KR20160130285A

KR20160130285A - 용액 이송 냉각 장치

Info

Publication number: KR20160130285A
Application number: KR1020167027580A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 하루야마
Original assignee: 가부시키가이샤 나노테크
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-11-10
Also published as: EP3203177B1; US20170176109A1; KR101851486B1; JP2016070611A; EP3203177A4; WO2016052634A1; CN106133472A; EP3203177A1; JP5953619B2; CN106133472B

Abstract

용액 이송 냉각 장치 내의 고형분의 퇴적을, 극히 간이한 작업 설비에 의해, 소수의 현장 작업자에 의해 단시간에, 게다가 고압수 세정 등의 위험 작업을 행하지 않고, 파울링 퇴적물을 제거할 수 있는 용액 이송 냉각 장치를 제공하는 것이다. 강성 냉매 외통의 내부에, 복수의 강성 용액 외통을 서로 평행하게 배치한 용액 이송 냉각 장치에 있어서, 상기 강성 용액 외통의 내부에, 상온 상압에서 상기 강성 용액 외통의 내경보다 작은 외경을 갖고, 이송되는 용액의 온도 및 압력 중 적어도 하나에 의해 신장되어 상기 냉매로 냉각된 상기 강성 용액 외통의 내면에 접하는 박육 내통을 배치한 용액 이송 냉각 장치이다.

Description

용액 이송 냉각 장치 {SOLUTION CONVEYING AND COOLING DEVICE}

본 발명은 용액 이송 냉각 장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 중합체 제품을 제조할 때, 예를 들어 노르말헥산 등의 용매 중에서 촉매와 에틸렌을 반응시켜 폴리에틸렌을 만드는 중합체 반응기의 내벽으로의 중합체의 부착이나, 중합체 반응기로부터 펠릿화 등의 후처리 장치로 용제와 중합 생성물 혼합 용액을 냉각하면서 이송하기 위한 이송 수단의 내벽으로의 중합체의 석출 부착, 소위 중합체 파울링이 발생한다. 본 발명은 이 중합체 파울링 등을 용이하게, 또한 효율적으로 제거할 수 있는 용액 이송 냉각 장치에 관한 것이다.

폴리에틸렌 등의 중합에서는, 중합체 반응기 내에서의 중합 반응에 의해 반응열이 발생한다. 이 반응열을 효율적으로 제거 즉 냉각하지 않으면, 운전 조건의 컨트롤이 불가능하고, 중합 반응물의 물성이 현저하게 변화되어, 부득이하게 중합체 반응기의 운전 정지를 하게 되는 경우도 있다.

한편, 반응열을 제거하기 위해, 중합체 반응기의 내벽 및 중합체 반응기로부터 펠릿화 등의 후처리 장치로 냉각하면서 이송하기 위한 이송 수단에, 셸 앤드 튜브 열교환기를 설정하는 경우가 있다. 이 경우, 냉각제와 용매 중에 포함되는 중합체를 이격하는 금속관 내벽에 중합체 파울링이 형성된다. 이 중합체 파울링은, 열전도율이 금속관에 비하여 약 두 자리 낮다는 점에서, 중합체 파울링이, 상기 반응열의 제거 즉 냉각을 현저하게 저하시킨다. 동시에, 실질적 관경이 가늘어짐으로써, 수송 펌프의 부하가 증가하여, 수송 펌프의 손상이나 유량 저감의 폐해가 발생한다.

이 중합체 파울링의 발생 증대를 방지하기 위해,

(1) 반응기 내 및 이송관 내의 유속을 높일 것

(2) 반응기 내 및 이송관 내 표면의 요철을 가능한 한 작게 할 것

(3) 중합체 파울링의 기점이 촉매 및 중합체 입자의 정전 부착이라고 하는 설에 기초하는 정전 제거제를 첨가할 것

(4) 에틸렌 피드 노즐의 구조를 개량할 것

(5) 플랜지의 갭 등에 중합체가 대류하지 않도록 하는 구조로 개량할 것이 제안되어 있다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조).

종래 기술의 중합체 파울링 방지 방법으로서, 특정한 화학식으로 표시되는 수 평균 분자량이 30000 이하인 폴리옥실렌계 중합체를 포함하는 파울링 방지제를, 중합 장치 내 또는 후속 행정의 용제 중합물 용액 내 성분에 첨가하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

다른 종래 기술의 중합체 파울링 방지 방법, 즉 중합 반응기로의 촉매 슬러리 공급계의 폐색을 방지하고, 연속 운전을 가능하게 하는 올레핀 중합 방법으로서, 올레핀 중합 방법이며, 고체에 담지한 예비 중합 촉매를 포함하는 촉매 슬러리를, 올레핀의 본 중합을 행하는 기상 반응기에 공급할 때, 해당 예비 중합 촉매 1g에 대하여, 0.3 내지 3.0mg의 유기 알루미늄 화합물을 동반시키는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

다른 종래 기술의 중합체 파울링 방지 방법으로서, 고온의 프로세스 스트림에 노출되는 금속 튜브 열교환 장치에 부식 및 부식으로 유도되는 파울링에 대한 저항성을 부여하기 위해, 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 프로세스 스트림을 가열 또는 냉각하기 위한 전열 장치(10)이며, 상기 전열 장치(10)는, X, Y 및 Z를 포함하는 스틸 합금으로 형성되는 튜브이고, 상기 튜브는, 40 마이크로 인치(1.1㎛) 미만의 산술 평균 표면 조도를 갖는 스틸 합금으로 이루어지는 기재층, 내측 표면 및 외측 표면 중 적어도 한쪽 위에 형성된 10 내지 40중량％의 크롬을 함유하는 크롬 부화 산화물층, 황화물, 산화물, 산황화물 또는 그들의 혼합물을 포함하는 상기 크롬 부화 산화물층의 3층을 포함하는 전열 장치(10) 등의 표면 상에 형성된 표면 보호층을 형성하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

상술한 기술에 의해서도 중합체 파울링의 발생은, 산업상 요구를 충족시킬 정도로 유효하게 방지도 감소도 시킬 수 없기 때문에, 또 다른 방법, 기술이 제안되어 있다. 즉, 금속 배관의 내벽에, 약액 또는 필요한 가스에 의해 제거될 수 있는 박막을 피착 형성하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4 참조).

다른 중합체 파울링 발생 방지 기술로서, 내벽에 수지 피막을 형성시킨 용기를 사용하여 화학적 조작 또는 물리적 조작을 행하여, 해당 조작의 공정 중에 용기 내벽에 생성된 스케일을 상기 수지 피막과 함께 제거하는 스케일 제거 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 5 참조).

또 다른 중합체 파울링 발생 방지 기술로서, 액체 또는 페이스트상의 유동물을 송액하는 배관 내에 배치하는 튜브에 있어서, 튜브를 배관 내에 관통하여 적재하고, 한쪽 단부변을 봉쇄한 해당 튜브의 타단부로부터 해당 튜브 내로 송기하여 해당 튜브를 부풀려 관로 내에 밀착시킨 후에 해당 튜브, 양단부를 튜브의 내측으로부터 배관의 단부에 밀착 고정하는 배관용 이너 튜브의 설치 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 6 참조).

일본 특허 제5399478호 공보 일본 특허 공개 제2010-006988호 공보 일본 특허 공개 제2013-011437호 공보 일본 특허 공개 평10-204668호 공보 일본 특허 공개 평05-093001호 공보 일본 특허 공개 제2012-232512호 공보

「폴리에틸렌 기술 독본」 마츠우라 가즈오ㆍ미카미 나오타카 편저, 주식회사 공업 조사회 2001년 7월 1일 발행

중합체 파울링은, 비특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 물리적으로는 고속으로 통과시키는 것, 접촉면에서의 보호층의 형성, 체류 발생 저지, 화학적으로는 정전기 방지제를 첨가하는 것 등에 의해 해소할 수 있다고 생각되고 있다.

그러나, 현실적으로는, 상기 특허의 중합체 파울링 대책 모두 불완전하며, 중합체 파울링의 발생에 의한 냉각 효율의 저하나, 중합체 파울링에 의한 유로의 협애화 즉 유량의 감소가 산업계의 큰 장해로 된 상태이다.

한편, 특허문헌 4 및 5에 의해 제안된 기술은, 이미 내벽에 형성된 박막이나 수지 피막이 운전 조건 변경 등에 의해 용해되거나 박리되거나 하여, 새롭게 생성된 중합체 중에 혼입될 우려가 극히 높아, 품질 관리상 받아들여지지 않는 문제를 포함하고 있다.

특허문헌 6에 의해 제안된 기술은, 유연하며 권취 상태로 보관된 이너 튜브는, 원기둥 통을 묶은 이송 장치의 각 원기둥 통, 예를 들어 약 10m인 것의 전체 길이에 장착하는 것이 극히 곤란하여, 공업상 실시가 실질상 불가능하다고 추정된다.

본 발명자가 확인한 중합체 파울링이 발생하는 실제의 예로서, 중합체 이송 냉각 장치는, 직경 170㎝의 원형 단면에, 외측 직경 25.4㎜, 두께 1.2㎜, 길이 10m의 SUS304제 원통관 약 1500개를 균등 피치로 고정하여 원기둥 다발을 형성하고 있다.

이 원기둥 다발은, 전체를 내압 셸 내에 설치하고, 셸 내 하부 입구로부터 냉매를 압입함으로써, 냉매가 원기둥 다발의 사이로 유입된다. 냉매는, 각 원통관의 주위를 흘러 각 원통관 내의 용매와 중합물의 혼합 용액을 냉각한다.

냉각됨으로써 과포화 상태로 된 중합체는, 용매로부터 석출 분리되어, 일부는 관벽에 부착 성장하여 파울링을 형성한다. 그 결과, 액체 고체의 혼합액은, 유로가 가는 원통관 내를 유동하게 되어, 정압 펌프의 유량이 저하되고, 정상 운전을 할 수 없게 되어 버린다.

이 중합체 이송 냉각 장치는 압력 용기이며, 규칙에 의해 정기 점검이 의무화되어 있다.

전술한 중합체 용액 이송 냉각 장치는, 통상 24시간 연속 운전된다. 그 경우, 약 6개월 내지 1년 경과 후에는, 원기둥관 내벽에 석출 퇴적된 중합체 파울링이 누승적으로 증가하여, 중합체 생성물 용액의 유동을 현저하게 방해하게 된다. 그 결과, 정압 펌프의 토출량이 저하되고, 일정한 운전 조건을 확보할 수 없게 되어, 냉각 장치의 작동을 정지하여 중합체 파울링의 제거를 해야만 한다.

이러한 종래 기술로는 피할 수 없는 중합체 이송 장치의 중합체 파울링의 제거 작업은, 산업상 대부분의 경우, 고압수 세정으로 행해지고 있다.

고압수 세정은, 왕복 이동 펌프에 의해 가압한 고압수를 노즐로부터 분사시키고, 분사 충격 에너지에 의해 퇴적된 중합체 파울링을 관벽으로부터 박리하고, 분쇄하여, 배출ㆍ제거한다.

해당 고압의 값은, 예를 들어 고압 7MPa 이상 30MPa, 초고압 30MPa 이상 100MPa, 초초고압 100MPa 이상 250MPa에서도 행해지고 있다. 공익 사단 법인 일본 세정 기술 기능 개발 협회 발행의 「산업 세정(고압 세정 작업) 안전 위생 관리 지침」에 따르면, 고압수 세정은, 특정한 검정을 받은 작업자가 행하고, 감시자를 두고, 튼튼한 발판을 만들지 않으면 안된다.

하나의 중합체 이송 냉각 장치의 세정에는, 발판 설치 등에서부터 검사 종료까지 2주일 이상을 요하는 경우가 있다. 게다가, 고압수 세정을 행하고 있는 동안에는, 중합체 제조를 정지해야만 한다는 점에서, 불가동 손실이 발생하여, 산업 활동상 극히 영향이 큰 장해이다.

(발명의 목적)

본 발명은 종래 기술의 어느 것에 의해서도 해결되지 않은 중합체 제조 라인 등에서의 용액 이송 냉각 장치의 상술한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 용액 이송 냉각 장치 내의 고형분의 퇴적을, 종래 기술에 비하여 극히 간이한 작업 설비에 의해, 소수의 현장 작업자에 의해 단시간에, 게다가 고압수 세정 등의 위험 작업을 행하지 않고, 파울링 퇴적물을 제거할 수 있는 용액 이송 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 생성된 액체 고체 혼합물 등의 용액에 바람직하지 않은 중합물 등의 관 부착물이 혼입될 우려가 적은 용액 이송 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 종래 기술의 고압수 세정에 의해 발생하는 산업 폐기물의 배출량에 비하여 극히 적은 산업 폐기물의 배출량인 용액 이송 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은

강성 냉매 외통의 내부에, 복수의 강성 용액 외통을 서로 평행하게 배치한 용액 이송 냉각 장치에 있어서,

상기 강성 용액 외통의 내부에, 상온 상압에서 상기 강성 용액 외통의 내경보다 작은 외경을 갖고, 이송되는 용액의 온도 상승 및 압력 증가 중 적어도 하나에 의해 신장되어 상기 강성 용액 외통의 내면에 접하고, 상기 냉매에 의한 냉각 또는 압력 저하에 의해 축소되는 박육 내통을 배치한 것을 특징으로 하는 용액 이송 냉각 장치이다.

본 발명은 또한,

중합 반응 장치와, 당해 중합 반응 장치의 중합 생성물 출구부에 연결된 냉각 유로부(열교환기)를 갖는 중합체 제조 장치이며,

상기 냉각 유로부는, 강성 냉매 외통의 내부에, 복수의 강성 외통을 서로 평행하게 배치한 액체 고체 혼합물 이송 장치를 갖고,

상기 강성 혼합물 외통의 내부에, 상온 상압에서 상기 강성 혼합물 외통의 내경보다 작은 외경을 갖고, 이송되는 용액의 온도 상승 및 압력 증가 중 적어도 하나에 의해 신장되어 상기 강성 혼합물 외통의 내면에 접하고, 상기 용액의 상기 냉매에 의한 냉각 또는 압력 저하에 의해 축소되는 박육 내통을 배치한 것을 특징으로 하는 중합체 제조 장치이다.

본 발명의 액체 이송 냉각 장치에 따르면, 액체 이송 장치 내의 중합체 등 등의 고형분의 퇴적을, 종래 기술에 비하여 극히 간이한 작업 설비에 의해, 소수 작업자에 의해 단시간에, 또한 안전하게 제거할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 용액 이송 냉각 장치에 따르면, 또한, 새롭게 생성된 중합체 용액 등의 피이송 냉각 유체에, 관 내면에 부착된 기존 중합체 등의 바람직하지 않은 불순물이 혼입될 우려가 없다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 액체 이송 장치에 따르면, 또한, 종래의 고압수 세정 기술에 비하여 산업 폐기물의 배출이 극히 적다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 액체 이송 장치를 적합하게 실시할 수 있는 것으로서, 중합체의 제조에 있어서의 중합 반응, 가교 반응 등의 화학적 조작, 탈용제, 혼합 등의 물리적 조작의 공정 중의 용액 이송을 들 수 있다. 또한, 도료, 접착제 등의 중합체를 주성분으로 하는 조성물의 제조 등에 있어서의 중합체와 다른 성분의 혼합, 탈용제 등의 물리적 조작의 공정 중의 용액 이송 등에도 적용할 수 있다.

본 발명은, 예를 들어 폴리(메트)아크릴산 메틸, 폴리(메트)아크릴산 에틸, 폴리(메트)아크릴산 부틸 등의 (메트)아크릴산 에스테르계 중합체, 우레탄계 중합체, 염화비닐계 중합체, 염화비닐리덴계 중합체, SBR, 아세트산 비닐계 중합체 등의 중합체, 혹은 이들을 구성하는 단량체의 공중합체의 제조 시의 용액 이송에 적용되고, 우레탄 에멀전, 아크릴 에멀전 등의 에멀전에서의 용액 이송에도 바람직하게 적용할 수 있는 것이다.

(발명의 실시 형태)

상기 본 발명에 있어서, 상기 박육 내통이, SUS300계 스테인리스강, 알루미늄 합금, 구리 합금 등에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 또한 상기 박육 내통이, 그 단부가 박육 내통 지지 원판에 코오킹되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 또한 상기 용액이 용제와 중합 생성물의 혼합 용액인 것을 특징으로 한다.

도 1은 제1 실시 형태의 용액 이송 냉각 장치의 부분적으로 절개한 정면도이다.
도 2는 도 1의 선 II-II를 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 점선 III으로 나타내는 영역의 확대도이다.
도 4는 강성 용액 외통 및 박육 내통의 고착 설명도이다.
도 5는 본 발명의 원리 설명을 위한 설명 참고도이다.

본 발명의 실시 형태의 용액 이송 냉각 장치를 도면에 기초하여 설명한다. 실시 형태의 설명에서의 수치는, 모두 예시이다.

본 발명의 실시 형태의 용액 이송 냉각 장치(1)는, 열교환 기능을 갖고, 폴리에틸렌 중저압 중합법을 실시하는 압력 용기에 사용하는 셸 앤드 튜브형 장치이다. 셸 앤드 튜브형 열교환기로서는, 고정관 판식, 유동 헤드식, U자관식의 3 타입이 알려져 있다. 용액 이송 냉각 장치(1)는, 유동 헤드식이며, 피열교환 유체의 고온ㆍ고압에 의한 긴 열교환 튜브의 신축을 유동 헤드 덮개의 이동에 의해 흡수한다.

용액 이송 냉각 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 몸통체 즉 셸(10) 내를 튜브 시트(12)에 의해 구획함으로써, 피열교환 유체실(14)과 냉매실(16)을 형성하고 있다.

피열교환 유체(R)를 수용하는 피열교환 유체실(14)은, 셸(10)의 단부를 셸 커버(20)에 의해 막아 형성되어 있다. 셸(10)의 피열교환 유체실(14)의 어느 부분에 있어서, 하측에 피열교환 유체 입구(22)가 배치되고, 상측에 피열교환 유체 출구(24)가 형성되어 있다. 피열교환 유체실(14)은, 구획판(40)에 의해, 하측의 피열교환 유체실 고온부(14a)와 하측의 피열교환 유체실 저온부(14b)로 나누어져 있다.

피열교환 유체(R)로서, 노르말헥산과 중합체의 혼합체가 예시된다.

냉각수 등의 냉매(W)를 수용하는 냉매실(16)은, 셸(10)의 단부가 냉매실 덮개(30)에 의해 막혀지고, 내부에 예를 들어 약 2000개의 열교환 튜브(32)가 서로 평행하게 배치되어 있다. 냉매실(16) 내에 있어서, 튜브 시트(12)의 반대측에는, 유동 헤드 덮개(34)가 배치되어 있다. 냉매실(16)에는, 냉매(W)를 교반하기 위한 방해판(36)이 배치되어 있다.

용액 이송 냉각 장치(1)의 열교환 튜브(32)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 냉매를 유통시키기 위한 철제의 강성 냉매 외통(100)의 내부에, 용매 중에 생성물을 포함하는 혼합 용액을 유통시키기 위한 SUS304제의 강성 혼합물 외통(102)을 서로 평행하게 배치하여 구성된다.

강성 냉매 외통(102)의 냉매 유통 부분의 길이는 10m이며, 도 3에 도시하는 바와 같이, 외경이 25.4㎜, 두께가 2.0㎜이고, 내경이 21.4㎜이다.

강성 용액 외통(102)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 강성 용액 외통(102)의 양단부 근방의 내부에 고착된 강성 용액 외통 지지판(104)에 용접(106)에 의해 고착되어 있다.

강성 혼합물 외통(102)의 각각의 내부에는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 박육 내통(110)이 배치되어 있다. 박육 내통(110)은, 내경이 21.30㎜이고, 두께가 0.04㎜이다. 박육 내통(110)의 양단부는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 코오킹되어, 강성 혼합물 외통(102)의 단부 상에 고착된다.

이하에, 박육 내통(110)이, 이송되는 용액, 예를 들어 반응 생성물과 용매의 혼합액의 온도 및 압력으로 신장되어, 파단되지 않고 강성 용액 외통(102)의 내면에 접하고, 또한 제압 즉 용액을 제거함으로써 박육 내통(110)이 직경 축소되어 원래의 직경으로 복귀되는 것, 및 이송되는 용액 즉 액체 고체 혼합물의 온도 및 압력으로 신장되었을 때, 박육 내통(110)이 강성 용액 외통(102)에 의해 백업되는 즉 박육 내통(110)이 강성 용액 외통(102)에 의해 주위가 지지되는 것을, 연산에 의해 설명한다.

박육 원통(110)의 후프력 즉 주위 방향의 인장 응력 σ_iN/㎡는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 내경 Dmm, 두께 tmm, 길이 lmm, 내압 P파스칼이라고 할 때,

σ_i=pDl/2tl=PD/2t … (1)

이다. 예를 들어, 주식회사 기술 평론사 2012년 5월 25일 발행 「입문 재료 역학」((유)미츠타카 저) 제70페이지 제8행의 「원주 방향에 발생하는 인장 응력」에 기재되어 있는 바와 같다.

여기서, SUS304의 허용 인장 응력은, JISG4303에 따르면, 40℃에 있어서 194MPa, 75℃에 있어서 180MPa, 100℃에 있어서 171MPa이다.

공업상 많이 보여지는, 피열교환 유체실 고온부(14a)의 온도가 70℃, 1.20MPa이고, 피열교환 유체실 저온부(14b)의 온도가 57℃, 1.14MPa인 것을 고려하여, 이하의 값에 의해 연산한다.

강성 용액 외통(102)의 두께는 2.0㎜이다. 강성 용액 외통(102)의 내경은 21.40㎜이다. 박육 내통(110)은, 외경이 21.37㎜이다. 박육 내통(110)의 두께는 0.04㎜이다. 박육 내통(110)의 내압은 1.20MPa이다. 강성 용액 외통(102) 및 박육 내통(110)의 재료인 SUS304의 영률은 200GPa이다.

강성 용액 외통(102)의 내면과 박육 내통(110)의 외면의 클리어런스 즉 간격은, 0.03㎜의 절반인 0.015㎜이다.

(박육 내통이 강성 용액 외통에 밀착)

후프력 σ_i=PD/2t

=(1.2MPa×21.30mm)/(2×0.04mm)

=319.5(MPa)

훅의 법칙에 의해

변형 ε=응력 σ_i/영률

=319.5MPa/200GPa

=0.0016(0.16％)

따라서, 박육 내통(110)의 외경은, 내압에 의해

21.37mm×0.0016=0.034mm

증가하게 된다. 이 값은, 내압에 의해 박육 내통(110)이 강성 용액 외통(102)에 밀착할 가능성을 나타낸다.

(강성 용액 외통의 박육 내통 팽창의 백업)

강성 용액 외통(102)에, 내압 1.20MPa이 부하되었다고 가정한다.

후프력 σ_i=PD/2t

=(1.2MPa×23.40mm)/(2×2.0mm)

=7.02MPa

훅의 법칙에 의해

변형 ε=응력 σ_i/영률

=7.02MPa/200GPa

=0.000

따라서, 강성 용액 외통(102)에, 내압 1.20MPa이 부하되었다고 해도, 강성 용액 외통(102)은 거의 신장되지 않고, 박육 내통(110)의 백업이 가능하다.

(박육 내통의 직경 축소)

「도쿄 도립 산업 기술 연구 센터 연구 보고, 제5호, 2010년」(제78페이지) 등에 기재된 「0.2％ 내력」은, 어떠한 압력을 부하하여 제압하였을 때의 잔류 변형이 0.2％ 이내임을 나타낸다. 상기 논문에 따르면, SUS304의 0.2％ 내력은 314MPa이다. 즉, 314MPa은, SUS304에 있어서는 항복값 이상의 값이다. 단, 본 실시 형태에 있어서, 강성 용액 외통(102)과 박육 내통(110)의 클리어런스가 0.2％ 이내라면, 크리프 현상이나 금속 피로에 의해 잔류 변형이 발생하였다고 해도 0.2％ 이내에 머문다. 가령, 강성 용액 외통(102)과 박육 내통(110)의 클리어런스가 0.1％ 이내라면, 박육 내통(110)은, 강성 용액 외통(102)에 밀착되고, 강성 용액 외통(102)에 의해 백업되고, 제압 후 회복되어 원치수로 복귀된다.

이어서, 본 발명의 용액 이송 냉각 장치(1)의 사용 방법에 대하여 설명한다. 최초로, 강성 혼합물 외통(102)에 박육 내통(110)을 삽입한다. 이때, 박육 내통(110)이 예를 들어 514g으로 가벼운 것 외에, 강성 혼합물 외통(102)의 내면과 박육 내통(110)의 외면과의 사이에 공간이 있다는 점에서, 예를 들어 10m에 달하는 긴 것이라도 용이하게 삽입할 수 있다. 삽입된 박육 내통(110)은, 그대로여도 되지만, 바람직하게는 코오킹 가공 등에 의해 박육 내통(110)의 양단부를 강성 혼합물 외통(102)의 양단부에 고착한다.

이 상태에서 박육 내통(110) 내에 중합 생성물을 유입시키면, 중합 생성물의 압력에 의해 박육 내통(110)이 신장되어, 박육 내통(110)의 전체 외주면이 강성 혼합물 외통(102)의 내주면에 접한다. 그 결과, 박육 내통(110)의 전체 외주면이 강성 혼합물 외통(102)의 내주면에 의해 지지된다. 또한, 박육 내통(110)의 전체 외주면이 강성 혼합물 외통(102)의 내주면에 접함으로써, 박육 내통(110) 내를 이송되는 중합 생성물은, 강성 혼합물 외통(102)과 강성 냉매 외통(100)의 사이를 유동하는 냉매에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.

액체 고체 혼합물 이송 장치(1)의 장기간의 연속 작동에 의해, 박육 내통(110) 내에 중합체 파울링이 형성된 경우, 액체 고체 혼합물 이송 장치(1)로의 중합 생성물의 유입을 멈춘다. 이에 의해 박육 내통(110)은, 상압으로 복귀되고, 박육 내통(110)이 축소되어, 원래의 직경으로 복귀된다. 이 결과, 강성 혼합물 외통(102)의 내주면과 박육 내통(110)의 외주면의 사이에 공간이 생겨, 박육 내통(110)을 강성 혼합물 외통(102)으로부터 용이하게 취출할 수 있다.

취출한 박육 내통(110)은, 공장 등 작업하기 쉬운 장소에서 중합체 파울링을 제거한다. 중합체 파울링이 제거된 박육 내통(110)은, 상술한 방법에 의해 강성 혼합물 외통(102)에 넣는다.

예비 박육 내통(110)을 준비하여, 중합체 파울링이 형성된 박육 내통(110)을 해당 예비 박육 내통(110)으로 치환하는 것은, 중합체 파울링의 고소(高所) 제거 작업을 안전하게 또한 단시간에 행하는 것이며, 중합체의 생산 효율을 높이기 때문에 극히 유효하다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 광유를 지하로부터 취출하기 위한 배관 등과 같이 큰 온도 변화는 없고, 압력만이 변화하는 경우에 있어서도 실시할 수 있으며, 그 막힘을 효율적으로 배제할 수 있다.

1: 용액 이송 냉각 장치
100: 강성 냉매 외통
102: 강성 용액 외통
104: 강성 용액 외통 지지판
106: 용접
110: 박육 내통

Claims

강성 냉매 외통의 내부에, 복수의 강성 용액 외통을 서로 평행하게 배치한 용액 이송 냉각 장치에 있어서,
상기 강성 용액 외통의 내부에, 상온 상압에서 상기 강성 용액 외통의 내경보다 작은 외경을 갖고, 이송되는 용액의 온도 상승 및 압력 증가 중 적어도 하나에 의해 팽창하여 상기 강성 용액 외통의 내면에 접하고, 상기 용액의 냉각 또는 압력 저하에 의해, 상기 강성 용액 외통의 내주면과 박육 내통의 사이에 공간이 생기도록 직경 축소하는 상기 박육 내통을 배치한 것을 특징으로 하는, 용액 이송 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 박육 내통이 SUS300계 스테인리스강에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 용액 이송 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 박육 내통이 알루미늄 합금에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 용액 이송 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 박육 내통이 구리 합금에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 용액 이송 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 용액이 용제와 중합 생성물의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는, 용액 이송 냉각 장치.
중합 반응 장치와, 당해 중합 반응 장치의 중합 생성물 출구부에 연결된 냉각 유로부(열교환기)를 갖는 중합체 제조 장치이며,
상기 냉각 유로부는, 강성 냉매 외통의 내부에, 복수의 강성 용액 외통을 서로 평행하게 배치하고, 상기 강성 용액 외통의 내부에, 상온 상압에서 상기 강성 용액 외통의 내경보다 작은 외경을 갖고, 이송되는 용액의 온도 상승 및 압력 증가 중 적어도 하나에 의해 팽창하여 상기 강성 용액 외통의 내면에 접하고, 상기 용액의 냉각 또는 압력 저하에 의해, 상기 강성 용액 외통의 내주면과 박육 내통의 사이에 공간이 생기도록 직경 축소하는 상기 박육 내통을 배치한 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 박육 내통이 SUS300계 스테인리스강에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 박육 내통이 알루미늄 합금에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 박육 내통이 구리 합금에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 박육 내통이, 그 단부가 상기 강성 용액 외통에 코오킹되어 있는 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 용액이 용제와 중합 생성물의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는, 중합체 제조 장치.