need to develop a method for recovering unreacted monomers from the exhaust gas.

KR 2018-0082573 AKR 2018-0082573 A

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 배기가스 처리 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method for treating exhaust gas in order to solve the problems mentioned in the background technology of the above invention.

즉, 본 발명은 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 공정에서 배출되는 배기가스를 처리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.That is, the purpose of the present invention is to provide a method for treating exhaust gas discharged in the process of manufacturing a copolymer containing repeating units derived from vinyl aromatic monomers and repeating units derived from conjugated diene monomers in the presence of a solvent.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 회수된 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함하는 액상 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급하고, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스를 흡수탑 하부 측면으로 공급하는 단계; 상기 흡수탑에서 공급되는 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 공액디엔계 단량체를 용해시키는 단계; 및 상기 흡수탑 하부 배출 스트림으로 비닐 방향족 단량체, 용매 및 공액디엔계 단량체를 포함하는 액상 스트림을 배출하는 단계를 포함하는 배기가스 처리 방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention includes the steps of preparing a copolymer including a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent; Supplying a liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and solvent recovered in the step of producing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged in the step of producing the copolymer to the lower side of the absorption tower. ; Dissolving the conjugated diene monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; and discharging a liquid stream containing a vinyl aromatic monomer, a solvent, and a conjugated diene monomer to the absorption tower bottom discharge stream.

본 발명의 배기가스 처리 방법에 따르면, 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계 배출되는 배기가스를 상기 공중합체 제조 단계에서 회수된 미반응 단량체를 포함하는 액상 스트림을 이용하여 처리함으로써, 배기가스 내 미반응 단량체를 효과적으로 회수하며, 폐가스 배출량을 감소시킬 수 있다.According to the exhaust gas treatment method of the present invention, the exhaust gas discharged from the step of producing a copolymer containing a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent is recovered from the copolymer production step. By treating a liquid stream containing unreacted monomers, unreacted monomers in exhaust gas can be effectively recovered and waste gas emissions can be reduced.

또한, 상기 배기가스 내 미반응 단량체를 회수하는데 있어, 공중합체 제조 단계에서 회수된 미반응 단량체를 포함하는 액상 스트림을 이용함으로써, 별도의 용매를 사용할 필요가 없어 배기가스 처리를 위한 비용을 절감할 수 있다. In addition, in recovering unreacted monomers in the exhaust gas, by using a liquid stream containing unreacted monomers recovered in the copolymer production step, there is no need to use a separate solvent, thereby reducing the cost for exhaust gas treatment. You can.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 방법의 공정 흐름도이다.1 is a process flow diagram of an exhaust gas treatment method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should appropriately use the concept of the term to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 배관 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 '스트림'은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas) 또는 액체(liquid)를 의미할 수 있다.In the present invention, the term 'stream' may refer to the flow of fluid within a process, or may also refer to the fluid itself flowing within a pipe. Specifically, the 'stream' may refer to both the fluid itself and the flow of the fluid flowing within the pipes connecting each device. Additionally, the fluid may refer to gas or liquid.

본 발명에서 '#'이 양의 정수인 'C# 탄화수소'란 용어는 #개 탄소 원자를 가진 모든 탄화수소를 나타내는 것이다. 따라서, 'C4 탄화수소'란 용어는 4개의 탄소 원자를 가진 탄화수소 화합물을 나타내는 것이다. In the present invention, the term 'C# hydrocarbon', where '#' is a positive integer, refers to all hydrocarbons with # carbon atoms. Therefore, the term 'C4 hydrocarbon' refers to a hydrocarbon compound with four carbon atoms.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to facilitate understanding of the present invention.

본 발명에 따르면, 배기가스 처리 방법이 제공된다. 상기 배기가스 처리 방법으로, 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계; 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 회수된 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함하는 액상 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급하고, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스를 흡수탑 하부 측면으로 공급하는 단계; 상기 흡수탑에서 공급되는 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 공액디엔계 단량체를 용해시키는 단계; 및 상기 흡수탑 하부 배출 스트림으로 비닐 방향족 단량체, 용매 및 공액디엔계 단량체를 포함하는 액상 스트림을 배출하는 단계를 포함하는 배기가스 처리 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, an exhaust gas treatment method is provided. The exhaust gas treatment method includes preparing a copolymer including a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent; Supplying a liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and solvent recovered in the step of producing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged in the step of producing the copolymer to the lower side of the absorption tower. ; Dissolving the conjugated diene monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; and discharging a liquid stream containing a vinyl aromatic monomer, a solvent, and a conjugated diene monomer to the absorption tower bottom discharge stream.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계는, 합성 고무를 제조하기 위한 공정일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of producing a copolymer including a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent may be a process for producing synthetic rubber.

상기 합성 고무는 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 합성 고무는 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR) 및 솔루션 스티렌-부타디엔 고무(Solution Styrene-Butadiene Rubber, SSBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.The synthetic rubber is not particularly limited as long as it contains repeating units derived from vinyl aromatic monomers and repeating units derived from conjugated diene monomers. For example, the synthetic rubber may be one or more selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber (SBR) and solution styrene-butadiene rubber (SSBR).

상기 공액디엔계 단량체는 예를 들어, 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 있어서, 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔을 포함할 수 있다.The conjugated diene monomers include, for example, 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1, It may include one or more selected from the group consisting of 3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo refers to a halogen atom). More specifically, in the present invention, the conjugated diene monomer may include 1,3-butadiene.

또한, 상기 방향족 비닐계 단량체는 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 있어서, 방향족 비닐계 단량체는 스티렌을 포함할 수 있다.In addition, the aromatic vinyl monomers include, for example, styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p- It may include one or more selected from the group consisting of methylphenyl)styrene and 1-vinyl-5-hexylnaphthalene. More specifically, in the present invention, the aromatic vinyl monomer may include styrene.

또한, 상기 용매는 탄화수소계 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화수소계 용매는 지방족 탄화수소계 용매 및 지환족 탄화수소를 포함할 수 있으며, 상기 지방족 탄화수소계 용매는 부탄, 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄 및 이소옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있고, 상기 지환족 탄화수소계 용매는 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 및 에틸시클로헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 있어서, 용매는 n-헥산을 포함할 수 있다.Additionally, the solvent may include a hydrocarbon-based solvent. For example, the hydrocarbon-based solvent may include an aliphatic hydrocarbon-based solvent and an alicyclic hydrocarbon, and the aliphatic hydrocarbon-based solvent is one selected from the group consisting of butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane. It may include the above, and the alicyclic hydrocarbon-based solvent may include one or more selected from the group consisting of cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane. More specifically, in the present invention, the solvent may include n-hexane.

상기 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR) 및 솔루션 스티렌-부타디엔 고무(Solution Styrene-Butadiene Rubber, SSBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 합성 고무는 용액 중합법(Solution Polymerization) 또는 유화중합법(Emulsion Polymerization)의 방법으로 연속 중합하여 생산할 수 있다.At least one synthetic rubber selected from the group consisting of Styrene-Butadiene Rubber (SBR) and Solution Styrene-Butadiene Rubber (SSBR) is prepared by solution polymerization or emulsion polymerization. It can be produced through continuous polymerization using the Emulsion Polymerization method.

이와 같이, 연속 중합 반응을 통해 합성 고무를 생산하는 과정에서 배기가스가 배출되는데, 상기 배기가스에는 미반응 단량체가 다량 포함되어 있다. 이에 대해, 본 발명에서는 저비용으로 합성 고부 제조 공정에서 배출되는 배기가스 내 미반응 단량체를 효과적으로 회수하는 방법을 제공하고자 한다.In this way, exhaust gas is emitted in the process of producing synthetic rubber through a continuous polymerization reaction, and the exhaust gas contains a large amount of unreacted monomers. In response to this, the present invention seeks to provide a method for effectively recovering unreacted monomers in exhaust gas discharged from a synthetic high-part manufacturing process at low cost.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계는, 중합 반응기에 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 공급하여 중합시키고, 하부 배출 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하고, 상부 배출 스트림을 제3 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 상기 제1 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 상기 제2 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 미반응 비닐 방향족 단량체를 분리하는 단계; 및 상기 제3 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing a copolymer including a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent includes adding a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene monomer, and supplying a solvent for polymerization, feeding a bottom discharge stream to a first distillation column, and feeding an upper discharge stream to a third distillation column; The first distillation column separates unreacted conjugated diene monomers from the upper discharge stream, and supplying the lower discharge stream to the second distillation column; The second distillation column separates solvent from the top discharge stream and unreacted vinyl aromatic monomer from the bottom discharge stream; And the third distillation column may include separating unreacted conjugated diene monomers from the top discharge stream and separating the solvent from the bottom discharge stream.

상기 중합 반응기에 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 공급하여 중합시키고, 하부 배출 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하고, 상부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계는 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체를 중합하여 상술한 합성 고무를 제조하고, 미반응 비닐 방향족 단량체 및 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하기 위한 단계일 수 있다.The step of supplying a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene monomer, and a solvent to the polymerization reactor for polymerization, supplying the bottom discharge stream to the first distillation column, and supplying the top discharge stream to the second distillation column includes vinyl aromatic monomer, conjugated diene monomer, and solvent. This may be a step for producing the above-described synthetic rubber by polymerizing diene monomers and separating unreacted vinyl aromatic monomers and unreacted conjugated diene monomers.

상기 중합 반응기에 공급되는 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매의 유량은 각각 0.1 ton/hr 내지 6.0 ton/hr, 0.1 ton/hr 내지 11.0 ton/hr 및 15.0 ton/hr 내지 50.0 ton/hr일 수 있다. 상기 범위 내의 유량비로 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 중합 반응기에 공급하여 중합시킴으로써, 솔루션 스티렌-부타디엔 고무를 제조할 수 있다.The flow rates of the vinyl aromatic monomer, conjugated diene monomer, and solvent supplied to the polymerization reactor are 0.1 ton/hr to 6.0 ton/hr, 0.1 ton/hr to 11.0 ton/hr, and 15.0 ton/hr to 50.0 ton/hr, respectively. You can. Solution styrene-butadiene rubber can be produced by supplying vinyl aromatic monomer, conjugated diene monomer, and solvent to a polymerization reactor at a flow rate within the above range for polymerization.

상기 중합 반응기의 운전 온도는 40 ℃ 내지 90 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 중합 반응기의 운전 온도는 40 ℃ 내지 85 ℃, 45 ℃ 내지 80 ℃ 또는 45 ℃ 내지 55 ℃일 수 있다. 또한, 상기 중합 반응기의 운전 압력은 0.1 BAR.G 내지 6.0 BAR.G일 수 있다. 예를 들어, 상기 중합 반응기의 운전 압력은 0.1 BAR.G 내지 5.0 BAR.G, 0.1 BAR.G 내지 4.0 BAR.G 또는 0.1 BAR.G 내지 2.0 BAR.G일 수 있다. 상기 범위의 온도 및 압력으로 중합 반응기를 운전함으로써, 용매와 미반응 공액디엔계 단량체가 증기 상태로 존재하는 조건이 형성되어 증발 잠열을 사용하여 중합 온도를 일정하게 유지할 수 있다.The operating temperature of the polymerization reactor may be 40°C to 90°C. For example, the operating temperature of the polymerization reactor may be 40°C to 85°C, 45°C to 80°C, or 45°C to 55°C. Additionally, the operating pressure of the polymerization reactor may be 0.1 BAR.G to 6.0 BAR.G. For example, the operating pressure of the polymerization reactor may be 0.1 BAR.G to 5.0 BAR.G, 0.1 BAR.G to 4.0 BAR.G, or 0.1 BAR.G to 2.0 BAR.G. By operating the polymerization reactor at the temperature and pressure in the above range, conditions are created in which the solvent and unreacted conjugated diene monomers exist in a vapor state, so that the polymerization temperature can be kept constant using latent heat of evaporation.

상기 중합 반응기 하부 배출 스트림은 제1 증류 컬럼으로 공급하기 전에 경질(Light) 부산물을 제거한 후 제1 증류 컬럼으로 공급할 수 있다. 이 때, 상기 경질 부산물을 제거하는 방법의 예로서, 스트리퍼(stripper)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 중합 반응기 하부 배출 스트림은 스트리퍼를 거친 뒤 제1 증류 컬럼으로 공급될 수 있다.상기 중합 반응기 상부 배출 스트림은 미반응 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하고, 하부 배출 스트림은 미반응 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함할 수 있다.The discharge stream from the bottom of the polymerization reactor may be supplied to the first distillation column after removing light by-products. At this time, as an example of a method for removing the light by-products, a stripper can be used. Specifically, the bottom discharge stream of the polymerization reactor may be supplied to the first distillation column after passing through a stripper. The upper discharge stream of the polymerization reactor includes unreacted conjugated diene-based monomer and solvent, and the bottom discharge stream includes unreacted vinyl. It may contain aromatic monomers and solvents.

상기 제1 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계는 미반응 공액디엔계 단량체와 미반응 비닐 방향족 단량체를 분리하기 위한 단계일 수 있다.The first distillation column separates unreacted conjugated diene monomers from the upper discharge stream, and the step of supplying the lower discharge stream to the second distillation column is a step for separating unreacted conjugated diene monomers and unreacted vinyl aromatic monomers. It can be.

상기 제1 증류 컬럼의 운전 온도는 40 ℃ 내지 135 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류 컬럼의 운전 온도는 40 ℃ 내지 130 ℃, 50 ℃ 내지 130 ℃ 또는 50 ℃ 내지 120 ℃일 수 있다. 또한, 상기 제1 증류 컬럼의 운전 압력은 3.0 BAR.G 내지 4.1 BAR.G일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류 컬럼의 운전 압력은 3.2 BAR.G 내지 4.0 BAR.G 또는 3.4 BAR.G 내지 4.0 BAR.G 또는 3.4 BAR.G 내지 3.8 BAR.G일 수 있다. 상기 범위의 온도 및 압력으로 제1 증류 컬럼을 운전함으로써, 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림 내 용매의 함량을 높일 수 있다.The operating temperature of the first distillation column may be 40°C to 135°C. For example, the operating temperature of the first distillation column may be 40°C to 130°C, 50°C to 130°C, or 50°C to 120°C. Additionally, the operating pressure of the first distillation column may be 3.0 BAR.G to 4.1 BAR.G. For example, the operating pressure of the first distillation column may be 3.2 BAR.G to 4.0 BAR.G or 3.4 BAR.G to 4.0 BAR.G or 3.4 BAR.G to 3.8 BAR.G. By operating the first distillation column at the temperature and pressure in the above range, the solvent content in the discharge stream from the bottom of the first distillation column can be increased.

상기 제2 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 미반응 비닐 방향족 단량체를 분리하는 단계는 고순도의 미반응 비닐 방향족 단량체를 분리하기 위한 단계일 수 있다.The second distillation column separates the solvent from the upper discharge stream, and the step of separating the unreacted vinyl aromatic monomer from the lower discharge stream may be a step for separating unreacted vinyl aromatic monomers of high purity.

상기 제2 증류 컬럼의 운전 온도는 70 ℃ 내지 110 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼의 운전 온도는 75 ℃ 내지 110 ℃, 80 ℃ 내지 110 ℃ 또는 80 ℃ 내지 105 ℃일 수 있다. 또한, 상기 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 0.1 BAR.G 내지 1.4 BAR.G일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 0.2 BAR.G 내지 1.4 BAR.G, 0.4 BAR.G 내지 1.4 BAR.G 또는 0.4 BAR.G 내지 1.0 BAR.G일 수 있다. 상기 범위의 온도 및 압력으로 제2 증류 컬럼을 운전함으로써, 하부로 배출되는 스트림 내 미반응 비닐 방향족 단량체와 용매의 혼합 비율을 제어할 수 있다.The operating temperature of the second distillation column may be 70°C to 110°C. For example, the operating temperature of the second distillation column may be 75°C to 110°C, 80°C to 110°C, or 80°C to 105°C. Additionally, the operating pressure of the second distillation column may be 0.1 BAR.G to 1.4 BAR.G. For example, the operating pressure of the second distillation column may be 0.2 BAR.G to 1.4 BAR.G, 0.4 BAR.G to 1.4 BAR.G, or 0.4 BAR.G to 1.0 BAR.G. By operating the second distillation column at the temperature and pressure in the above range, the mixing ratio of unreacted vinyl aromatic monomer and solvent in the stream discharged to the bottom can be controlled.

상기 중합 반응기 상부 배출 스트림은 제3 증류 컬럼으로 공급되기 전에 응축기로 공급되고, 상기 응축기 배출 스트림의 일부 스트림은 중합 반응기로 재공급되고, 나머지 스트림은 제3 증류 컬럼으로 공급될 수 있다.The polymerization reactor overhead stream may be fed to a condenser before being fed to the third distillation column, with some of the condenser discharge stream being fed back to the polymerization reactor and the remaining stream being fed to the third distillation column.

상기 제3 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하는 단계는, 고순도의 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하기 위한 단계일 수 있다.The third distillation column separates unreacted conjugated diene monomers from the upper discharge stream, and the step of separating the solvent from the lower discharge stream may be a step for separating high purity unreacted conjugated diene monomers.

상기 제3 증류 컬럼의 운전 온도는 40 ℃ 내지 100 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 증류 컬럼의 운전 온도는 40 ℃ 내지 90 ℃, 50 ℃ 내지 90 ℃ 또는 50 ℃ 내지 80 ℃일 수 있다. 또한, 상기 제3 증류 컬럼의 운전 압력은 4.3 BAR.G 내지 4.8 BAR.G일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 증류 컬럼의 운전 압력은 4.4 BAR.G 내지 4.8 BAR.G, 4.4 BAR.G 내지 4.7 BAR.G 또는 4.5 BAR.G 내지 4.6 BAR.G일 수 있다. 상기 범위의 온도 및 압력으로 제3 증류 컬럼을 운전함으로써, 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 고순도로 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 용매를 회수하여 재사용할 수 있다.The operating temperature of the third distillation column may be 40°C to 100°C. For example, the operating temperature of the third distillation column may be 40°C to 90°C, 50°C to 90°C, or 50°C to 80°C. Additionally, the operating pressure of the third distillation column may be 4.3 BAR.G to 4.8 BAR.G. For example, the operating pressure of the third distillation column may be 4.4 BAR.G to 4.8 BAR.G, 4.4 BAR.G to 4.7 BAR.G, or 4.5 BAR.G to 4.6 BAR.G. By operating the third distillation column at the temperature and pressure in the above range, unreacted conjugated diene monomers can be separated with high purity from the upper discharge stream, and the solvent can be recovered and reused from the lower discharge stream.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계에 있어서, 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 액상 스트림으로서 흡수탑 상부 측면으로 공급할 수 있다. 이 때, 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림 내 비닐 방향족 단량체 및 용매의 함량은 제2 증류 컬럼의 온도 및 압력 제어를 통해 조절될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of preparing a copolymer including a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of the solvent, the discharge stream from the bottom of the second distillation column is in a liquid phase. It can be supplied as a stream to the upper side of the absorption tower. At this time, the content of vinyl aromatic monomer and solvent in the discharge stream from the bottom of the second distillation column can be adjusted through temperature and pressure control of the second distillation column.

또한, 상기 용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계에 있어서, 중합 반응기 및 제3 증류 컬럼 각각의 상부에는 응축기가 설치되어 있으며, 상기 응축기에서 배출되는 배기가스는 기상 스트림으로서 흡수탑 하부 측면으로 공급될 수 있다.In addition, in the step of preparing a copolymer containing a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of the solvent, a condenser is installed at the top of each of the polymerization reactor and the third distillation column, The exhaust gas discharged from the condenser may be supplied as a gaseous stream to the lower side of the absorption tower.

예를 들어, 상기 중합 반응기 상부에 설치된 응축기로 공급되는 증기 스트림에는 미반응 공액디엔계 단량체 및 용매의 비율이 약 1:9 내지 5:5일 수 있다. 이 때, 상기 범위의 비율로 미반응 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하는 스트림이 0.1 BAR.G 이상의 압력으로 운전되는 응축기로 공급되어 응축기의 온도가 10 ℃ 이상이 되면, 응축기에서 미응축된 미반응 공액디엔계 단량체가 존재할 수 있다. 이 때, 상기 미응축된 미반응 공액디엔계 단량체는 불활성 가스를 이용하여 배출할 수 있는데, 상기 배출된 스트림은 흡수탑 하부 측면으로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 불활성 가스는 질소를 포함할 수 있다.For example, the vapor stream supplied to the condenser installed at the top of the polymerization reactor may have a ratio of unreacted conjugated diene monomer and solvent of about 1:9 to 5:5. At this time, when the stream containing unreacted conjugated diene monomer and solvent at a ratio in the above range is supplied to a condenser operated at a pressure of 0.1 BAR.G or higher and the temperature of the condenser becomes 10 ℃ or higher, the unreacted Reactive conjugated diene-based monomers may be present. At this time, the uncondensed unreacted conjugated diene monomer can be discharged using an inert gas, and the discharged stream can be supplied to the lower side of the absorption tower. At this time, the inert gas may include nitrogen.

또한, 상기 제3 증류 컬럼 상부에 설치된 응축기로 공급되는 증기 스트림에는 미반응 공액디엔계 단량체 및 용매의 비율이 약 99.9:0.1 내지 95:5일 수 있다. 이 때, 상기 범위의 비율로 미반응 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하는 스트림이 4.3 BAR.G 이상의 압력으로 운전되는 응축기로 공급되어 응축기의 온도가 45 ℃ 이상이 되면, 응축기에서 미응축된 미반응 공액디엔계 단량체가 존재할 수 있다. 이 때, 상기 미응축된 미반응 공액디엔계 단량체는 불활성 가스를 이용하여 배출할 수 있는데, 상기 배출된 스트림은 흡수탑 하부 측면으로 공급될 수 있다. Additionally, the vapor stream supplied to the condenser installed at the top of the third distillation column may have a ratio of unreacted conjugated diene monomer and solvent of about 99.9:0.1 to 95:5. At this time, when the stream containing unreacted conjugated diene monomer and solvent at a ratio within the above range is supplied to a condenser operated at a pressure of 4.3 BAR.G or higher and the temperature of the condenser becomes 45 ℃ or higher, the unreacted Reactive conjugated diene-based monomers may be present. At this time, the uncondensed unreacted conjugated diene monomer can be discharged using an inert gas, and the discharged stream can be supplied to the lower side of the absorption tower.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 회수된 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함하는 액상 스트림은 흡수탑 상부 측면으로 공급하고, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스는 흡수탑 하부 측면으로 공급할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and solvent recovered in the step of producing the copolymer is supplied to the upper side of the absorption tower, and the exhaust gas discharged in the step of producing the copolymer is supplied to the upper side of the absorption tower. Can be supplied to the lower side of the absorption tower.

상기 흡수탑은 기상 스트림 내 특정 성분을 회수할 수 있는 장치라면 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 흡수탑은 분무탑(spray tower), 단탑(tray tower), 충전탑(packed tower) 및 가스 분사 반응기(jet bubbling reactor) 등을 포함할 수 있다.The absorption tower is not particularly limited as long as it is a device that can recover specific components in the gaseous stream. For example, the absorption tower may include a spray tower, a tray tower, a packed tower, a jet bubbling reactor, etc.

상기 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림은, 전체 100 중량부를 기준으로, 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 40 중량부를 포함하고, 용매 60 중량부 내지 95 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액상 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로, 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 35 중량부, 10 중량부 내지 35 중량부 또는 10 중량부 내지 30 중량부를 포함하고, 용매 65 중량부 내지 95 중량부, 70 중량부 내지 95 중량부 또는 70 중량부 내지 90 중량부를 포함할 수 있다. 상기 액상 스트림 내 비닐 방향족 단량체 및 용매의 함량은 상기 공중합체를 제조하는 단계에 있어서, 제2 증류 컬럼의 운전 온도 및 압력에 따라서 제어되는 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도를 통해 조절될 수 있다. 상기 범위 내로 액상 스트림 내 비닐 방향족 단량체 및 용매의 함량을 조절함으로써, 배기가스 내 미반응 공액디엔계 단량체를 효과적으로 회수할 수 있다.The liquid stream supplied to the upper side of the absorption tower may include 5 to 40 parts by weight of vinyl aromatic monomer and 60 to 95 parts by weight of solvent, based on a total of 100 parts by weight. For example, the liquid stream includes 5 to 35 parts by weight, 10 to 35 parts by weight, or 10 to 30 parts by weight of a vinyl aromatic monomer, and 65 to 95 parts by weight of a solvent, based on a total of 100 parts by weight. It may include parts by weight, 70 parts by weight to 95 parts by weight, or 70 parts by weight to 90 parts by weight. The content of vinyl aromatic monomer and solvent in the liquid stream can be adjusted through the temperature of the discharge stream at the bottom of the second distillation column, which is controlled according to the operating temperature and pressure of the second distillation column in the step of preparing the copolymer. . By adjusting the contents of the vinyl aromatic monomer and solvent in the liquid stream within the above range, unreacted conjugated diene monomers in the exhaust gas can be effectively recovered.

상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도는 5 ℃ 내지 20 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도는 5 ℃ 내지 18 ℃, 5 ℃ 내지 15 ℃ 도는 8 ℃ 내지 13 ℃일 수 있다. 상기 범위 내의 온도를 갖는 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급함으로써, 공액디엔계 단량체를 효과적으로 용해시킬 수 있다.The temperature of the second distillation column bottom discharge stream may be 5°C to 20°C. For example, the temperature of the second distillation column bottom discharge stream may be 5°C to 18°C, 5°C to 15°C, or 8°C to 13°C. By supplying the discharge stream from the bottom of the second distillation column having a temperature within the above range to the upper side of the absorption tower, the conjugated diene-based monomer can be effectively dissolved.

상기 흡수탑 하부 측면으로 공급되는 배기가스는, 공액디엔계 단량체 및 불활성 가스를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 배기가스는 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 70 중량부 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 배기가스는 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 70 중량부 내지 95 중량부, 75 중량부 내지 90 중량부 또는 75 중량부 내지 80 중량부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스 내에 70 중량부 이상 포함되어 있는 미반응 단량체를 회수하여 재사용함으로써, 비용 절감의 효과가 있다.The exhaust gas supplied to the lower side of the absorption tower may include a conjugated diene-based monomer and an inert gas. At this time, the exhaust gas may contain more than 70 parts by weight of conjugated diene monomer based on a total of 100 parts by weight. For example, the exhaust gas may include 70 to 95 parts by weight, 75 to 90 parts by weight, or 75 to 80 parts by weight of conjugated diene monomer, based on a total of 100 parts by weight. In this way, there is an effect of cost reduction by recovering and reusing unreacted monomers contained in more than 70 parts by weight in the exhaust gas discharged in the step of manufacturing the copolymer.

상기 흡수탑 하부 측면으로 공급되는 배기가스와 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림의 유량비는 1:3 내지 1:5일 수 있다. 흡수탑에 상기 범위 내의 유량비로 배기가스와 액상 스트림이 공급됨으로써, 배기가스 내의 미반응 단량체를 액상 스트림 내에 효과적으로 용해시킬 수 있다.The flow rate ratio of the exhaust gas supplied to the lower side of the absorption tower and the liquid stream supplied to the upper side may be 1:3 to 1:5. By supplying the exhaust gas and the liquid stream to the absorption tower at a flow rate ratio within the above range, unreacted monomers in the exhaust gas can be effectively dissolved in the liquid stream.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수탑에서는 공급되는 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 미반응 공액디엔계 단량체를 용해시킨 후 흡수탑 상배 배출 스트림으로 배기가스를 배출하고, 하부 배출 스트림으로 액상 스트림을 배출시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in the absorption tower, unreacted conjugated diene-based monomers contained in the exhaust gas are dissolved in the supplied liquid stream, then the exhaust gas is discharged to the upper exhaust stream of the absorption tower, and the liquid phase is discharged to the lower exhaust stream. A stream can be discharged.

상기 흡수탑 상부 배출 스트림은, 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 20 중량부 이하를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡수탑 상부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 1 중량부 내지 20 중량부, 1 중량부 내지 15 중량부 또는 1 중량부 내지 12 중량부를 포함할 수 있다. 이와 같이 흡수탑 상부 배출 스트림으로 배출되는 배기가스 내 미반응 공액디엔계 단량체의 함량을 상기 범위로 낮춤으로써, 회수되는 미반응 공액디엔계 단량체의 함량이 높아지고, 이를 공중합체를 제조하는 단계에서 재사용 함으로써, 공중합체 제조 비용을 절감할 수 있다.The absorption tower top discharge stream may contain 20 parts by weight or less of conjugated diene monomer, based on 100 parts by weight of the total. For example, the absorption tower top discharge stream may include 1 to 20 parts by weight, 1 to 15 parts by weight, or 1 to 12 parts by weight of conjugated diene monomer, based on a total of 100 parts by weight. In this way, by lowering the content of unreacted conjugated diene monomers in the exhaust gas discharged to the upper discharge stream of the absorption tower to the above range, the content of unreacted conjugated diene monomers recovered increases, and this is reused in the step of producing a copolymer. By doing so, the cost of manufacturing the copolymer can be reduced.

상기 흡수탑 상부 배출 스트림으로 배출된 배기가스는 추가로 정제 및/또는 세척하 기 위한 가스 스크러버(gas scrubber)를 더 포함할 수 있다.The exhaust gas discharged to the absorption tower top discharge stream may further include a gas scrubber for further purification and/or washing.

상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은, 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 공액디엔계 단량체가 용해된 것으로, 액상 스트림에 포함된 비닐 방향족 단량체 및 용매와 더불어 공액디엔계 단량체가 포함되어 있을 수 있다.The absorption tower bottom discharge stream may include a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene monomer, and a solvent. Specifically, the absorption tower bottom discharge stream is one in which the conjugated diene-based monomer contained in the exhaust gas is dissolved in the liquid stream, and may contain the conjugated diene-based monomer in addition to the vinyl aromatic monomer and solvent contained in the liquid stream. .

상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 공중합체를 제조하는 단계에서 요구되는 단량체 및 용매가 포함되어 있는 스트림으로서, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 재사용할 수 있다.The discharge stream from the bottom of the absorption tower is a stream containing monomers and solvents required in the step of producing the copolymer, and can be reused in the step of producing the copolymer.

상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 28 중량부, 5 중량부 내지 25 중량부 또는 7 중량부 내지 25 중량부를 포함할 수 있다.The absorption tower bottom discharge stream may include 5 to 30 parts by weight of vinyl aromatic monomer based on 100 parts by weight of the total. For example, the absorption tower bottom discharge stream may include 5 to 28 parts by weight, 5 to 25 parts by weight, or 7 to 25 parts by weight of vinyl aromatic monomer based on a total of 100 parts by weight.

또한, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 공액디엔계 단량체 10 중량부 내지 25 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 공액디엔계 단량체 12 중량부 내지 25 중량부, 12 중량부 내지 20 중량부 또는 12 중량부 내지 18 중량부를 포함할 수 있다.In addition, the absorption tower bottom discharge stream may include 10 to 25 parts by weight of conjugated diene monomer based on 100 parts by weight of the total. For example, the absorption tower bottom discharge stream may include 12 to 25 parts by weight, 12 to 20 parts by weight, or 12 to 18 parts by weight of conjugated diene monomer based on a total of 100 parts by weight.

또한, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 용매 50 중량부 내지 85 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 용매 50 중량부 내지 83 중량부, 53 중량부 내지 80 중량부 또는 55 중량부 내지 78 중량부를 포함할 수 있다.Additionally, the absorption tower bottom discharge stream may include 50 to 85 parts by weight of solvent based on 100 parts by weight of the total. For example, the absorption tower bottom discharge stream may include 50 parts by weight to 83 parts by weight, 53 parts by weight to 80 parts by weight, or 55 parts by weight to 78 parts by weight based on a total of 100 parts by weight.

상기 범위 내로 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하는 흡수탑 하부 배출 스트림을 공중합체를 제조하는 단계에서 재사용함으로써, 공정 비용을 절감할 수 있다.Process costs can be reduced by reusing the discharge stream from the bottom of the absorption tower containing vinyl aromatic monomers, conjugated diene monomers, and solvents within the above range in the step of producing a copolymer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스 처리 방법에서는 필요한 경우, 증류 컬럼, 응축기, 재비기, 펌프, 압축기, 혼합 장치 및 분리 장치 등을 추가적으로 더 설치할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the exhaust gas treatment method, if necessary, a distillation column, condenser, reboiler, pump, compressor, mixing device, separation device, etc. may be additionally installed.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these alone.

실시예Example

실시예 1Example 1

도 1에 도시된 공정 흐름도에 대하여, 아스펜 테크사의 아스펜 플러스 시뮬레이터를 이용하여, 공정을 시뮬레이션 하였다. 이 때, 비닐 방향족 단량체로서, 스티렌 단량체를 사용하였고, 공액디엔계 단량체로서 1,3-부타디엔을 사용하였으며, 용매로서 n-헥산을 사용하였다.For the process flow diagram shown in FIG. 1, the process was simulated using Aspen Plus simulator from Aspen Tech. At this time, styrene monomer was used as a vinyl aromatic monomer, 1,3-butadiene was used as a conjugated diene monomer, and n-hexane was used as a solvent.

상기 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림(A), 흡수탑 하부 측면으로 공급되는 배기가스(B), 흡수탑 상부 배출 스트림(C) 및 흡수탑 하부 배출 스트림(D)의 구성 성분, 함량, 유량, 온도 및 압력에 대해서는 하기 표 1에 나타내었다.Components and contents of the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower, the exhaust gas (B) supplied to the lower side of the absorption tower, the upper discharge stream (C) of the absorption tower, and the lower discharge stream (D) of the absorption tower, Flow rate, temperature and pressure are shown in Table 1 below.

스트림stream AA BB CC DD 함량content kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% 1,3-부타디엔 단량체1,3-butadiene monomer 0.000.00 0.000.00 80.0080.00 80.0080.00 5.785.78 19.0519.05 74.2274.22 15.8015.80 n-헥산n-hexane 280.00280.00 70.0070.00 0.000.00 0.000.00 4.634.63 15.2615.26 275.37275.37 58.6358.63 물(water)water 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 질소(N2)Nitrogen (N 2 ) 0.000.00 0.000.00 20.0020.00 20.0020.00 19.8219.82 65.3965.39 0.180.18 0.040.04 스티렌 단량체styrene monomer 120.00120.00 30.0030.00 0.000.00 0.000.00 0.090.09 0.300.30 119.91119.91 25.5325.53 합계Sum 400.0400.0 100100 100.0100.0 100100 30.3030.30 100100 469.7469.7 100100 압력enter 5.95.9 2.42.4 2.42.4 2.42.4 온도temperature 10.010.0 90.090.0 26.826.8 47.147.1

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 공정을 시뮬레이션 하되, 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림(A)의 함량을 달리하여 공급하였다.The process was simulated in the same manner as in Example 1, but the content of the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower was varied.

상기 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림(A), 흡수탑 하부 측면으로 공급되는 배기가스(B), 흡수탑 상부 배출 스트림(C) 및 흡수탑 하부 배출 스트림(D)의 구성 성분, 함량, 유량, 온도 및 압력에 대해서는 하기 표 2에 나타내었다.Components and contents of the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower, the exhaust gas (B) supplied to the lower side of the absorption tower, the upper discharge stream (C) of the absorption tower, and the lower discharge stream (D) of the absorption tower, Flow rate, temperature and pressure are shown in Table 2 below.

스트림stream AA BB CC DD 함량content kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% 1,3-부타디엔 단량체1,3-butadiene monomer 0.000.00 0.000.00 80.0080.00 80.0080.00 2.972.97 10.8410.84 77.0377.03 16.3016.30 n-헥산n-hexane 36.0036.00 90.0090.00 0.000.00 0.000.00 4.634.63 16.9016.90 355.37355.37 75.2075.20 물(water)water 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 질소(N2)Nitrogen (N 2 ) 0.000.00 0.000.00 20.0020.00 20.0020.00 19.8019.80 72.1872.18 0.200.20 0.040.04 스티렌 단량체styrene monomer 40.0040.00 10.0010.00 0.000.00 0.000.00 0.020.02 0.080.08 39.9839.98 8.468.46 합계Sum 400400 100100 100.0100.0 100100 27.427.4 100100 472.6472.6 100100 압력enter 5.95.9 2.42.4 2.42.4 2.42.4 온도temperature 10.010.0 90.090.0 22.722.7 46.646.6

비교예Comparative example

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 공정을 시뮬레이션 하되, 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림(A)을 공중합체 제조 단계에서 배출된 액상 스트림이 아닌 순수 n-헥산 용매로 공급하였다.The process was simulated in the same manner as in Example 1, except that the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower was supplied as a pure n-hexane solvent rather than the liquid stream discharged in the copolymer production step.

상기 흡수탑 상부 측면으로 공급되는 액상 스트림(A), 흡수탑 하부 측면으로 공급되는 배기가스(B), 흡수탑 상부 배출 스트림(C) 및 흡수탑 하부 배출 스트림(D)의 구성 성분, 함량, 유량, 온도 및 압력에 대해서는 하기 표 3에 나타내었다.Components and contents of the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower, the exhaust gas (B) supplied to the lower side of the absorption tower, the upper discharge stream (C) of the absorption tower, and the lower discharge stream (D) of the absorption tower, Flow rate, temperature and pressure are shown in Table 3 below.

스트림stream AA BB CC DD 함량content kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% kg/hrkg/hr 중량%weight% 1,3-부타디엔 단량체1,3-butadiene monomer 0.000.00 0.000.00 80.0080.00 80.0080.00 6.976.97 20.3820.38 73.0373.03 15.6815.68 n-헥산n-hexane 400.00400.00 100.00100.00 0.000.00 0.000.00 7.487.48 21.8621.86 392.52392.52 84.2784.27 물(water)water 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 질소(N2)Nitrogen (N 2 ) 0.000.00 0.000.00 20.0020.00 20.0020.00 19.7519.75 57.7657.76 0.250.25 0.050.05 스티렌 단량체styrene monomer 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 합계Sum 400.0400.0 100100 100.0100.0 100100 34.234.2 100100 465.8465.8 100100 압력enter 5.95.9 2.42.4 2.42.4 2.42.4 온도temperature 10.010.0 9090 30.130.1 43.743.7

상기 표 1 내지 3을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 액상 스트림과 배기가스를 흡수탑 상부 측면 및 하부에 각각 공급하였고, 이 경우, 흡수탑 상부로 배출되는 배기가스 내 포함된 1,3-부타디엔 단량체의 함량이 비교예와 비교하여 낮아진 것을 알 수 있다.Referring to Tables 1 to 3, in Examples 1 and 2, the liquid stream and exhaust gas discharged in the step of preparing the copolymer were supplied to the upper side and lower part of the absorption tower, respectively. In this case, the absorption tower It can be seen that the content of 1,3-butadiene monomer contained in the exhaust gas discharged to the top was lowered compared to the comparative example.

특히, n-헥산의 함량이 90 중량%이고, 스티렌 단량체의 함량이 10%인 액상 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급한 경우, 액상 스트림 내 1,3-부타디엔 단량체가 더욱 잘 용해된 것을 확인할 수 있다.In particular, when a liquid stream with an n-hexane content of 90% by weight and a styrene monomer content of 10% was supplied to the upper side of the absorption tower, it was confirmed that the 1,3-butadiene monomer in the liquid stream was better dissolved. there is.

또한, 실시예 1 및 2의 경우, 용매로서 공중합체를 제조하는 단계에서 배출된 액상 스트림을 사용하였으나, 이와 비교하여 비교예는 순수 n-헥산 용매를 사용하였기 때문에, 추가적인 용매 사용에 따른 비용이 발생하는 문제점이 있다.In addition, in Examples 1 and 2, the liquid stream discharged in the step of preparing the copolymer was used as the solvent, but in comparison, the comparative example used pure n-hexane solvent, so the cost of using additional solvent was high. There is a problem that arises.

100: 흡수탑100: Absorption tower

Claims (10)

용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계;
상기 공중합체를 제조하는 단계에서 회수된 비닐 방향족 단량체 및 용매를 포함하는 액상 스트림을 흡수탑 상부 측면으로 공급하고, 상기 공중합체를 제조하는 단계에서 배출되는 배기가스를 흡수탑 하부 측면으로 공급하는 단계;
상기 흡수탑에서 공급되는 액상 스트림에 배기가스 내 포함된 공액디엔계 단량체를 용해시키는 단계; 및
상기 흡수탑 상부 배출 스트림으로 배기가스를 배출하는 단계를 포함하는 배기가스 처리 방법.
Preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent;
Supplying a liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and solvent recovered in the step of producing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged in the step of producing the copolymer to the lower side of the absorption tower. ;
Dissolving the conjugated diene monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; and
An exhaust gas treatment method comprising discharging exhaust gas into the absorption tower overhead stream.
제1항에 있어서,
상기 액상 스트림은, 전체 100 중량부를 기준으로, 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 40 중량부를 포함하고, 용매 60 중량부 내지 95 중량부를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 1,
The liquid stream includes 5 to 40 parts by weight of vinyl aromatic monomer and 60 to 95 parts by weight of solvent, based on a total of 100 parts by weight.
제1항에 있어서,
상기 배기가스는 공액디엔계 단량체 및 불활성 가스를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 1,
An exhaust gas treatment method wherein the exhaust gas includes a conjugated diene monomer and an inert gas.
제3항에 있어서,
상기 배기가스는, 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 70 중량부 이상을 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 3,
The exhaust gas treatment method includes 70 parts by weight or more of conjugated diene monomer based on a total of 100 parts by weight.
제1항에 있어서,
용매의 존재 하에 비닐 방향족 단량체 유래 반복단위 및 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 단계는,
중합 반응기에 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 공급하여 중합시키고, 하부 배출 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하고, 상부 배출 스트림을 제3 증류 컬럼으로 공급하는 단계;
상기 제1 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계;
상기 제2 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 미반응 비닐 방향족 단량체를 분리하는 단계; 및
상기 제3 증류 컬럼은 상부 배출 스트림으로부터 미반응 공액디엔계 단량체를 분리하고, 하부 배출 스트림으로부터 용매를 분리하는 단계를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 1,
The step of preparing a copolymer containing a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene monomer in the presence of a solvent,
Supplying a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene monomer, and a solvent to a polymerization reactor for polymerization, supplying a lower discharge stream to a first distillation column, and supplying an upper discharge stream to a third distillation column;
The first distillation column separates unreacted conjugated diene monomers from the upper discharge stream, and supplying the lower discharge stream to the second distillation column;
The second distillation column separates solvent from the top discharge stream and unreacted vinyl aromatic monomer from the bottom discharge stream; and
The third distillation column includes the steps of separating unreacted conjugated diene monomers from the top discharge stream and separating the solvent from the bottom discharge stream. Exhaust gas treatment method.
제5항에 있어서,
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 액상 스트림으로서 흡수탑 상부 측면으로 공급하고,
상기 중합 반응기 및 제3 증류 컬럼에서 배출되는 배기가스는 흡수탑 하부 측면으로 공급하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to clause 5,
The second distillation column bottom discharge stream is supplied as a liquid stream to the upper side of the absorption tower,
The exhaust gas discharged from the polymerization reactor and the third distillation column is supplied to the lower side of the absorption tower. Exhaust gas treatment method.
제6항에 있어서,
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도는 5 ℃ 내지 20 ℃인 배기가스 처리 방법.
According to clause 6,
The exhaust gas treatment method wherein the temperature of the discharge stream from the bottom of the second distillation column is 5 ° C to 20 ° C.
제1항에 있어서,
상기 흡수탑 상부 배출 스트림은, 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 20 중량부 이하를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 1,
The exhaust gas treatment method wherein the absorption tower top discharge stream contains 20 parts by weight or less of a conjugated diene monomer, based on a total of 100 parts by weight.
제1항에 있어서,
상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to paragraph 1,
An exhaust gas treatment method wherein the absorption tower bottom discharge stream includes a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene monomer, and a solvent.
제9항에 있어서,
상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 30 중량부를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.
According to clause 9,
The exhaust gas treatment method wherein the absorption tower bottom discharge stream contains 5 to 30 parts by weight of vinyl aromatic monomer based on a total of 100 parts by weight.
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