JPH0365238A - 反応器の槽構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、ポリ塩化ビニル又は塩化ビニルを生成する懸
濁重合用の反応器の槽構造に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕上記の重
合工程においては、反応過程で高熱が発生し、よって反
応速度を制御するためにこうした熱を取り除く必要があ
る。最終生成物をより経済的に供給するために巨大な装
置又は槽群を使用するときには、圧力の増加に耐えられ
るだけの強度を与えるために、より肉厚の壁を使用する
ことが必要となった。しかしながらこうした槽寸法及び
壁厚の増加に伴って、反応過程を正確に制御するための
さらに効果的な熱除去の必要性もやはり相当に高まって
いる。

従来技術による反応器の槽内の冷却チューブ形成の熱除
去設備は、楢の内壁及び冷却チューブの外壁の清掃が、
外壁への重合体の付着及びその結果としての集結ないし
堆積によって困難であるがゆえに満足できるものではな
い。反応器の槽を包囲する冷却用外装の配備は、槽壁の
厚さが効果的な冷却を妨害するために十分な冷却能力を
発揮しないという課題をもたらしている。本発明の目的
は、−個の連続する表面である肉薄の最内部壁を備え、
それによって望ましくない重合体の付着及び堆積の形成
を防止する滑らかな内壁が与えられている冷却用内部ジ
ャケットを提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、本発明は、−枚の一部材金
属シートからなる筒形内部ライナーを包囲した外部円筒
シェルを備えている耐圧式の反応器の槽及びこの槽の製
造方法を提供する。上記の内部ライナーにはまず螺旋形
支持具又は直立支持具のいずれかが取付けられ、次に内
部ライナーとその支持具が冷却され、そして一方で外部
シェルが加熱されて、内部ライナーを包囲するように設
置される。ライナー及びシェルの温度が等温化する際に
、ライナー及び支持具はシェルにしっかり固定され、そ
して好ましい冷却効果をもたらすよう冷却剤を循環させ
るための流路を形成する。ライナー及び支持具の壁の断
面厚は、シェルの断面厚よりも実質的に薄くなっている
。

〔実施例〕

図面を参照すると（各図面を通して同じ参照符号は同じ
又は対応する部品を示している）、第１図及び第２図に
は、主要な筒形部分であるシェル１１を備えた閉鎖した
反応器の槽１０が示される。

シェル１１は、その下端部が半球形の下側又は皿形の部
材１２によって閉しられ、かつ上端部が半球形の上側又
は皿形の部材１３によって閉じられている。上記の皿形
部材１２及び１３はシェルすなわち筒形部分１１に適切
に溶接され、それにより閉鎖した反応器の槽１０が形成
される。下方の皿形部材１２は、図示しない弁手段によ
って適切に制御される排出口１４を備える。上方の皿形
部材１３は中央に開口１５を備え、この間０１５を通っ
て、一端にバドル１７を装着したシャフト１６が延設さ
れる。パドル１７は、反応器の槽内部のか（はん作用を
果たすために適切に回転させられる。上記の上方の皿形
部材１３はさらに、槽内に生成物を満たし又は注入する
ために図示しない適切な（マンホール）開口を備える。

反応器の槽１０の上記筒形部分ｌｌ内に内部ジャケット
が設置されており、この内部ジャケットは、連続する螺
旋形支持具２１を備えた肉薄の一部材筒形スリーブ２０
からなり、そして螺旋形支持具２１はこのスリーブ２０
を包囲するとともに、旋形支持具２１のこのような溶接
は、スリーブ２０の半径方向に最も外側の壁面に対して
実施される。このような支持具２１は、反応器の槽１０
の筒形部分１１及び筒形スリーブ２０に対して直角に延
びた半径方向隔壁を形成する。スリーブ２０及び連続し
た螺旋形支持具２１は、槽１０の外部での連続する一作
業工程において、スリーブ２０を筒形部分１１内に挿入
する前にスリーブ２０に連結されるストリップの形成で
あってもよい。第１図及び第２図に示したように、隣接
する２個の支持具２１は、反応器のＩ！１０のスリーブ
２０及び筒形部分１１と協働して、櫓１０の上端部から
下端部まで蝶旋状に延びる螺旋形チャンバ又は通路２４
を形成する。反応器の槽ｌＯの筒形部分１１の下方部分
は、槽１０の下端部で通路２４に連結する注入口２５を
備えており、−書簡形部分１１の上方部分は通路２４に
連結する排出口２６を備えており、それによりスリーブ
２０全体を取り巻いた冷却液の連続流路を形成している
。

第１図に示したように、上方及び下方の皿形部材１２及
び１３は各々環状フランジ２８及び２９を有し、これら
のフランジ２８及び２９は通路２４を密封するためにス
リーブ２０に当接する。

フランジ２８．２９とスリーブ２０とのこのような連結
は、流体に密な嵌合を確実にするため溶接される。

支持具及びスリーブによって形成される通路の寸法の一
例として、第２図において、隣接する２個の支持具間の
鉛直距離ａは５．０８〜７．６２（Ｊ（２〜３インチ）
で、またこの通路の幅すは１．２７〜２．５４ｃｍ　（
０，５〜１インチ）で、そしてスリーブ２０の壁厚は約
０．６３５　ｃｍ　（０，２５インチ）である。

上記の反応器の槽を組立てるために、スリーブ２０は肉
薄の（外部筒形シェル１１の厚さに比較して肉薄の）金
属片を円筒状に巻いて一直線上で溶接して製造される。

そして次に、連続するストリップ又は支持具２１は、上
記筒形スリーブ２０を取り巻く螺旋軌道において図の２
２番のように溶接される。反応器の槽の外部筒形部分１
１を加熱する一方で上記スリーブ２０をその支持具２Ｉ
とともに冷却することにより、スリーブ２０は筒形部分
ｌｌ内に円滑に挿入され、続いて上方及び下方の皿形部
材１２及び１３が筒形部分１１並びに注入口２５及び排
出口２６に固定される。このような構造をもって、内部
スリーブ２０は、筒形部分１１と同じ膨張係数を有し、
かつ重合体の付着及び集結を防ぐ滑らかな内部筒形連続
面を備え、さらにまた、スリーブ２０が筒形部分１１の
厚さに対してかなり薄いために、反応器の槽内の冷却媒
体による効果的冷却をもたらす。スリーブ２０の厚さは
反応器の槽１０の外部シェル又は筒形部分１１よりも実
質的に薄く、そして外部シェル１１は重合工程による強
大な圧力に抵抗するに十分な厚さに作ることができる。

一部材構造からなるこのような内部スリーブ２０によっ
て、最も内側の壁面は滑らかであり、かつ望ましくない
重合体の集積を防止する。

第５Ａ図及び第５Ｂ図は、上記の反応器の槽の組立方法
における代替案を例示する。ここでは、スリーブ及び支
持具２１を前記のようにして組立てた後に、外部シェル
１１は第５Ｂ図に示したように適切な圧力を加えること
により支持具２１の周囲を包囲する。この圧力は、外部
シェルの両端部３０及び３１が互いに密に当接し、その
後各端部３０及び３１が分割できない統一体を形成する
よう溶接されるまで加えられる。

反応器の槽のもう一つの実施例が第３図及び第４図に示
される。この実施例では、筒形スリーブ３５は例えばオ
ーステナイト鋼又はフェライト鋼等の平らで肉薄の矩形
金属片からなり、この肉薄の金属シートを筒形に巻いて
溶接したものである。

その後鋼製の肉薄な直立ストリップ３６が、筒形スリー
ブ３５の外周上にスポット溶接される（３７番で図示）
。この作業において、ストリップ３６は全て同じ長さを
持つが、−個おきに置かれたストリップ３６がその一端
（上端）３８をスリーブ３５の上端部と同じ高さの平面
に沿って配置し、そして残りの一個おきのストリップ３
６がその下端３９をスリーブ３５の下端部と同じ高さの
平面に沿って配置し、それにより各端部３８及び３９に
隣接してそれぞれの上方又は下方に空間が残され、蛇行
した浦路（以下で説明する）が形成される。スリーブ３
５よりも実質的に肉厚の外部筒形シェル４０は、直立ス
トリップ３６を取り囲んで形成される。このシェル４０
は、好ましくは第二鉄ステンレス鋼であってスリーブ３
５の作製に使用した金属と同じ矩形金属片から作られ、
直立ストリップを取り囲む円筒形のシェルに形成され、
それから第一実施例で説明したようにして溶接される。

その後上方の皿形部材４２及び下方の皿形部材４４が、
スリーブ３５及びシェル４０の上部及び下部のそれぞれ
に適切に溶接される。各皿形部材４２及び４４の環状フ
ランジ４５及び４６と、高さが交互にずれたストリップ
群３６とによって、第３図に示したような連続する蛇行
通路４８が形成される。

筒形シェル４０の下端部は通路４８に直接連絡する注入
口５０を備え、そして筒形シェル４０の上端部は同様に
通路４８に連絡する排出口５１を備え、それにより冷却
液は注入口５０を介して通路４８に送り込まれ、スリー
ブ３５を取り囲む蛇行軌道を流れ、そして排出口５１を
介して流出する。シェル４０上で使用される注入口及び
排出口の数は、前述のように反応器の槽の所望による冷
却をもたらすために変更することができる。

上記以外の反応器の槽の組立における修正案は、金属シ
ートを矩形に切断しその矩形片を円筒形に巻いて当接す
るへりとヘリを溶接することにある。

この作業は円筒の内表面を滑らかに形成する。その後、
肉薄の直立ストリップ３６は、上記の方法及び配置でス
リーブ３５の外表面に溶接される。

事前に作製した外部筒形シェル４０を加熱し、同時に内
部スリーブ３５を直立ストリップ３６とともに冷却し、
その後加熱したシェル４０をスリーブ３５の周囲に滑り
入れて配置し、続いて双方を同じ周囲温度にさらす（第
６Ａ図参照）、上方及び下方の皿形部材４２及び４４が
シェル４０に固定される。注入口５０及び排出口５１は
上記したものと同じであり、連続する流路を与える。こ
の槽構造の組立におけるもう一つの修正案が第６Ｂ図に
示される。第６Ｂ図に開示した例では、外部シェル４０
の内径を直立ストリップ３６を含んだスリーブ３５の外
径よりわずかに大きくして、外部シェル４０をスリーブ
３５の周囲に滑入した後に、シェル４０と直立ストリッ
プ３６との構成部材間にｌｔ！擦保合をもたらすように
、槽の周囲の９０度間隔の位置でシェル４０を変形させ
る。

槽の内部スリーブ及び螺旋形支持具又は直立ストリップ
支持具は外部シ美ルとともに、高強度のオーステナイト
−フェライト鋼からなることが好ましい。（変更例とし
て従来の炭素鋼による外部シェルを備えてもよい。）直
立ストリップが蛇行流れをもたらす場合に、４個の独立
区域、すなわち４個の注入管５０及び４個の排出管５１
を、各区域が１分間に３００ガロンの冷却液を通すこと
ができるようにして備えることも可能である。オーステ
ナイト−フェライト鋼は、従来のステンレス鋼に比べて
耐熱性及び強度に優れる。スリーブの内表面を電解研摩
することにより、壁面への重合体の重積が減少する。独
立した流路区域の数は、所望の冷却作用を達成するため
に変更することができる。

本発明の特有の実施例及びいくつかの修正を詳細に説明
したが、本発明は明確に図示し説明した構成に限定する
ものではなく、本発明の主旨にもとることなく変更をな
しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は反応器の槽の部分断面側面図、第２図は第１図
の内部分の拡大断面図、第３図は第１図に類似の図で本
発明の変更実施例の断面側面図、第４図は第３図の線４
−４に沿った槽及び冷却ジャケットの壁の一部の拡大断
面図、第５Ａ図及び第５Ｂ図は第１図及び第２図の反応
器の槽の内壁及び冷却ジャケットの構造を示す平面図で
ジャケットを包囲しかつジャケットに固定される槽壁を
示す図、第６Ａ図及び第６Ｂ図は第３図及び第４図の反
応器の槽及び冷却ジャケットの変更実施例の構造を示す
平面図で槽へのジャケットの固定を示す図である。 １０・・・槽、　　　　１１．４０・・・外部筒形シェ
ル、２０、３５・・・内部筒形スリーブ、 ２１・・・螺旋形支持具、　２４・・・螺旋流路、３６
・・・直立支持具、　　４８・・・蛇行流路、２５、５
０・・・注入口、　　　２６．５１・・・排出口。 手 続 補 （方式） ５、補正の対象 （１）願書の「出願人の代表者」の欄 平成２年８月 ２７日 （２）委

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一部材の円筒形外壁と、一部材の平面シートからな
   り滑らかな連続した内表面を持ち該外壁から内側に半径
   方向に離れて位置した円筒形内部ライナーと、該円筒形
   外壁と該円筒形内部ライナーとの間の空間に設置され該
   外壁と該内部ライナーとの間の冷却剤用流路を形成する
   支持手段と、該支持手段を一部材の該円筒形内部ライナ
   ーの外表面に固定する溶接金属とを備え、該内部ライナ
   ーは該円筒形外壁と同心でかつ該一部材シートから形成
   されるスリーブであり、そして該内部ライナーの半径方
   向の厚さが該円筒形外壁の壁厚よりも実質的に薄い、耐
   圧性の反応器の槽。 ２、前記スリーブの壁厚が約０．６３５ｃｍ（０．２５
   インチ）である請求項１記載の反応器の槽。 ３、前記支持手段は前記外壁と前記内部ライナーとの間
   の前記流路を形成する連続した一部材による螺旋部材で
   ある請求項１記載の反応器の槽。 ４、前記流路の幅は１．２７ｃｍ（０．５インチ）から
   ２．５４ｃｍ（１インチ）の範囲を有し、かつ前記流路
   の高さは３．８１ｃｍ（１．５インチ）から約７．６２
   ｃｍ（３インチ）の範囲を有する請求項３記載の反応器
   の槽。 ５、前記スリーブ及び前記支持手段の壁厚は約０．６３
   ５ｃｍ（約０．２５インチ）である請求項４記載の反応
   器の槽。 ６、前記支持手段は前記内部ライナーの外表面だけに溶
   接された複数の直立ストリップであり、該直立ストリッ
   プが前記冷却剤の蛇行流路を形成する請求項１記載の反
   応器の槽。７、前記反応器の槽は前記流路に連結した複
   数の注入口及び複数の排出口を備える請求項６記載の反
   応器の槽。 ８、前記直立ストリップは複数の独立した流路区域を形
   成し、かつ各区域が各々前記注入口及び前記排出口を備
   える請求項７記載の反応器の槽。 ９、連続する一枚の金属シートから一個の長手方向溶接
   によって内部筒形スリーブを形成する工程と、連続する
   螺旋形支持具を該内部スリーブの外壁面に溶接する工程
   と、該螺旋形支持具と協働して該内部スリーブの周囲に
   連続する螺旋流路を形成するために該内部スリーブの周
   囲に外部筒形シェルを形成する工程であって、該外部シ
   ェルの内表面を該連続する螺旋形支持具にきつく押圧し
   かつ一個の長手方向溶接を形成することによる工程と、
   閉鎖した反応器の槽を形成するために該外部筒形シェル
   に上方の蓋部材及び下方の皿形部材を設ける工程と、該
   螺旋流路に連絡する注入口及び排出口を該反応器の槽に
   設ける工程と、を具備する反応器の槽の製造方法。 １０、前記内部スリーブの壁厚は前記外部シェルの壁厚
   よりも実質的に薄い請求項９記載の製造方法。 １１、前記外部シェルを前記内部スリーブの周囲に組立
   てる前に、前記内部スリーブを前記螺旋支持具とともに
   冷却し、かつ前記外部筒形シェルを加熱する請求項１０
   記載の製造方法。 １２、一部材の金属シートから一個の長手方向溶接を備
   えて内部筒形スリーブを形成する工程と、該内部スリー
   ブの外表面に螺旋帯状取付具を形成するために溶接によ
   って該スリーブの周囲に連続して金属製支持具を取付け
   る工程と、該螺旋帯及び該内部スリーブの外径に直径が
   等しくかつ該内部スリーブの壁厚より実質的に厚い壁厚
   を有する金属製の外筒を形成する工程と、該外筒を加熱
   するとともに該内部スリーブを冷却する工程と、該内部
   スリーブ、該外筒及び該螺旋帯状取付具によって形成さ
   れる連続通路を設けるために該加熱した外筒を該内部ス
   リーブを包囲するように該冷却した内部スリーブのまわ
   りに設置する工程と、閉鎖した反応器の槽を形成するた
   めに該外筒に上方の蓋部材及び下方の皿形部材を付着す
   る工程と、該通路への接続用に該槽に注入口及び排出口
   を設ける工程と、を具備する反応器の槽の製造方法。 １３、一部材の金属シートから一個の長手方向溶接を備
   えて内部筒形スリーブを形成する工程と、通路を配備す
   るために該スリーブの外表面に金属製支持手段を取付け
   る工程と、該スリーブの壁厚より実質的に厚い壁厚を備
   えた金属製外筒を形成する工程と、該外筒を該スリーブ
   のまわりに該スリーブを包囲するように設置する工程と
   、該スリーブと該支持手段との間に通路を作るために該
   金属製支持手段をきつく摩擦的に包囲するように該外筒
   上の適切に離間した部分を変形させる工程と、閉鎖した
   槽を形成するために蓋部材及び下方部材を該外筒に付着
   する工程と、該通路への接続用に該槽に注入口及び排出
   口を設ける工程と、を具備する反応器の槽の製造方法。 １４、前記支持手段は前記スリーブへの取付け時に連続
   する螺旋帯である請求項１３記載の製造方法。 １５、前記支持手段は、前記外筒及び前記スリーブと協
   働して前記スリーブのまわりに蛇行軌道を形成する複数
   の直立ストリップである請求項１３記載の製造方法。