KR20220146841A

KR20220146841A - 염화비닐계 중합체의 제조방법

Info

Publication number: KR20220146841A
Application number: KR1020210053605A
Authority: KR
Inventors: 배흥권; 안성용; 김건지; 이세웅; 하현규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2022-11-02

Abstract

본 발명은 중합 반응기; 상기 중합 반응기와 연결되는 환류 응축기; 및 상기 환류 응축기와 연결되는 회수 배관;을 포함하는 중합장치에서의 염화비닐계 중합체의 제조에 있어서, 상기 중합 반응기에서 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제1 단량체 혼합물을 투입하고 중합을 개시하는 단계; 및 상기 중합 반응기로부터 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제2 단량체 혼합물을 상기 회수 배관을 통해 회수하고, 상기 중합 반응기에 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제3 단량체 혼합물을 투입하면서 중합하는 단계를 포함하는 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

염화비닐계 중합체의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING VINYL CHLORIDE-BASED POLYMER}

본 발명은 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 염화알킬의 함량을 저감시켜, 미반응 염화비닐계 단량체의 재활용률을 높일 수 있는 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것이다.

염화비닐계 중합체의 제조에 사용되는 단량체는 순수 염화비닐계 단량체(신생 염화비닐계 단량체)와 중합 종료 후 회수되는 회수 염화비닐계 단량체로 구별된다. 신생 염화비닐계 단량체라고 할지라도, 소량의 이물질이 존재하게 되는데, 이물질 중 함량이 가장 높은 것이 염화알킬이다. 염화알킬은 이중 결합이 존재하지 않아 반응에 참여할 수 없으므로, 중합 종료 후 염화비닐계 단량체와 함께 회수된다.

한편, 회수 염화비닐계 단량체는 비용 절감을 위하여 중합에 재사용될 수 있는데, 재사용 횟수가 증가할수록, 회수 염화비닐계 단량체 내 염화알킬의 함량도 증가하게 된다. 이 경우, 염화알킬로 인해 최종 수득되는 염화비닐계 중합체 슬러리의 양이 적어져 제조 효율이 저하되고, 중합 중에도 염화비닐 단량체 대비 기화 온도가 10 ℃ 가량 낮은 염화알킬이 환류 응축기에서 잘 응축되지 않아, 중합 중 환류 응축기의 제열 효율을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 발생시키는 염화알킬을 제거하거나 줄이기 위하여, 회수 염화비닐계 단량체를 소각하였는데, 그 이유는 염화알킬과 염화비닐은 성상이 유사하여 분류하기 어렵기 때문이다. 이에 염화알킬과 함께 염화비닐까지 폐기해야 했고, 이로 인해 경제적인 손해가 매우 컸다.

JP

1995-252304

A

본 발명의 목적은 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 함량을 저감시켜, 미반응 염화비닐계 단량체의 재활용률을 높일 수 있는 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 중합 반응기; 상기 중합 반응기와 연결되는 환류 응축기; 및 상기 환류 응축기와 연결되는 회수 배관;을 포함하는 중합장치에서의 염화비닐계 중합체의 제조에 있어서, 상기 중합 반응기에서 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제1 단량체 혼합물을 투입하고 중합을 개시하는 단계; 및 상기 중합 반응기로부터 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제2 단량체 혼합물을 상기 회수 배관을 통해 회수하고, 상기 중합 반응기에 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제3 단량체 혼합물을 투입하면서 중합하는 단계를 포함하는 염화비닐계 중합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 염화비닐계 중합체의 제조방법은 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 함량을 저감시켜, 미반응 염화비닐계 단량체의 재활용률을 높일 수 있다.

또한, 재활용되기 어려운 단량체 혼합물만을 중합 중 회수 배관을 통해 별도로 제거할 수 있으므로, 제조 원가 손실을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법에서 사용된 중합장치의 일례를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

용어의 정의

본 발명에서 ‘염화비닐계 단량체’는 순수한 염화비닐계 단량체 뿐만 아니라 염화비닐 단량체를 주체로 하고 이와 공중합이 가능한 비닐계 단량체와의 혼합물을 의미할 수 있다. 상기 염화비닐 단량체와 공중합이 가능한 비닐계 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 초산비닐, 프로피온산 비닐, 아크릴로니트릴, 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산 및 말레인산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명에서 ‘중합전환율’은 하기 식으로 산출할 수 있다.

중합전환율(%) = {(중합이 종료될 때까지 투입되는 염화비닐계 단량체의 중량)-(중합전환율을 측정하는 시점에서 미반응된 단량체의 중량)}/(중합이 종료될 때까지 투입되는 염화비닐계 단량체의 중량) × 100

염화비닐계 중합체의 제조방법

본 발명의 일 실시예에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법은 중합 반응기; 상기 중합 반응기와 연결되는 환류 응축기; 및 상기 환류 응축기와 연결되는 회수 배관;을 포함하는 중합장치에서의 염화비닐계 중합체의 제조에 있어서, 상기 중합 반응기에서 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제1 단량체 혼합물을 투입하고 중합을 개시하는 단계; 및 상기 중합 반응기로부터 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제2 단량체 혼합물을 상기 회수 배관을 통해 회수하고, 상기 중합 반응기에 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제3 단량체 혼합물을 투입하면서 중합하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제3 단량체 혼합물의 함량은 상기 제2 단량체 혼합물의 함량보다 같거나 적을 수 있고, 바람직하게는 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 3 내지 11.5 중량부, 보다 바람직하게는 7 내지 11 중량부일 수 있다. 상술한 조건을 만족하면, 중합 반응기의 압력 및 온도에 미치는 영향을 최소화하면서, 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 염화알킬의 함량을 저감시킬 수 있으므로, 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 미반응 염화비닐계 단량체의 재활용률을 높일 수 있다.

상기 제2 단량체 혼합물의 함량은 상기 제3 단량체 혼합물의 함량보다 같거나 많을 수 있고, 바람직하게는 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 4.0 내지 11.5 중량부, 보다 바람직하게는 7 내지 11 중량부일 수 있다. 상술한 조건을 만족하면, 현탁제로 인해 발생한 거품이 상기 제2 단량체 혼합물과 함께 환류 응축기로 유입되지 않으므로, 환류 응축기의 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 제2 단량체 혼합물을 환류 응축기에서 응축시키지 않고 회수 배관을 통해 제거함으로써 환류 응축기의 사용을 줄일 수 있으므로, 중합장치의 유지 보수 간격을 연장시킬 수 있다. 또한, 염화알킬을 과량으로 포함하여 재사용이 어려운 제2 단량체 혼합물을 중합 반응기의 온도 및 압력에 미치는 영향을 최소화하면서, 중합 중 회수 배관을 통해 별도로 제거할 수 있다.

한편, 상기 제2 단량체 혼합물은 중합전환율이 0 % 내지 10 %인 시점부터 중합전환율이 60 내지 80 %인 시점에 도달할 때까지, 바람직하게는 중합전환율이 0 % 내지 5 %인 시점부터 중합전환율이 65 내지 85 %인 시점에 도달할 때까지 상기 회수 배관을 통해 연속 회수될 수 있다. 상술한 조건을 만족하면, 배치 중합 중 중합열이 가장 많은 시기에 제2 단량체 혼합물이 회수되는 것이므로, 환류응축기의 제열 효율을 높여 공정 안정성을 높일 수 있다.

상기 제3 단량체 혼합물은 연속 투입 시점은 제2 단량체 혼합물의 연속 회수 시점과 같거나 다를 수 있고, 중합전환율이 0 % 내지 10 %인 시점부터 중합전환율이 60 내지 80 %인 시점에 도달할 때까지, 바람직하게는 중합전환율이 0 % 내지 5 %인 시점부터 중합전환율이 65 내지 85 %인 시점에 도달할 때까지 상기 중합 반응기에 연속 투입될 수 있다. 상술한 조건을 만족하면, 배치 중합 중 중합열이 가장 많은 시기에 제3 단량체 혼합물이 연속 투입되는 것이므로, 환류응축기의 제열 효율을 높여 공정 안정성을 높일 수 있다.

상기 중합 반응기에 염화알킬 없이 염화비닐계 단량체만을 투입하는 것이 바람직하나, 현실적으로 가능하지 않으므로, 상기 제1 단량체 혼합물은 상기 염화알킬을 5 중량% 이하, 바람직하게는 3 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 최종 중합전환율 및 환류 응축기의 효율의 저하를 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 염화알킬은 염화메틸, 염화에틸 및 염화프로필로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있고, 상세하게는 염화비닐계 단량체의 제조 시 함께 제조되는 염화메틸일 수 있다.

한편, 상기 중합하는 단계에서, 상기 중합 반응기와 상기 환류 응축기의 연결부의 압력(P1)과, 상기 환류 응축기와 상기 회수 배관의 연결부의 압력(P2)의 차이(△P = P1 - P2)가 0.08 내지 0.15 kg/㎠, 바람직하게는 0.10 내지 0.12 kg/㎠일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 상기 제2 단량체 혼합물이 회수 배관을 통해 중합 반응기 외부로 용이하게 배출될 수 있다. 또한, 중합 반응기 내 비응축 가스도 함께 제거될 수 있으므로 중합 시간이 단축되어 제조 효율이 개선될 수 있다.

상기 중합은 현탁 중합일 수 있고, 상세하게는 현탁제, 개시제 및 수계 용매를 이용할 수 있다.

상기 현탁제는 부분 검화된 초산비닐수지, 수산화셀룰로오스, 젤라틴, 아크릴산염, 아크릴산염 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 및 무수말레인산/스티렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상일 수 있다.

상기 개시제는 디큐밀 퍼옥사이드, 디펜틸 퍼옥사이드, 디-3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드류; 디이소프로필퍼옥시다카보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카보네이트, 디-(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시 네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시 네오헵타노에이트, t-아밀퍼옥시 네오데카노에이트, 큐밀 퍼옥시네오데카노에이트, 큐밀 퍼옥시네오헵타노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시네오데카노에이트, 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 포타슘 퍼설페이트 및 암모늄 퍼설페이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

상기 수계 용매로는 탈이온수 또는 순수를 이용할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법에서 사용된 중합장치는 본 발명의 기술분야에서 이용되는 중합장치라면 특별히 한정하지 않으나, 이해를 돕기 위해 도 1을 이용하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 중합장치는 중합 반응기(10), 상기 중합 반응기(10)와 연결되는 환류 응축기(20) 및 상기 환류 응축기(20)와 연결되는 회수 배관(30)을 포함한다.

상기 중합 반응기(10)는 상부에 원료가 주입되는 배관이 위치할 수 있고, 내부의 온도를 제어하는 온도 제어기(미도시)가 장착될 수 있다. 그리고 상기 중합 반응기(10)는 반응시 생성되는 반응열을 제어하기 위하여 외벽에 재킷(Jacket, 미도시)과 내부에 배플(baffle)이 장착될 수 있다. 상기 재킷과 배플에는 냉각수 또는 냉동수가 공급될 수 있다. 상기 배플은 원통형, D형, 루프형 또는 핑거형일 수 있다. 상기 중합 반응기(10)의 압력은 내부의 온도의 변화에 따라 함께 변화할 수 있다. 상기 중합 반응기(10)와 상기 환류 응축기(20)의 연결부의 압력(P1)도 상기 중합 반응기(10) 내부의 온도와 상기 환류 응축기(20) 내부의 온도의 변화에 따라 함께 변화할 수 있다. 상기 중합 반응기(10)는 일반적인 교반기(11)를 포함할 수 있다. 상기 교반기(11)가 날개형일 경우 패들(paddle)형, 피치 패들(pitched paddle)형, 터빈(turbin)형, 블루머진(bluemagine)형 또는 파우들러(pfaudler)형일 수 있다.

상기 회수 배관(30)에는 상기 제2 단량체 혼합물의 함량을 조절하기 위하여, 온도계(TI), 압력계(PI), 압력계 자동조절 밸브의 보조 밸브(31), 오리피스(32), 압력계 자동조절 밸브(33) 및 유량계(34)가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 압력계 자동조절 밸브(33)는 공정 편의성을 위해, 개도율을 1 내지 80 %, 바람직하게는 10 내지 70 %로 조절할 수 있다. 한편 상기 압력계 자동조절 밸브의 개도율은 제2 단량체 혼합물의 양과 목표로 하는 제2 단량체 혼합물의 양에 의해 자동으로 조절된다.

상기 중합장치는 상기 회수 배관(30)을 통해 회수된 제2 단량체 혼합물을 저장하기 위한 회수 탱크(40)와 연결될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

실시예 1

1 ㎥의 중합 반응기, 상기 중합 반응기와 연결되고 중합 시 온도를 제열하는 환류 응축기, 및 상기 환류 응축기와 연결되고, 상기 중합 반응기에서 미반응 단량체 및 염화알킬을 포함하는 단량체 혼합물을 회수하고, 개도율을 조절하는 압력계 자동조절 밸브가 장착된 회수 배관을 포함하는 중합장치를 이용하여 염화비닐 단량체를 하기와 같은 방법으로 중합하였다.

우선, 상기 중합 반응기에 탈이온수 300 ㎏, t-부틸 퍼옥시 네오카보네이트 수용액(농도: 75 중량%) 250 g, 및 폴리비닐알코올 수용액(농도: 5 중량%) 6 ㎏을 투입시키고 진공을 가한 후, 염화비닐 단량체 98 중량%와 염화메틸 2 중량%를 포함하는 제1 단량체 혼합물 345 ㎏을 투입하였다. 그리고 상기 중합 반응기의 온도를 58.5 ℃로 승온하면서 중합을 개시하였다. 이때, 상기 중합 반응기와 상기 환류 응축기의 연결부의 압력(P1)은 9.0 kg/㎠이었고, 상기 환류 응축기와 상기 염화비닐 회수 배관의 연결부의 압력(P2)은 8.92 kg/㎠로 설정하였다.

이어서, 중합전환율이 0 %인 시점부터 중합전환율이 70 %에 도달한 시점까지 염화비닐 단량체와 염화메틸을 포함하는 제2 단량체 혼합물 17 ㎏을 상기 중합 반응기와 연결된 상기 환류 응축기 및 상기 회수 배관을 통해 연속 회수하여 회수 탱크로 배출하였다. 그리고 중합전환율이 0 %인 시점부터 중합전환율이 70 %에 도달한 시점까지 염화비닐 단량체 98 중량%와 염화메틸 2 중량%를 포함하는 제3 단량체 혼합물 17 ㎏을 연속 투입하였다. 이때, 상기 회수 배관의 압력계 자동조절 밸브(PICV)의 개도율은 10 %이었다.

이후 상기 중합 반응기와 상기 환류 응축기의 연결부의 압력(P1)이 7.0 kg/㎠에 이르면, 재활용 배관을 통해 상기 중합 반응기에 잔류하는 염화비닐 단량체 및 염화메틸을 회수하고, 중합을 종료하였다. 이어서 중합체 슬러리를 회수하여 원심분리기에서 염화비닐 중합체 습윤 분말과 수분을 분리한 후, 염화비닐 중합체 습윤 분말의 잔여 수분을 유동층 건조기에서 열풍건조하고 선별 시설을 거쳐 염화비닐 중합체 건조 분말을 수득하였다.

실시예 2 내지 실시예 6

실시예 1에서, 상기 제2 단량체 혼합물의 함량, 상기 제3 단량체 혼합물의 함량, 상기 환류 응축기와 상기 염화비닐 회수 배관의 연결부의 압력(P2), 상기 압력계 자동조절 밸브의 개도율을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염화비닐 중합체를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서, 상기 제2 단량체 혼합물을 회수하지 않고, 상기 제3 단량체 혼합물을 투입하지 않으며, 상기 환류 응축기와 상기 염화비닐 회수 배관의 연결부의 압력(P2), 압력계 자동조절 밸브의 개도율을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염화비닐 중합체를 제조하였다.

비교예 2 내지 비교예 6

상기 제2 단량체 혼합물의 함량, 상기 제3 단량체 혼합물의 함량, 상기 환류 응축기와 상기 염화비닐 회수 배관의 연결부의 압력(P2), 상기 압력계 자동조절 밸브의 개도율을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염화비닐 중합체를 제조하였다.

실험예

실시예 및 비교예의 염화비닐계 중합체의 제조방법으로 염화비닐계 중합체를 제조한 후, 하기에 기재된 방법으로 염화메틸의 함량 및 반응기 내부 액위를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 기재하였다.

(1) 회수 탱크에 저장된 제2 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%): 가스 크로마토그래피를 통해 염화비닐 단량체 표준용액을 이용하여 측정하였다.

(2) 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%): 가스 크로마토그래피를 통해 염화비닐 단량체 표준용액을 이용하여 측정하였다.

(3) 반응기 내부 액위(%): 반응기에 장착된 레벨 측정기로 측정하였다.

구분	실시예
구분	1	2	3	4	5	6
제1 단량체 혼합물(㎏)	345	345	345	345	345	345
제2 단량체 혼합물(㎏)	17	26	35	39	45	100
제3 단량체 혼합물(㎏)	17	26	35	39	45	100
제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대한, 제2 단량체 혼합물의 함량(중량부)	약 4.9	약 7.5	약 10.1	약 11.3	약 13.0	약 29.0
제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대한, 제3 단량체 혼합물의 함량(중량부)	약 4.9	약 7.5	약 10.1	약 11.3	약 13.0	약 29.0
P1(kg/㎠)	9.00	9.00	9.00	9.00	9.00	9.00
P2(kg/㎠)	8.92	8.90	8.87	8.85	9.00	9.00
PICV의 개도율(%)	10	24	29	70	84	84
오리피스 직경(㎜)	5	5	5	5	5	7
회수 탱크에 저장된 제2 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%)	4	6	7	6	6	6
중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%)	9.0	6.8	5.1	5.0	3.8	0.5
반응기 내부 액위(부피%)	85	85	85	85	85	85

구분	비교예
구분	1	2	3	4	5
제1 단량체 혼합물(㎏)	345	345	345	345	345
제2 단량체 혼합물(㎏)	0	17	39	45	100
제3 단량체 혼합물(㎏)	0	0	0	0	0
제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대한, 제2 단량체 혼합물의 함량(중량부)	0	약 4.9	약 11.3	약 13.0	약 29.0
제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대한, 제3 단량체 혼합물의 함량(중량부)	0	0	0	0	0
P1(kg/㎠)	9.00	9.00	9.00	9.00	9.00
P2(kg/㎠)	9.20	8.92	8.85	8.80	7.97
PICV의 개도율(%)	0	10	70	70	84
오리피스 직경(㎜)	0	5	5	5	7
회수 탱크에 저장된 제2 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%)	0	4	6	6	-
중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량(중량%)	13.3	11.36	8.0	8.1	-
반응기 내부 액위(부피%)	85	88	91	93	95

상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 6은 중합 중에 제3 단량체 혼합물을 투입하므로, 중합 종료 후 중합 반응기에 잔류하는 염화메틸의 함량이 현저하게 감소된 것을 알 수 있었다.

상세하게는 제2 단량체 혼합물의 함량이 동일한 실시예 1과 비교예 2를 비교하면, 실시예 1이 비교예 2 대비 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량이 현저하게 감소하였고, 반응기 내부 액위가 낮아 환류응축기에 부담을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 4와 비교예 3을 비교하면, 실시예 4가 비교예 3 대비 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량이 현저하게 감소하였고, 반응기 내부 액위가 낮에 환류응축기에 부담을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 5와 비교예 4를 비교하면, 실시예 5가 비교예 4 대비 제4 단량체 혼합물 내 염화메틸의 함량이 현저하게 감소하였고, 반응기 내부 액위가 낮에 환류응축기에 부담을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 6과 비교예 5를 비교하면, 비교예 5가 반응기 내부 액위가 너무 높아 중합을 제대로 수행할 수 없었다.

10: 중합 반응기 11: 교반기
20: 환류 응축기 30: 회수 배관
TI: 온도계 PI: 압력계
31: 압력계 자동조절 밸브의 보조 밸브
32: 오리피스 33: 압력계 자동조절 밸브
34: 유량계 40: 회수 탱크

Claims

중합 반응기; 상기 중합 반응기와 연결되는 환류 응축기; 및 상기 환류 응축기와 연결되는 회수 배관;을 포함하는 중합장치에서의 염화비닐계 중합체의 제조에 있어서,
상기 중합 반응기에서 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제1 단량체 혼합물을 투입하고 중합을 개시하는 단계; 및
상기 중합 반응기로부터 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제2 단량체 혼합물을 상기 회수 배관을 통해 회수하고, 상기 중합 반응기에 염화비닐계 단량체 및 염화알킬을 포함하는 제3 단량체 혼합물을 투입하면서 중합하는 단계를 포함하는 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 단량체 혼합물의 함량은 상기 제2 단량체 혼합물의 함량보다 같거나 적은 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 단량체 혼합물의 함량은 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 4.0 중량부 내지 11.5 중량부인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 단량체 혼합물의 함량은 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 3 내지 11.5 중량부인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 단량체 혼합물을 중합전환율이 0 % 내지 10 %인 시점부터 중합전환율이 60 내지 80 %인 시점에 도달할 때까지 상기 회수 배관을 통해 연속 회수하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 단량체 혼합물을 중합전환율이 0 % 내지 10 %인 시점부터 중합전환율이 60 내지 80 %인 시점에 도달할 때까지 상기 중합 반응기에 연속 투입하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 단량체 혼합물은 상기 염화알킬을 5 중량% 이하로 포함하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 중합하는 단계에서 상기 중합 반응기와 상기 환류 응축기의 연결부의 압력(P1)과, 상기 환류 응축기와 상기 회수 배관의 연결부의 압력(P2)의 차이(△P = P1 - P2)가 0.08 내지 0.15 kg/㎠인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 염화알킬은 염화메틸, 염화에틸 및 염화프로필로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 중합은 현탁 중합인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.