KR20210035433A - Method for treating exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배기가스 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성 고무 제조 공정에서 발생하는 배기가스 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas treatment method, and more particularly, to an exhaust gas treatment method 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 it has elastic properties. However, the production of natural rubber produced from rubber trees is limited, so synthetic rubber to replace it is used in various fields. Synthetic rubber refers to a polymer material having the same or similar physical properties as natural rubber. Synthetic rubbers include butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, and the like.
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 prepare the synthetic rubber. By the way, the polymerization method for producing synthetic rubber has the following problems, respectively.
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, in the case of production by bulk polymerization, the viscosity of the reactant increases rapidly as the reaction proceeds, causing a mechanical load increase, and it is difficult to control the reaction temperature during additional polymerization, making it difficult to commercially mass-produce. There is this.
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.In addition, 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, surfactants that disperse monomer particles so that the polymer does not fuse and aggregate during reaction are used, and various dispersants such as water-insoluble particulate inorganic substances and organic substances are used depending on the monomers to be polymerized, and the purity of the final product. There is a drawback that it is lowered.
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, a solution polymerization method or an emulsion polymerization method 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 discharged in 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.On the other hand, development of a method for recovering unreacted monomers from the exhaust gas is required.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 배기가스 처리 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to provide an exhaust gas treatment method in order to solve the problems mentioned in the technology behind the present 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, it is an object of the present invention to provide a method of treating exhaust gas discharged from a process of producing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer 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 an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention comprises the steps of preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer in the presence of a solvent; Supplying a liquid stream containing a vinyl aromatic monomer and a solvent recovered in the step of preparing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged from the step of preparing the copolymer to the lower side of the absorption tower ; Dissolving the conjugated diene-based monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; And discharging a liquid stream including a vinyl aromatic monomer, a solvent, and a conjugated diene-based monomer to a lower discharge stream of the absorption tower.
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 step of preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer in the presence of a solvent is recovered in the copolymer manufacturing step. By treating using a liquid stream containing unreacted monomers, unreacted monomers in the 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 the unreacted monomer in the exhaust gas, by using a liquid stream containing the unreacted monomer recovered in the copolymer manufacturing step, there is no need to use a separate solvent, thereby reducing the cost for exhaust gas treatment. I can.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 방법의 공정 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for treating an exhaust gas 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.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a 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 mean the flow of fluid in the process, and may also mean the fluid itself flowing in the pipe. Specifically, the'stream' may mean both the fluid itself and the flow of the fluid flowing in a pipe connecting each device. In addition, the fluid may mean 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# hydrocarbons' in which'#' is a positive integer refers to all hydrocarbons having # carbon atoms. Thus, the term'C4 hydrocarbon' refers to a hydrocarbon compound having 4 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 aid 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. In the exhaust gas treatment method, preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer in the presence of a solvent; Supplying a liquid stream containing a vinyl aromatic monomer and a solvent recovered in the step of preparing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged from the step of preparing the copolymer to the lower side of the absorption tower ; Dissolving the conjugated diene-based monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; And discharging a liquid stream including a vinyl aromatic monomer, a solvent, and a conjugated diene-based monomer to a lower discharge stream of the absorption tower.
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 an 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-based monomer in the presence of a solvent may be a process for producing a 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 a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer. For example, the synthetic rubber may be at least one 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-based monomer is, for example, 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1, It may include at least one selected from the group consisting of 3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo means a halogen atom). More specifically, in the present invention, the conjugated diene-based 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 monomer is, for example, styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p- It may include at least one selected from the group consisting of methylphenyl) styrene and 1-vinyl-5-hexylnaphthalene. More specifically, in the present invention, the aromatic vinyl-based 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.In addition, 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 The above may be included, and the alicyclic hydrocarbon-based solvent may include at least one 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 the styrene-butadiene rubber (SBR) and solution styrene-butadiene rubber (SSBR) is a solution polymerization method (Solution Polymerization) or an emulsion polymerization method. It can be produced by continuous polymerization by the method of (Emulsion Polymerization).
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.As described above, exhaust gas is discharged in the process of producing synthetic rubber through a continuous polymerization reaction, and the exhaust gas contains a large amount of unreacted monomers. On the other hand, in the present invention, it is intended to provide a method for effectively recovering unreacted monomers in exhaust gas discharged from the synthesis 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 an 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-based monomer in the presence of a solvent comprises: a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and Supplying a solvent to polymerize, supplying a lower discharge stream to a first distillation column, and supplying an upper discharge stream to a third distillation column; Separating the unreacted conjugated diene-based monomer from the upper discharge stream, and supplying the lower discharge stream to the second distillation column; The second distillation column comprises the steps of separating the solvent from the upper effluent stream and separating the unreacted vinyl aromatic monomer from the lower effluent stream; And separating the unreacted conjugated diene-based monomer from the upper discharge stream and separating the solvent from the lower 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 steps of supplying a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and a solvent to the polymerization reactor for polymerization, supplying the lower discharge stream to the first distillation column, and supplying the upper discharge stream to the second distillation column include vinyl aromatic monomer, conjugated It may be a step of polymerizing a diene-based monomer to prepare the above-described synthetic rubber, and separating an unreacted vinyl aromatic monomer and an unreacted conjugated diene-based monomer.
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, the conjugated diene monomer, and the 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. I can. By supplying a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and a solvent to the polymerization reactor at a flow rate within the above range for polymerization, a solution styrene-butadiene rubber can be prepared.
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 ℃ to 90 ℃. For example, the operating temperature of the polymerization reactor may be 40 ℃ to 85 ℃, 45 ℃ to 80 ℃, or 45 ℃ to 55 ℃. In addition, 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 a temperature and pressure within the above range, a condition in which the solvent and the unreacted conjugated diene monomer exist in a vapor state is formed, and the polymerization temperature can be kept constant using the 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 lower discharge stream of the polymerization reactor may be supplied to the first distillation column after removing light by-products before being supplied to the first distillation column. In this case, as an example of a method of removing the hard by-product, a stripper may be used. Specifically, the polymerization reactor lower discharge stream may be supplied to the first distillation column after passing through a stripper. The polymerization reactor upper discharge stream contains unreacted conjugated diene-based monomer and a solvent, and the lower discharge stream is unreacted vinyl. 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-based monomer from the upper discharge stream, and supplying the lower discharge stream to the second distillation column is a step for separating unreacted conjugated diene-based monomer and unreacted vinyl aromatic monomer. 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. In addition, 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 within the above range, the content of the solvent in the lower discharge stream of the first distillation column may 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.In the second distillation column, separating the solvent from the upper discharge stream and separating the unreacted vinyl aromatic monomer from the lower discharge stream may be a step for separating the unreacted vinyl aromatic monomer 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 ℃ to 110 ℃. 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. In addition, 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 within the above range, the mixing ratio of the unreacted vinyl aromatic monomer and the solvent in the stream discharged to the bottom may 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 upper discharge stream may be fed to a condenser before being fed to the third distillation column, some streams of the condenser discharge stream may be fed back to the polymerization reactor, and the remaining stream may be 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.In the third distillation column, the step of separating the unreacted conjugated diene-based monomer from the upper discharge stream and separating the solvent from the lower discharge stream may be a step for separating the high purity unreacted conjugated diene-based monomer.
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 ℃ to 100 ℃. 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. In addition, 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 a temperature and pressure within the above range, the unreacted conjugated diene monomer can be separated from the upper discharge stream with high purity, and the solvent can be recovered from the lower discharge stream and reused.
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 an embodiment of the present invention, in the step of 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 the solvent, the second distillation column lower discharge stream is liquid It can be fed as a stream to the upper side of the absorption tower. In this case, the content of the vinyl aromatic monomer and the solvent in the lower discharge stream of the second distillation column may 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 comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer in the presence of the solvent, a condenser is installed on each of the polymerization reactor and the third distillation column, The exhaust gas discharged from the condenser may be supplied to the lower side of the absorption tower as a gaseous stream.
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 ratio of the unreacted conjugated diene-based monomer and the solvent to the vapor stream supplied to the condenser installed above the polymerization reactor may be about 1:9 to 5:5. At this time, the stream containing the unreacted conjugated diene-based monomer and the solvent in the ratio of the above range is supplied to a condenser operated at a pressure of 0.1 BAR.G or higher. Reaction conjugated diene-based monomers may be present. In this case, the uncondensed unreacted conjugated diene-based monomer may be discharged using an inert gas, and the discharged stream may be supplied to the lower side of the absorption tower. In this case, the inert gas may contain 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. In addition, the ratio of the unreacted conjugated diene-based monomer and the solvent in the vapor stream supplied to the condenser installed on the third distillation column may be about 99.9:0.1 to 95:5. At this time, the stream containing the unreacted conjugated diene-based monomer and the solvent in the ratio of the above range is supplied to a condenser operated at a pressure of 4.3 BAR.G or higher. Reaction conjugated diene-based monomers may be present. In this case, the uncondensed unreacted conjugated diene-based monomer may be discharged using an inert gas, and the discharged stream may 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 an embodiment of the present invention, the liquid stream containing the vinyl aromatic monomer and the solvent recovered in the step of preparing the copolymer is supplied to the upper side of the absorption tower, and the exhaust gas discharged in the step of preparing the copolymer 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 capable of recovering a specific component in the gaseous stream. For example, the absorption tower may include a spray tower, a tray tower, a packed tower, and a jet bubbling reactor.
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 parts by weight to 40 parts by weight of a vinyl aromatic monomer, and 60 parts by weight to 95 parts by weight of a solvent, based on a total of 100 parts by weight. For example, the liquid stream contains 5 parts by weight to 35 parts by weight, 10 parts by weight to 35 parts by weight, or 10 parts by weight to 30 parts by weight of a vinyl aromatic monomer, based on a total of 100 parts by weight, and 65 parts by weight to 95 parts by weight of the solvent. 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 the vinyl aromatic monomer and the solvent in the liquid stream may be adjusted through the temperature of the lower discharge stream of the second distillation column controlled according to the operating temperature and pressure of the second distillation column in the step of preparing the copolymer. . By controlling the contents of the vinyl aromatic monomer and the solvent in the liquid stream within the above range, unreacted conjugated diene-based 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 lower discharge stream of the second distillation column may be 5° C. to 20° C. For example, the temperature of the lower discharge stream of the second distillation column may be 5°C to 18°C, 5°C to 15°C, or 8°C to 13°C. By supplying the lower discharge stream 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. In this case, the exhaust gas may contain 70 parts by weight or more of a conjugated diene-based monomer based on 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 the conjugated diene-based monomer based on 100 parts by weight. In this way, by recovering and reusing unreacted monomers contained in an exhaust gas of 70 parts by weight or more in the exhaust gas discharged in the step of preparing the copolymer, there is an effect of cost reduction.
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. Since the exhaust gas and the liquid stream are supplied to the absorption tower at a flow rate 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 an embodiment of the present invention, the absorption tower dissolves the unreacted conjugated diene-based monomer contained in the exhaust gas in the supplied liquid stream, and then discharges the exhaust gas to the upper discharge stream of the absorption tower, and the liquid phase as the lower discharge stream. The 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 upper discharge stream of the absorption tower may contain 20 parts by weight or less of a conjugated diene-based monomer based on a total of 100 parts by weight. For example, the upper discharge stream of the absorption tower may include 1 to 20 parts by weight, 1 to 15 parts by weight, or 1 to 12 parts by weight of a conjugated diene monomer, based on a total of 100 parts by weight. As described above, by reducing the content of unreacted conjugated diene monomer in the exhaust gas discharged to the upper exhaust stream of the absorption tower to the above range, the content of the recovered unreacted conjugated diene monomer is increased, and this is reused in the step of preparing a copolymer. By doing so, it is possible to reduce the cost of manufacturing the copolymer.
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 upper exhaust stream of the absorption tower may further include a gas scrubber for purification and/or cleaning.
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 lower discharge stream of the absorption tower may include a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and a solvent. Specifically, the absorption tower lower discharge stream is a liquid stream in which a conjugated diene-based monomer contained in exhaust gas is dissolved, and the conjugated diene-based monomer may be included in addition to a vinyl aromatic monomer and a solvent included 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 lower discharge stream of the absorption tower is a stream containing monomers and solvents required in the step of preparing the copolymer, and may be reused in the step of preparing 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 lower discharge stream of the absorption tower may include 5 parts by weight to 30 parts by weight of vinyl aromatic monomer based on the total 100 parts by weight. For example, the absorption tower lower discharge stream may include 5 parts by weight to 28 parts by weight, 5 parts by weight to 25 parts by weight, or 7 parts by weight to 25 parts by weight of a 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 lower discharge stream may contain 10 parts by weight to 25 parts by weight of a conjugated diene-based monomer based on a total of 100 parts by weight. For example, the absorption tower lower discharge stream may include 12 parts by weight to 25 parts by weight of a conjugated diene-based monomer, 12 parts by weight to 20 parts by weight, or 12 parts by weight to 18 parts by weight 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.In addition, the absorption tower lower discharge stream may contain 50 parts by weight to 85 parts by weight of a solvent based on a total of 100 parts by weight. For example, the absorption tower lower discharge stream may include 50 to 83 parts by weight, 53 to 80 parts by weight, or 55 to 78 parts by weight of a solvent 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.The process cost can be reduced by reusing the lower discharge stream of the absorption tower including the vinyl aromatic monomer, the conjugated diene-based monomer, and the solvent within the above range in the step of preparing the 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, a condenser, a reboiler, a pump, a compressor, a mixing device and a separation device 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 by examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention and the scope of the technical idea are obvious to those skilled in the art, and the scope of the present invention is not limited thereto.
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.With respect to the process flow diagram shown in Fig. 1, the process was simulated using the Aspen Plus simulator of Aspen Tech. At this time, a styrene monomer was used as the 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.Constituents 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 absorption tower upper discharge stream (C) and the absorption tower lower discharge stream (D), The flow rate, temperature and pressure are shown in Table 1 below.
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 and supplied.
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.Constituents 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 absorption tower upper discharge stream (C) and the absorption tower lower discharge stream (D), The flow rate, temperature and pressure are shown in Table 2 below.
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, but the liquid stream (A) supplied to the upper side of the absorption tower was supplied as a pure n-hexane solvent instead of the liquid stream discharged from the copolymer preparation 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.Constituents 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 absorption tower upper discharge stream (C) and the absorption tower lower discharge stream (D), The flow rate, temperature and pressure are shown in Table 3 below.
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 the case of Examples 1 and 2, the liquid stream and exhaust gas discharged from the step of preparing the copolymer were respectively supplied to the upper side and the lower side of the absorption tower. In this case, the absorption tower It can be seen that the content of the 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 having an n-hexane content of 90% by weight and a styrene monomer content of 10% is supplied to the upper side of the absorption tower, it can be confirmed that the 1,3-butadiene monomer is better dissolved in the liquid stream. have.
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 the case of Examples 1 and 2, the liquid stream discharged from the step of preparing the copolymer was used as a solvent, but in comparison, since the comparative example used a pure n-hexane solvent, the cost of using an additional solvent was reduced. There is a problem that occurs.
100: 흡수탑100: absorption tower
Claims (10)
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-based monomer in the presence of a solvent;
Supplying a liquid stream containing a vinyl aromatic monomer and a solvent recovered in the step of preparing the copolymer to the upper side of the absorption tower, and supplying exhaust gas discharged from the step of preparing the copolymer to the lower side of the absorption tower ;
Dissolving the conjugated diene-based monomer contained in the exhaust gas in the liquid stream supplied from the absorption tower; And
And discharging the exhaust gas to the upper exhaust stream of the absorption tower.
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.The method of claim 1,
The liquid stream includes 5 parts by weight to 40 parts by weight of a vinyl aromatic monomer, and 60 parts by weight to 95 parts by weight of a solvent, based on a total of 100 parts by weight.
상기 배기가스는 공액디엔계 단량체 및 불활성 가스를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.The method of claim 1,
The exhaust gas treatment method of the exhaust gas containing a conjugated diene-based monomer and an inert gas.
상기 배기가스는, 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 70 중량부 이상을 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.The method of claim 3,
The exhaust gas, based on a total of 100 parts by weight, the exhaust gas treatment method containing at least 70 parts by weight of a conjugated diene-based monomer.
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.The method of claim 1,
The step of preparing a copolymer comprising a repeating unit derived from a vinyl aromatic monomer and a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer in the presence of a solvent,
Supplying a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and a solvent to the 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;
Separating the unreacted conjugated diene-based monomer from the upper discharge stream, and supplying the lower discharge stream to the second distillation column;
The second distillation column comprises the steps of separating the solvent from the upper effluent stream and separating the unreacted vinyl aromatic monomer from the lower effluent stream; And
The third distillation column comprises the step of separating the unreacted conjugated diene-based monomer from the upper discharge stream and separating the solvent from the lower discharge stream. Exhaust gas treatment method.
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.The method of claim 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.
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도는 5 ℃ 내지 20 ℃인 배기가스 처리 방법.The method of claim 6,
The exhaust gas treatment method in which the temperature of the second distillation column lower discharge stream is 5°C to 20°C.
상기 흡수탑 상부 배출 스트림은, 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 20 중량부 이하를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.The method of claim 1,
The exhaust gas treatment method of the absorption tower upper discharge stream containing 20 parts by weight or less of a conjugated diene-based monomer based on a total of 100 parts by weight.
상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 비닐 방향족 단량체, 공액디엔계 단량체 및 용매를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.The method of claim 1,
The exhaust gas treatment method of the absorption tower lower exhaust stream contains a vinyl aromatic monomer, a conjugated diene-based monomer, and a solvent.
상기 흡수탑 하부 배출 스트림은 전체 100 중량부를 기준으로 비닐 방향족 단량체 5 중량부 내지 30 중량부를 포함하는 것인 배기가스 처리 방법.The method of claim 9,
The exhaust gas treatment method in which the absorption tower lower discharge stream contains 5 parts by weight to 30 parts by weight of vinyl aromatic monomers based on a total of 100 parts by weight.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |