TWI748228B

TWI748228B - 芳族乙烯基化合物－丙烯腈化合物聚合物之製備方法及其製備用之設備

Info

Publication number: TWI748228B
Application number: TW108129628A
Authority: TW
Inventors: 黃貞雅; 申大榮; 張誠根; 周垠廷; 李元均
Original assignee: 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-12-01
Also published as: US11512153B2; KR20200075718A; JP2021511394A; TW202033564A; CN111587262B; EP3689923A4; KR102435545B1; CN111587262A; EP3689923B1; JP6998447B2; EP3689923A1; US20210070895A1

Abstract

本發明係關於一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法及其製備用之設備。更特別地，本發明係關於一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法，該方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之步驟，以及使用冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟，其中將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在被輸送至該冷凝器的該等揮發性組分上。根據本發明，揮發性組分可在冷凝器中完全冷凝，從而顯著減少排放到外部而未冷凝之揮發性組分的量。因此，可降低處理該等揮發性組分所消耗的廢水處理成本，並且可顯著減少排放到大氣中對人體有害的丙烯腈單體的量。

Description

芳族乙烯基化合物－丙烯腈化合物聚合物之製備方法及其製備用之設備

本發明係關於一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法及其製備用之設備。更具體地，本發明係關於一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法，該方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之步驟；以及使用一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟，其中該方法包括將有機溶劑噴灑在從該揮發槽被輸送至該冷凝器之該等被分離出來的揮發性組分上之步驟；或者，當使用該二或更多個串聯連接的冷凝器時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上之步驟；本發明亦關於用於製備該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備。根據本發明，可減少排出的殘餘單體及有機溶劑的量。

通常，芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物具有優異的可模製性、剛性、及電性質，並因此廣泛用於各種領域，包括諸如電腦、印表機、及影印機等辦公室自動化(OA)設備、諸如電視及音頻系統等家用電器、電氣及電子組件、以及一般商品。特別地，由於具有已改善耐熱性之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物在高溫下不會變形的性質，已經將該等聚合物用於家用電器、住房及汽車之內部材料、及類似者中。藉由將芳族乙烯基化合物及丙烯腈化合物於有機溶劑中反應來製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物。反應的結果係獲得含有該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之聚合產物。在此情況下，除了最終產物之外，單體及該有機溶劑皆殘留在該聚合產物中。因此，移除該殘餘單體及該有機溶劑的程序是必需的。根據用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之一般程序，聚合係在反應器中進行；聚合後從該反應器排出的聚合產物被輸送至揮發槽中，並且在該揮發槽中將諸如殘餘單體及有機溶劑等揮發性組分與芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物彼此分離；以及使用冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分進行冷凝，並進行純化以獲得最終產物，為芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物。通常，使用由二或三個冷凝器所組成的冷凝系統。在此情況下，藉由增加該等冷凝器中之壓力及降低冷凍劑之溫度可提高冷凝效率。然而，由於安裝的局限性，在降低所供應冷凍劑之溫度方面存在著限制，導致未冷凝的揮發性組分排出。此外，當具有低沸點的丙烯腈單體的量增加時，冷凝效率降低。未冷凝的揮發性組分透過廢水處理系統排放到溪流或排放到大氣中。在此情況下，廢水處理產生顯著的成本，並且排出的揮發性組分導致環境污染。因此，為了減少在製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物時排放到大氣中或引入廢水處理系統中之揮發性組分的量，需要一種使用具有已改善之冷凝效率的冷凝器來製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之方法。 [相關技術文件] [專利文件] (專利文件0001) KR 10-2007-0073028 A

[技術問題] 因此，本發明是鑑於上述問題而產生的，並且本發明之一個目的是提供一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法，該方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之步驟；以及使用一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟，其中該方法包括將有機溶劑噴灑在從該揮發槽被輸送至該冷凝器之該等被分離出來的揮發性組分上之步驟；或者，當使用該二或更多個串聯連接的冷凝器時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上之步驟；本發明亦提供一種用於製備該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備。根據本發明，可減少排出的殘餘單體及有機溶劑的量。藉由以下所描述之揭露內容可實現本發明之上述及其他目的。 [技術解決方案] 根據本發明之一方面，提供一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法，該方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分；以及使用一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝，其中該方法包括將有機溶劑噴灑在從該揮發槽被輸送至該冷凝器之該等被分離出來的揮發性組分上；或者，當使用該二或更多個串聯連接的冷凝器時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上。根據本發明之另一方面，提供一種用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備，該設備包括揮發槽，用於從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分；以及一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器，用於將該等被分離出來的揮發性組分冷凝，其中該設備包括用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至該冷凝器之輸送管中之噴灑構件；或者，當包括該二或更多個串聯連接的冷凝器時，用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑構件。 [有利的效果] 根據本發明，當製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在被輸送至第一冷凝器之揮發性組分上、或噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上，而不更換設備。透過此程序，可減少該等揮發性組分中具有低沸點之丙烯腈單體的含量，從而提高冷凝效率。因此，可降低處理未冷凝之揮發性組分所消耗的廢水處理成本，並且可顯著減少排放到大氣中對人體有害之揮發性組分的量。

在下文中，將詳細描述根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法。當製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物時，從聚合產物中被分離出來的揮發性組分在冷凝程序中未完全冷凝並且排放到外部。在此情況下，會產生廢水處理成本並導致環境污染。為了解決這些問題，本發明人做了很多努力，結果證實，當將有機溶劑或單體添加到被輸送至冷凝器中的揮發性組分時，會提高冷凝效率並且減少未冷凝而排出之揮發性組分的量。基於這些發現，本發明人進行了額外的研究並完成了本發明。根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法如下。根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之步驟；以及使用一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟，其中該方法包括將有機溶劑噴灑在從該揮發槽被輸送至該冷凝器之該等被分離出來的揮發性組分上之步驟；或者，當使用該二或更多個串聯連接的冷凝器時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上之步驟。根據本發明之方法，可提高冷凝效率，並且可顯著減少排出的揮發性組分的量。在本發明中，該第一及該第二冷凝器可分別係串聯連接的二或更多個冷凝器中之任兩個冷凝器。在此情況下，該第一冷凝器可為第一階段的冷凝器，而該第二冷凝器可為第二階段的冷凝器。例如，根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法包括使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之步驟；以及使用二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟，其中該方法包括將有機溶劑噴灑在於該揮發槽分離後被輸送至第一冷凝器之揮發性組分上之步驟；或者將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上之步驟。根據本發明之方法，可提高冷凝效率，從而減少排出的揮發性組分的量。例如，芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法可包括將有機溶劑噴灑在於該揮發槽分離後被輸送至第一冷凝器之揮發性組分上之步驟；以及將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上之步驟。在此情況下，可提高冷凝效率，從而顯著減少排出的揮發性組分的量。例如，該方法可包括在分離出該等揮發性組分之步驟前，將該芳族乙烯基化合物與該丙烯腈化合物聚合之步驟。例如，可藉由在有機溶劑中將該芳族乙烯基化合物與該丙烯腈化合物聚合來製備該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物。例如，當進行聚合反應時，可包括選自由起始劑、分子量調節劑、及乳化劑所組成之群組中之一或多者。例如，該聚合反應可為總體聚合(bulk polymerization) 、溶液聚合、或乳液聚合(emulsion polymerization)，較佳地為總體聚合或溶液聚合。在此情況下，所製備之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之機械性質諸如拉伸強度和衝擊強度、耐熱性、及熱穩定性可為優異的。在本發明中，用於獲得該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物的反應方法沒有特別限制，並且可使用一般的聚合方法。例如，分離出該揮發槽中之該等揮發性組分的步驟可在220至260℃之溫度、35托(Torr)或更低之壓力下進行，較佳地在225至255℃之溫度、15至35托之壓力下進行。在此範圍內，可將該等揮發性組分與該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物有效地分開。本發明所屬技術領域中通常使用的揮發槽可用作本發明之揮發槽而沒有特別限制。例如，該等被分離出來的揮發性組分可包括5至35重量%的丙烯腈化合物、45至80重量%的芳族乙烯基化合物、及5至50重量%的有機溶劑。作為具體實例，該等被分離出來的揮發性組分可包括5至20重量%的丙烯腈化合物、45至59重量%的芳族乙烯基化合物、及25至45重量%的有機溶劑，或者可包括15至35重量%的丙烯腈化合物、60至80重量%的芳族乙烯基化合物、及5至25重量%的有機溶劑。例如，可將通過該揮發槽之該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物輸送至造粒機中並在其中切割。然後，進行冷卻及乾燥，以得到呈顆粒形式之該芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物。在本發明中，二或更多個冷凝器較佳地彼此串聯連接，或者二個冷凝器可彼此串聯連接。在此情況下，可提高冷凝效率。在本發明中，本發明所屬技術領域中常用的冷凝器可用作為本發明之冷凝器而沒有特別限制。例如，在將該有機溶劑噴灑在於該揮發槽中分離後被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上之步驟中，可以10至200 kg/hr、10至150 kg/hr、或15至100 kg/hr、較佳地15至90 kg/hr、更佳地20至50 kg/hr之流速噴灑該有機溶劑。在此情況下，可降低該等揮發性組分中具有低沸點之殘餘丙烯腈單體的含量，從而提高冷凝效率。例如，在將該有機溶劑噴灑在於該揮發槽中分離後被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上之步驟中，該有機溶劑之流速可為10至100 kg/hr、較佳地係20至90 kg/hr。在將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上之步驟中，該有機溶劑或該芳族乙烯基單體之流速可為10至100 kg/hr、較佳地係15至90 kg/hr。在此情況下，可提高冷凝效率，從而顯著減少排出的該等揮發性組分的量。例如，在將該有機溶劑噴灑在於該揮發槽中分離後被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上之步驟中，可在-10至40℃、較佳地在0至30℃、更佳地在15至25℃的溫度下噴灑該有機溶劑。在此範圍內，可提高冷凝效率。在本發明中，被噴灑至該第一冷凝器的該有機溶劑的溫度沒有特別限制。例如，在將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上之步驟中，可以10至200 kg/hr、或10至110 kg/hr、較佳地10至90 kg/hr、更佳地10至40 kg/hr之流速噴灑該有機溶劑或該芳族乙烯基單體。在此情況下，可降低該等揮發性組分中具有低沸點之殘餘丙烯腈單體的含量，從而提高冷凝效率。在本發明中，可使用流量計來測量或藉由質量平衡方程式來計算流速。根據該質量平衡方程式，可使用輸入、輸出、及回收量來計算未冷凝的揮發性組分之流速。例如，在將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上之步驟中，可在-10至40℃、較佳地在0至30℃、更佳地在15至25℃的溫度下噴灑該有機溶劑或該芳族乙烯基單體。在此範圍內，可提高冷凝效率。在本發明中，被噴灑至該第二冷凝器的該有機溶劑或該芳族乙烯基單體的溫度沒有特別限制。例如，該第一冷凝器中之冷凝可在20至35℃之冷凍劑溫度、3至100托之操作壓力下進行，較佳地在25至33℃之冷凍劑溫度、15至35托之操作壓力下，更佳地在25至30℃之冷凍劑溫度、15至30托之操作壓力下進行。在此範圍內，可提高冷凝效率。在本發明中，該操作壓力係指在操作冷凝器時所形成的冷凝器之內部壓力。例如，該第二冷凝器中之冷凝可在-3至4℃之冷凍劑溫度、5至50托之操作壓力下進行，較佳地在-1至4℃之冷凍劑溫度、7至25托之操作壓力下，更佳地在0至4℃之冷凍劑溫度、10至20托之操作壓力下進行。在此範圍內，可提高冷凝效率。例如，可將冷凝於該第一及第二冷凝器中之冷凝物回收、純化、並重新引入反應器中。在此情況下，可降低原料成本。例如，可將在第二冷凝器中未冷凝的揮發性組分轉移到真空單元、溶解在水冷泵的循環流體中、並透過廢水處理程序排出。在此程序中，一些揮發性組分可能釋放到大氣中。根據本發明，可顯著減少釋放到大氣中之該等揮發性組分的量，並且可防止環境污染。例如，該有機溶劑可包括選自由下列所組成之群組中之一或多者：甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基酮、及異丁基甲基酮。較佳地，該聚合反應中使用之有機溶劑及待噴灑之有機溶劑係相同的。在此情況下，可將具有高沸點之組分添加至該等揮發性組分中，結果，可降低該等揮發性組分中所含之具有低沸點之組分(即，殘餘的丙烯腈單體)的比例，從而提高冷凝效率。例如，該芳族乙烯基化合物可包括選自由下列所組成之群組之一或多者：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對溴苯乙烯、對氯苯乙烯、及鄰溴苯乙烯。在此情況下，可降低該等揮發性組分中所含之具有低沸點之殘餘的丙烯腈單體的比例，從而提高冷凝效率。用於製備根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備包括用於從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之揮發槽；以及用於將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器，其中該設備包括用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至該冷凝器之輸送管中之噴灑構件；或者，當包括該二或更多個串聯連接的冷凝器時，用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑構件。根據本發明，可提高冷凝效率，並且在冷凝後釋放的揮發性組分的量可忽略。在本發明中，被配置成連接至該輸送管並且能夠將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑到該輸送管中之構件可用作為本發明之噴灑構件而沒有特別限制。例如，噴灑管、噴灑瓶、及類似者可用作為該等噴灑構件，並且該等噴灑構件可設置有噴灑噴嘴。例如，根據本發明之用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備包括用於從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之揮發槽；以及用於將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之二或更多個串聯連接的冷凝器，其中該設備包括用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至第一冷凝器之輸送管中之噴灑管；或者，用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於該第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑管。在此情況下，可提高冷凝效率，並且在冷凝後釋放的揮發性組分的量可忽略。例如，用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備可包括用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至第一冷凝器之輸送管中之噴灑管；以及用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於該第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑管。在此情況下，可提高冷凝效率，並且在該第二冷凝器中冷凝後釋放的揮發性組分的量可忽略。例如，該噴灑管可包括噴嘴。在本發明中，本發明所屬技術領域中常用的噴嘴可用作本發明之噴嘴而沒有特別限制。用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備中所包括的揮發槽及冷凝器係遵循以上描述，因此將省略其描述。將參考圖1及2描述根據本發明之芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法及其製備用之設備。本說明書及圖式中揭示之本發明實施態樣僅提供用以幫助理解本發明，並且本發明不限於這些實施態樣。此外，僅描述用於描述本發明之必要構件，並且在圖式中省略用於執行該方法及設備之其他明顯構件。圖1示意性地繪示根據本發明之實例1至21中使用之揮發槽(DV)、第一冷凝器(1^st CN)、第二冷凝器(2^nd CN)、真空單元、輸送管、及噴灑管，並且顯示包括用於從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分之揮發槽的本發明設備，其中該設備包括用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至第一冷凝器之輸送管中之噴灑管；或者，用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於該第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑管。此外，可將在第二冷凝器中未冷凝的揮發性組分轉移到真空單元並溶解在水冷泵的循環流體中。然後，溶解的揮發性組分可透過廢水處理程序排放到外部或排放到大氣中。儘管未在圖式中示出，但在第一及第二冷凝器中冷凝之冷凝物可重新引入反應器中。另外，圖2示意性地示出在比較例1、8、及12中所使用之揮發槽(DV)、第一冷凝器(1^st CN)、第二冷凝器(2^nd CN)、及真空單元。參考圖2所示，在揮發槽中，從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分。將該等被分離出來的揮發性組分在該第一及第二冷凝器中冷凝。在此情況下，將在第二冷凝器中未冷凝的揮發性組分轉移到真空單元、藉由泵壓縮、並溶解在水冷泵的循環流體中。然後，溶解的揮發性組分係透過廢水處理程序排放到外部或排放到大氣中。儘管未在圖式中示出，但在第一及第二冷凝器中冷凝之冷凝物可重新引入反應器中。在下文中，將參考下列較佳實例更詳細地描述本發明。然而，提供這些實例僅用於說明目的，不應解釋為限制本發明之範疇及精神。此外，對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見的是，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下，可進行各種改變及修飾，並且這些改變及修飾亦在所附申請專利範圍之範疇內。 [實例] 各步驟的條件如下表1至5所示。揮發性組分分離步驟 * 分離條件A：分離是在230℃之溫度、20托之壓力下進行。在此情況下，在揮發槽中分離出來的揮發性組分包括55.8重量%的苯乙烯單體、7.25重量%的丙烯腈單體、及37重量%的甲苯。 * 分離條件B：分離是在250℃之溫度、30托之壓力下進行。在此情況下，在揮發槽中分離出來的揮發性組分包括68.2重量%的苯乙烯單體、23.7重量%的丙烯腈單體、及9.1重量%的甲苯。 * 分離條件C：分離是在240℃之溫度、20托之壓力下進行。在此情況下，在揮發槽中分離出來的揮發性組分包括62重量%的苯乙烯單體、15重量%的丙烯腈單體、及23重量%的甲苯。冷凝步驟 * 冷凝條件A：在該第一冷凝器中，冷凝是在30℃之冷凍劑溫度、20托之壓力下進行。在該第二冷凝器中，冷凝是在2℃之冷凍劑溫度、10托之壓力下進行。 * 冷凝條件B：在該第一冷凝器中，冷凝是在30℃之冷凍劑溫度、30托之壓力下進行。在該第二冷凝器中，冷凝是在2℃之冷凍劑溫度、20托之壓力下進行。 * 冷凝條件C：在該第一冷凝器中，冷凝是在25℃之冷凍劑溫度、15托之壓力下進行。在該第二冷凝器中，冷凝是在-1℃之冷凍劑溫度、10托之壓力下進行。 * 噴灑物質：甲苯由「1」表示；苯乙烯由「2」表示；α-甲基苯乙烯由「3」表示；丙烯腈由「4」表示；甲基丙烯腈由「5」表示。實例1 根據分離條件A分離出揮發性組分。然後，根據冷凝條件A將該等被分離出來的揮發性組分在第一冷凝器中冷凝，然後將未冷凝的揮發性組分輸送至第二冷凝器並在其中冷凝。此時，在該揮發槽中分離後，將甲苯以45 kg/hr之流速噴灑在被輸送至該第一冷凝器的該等揮發性組分上，並且沒有對未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分進行噴灑。實例2 根據分離條件A分離出揮發性組分。然後，根據冷凝條件A將該等被分離出來的揮發性組分在第一冷凝器中冷凝，然後將未冷凝的揮發性組分輸送至第二冷凝器並在其中冷凝。此時，於該揮發槽中分離後，沒有對被輸送至該第一冷凝器的該等揮發性組分進行噴灑，並且將苯乙烯以30 kg/hr之流速噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二個冷凝器之揮發性組分上。實例3 根據分離條件A分離出揮發性組分。然後，根據冷凝條件A將該等被分離出來的揮發性組分在第一冷凝器中冷凝，然後將未冷凝的揮發性組分輸送至第二冷凝器並在其中冷凝。此時，於該揮發槽中分離後，沒有對被輸送至該第一冷凝器的該等揮發性組分進行噴灑，並且以30 kg/hr之流速將α-甲基苯乙烯噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上。實例4 根據分離條件A分離出揮發性組分。然後，根據冷凝條件A將該等被分離出來的揮發性組分在第一冷凝器中冷凝，然後將未冷凝的揮發性組分輸送至第二冷凝器並在其中冷凝。此時，於該揮發槽中分離後，沒有對被輸送至該第一冷凝器的該等揮發性組分進行噴灑，並且以80 kg/hr之流速將甲苯噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上。實例5 根據分離條件A分離出揮發性組分。然後，根據冷凝條件A將該等被分離出來的揮發性組分在第一冷凝器中冷凝，然後將未冷凝的揮發性組分輸送至第二冷凝器並在其中冷凝。此時，於該揮發槽中分離後，將甲苯以20 kg/hr之流速噴灑在被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上，並且將苯乙烯以15 kg/hr之流速噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上。實例6至21 根據下表1至3中所示之分離條件及冷凝條件，將揮發性組分分離出來並冷凝，並且將噴灑物質噴灑在該等揮發性組分上。比較例1 進行與實例1相同的步驟，不同之處在於在該揮發槽中分離後，並未將甲苯噴灑在被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上。比較例2至16 根據下表4及5中所示之分離條件及冷凝條件，將揮發性組分分離出來並冷凝，並且將噴灑物質噴灑在該等揮發性組分上。 [測試實例] 在實例1至21及比較例1至16中，使用安裝在第二冷凝器與真空單元之間的流量計測量在第二冷凝器中未冷凝並從中排出的揮發性組分之流速，且結果如下表1至5所示。此外，在實例1至14及比較例1至16中，將未於該第一冷凝器中冷凝並輸送至該第二冷凝器之丙烯腈單體從設置在該第一冷凝器與該第二冷凝器之間的管道中取樣，並且藉由氣相層析術定量所取樣的丙烯腈單體之含量。結果如下表1至5所示。

如表1至5所示，在根據本發明之實例1至21的情況下，在第二冷凝器中未冷凝並從中排出的揮發性組分的量可忽略。因此，並不需要處理排出的揮發性組分所消耗的廢水處理成本。另一方面，在根據習知方法之比較例1、8、及12的情況下，在第二冷凝器中未冷凝的揮發性組分的量係大的，顯示出14.8至58.0 kg/hr之流速。此外，在比較例2、3、9、13、及14(其中將芳族乙烯基單體噴灑到第一冷凝器中)及比較例4、5、10、及15(其中將丙烯腈單體噴灑到第一冷凝器中)的情況下，在第二冷凝器中未冷凝並從中排出的揮發性組分的量顯著增加。因此，可能會增加處理排出的揮發性組分所消耗的成本。此外，在比較例6、7、11、及16(其中將丙烯腈單體噴灑到第二冷凝器中)的情況下，在第二冷凝器中未冷凝並從中排出的揮發性組分的量顯著增加。

圖1示意性地繪示根據本發明從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分並將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟。圖2示意性地繪示根據相關技術從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分並將該等被分離出來的揮發性組分冷凝之步驟。

Claims

一種芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之製備方法，其包含：使用揮發槽從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分；以及使用一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器將該等被分離出來的揮發性組分冷凝，其中該方法包含將有機溶劑噴灑在從該揮發槽被輸送至該冷凝器之該等被分離出來的揮發性組分上；或者當使用該二或更多個串聯連接的冷凝器時，將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑在未於第一冷凝器中冷凝而被輸送至第二冷凝器之揮發性組分上，其中該有機溶劑包括選自由下列所組成之群組中之一或多者：甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基酮、及異丁基甲基酮。
如請求項1之方法，其中，該方法包含將該有機溶劑噴灑在於該揮發槽中分離後被輸送至該第一冷凝器之該等揮發性組分上；以及將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上。
如請求項1之方法，其中，該等被分離出來的揮發性組分包含5至35重量%的丙烯腈化合物、45至80重量%的芳族乙烯基化合物、及5至50重量%的有機溶劑。
如請求項1之方法，其中，在噴灑該有機溶劑時，以10至200kg/hr之流速噴灑該有機溶劑。
如請求項1之方法，其中，在噴灑該有機溶劑時，在-10至40℃的溫度下噴灑該有機溶劑。
如請求項1之方法，其中，在噴灑該有機溶劑或該芳族乙烯基單體時，以10至220kg/hr之流速噴灑該有機溶劑或該芳族乙烯基單體。
如請求項1之方法，其中，在將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑在未於該第一冷凝器中冷凝而被輸送至該第二冷凝器之揮發性組分上時，在-10至40℃的溫度下噴灑該有機溶劑或該芳族乙烯基單體。
如請求項1之方法，其中，該第一冷凝器中之冷凝是在20至35℃之冷凍劑溫度、3至100托(Torr)之操作壓力下進行。
如請求項1之方法，其中，該第二冷凝器中之冷凝是在-3至4℃之冷凍劑溫度、5至50托之操作壓力下進行。
如請求項1之方法，其中，該分離是在220至260℃之溫度、15至35托之壓力下進行。
如請求項1之方法，其中，將冷凝於該第一及第二冷凝器中之冷凝物回收、純化、並重新引入反應器中。
一種用於製備芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物之設備，其包含：揮發槽，用於從含有芳族乙烯基化合物-丙烯腈化合物聚合物、殘餘芳族乙烯基單體、殘餘丙烯腈單體、及有機溶劑的聚合產物中分離出揮發性組分；以及一個冷凝器、或二或更多個串聯連接的冷凝器，用於將該等被分離出來的揮發性組分冷凝，其中，該設備包含用於將有機溶劑噴灑到用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至該冷凝器之輸送管中之噴灑構件；或者當包含該二或更多個串聯連接的冷凝器時，用於將有機溶劑或芳族乙烯基單體噴灑到用於將尚未於第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至第二冷凝器之輸送管中之噴灑構件，其中該有機溶劑包括選自由下列所組成之群組中之一或多者：甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基酮、及異丁基甲基酮。
如請求項12之設備，其中，該設備包含用於將該有機溶劑噴灑到該用於將該等被分離出來的揮發性組分輸送至該第一冷凝器的輸送管中之噴灑管；以及用於將該有機溶劑或該芳族乙烯基單體噴灑到該用於將尚未於該第一冷凝器中冷凝之揮發性組分輸送至該第二冷凝器之輸送管中之噴灑管。