JPH09124706A - 複合型還流凝縮器およびそれを用いた塩化ビニル系樹脂の製法 - Google Patents
複合型還流凝縮器およびそれを用いた塩化ビニル系樹脂の製法Info
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- JPH09124706A JPH09124706A JP28510395A JP28510395A JPH09124706A JP H09124706 A JPH09124706 A JP H09124706A JP 28510395 A JP28510395 A JP 28510395A JP 28510395 A JP28510395 A JP 28510395A JP H09124706 A JPH09124706 A JP H09124706A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩化ビニルを含む単量体を重合させる重合装
置に付設する還流凝縮器の大きさをかえずに冷却効率を
高くする。 【解決手段】 塩化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共
重合可能な単量体との混合物を重合させる重合装置に付
設する還流凝縮器において、気化した単量体が接触し冷
却せしめれ凝縮する凝縮管が直管と該直管に挿入された
蛇管とからなる複合型凝縮管にして、冷却伝熱面積を拡
大する。
置に付設する還流凝縮器の大きさをかえずに冷却効率を
高くする。 【解決手段】 塩化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共
重合可能な単量体との混合物を重合させる重合装置に付
設する還流凝縮器において、気化した単量体が接触し冷
却せしめれ凝縮する凝縮管が直管と該直管に挿入された
蛇管とからなる複合型凝縮管にして、冷却伝熱面積を拡
大する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化ビニルまたは
塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重
合させる重合装置に付設する複合型還流凝縮器を製造
し、使用する技術分野に属する。さらに詳しくは、前記
単量体を重合させる際に気化した単量体が接触し、冷却
せしめられ、凝縮する部分の面積が大幅に拡大された複
合型還流凝縮器を製造し、これを用いて塩化ビニル系樹
脂を製造する技術分野に属する。
塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重
合させる重合装置に付設する複合型還流凝縮器を製造
し、使用する技術分野に属する。さらに詳しくは、前記
単量体を重合させる際に気化した単量体が接触し、冷却
せしめられ、凝縮する部分の面積が大幅に拡大された複
合型還流凝縮器を製造し、これを用いて塩化ビニル系樹
脂を製造する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】塩化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共
重合可能な単量体との混合物を重合させてえられる塩化
ビニル系樹脂は、スケールメリット、すなわち量産効果
の発揮により活路を見出す典型的な汎用樹脂であり、様
々な方法で省エネルギー化を含む重合生産性の向上が図
られている。
重合可能な単量体との混合物を重合させてえられる塩化
ビニル系樹脂は、スケールメリット、すなわち量産効果
の発揮により活路を見出す典型的な汎用樹脂であり、様
々な方法で省エネルギー化を含む重合生産性の向上が図
られている。
【0003】現在、主流であるバッチ式重合法における
重合生産性を向上させるための手段である、バッチあた
りの単量体の増量や重合時間の短縮などを実現する際
に、発生する重合熱の除去が外部ジャケットによる冷却
のみでは間に合わなくなり、これを補うために単量体を
気化させて反応系から気化熱を奪う方法が採用されてい
る。
重合生産性を向上させるための手段である、バッチあた
りの単量体の増量や重合時間の短縮などを実現する際
に、発生する重合熱の除去が外部ジャケットによる冷却
のみでは間に合わなくなり、これを補うために単量体を
気化させて反応系から気化熱を奪う方法が採用されてい
る。
【0004】気化した単量体ガスは重合器上部に設けら
れた還流凝縮器により冷却せしめられ、凝縮した液が重
合系に戻されるが、この還流量を調節することによって
還流凝縮器による除熱量をある程度調節することが可能
である。
れた還流凝縮器により冷却せしめられ、凝縮した液が重
合系に戻されるが、この還流量を調節することによって
還流凝縮器による除熱量をある程度調節することが可能
である。
【0005】従来から使用されている還流凝縮器は、外
部ジャケットによる冷却機構を備えた直管(円筒状の
管)を有するものであり、原理的には、蒸留などに一般
に用いられるリービッヒ型冷却管と同じものである。一
般には、このような直管を並列に多数組み合わせること
によって気体との接触面積を大きくし、冷却させる工夫
がなされており、用いる直管の内径が決まればその本数
が多いほど接触面積が大きくなる。
部ジャケットによる冷却機構を備えた直管(円筒状の
管)を有するものであり、原理的には、蒸留などに一般
に用いられるリービッヒ型冷却管と同じものである。一
般には、このような直管を並列に多数組み合わせること
によって気体との接触面積を大きくし、冷却させる工夫
がなされており、用いる直管の内径が決まればその本数
が多いほど接触面積が大きくなる。
【0006】なお、従来の還流凝縮器が構成上直管型に
限定されている理由の1つに、内壁に付着した重合スケ
ールを除去する必要があることがあげられる。すわな
ち、直管型ではその内部にノズルを挿入して高圧水を噴
射することにより比較的容易に内壁を洗浄できるためで
ある。
限定されている理由の1つに、内壁に付着した重合スケ
ールを除去する必要があることがあげられる。すわな
ち、直管型ではその内部にノズルを挿入して高圧水を噴
射することにより比較的容易に内壁を洗浄できるためで
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一定の容量を
有する外部ジャケット内に装填される直管の数には限り
があり、直管の径を細くしてその数を増やすばあいに
は、ジャケットの場所によって流す冷却水の流速に分布
が生じて均一な冷却が困難になり、冷却面積の増加の割
りには思ったほどには冷却しないといった不都合が生じ
る。
有する外部ジャケット内に装填される直管の数には限り
があり、直管の径を細くしてその数を増やすばあいに
は、ジャケットの場所によって流す冷却水の流速に分布
が生じて均一な冷却が困難になり、冷却面積の増加の割
りには思ったほどには冷却しないといった不都合が生じ
る。
【0008】他方、直管を装填したジャケット、すなわ
ち還流凝縮器そのものの容量を大きくすると、重合装置
周辺のスペースやユーティリティー、冷却水の使用量の
面で不利となる。
ち還流凝縮器そのものの容量を大きくすると、重合装置
周辺のスペースやユーティリティー、冷却水の使用量の
面で不利となる。
【0009】本発明は前記のごとき従来の技術の欠点を
改善するためになされたものであり、従来の還流凝縮器
と同等の容量、冷却水容量および気化単量体接触面の洗
浄のしやすさを保持しながら、気化した単量体を冷却さ
せ、凝縮させるための接触面積が大幅に増加した還流凝
縮器を提供するとともに、この還流凝縮器を付設した重
合装置を用いて塩化ビニル系樹脂を製造することによ
り、重合生産性を大幅に向上させることを目的とする。
改善するためになされたものであり、従来の還流凝縮器
と同等の容量、冷却水容量および気化単量体接触面の洗
浄のしやすさを保持しながら、気化した単量体を冷却さ
せ、凝縮させるための接触面積が大幅に増加した還流凝
縮器を提供するとともに、この還流凝縮器を付設した重
合装置を用いて塩化ビニル系樹脂を製造することによ
り、重合生産性を大幅に向上させることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、気化した単量
体を冷却させ、凝縮させるための接触面の構造を特殊な
構造とすることによって、冷却伝熱面積を大幅に拡大さ
せ、重合生産性を大幅に向上させることができることを
見出し、本発明を完成するに至った。
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、気化した単量
体を冷却させ、凝縮させるための接触面の構造を特殊な
構造とすることによって、冷却伝熱面積を大幅に拡大さ
せ、重合生産性を大幅に向上させることができることを
見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】すなわち、本発明は、塩化ビニルまたは塩
化ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重合
させる重合装置に付設する還流凝縮器において、気化し
た単量体が接触し冷却せしめられ凝縮する凝縮管が直管
と該直管に挿入された蛇管とからなる冷却伝熱面積が拡
大された複合型凝縮管であることを特徴とする複合型還
流凝縮器(請求項1)、および請求項1の複合型還流凝
縮器を付設した重合装置を用いて塩化ビニルまたは塩化
ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重合さ
せることを特徴とする塩化ビニル系樹脂の製法(請求項
2)に関する。
化ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重合
させる重合装置に付設する還流凝縮器において、気化し
た単量体が接触し冷却せしめられ凝縮する凝縮管が直管
と該直管に挿入された蛇管とからなる冷却伝熱面積が拡
大された複合型凝縮管であることを特徴とする複合型還
流凝縮器(請求項1)、および請求項1の複合型還流凝
縮器を付設した重合装置を用いて塩化ビニルまたは塩化
ビニルとこれと共重合可能な単量体との混合物を重合さ
せることを特徴とする塩化ビニル系樹脂の製法(請求項
2)に関する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の複合型還流凝縮器は、塩
化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体
との混合物(以下、塩化ビニル含有単量体ともいう)を
重合させる重合装置に付設する複合型還流凝縮器であ
る。
化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体
との混合物(以下、塩化ビニル含有単量体ともいう)を
重合させる重合装置に付設する複合型還流凝縮器であ
る。
【0013】前記塩化ビニルとこれと共重合可能な単量
体との混合物における塩化ビニルと共重合可能な単量体
の例としては、たとえば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ルなどのビニルエステル類、エチレン、プロピレンなど
のオレフィン類、イソブチルビニルエーテルなどのビニ
ルエーテル類、無水マレイン酸、アクリロニトリル、ス
チレンなどがあげられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上組み合わせて用いてもよい。
体との混合物における塩化ビニルと共重合可能な単量体
の例としては、たとえば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ルなどのビニルエステル類、エチレン、プロピレンなど
のオレフィン類、イソブチルビニルエーテルなどのビニ
ルエーテル類、無水マレイン酸、アクリロニトリル、ス
チレンなどがあげられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0014】前記混合物中における塩化ビニルの含有割
合としては、塩化ビニルと共重合可能な単量体を共重合
させることによる流動性の向上や内部可塑化などの改質
効果がえられるという点から、99%(重量%、以下同
様)以下であるのが好ましく、また、えられる重合体が
塩化ビニル単位を含むことによる特徴である透明性や柔
軟性などの特性を充分発現するという点から50%以
上、さらには70%以上であるのが好ましい。
合としては、塩化ビニルと共重合可能な単量体を共重合
させることによる流動性の向上や内部可塑化などの改質
効果がえられるという点から、99%(重量%、以下同
様)以下であるのが好ましく、また、えられる重合体が
塩化ビニル単位を含むことによる特徴である透明性や柔
軟性などの特性を充分発現するという点から50%以
上、さらには70%以上であるのが好ましい。
【0015】前記塩化ビニルまたは塩化ビニルとこれと
共重合可能な単量体との混合物の重合により製造される
塩化ビニル系樹脂の例としては、ポリ塩化ビニル(PV
C)、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重
合体などがあげられる。
共重合可能な単量体との混合物の重合により製造される
塩化ビニル系樹脂の例としては、ポリ塩化ビニル(PV
C)、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重
合体などがあげられる。
【0016】前記塩化ビニル系樹脂が製造される装置
は、現在、主として還流凝縮器を付設したバッチ式重合
装置である。
は、現在、主として還流凝縮器を付設したバッチ式重合
装置である。
【0017】前記バッチ式重合装置は、一般に10〜1
30m3程度の容量を有する耐圧型の撹拌機を有する反
応釜からなり、たとえば塩化ビニル含有単量体を懸濁重
合させるばあいには、水および分散剤を含む液中に塩化
ビニル含有単量体が添加され、重合せしめられ、発生す
る反応熱の除去のため塩化ビニル含有単量体の蒸発およ
び付設した還流凝縮器による凝縮が利用される。
30m3程度の容量を有する耐圧型の撹拌機を有する反
応釜からなり、たとえば塩化ビニル含有単量体を懸濁重
合させるばあいには、水および分散剤を含む液中に塩化
ビニル含有単量体が添加され、重合せしめられ、発生す
る反応熱の除去のため塩化ビニル含有単量体の蒸発およ
び付設した還流凝縮器による凝縮が利用される。
【0018】前記還流凝縮器を付設したバッチ式重合装
置のうち本発明の複合型還流凝縮器およびこれを付設し
ているバッチ式重合装置の部分を説明図に基づいて説明
する。
置のうち本発明の複合型還流凝縮器およびこれを付設し
ているバッチ式重合装置の部分を説明図に基づいて説明
する。
【0019】図1において、1はバッチ式重合装置、2
は複合型還流凝縮器、3は直管と蛇管とからなる複合型
凝縮管、4は気化単量体入口、5は凝縮単量体出口、6
はジャケット用冷却水入口、7はジャケット用冷却水出
口、8はジャケット用冷却水循環部、9は冷却用ジャケ
ット、10は蛇管用冷却水入口を表わす。なお、図1に
記載のバッチ式重合装置1には、撹拌機、塩化ビニル含
有単量体添加装置などが付設されているが図示されてい
ない。また、図1に記載の複合型還流凝縮器2には、蛇
管用冷却水出口、内部洗浄用の高圧水噴射装置などが設
けられているが図示されていない。さらに、蛇管用冷却
水入口10に供給された冷却水は、1番目の複合型凝縮
管3の蛇管を下から上に流れ、2番目の複合型凝縮管3
の蛇管を上から下へ、さらに、3番目の複合型凝縮管3
の蛇管を下から上に流れたのち、3番目の複合型凝縮管
3の奥にある4番目の複合型凝縮管3の蛇管を上から下
へ流れるというように順に流れ、最後に蛇管用冷却水出
口から複合型還流凝縮器2外に放出される。複合型還流
凝縮器2中の蛇管は1本の連続した管から形式されても
よく、複数本(具体的には2本〜複合型凝縮管20本あ
たり1本)の連続した管から形式されていてもよい。
は複合型還流凝縮器、3は直管と蛇管とからなる複合型
凝縮管、4は気化単量体入口、5は凝縮単量体出口、6
はジャケット用冷却水入口、7はジャケット用冷却水出
口、8はジャケット用冷却水循環部、9は冷却用ジャケ
ット、10は蛇管用冷却水入口を表わす。なお、図1に
記載のバッチ式重合装置1には、撹拌機、塩化ビニル含
有単量体添加装置などが付設されているが図示されてい
ない。また、図1に記載の複合型還流凝縮器2には、蛇
管用冷却水出口、内部洗浄用の高圧水噴射装置などが設
けられているが図示されていない。さらに、蛇管用冷却
水入口10に供給された冷却水は、1番目の複合型凝縮
管3の蛇管を下から上に流れ、2番目の複合型凝縮管3
の蛇管を上から下へ、さらに、3番目の複合型凝縮管3
の蛇管を下から上に流れたのち、3番目の複合型凝縮管
3の奥にある4番目の複合型凝縮管3の蛇管を上から下
へ流れるというように順に流れ、最後に蛇管用冷却水出
口から複合型還流凝縮器2外に放出される。複合型還流
凝縮器2中の蛇管は1本の連続した管から形式されても
よく、複数本(具体的には2本〜複合型凝縮管20本あ
たり1本)の連続した管から形式されていてもよい。
【0020】図1において複合型凝縮管3は複合型還流
凝縮器2に備えられた冷却用ジャケット9内に固定さ
れ、上下端が開口している。バッチ式重合装置1から気
化した単量体が気化単量体入口4より複合型還流凝縮器
2に入り、ジャケット用冷却水および蛇管用冷却水によ
り冷却された複合型凝縮管3で冷却凝縮せしめられて凝
縮単量体出口5を経てバッチ式重合装置1にもどる。
凝縮器2に備えられた冷却用ジャケット9内に固定さ
れ、上下端が開口している。バッチ式重合装置1から気
化した単量体が気化単量体入口4より複合型還流凝縮器
2に入り、ジャケット用冷却水および蛇管用冷却水によ
り冷却された複合型凝縮管3で冷却凝縮せしめられて凝
縮単量体出口5を経てバッチ式重合装置1にもどる。
【0021】必要とされる複合型還流凝縮器2の大きさ
は、バッチ式重合装置1の大きさ、重合させるときの濃
度、重合速度などによっても異なるが、容量が10m3
のバッチ式重合装置1のばあい、通常、容量が0.6〜
1.0m3、横断面積が0.5〜0.8m2で、直径5〜
6cmで長さ1.8〜2.2mの直管に、蛇管の外径が
0.8〜1.2cmで巻き径が4〜5cmで巻き数が8
0〜100回の蛇管を挿入した複合型凝縮管3を100
〜200本並列に組み合わせたものを有する総冷却伝熱
面積が50〜200m2のごときものである。また、容
量が76m3のバッチ式重合装置1のばあい、通常、容
量が3〜4m3、横断面積が1.5〜2.5m2で、直径
5〜6cmで長さ1.8〜2.2mの直管に、蛇管の外
径が0.8〜1.2cmで巻き径が4〜5cmで巻き数
が80〜100回の蛇管を挿入した複合型凝縮管3を3
00〜700本並列に組み合わせたものを有する総冷却
伝熱面積が200〜600m2のごときものである。
は、バッチ式重合装置1の大きさ、重合させるときの濃
度、重合速度などによっても異なるが、容量が10m3
のバッチ式重合装置1のばあい、通常、容量が0.6〜
1.0m3、横断面積が0.5〜0.8m2で、直径5〜
6cmで長さ1.8〜2.2mの直管に、蛇管の外径が
0.8〜1.2cmで巻き径が4〜5cmで巻き数が8
0〜100回の蛇管を挿入した複合型凝縮管3を100
〜200本並列に組み合わせたものを有する総冷却伝熱
面積が50〜200m2のごときものである。また、容
量が76m3のバッチ式重合装置1のばあい、通常、容
量が3〜4m3、横断面積が1.5〜2.5m2で、直径
5〜6cmで長さ1.8〜2.2mの直管に、蛇管の外
径が0.8〜1.2cmで巻き径が4〜5cmで巻き数
が80〜100回の蛇管を挿入した複合型凝縮管3を3
00〜700本並列に組み合わせたものを有する総冷却
伝熱面積が200〜600m2のごときものである。
【0022】前記複合型還流凝縮器2の形状、設置方
法、ジャケット冷却水の使用方法などは、従来のものと
ほぼ同じである。
法、ジャケット冷却水の使用方法などは、従来のものと
ほぼ同じである。
【0023】図2は図1の複合型凝縮管3のうち、連続
している蛇管を有する2本の複合型凝縮管3を取り出し
て図示したものであり、図中、3aは直管、3bは直管
に挿入された蛇管、8は冷却水循環部、11a、11b
は気化単量体が実際に接触して冷却される直管3aおよ
び蛇管3bの接触部、12は気化単量体を複合型凝縮管
に導入するための開口部である。なお、連続している2
本の蛇管の2つの下端部は、蛇管用冷却水入口10から
供給された冷却水が順に流れるように、それぞれ前およ
びうしろの連続している2本の蛇管の下端部に連続され
る。また、開口部12の下にのびている蛇管の下端部に
記載の矢印は、蛇管3bに流される冷却水の経路を示し
ている。従来、凝縮管は直管(円筒状の管)であり、気
化単量体が接触する部分は直管の内壁表面のみであった
が、本発明においては直管の内壁表面に加え、それに挿
入された蛇管の外表面が増加しているため、従来の直管
型凝縮管に比べて気化単量体の接触面積が大幅に増大し
ている。
している蛇管を有する2本の複合型凝縮管3を取り出し
て図示したものであり、図中、3aは直管、3bは直管
に挿入された蛇管、8は冷却水循環部、11a、11b
は気化単量体が実際に接触して冷却される直管3aおよ
び蛇管3bの接触部、12は気化単量体を複合型凝縮管
に導入するための開口部である。なお、連続している2
本の蛇管の2つの下端部は、蛇管用冷却水入口10から
供給された冷却水が順に流れるように、それぞれ前およ
びうしろの連続している2本の蛇管の下端部に連続され
る。また、開口部12の下にのびている蛇管の下端部に
記載の矢印は、蛇管3bに流される冷却水の経路を示し
ている。従来、凝縮管は直管(円筒状の管)であり、気
化単量体が接触する部分は直管の内壁表面のみであった
が、本発明においては直管の内壁表面に加え、それに挿
入された蛇管の外表面が増加しているため、従来の直管
型凝縮管に比べて気化単量体の接触面積が大幅に増大し
ている。
【0024】前記蛇管とは、一般に管状物をバネ状に巻
いたものである。ただし、凝縮管内壁に付着する重合体
スケールの洗浄除去を容易にするために、蛇管の長さ方
向の中央部にノズルを挿入して高圧水を噴射することが
できるような構造であるのが好ましい。
いたものである。ただし、凝縮管内壁に付着する重合体
スケールの洗浄除去を容易にするために、蛇管の長さ方
向の中央部にノズルを挿入して高圧水を噴射することが
できるような構造であるのが好ましい。
【0025】前記蛇管の外径、巻き径、単位長さあたり
の巻き数などは、挿入する直管の直径、長さなどによっ
ても異なり、一概に規定することはできないが、直管の
直径をa、長さをbとすると、蛇管の外径はa/8〜a
/4であるのが冷却面積の拡大効果の点から好ましく、
また、巻き径はa/1.5〜a/1.2であるのが蛇管
の加工性や冷却効率の点から好ましく、さらに、単位長
さあたりの巻き数は2b/a〜4b/a程度のものが蛇
管の加工性と冷却面積の拡大効果の点から好ましい。た
だし、巻き径は、複合型凝縮管内部に付着する重合スケ
ール除去のためにノズルを挿入して高圧水噴射による洗
浄が行なえるように、20mm以上であるのが好まし
い。
の巻き数などは、挿入する直管の直径、長さなどによっ
ても異なり、一概に規定することはできないが、直管の
直径をa、長さをbとすると、蛇管の外径はa/8〜a
/4であるのが冷却面積の拡大効果の点から好ましく、
また、巻き径はa/1.5〜a/1.2であるのが蛇管
の加工性や冷却効率の点から好ましく、さらに、単位長
さあたりの巻き数は2b/a〜4b/a程度のものが蛇
管の加工性と冷却面積の拡大効果の点から好ましい。た
だし、巻き径は、複合型凝縮管内部に付着する重合スケ
ール除去のためにノズルを挿入して高圧水噴射による洗
浄が行なえるように、20mm以上であるのが好まし
い。
【0026】前記のごとき本発明における複合型凝縮管
3の内表面積は、直管のばあいと比較して約1.2〜3
倍になるため、冷却凝縮効率が大幅に改善される。
3の内表面積は、直管のばあいと比較して約1.2〜3
倍になるため、冷却凝縮効率が大幅に改善される。
【0027】また、このような本発明における複合型凝
縮管の内部は、従来の重合スケール洗浄除去方法、たと
えばノズルを挿入して高圧水噴射により洗浄する方法な
どにより洗浄することができ、重合に関係しない時間、
いわゆる重合外時間の延長が発生することは実質的にな
い。さらに、本発明の還流凝縮器は、本体構造自体は従
来のものと同等であるため、特別な工事を必要とせず、
いたって容易に付設することができる。
縮管の内部は、従来の重合スケール洗浄除去方法、たと
えばノズルを挿入して高圧水噴射により洗浄する方法な
どにより洗浄することができ、重合に関係しない時間、
いわゆる重合外時間の延長が発生することは実質的にな
い。さらに、本発明の還流凝縮器は、本体構造自体は従
来のものと同等であるため、特別な工事を必要とせず、
いたって容易に付設することができる。
【0028】なお、前記のごとき複合型凝縮管および複
合型還流凝縮器を構成する材料は、従来の凝縮管および
還流凝縮器を構成する材料である銅、SUS304、S
US316、SUS316L、チタン合金などであれば
とくに制限なく使用しうるが、製造のしやすさやコス
ト、腐蝕性などの点から、SUS316が好ましい。
合型還流凝縮器を構成する材料は、従来の凝縮管および
還流凝縮器を構成する材料である銅、SUS304、S
US316、SUS316L、チタン合金などであれば
とくに制限なく使用しうるが、製造のしやすさやコス
ト、腐蝕性などの点から、SUS316が好ましい。
【0029】本発明の複合型還流凝縮器を付設した重合
装置を用いた塩化ビニル系樹脂の製造は、公知の方法、
すなわち懸濁重合法、ミクロ懸濁重合法、乳化重合法、
塊状重合法、溶液重合法などにより行なうことができ
る。
装置を用いた塩化ビニル系樹脂の製造は、公知の方法、
すなわち懸濁重合法、ミクロ懸濁重合法、乳化重合法、
塊状重合法、溶液重合法などにより行なうことができ
る。
【0030】前記製造に使用する開始剤、乳化剤、分散
剤、安定剤、スケール防止剤などや、これらの仕込方法
も公知の技術をなんら支障なく用いることができる。
剤、安定剤、スケール防止剤などや、これらの仕込方法
も公知の技術をなんら支障なく用いることができる。
【0031】複合型還流凝縮器による還流量、すなわち
該凝縮器による重合装置内溶液の冷却量は、重合装置本
体に備えられたジャケットによる冷却量とのバランスを
考慮し、冷却水の温度を変えることで調節することがで
きる。
該凝縮器による重合装置内溶液の冷却量は、重合装置本
体に備えられたジャケットによる冷却量とのバランスを
考慮し、冷却水の温度を変えることで調節することがで
きる。
【0032】一般的には、還流凝縮量が多くなると、塩
化ビニル系樹脂製品の加工時にフィッシュアイとよばれ
る斑点状欠陥が発生しやすくなるため、これを考慮して
還流凝縮量を決定すればよい。
化ビニル系樹脂製品の加工時にフィッシュアイとよばれ
る斑点状欠陥が発生しやすくなるため、これを考慮して
還流凝縮量を決定すればよい。
【0033】本発明の複合型還流凝縮器を付設した重合
装置を用いて塩化ビニル系樹脂を製造するばあい、たと
えば容量76m3のバッチ式重合装置を用いて部分ケン
化ポリビニルアルコール0.07部(重量部、以下同
様)を溶解した水100部(31000kg)、重合開
始剤としてt−ブチルパーオキシネオデカノエート0.
025部および3,5,5−トリメチルへキサノイルパ
ーオキサイド0.035部を用い、塩化ビニル単量体1
00部を、撹拌下、65℃の条件で重合させ、複合型還
流凝縮器により6.5×105kcal/hrの除熱を
するばあい、従来の直管型還流凝縮器(容量3.7
m3、横断面積1.7m2、直径2.14cm、長さ2m
の直管1300本を有するもの)を用いるばあいには、
48℃の水を4.8m3/分の割合で流して冷却するこ
とが必要であるが、前記直管型還流凝縮器における直管
を冷却伝熱面積が2倍の複合型還流凝縮器(容量3.7
m3、横断面積1.7m2、直径5.6cm、長さ2mの
直管に、蛇管の外径が1.0cm、巻き径が4.0c
m、巻き数が90回の蛇管を挿入したもの500本を有
するもの)にかえるだけで、54℃の水を4.8m3/
分の割合で流して冷却することによって同じ量の除熱を
行なうことができる。
装置を用いて塩化ビニル系樹脂を製造するばあい、たと
えば容量76m3のバッチ式重合装置を用いて部分ケン
化ポリビニルアルコール0.07部(重量部、以下同
様)を溶解した水100部(31000kg)、重合開
始剤としてt−ブチルパーオキシネオデカノエート0.
025部および3,5,5−トリメチルへキサノイルパ
ーオキサイド0.035部を用い、塩化ビニル単量体1
00部を、撹拌下、65℃の条件で重合させ、複合型還
流凝縮器により6.5×105kcal/hrの除熱を
するばあい、従来の直管型還流凝縮器(容量3.7
m3、横断面積1.7m2、直径2.14cm、長さ2m
の直管1300本を有するもの)を用いるばあいには、
48℃の水を4.8m3/分の割合で流して冷却するこ
とが必要であるが、前記直管型還流凝縮器における直管
を冷却伝熱面積が2倍の複合型還流凝縮器(容量3.7
m3、横断面積1.7m2、直径5.6cm、長さ2mの
直管に、蛇管の外径が1.0cm、巻き径が4.0c
m、巻き数が90回の蛇管を挿入したもの500本を有
するもの)にかえるだけで、54℃の水を4.8m3/
分の割合で流して冷却することによって同じ量の除熱を
行なうことができる。
【0034】この効果は、開始剤を40%増量して重合
時間を15%短縮しうるだけの重合生産性の向上に相当
する。
時間を15%短縮しうるだけの重合生産性の向上に相当
する。
【0035】
【実施例】本発明をさらに具体的に説明するために、以
下に実施例および比較例を示すが、本発明はこれら実施
例になんら限定されるものではない。
下に実施例および比較例を示すが、本発明はこれら実施
例になんら限定されるものではない。
【0036】比較例1 冷却面積が5m2の直管型還流凝縮器(内径21.4m
m、長さ1290mmの直管52本を、内容積0.08
m3、直径35cm、高さ2mの凝縮器本体に並列に取
り付けた直管型還流凝縮器)を付設し、冷却用ジャケッ
トを有する内容積1.7m3のバッチ式重合装置に、部
分ケン化ポリビニルアルコール0.07部を溶解した水
100部(620kg)を仕込み、重合開始剤としてt
−ブチルパーオキシネオデカノエート(t−BPON
D)0.025部および3,5,5−トリメチルヘキサ
ノイルパーオキサイド(355TMHPO)0.035
部を添加して脱気し、反応系の酸素を除去した。ついで
塩化ビニル(VCM)100部を仕込み、撹拌しながら
昇温し、重合温度を65℃にした。そののち、冷却用ジ
ャケットに55℃の水を流して重合温度を65℃に保っ
た。また、重合開始後1時間目に還流凝縮器に45℃の
冷却水を流して還流凝縮器の運転を開始した。このとき
の還流凝縮器の除熱速度は23000kcal/hr、
冷却用ジャケットによる除熱速度は14000kcal
/hrで一定とした。重合転化率が55%に達した時点
で還流凝縮器からの凝縮単量体の重合装置への還流を開
始した。重合装置内の圧力が定常圧より1kg/cm2
低下した時点(約9.5kg/cm2のとき)で未重合
単量体をその自圧によって重合系外へ抜き出して重合を
終了させた。重合時間は3.5時間で、重合転化率は7
5%であった。
m、長さ1290mmの直管52本を、内容積0.08
m3、直径35cm、高さ2mの凝縮器本体に並列に取
り付けた直管型還流凝縮器)を付設し、冷却用ジャケッ
トを有する内容積1.7m3のバッチ式重合装置に、部
分ケン化ポリビニルアルコール0.07部を溶解した水
100部(620kg)を仕込み、重合開始剤としてt
−ブチルパーオキシネオデカノエート(t−BPON
D)0.025部および3,5,5−トリメチルヘキサ
ノイルパーオキサイド(355TMHPO)0.035
部を添加して脱気し、反応系の酸素を除去した。ついで
塩化ビニル(VCM)100部を仕込み、撹拌しながら
昇温し、重合温度を65℃にした。そののち、冷却用ジ
ャケットに55℃の水を流して重合温度を65℃に保っ
た。また、重合開始後1時間目に還流凝縮器に45℃の
冷却水を流して還流凝縮器の運転を開始した。このとき
の還流凝縮器の除熱速度は23000kcal/hr、
冷却用ジャケットによる除熱速度は14000kcal
/hrで一定とした。重合転化率が55%に達した時点
で還流凝縮器からの凝縮単量体の重合装置への還流を開
始した。重合装置内の圧力が定常圧より1kg/cm2
低下した時点(約9.5kg/cm2のとき)で未重合
単量体をその自圧によって重合系外へ抜き出して重合を
終了させた。重合時間は3.5時間で、重合転化率は7
5%であった。
【0037】重合開始時の水/単量体の比(重量比)は
1.0であったが、冷却用ジャケットおよび還流凝縮器
による冷却のみでは冷却不足のため、重合終了時点での
水/単量体の比が1.2になるように重合期間中、定量
ポンプを用いて水を連続的に等速度で追加する必要があ
った。
1.0であったが、冷却用ジャケットおよび還流凝縮器
による冷却のみでは冷却不足のため、重合終了時点での
水/単量体の比が1.2になるように重合期間中、定量
ポンプを用いて水を連続的に等速度で追加する必要があ
った。
【0038】実施例1 冷却面積が10m2の本発明の複合型還流凝縮器(直管
部分の内径50mm、長さ1290mm、本数23本
に、蛇管の外径10mm、巻き径40mm、巻き数55
のものを挿入した複合型凝縮管を、比較例1で用いた凝
縮器本体と同じ本体に同様に取り付けた複合型還流凝縮
器)を付設し、内容積1.7m3の冷却用ジャケットを
有するバッチ式重合装置を用い、追加水を加えず、冷却
水温度を51℃にしたほかは、比較例1と同じ条件で重
合を行なった。
部分の内径50mm、長さ1290mm、本数23本
に、蛇管の外径10mm、巻き径40mm、巻き数55
のものを挿入した複合型凝縮管を、比較例1で用いた凝
縮器本体と同じ本体に同様に取り付けた複合型還流凝縮
器)を付設し、内容積1.7m3の冷却用ジャケットを
有するバッチ式重合装置を用い、追加水を加えず、冷却
水温度を51℃にしたほかは、比較例1と同じ条件で重
合を行なった。
【0039】なお、冷却用ジャケットによる除熱速度は
14000kcal/hrであったが、還流凝縮器の除
熱速度は29000kcal/hrであった。
14000kcal/hrであったが、還流凝縮器の除
熱速度は29000kcal/hrであった。
【0040】重合条件および結果を表1に示す。
【0041】実施例2 複合型還流凝縮器に流す冷却水の温度を56℃にし、還
流凝縮量を変えた以外は実施例1と同じ条件で重合を行
なった。このばあいには重合終了時点での水/単量体の
重量比が1.1になるように重合期間中、定量ポンプを
用いて水を連続的に等速度で追加する必要があった。
流凝縮量を変えた以外は実施例1と同じ条件で重合を行
なった。このばあいには重合終了時点での水/単量体の
重量比が1.1になるように重合期間中、定量ポンプを
用いて水を連続的に等速度で追加する必要があった。
【0042】なお、冷却用ジャケットによる除熱速度は
14000kcal/hrであったが、複合型還流凝縮
器の除熱速度は28000kcal/hrであった。
14000kcal/hrであったが、複合型還流凝縮
器の除熱速度は28000kcal/hrであった。
【0043】重合条件および結果を表1に示す。
【0044】実施例3 実施例1において使用した重合開始剤であるt−ブチル
パーオキシネオデカノエートおよび3,5,5−トリメ
チルヘキサノイルパーオキサイドの量をそれぞれ0.0
4部および0.05部に変更し、還流凝縮器に48℃の
冷却水を流して運転した以外は実施例1と同様にして重
合を行なった。
パーオキシネオデカノエートおよび3,5,5−トリメ
チルヘキサノイルパーオキサイドの量をそれぞれ0.0
4部および0.05部に変更し、還流凝縮器に48℃の
冷却水を流して運転した以外は実施例1と同様にして重
合を行なった。
【0045】なお、冷却用ジャケットによる除熱速度は
14000kcal/hrであったが、複合型還流凝縮
器の除熱速度は34000kcal/hrであった。
14000kcal/hrであったが、複合型還流凝縮
器の除熱速度は34000kcal/hrであった。
【0046】重合条件および重合結果を表1に示す。
【0047】比較例2 比較例1において使用した重合開始剤であるt−ブチル
パーオキシネオデカノエートおよび3,5,5−トリメ
チルヘキサノイルパーオキサイドの量をそれぞれ0.0
4部および0.05部に変更し、還流凝縮器に35℃の
冷却水を流して運転し、さらに重合終了時点での水/単
量体の重量比が1.1になるように重合期間中、定量ポ
ンプを用いて水を連続的に等速度で追加した以外は比較
例1と同様にして重合を行なった。
パーオキシネオデカノエートおよび3,5,5−トリメ
チルヘキサノイルパーオキサイドの量をそれぞれ0.0
4部および0.05部に変更し、還流凝縮器に35℃の
冷却水を流して運転し、さらに重合終了時点での水/単
量体の重量比が1.1になるように重合期間中、定量ポ
ンプを用いて水を連続的に等速度で追加した以外は比較
例1と同様にして重合を行なった。
【0048】なお、冷却用ジャケットによる除熱速度は
14000kcal/hrであったが、還流凝縮器の除
熱速度は29000kcal/hrであった。
14000kcal/hrであったが、還流凝縮器の除
熱速度は29000kcal/hrであった。
【0049】重合条件および重合結果を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】表1に示したように、本発明の複合型還流
凝縮器を用いた実施例1のばあい、従来の直管型還流凝
縮器を用いた比較例1のばあいと比較して、同一条件下
の重合であっても追加水による冷却を必要としないうえ
に、冷却水温度をあまり下げる必要がないことがわか
る。また、追加水を用いた実施例2のばあいには複合型
還流凝縮器の冷却水温度をさらに高めても除熱が可能で
あることがわかる。さらに、重合時間短縮のために重合
開始剤の使用量を1.5倍量用いた実施例3のばあいで
も還流凝縮器に流す冷却水温度をあまり下げる必要がな
いのに対し、従来の直管型還流凝縮器を用いて重合時間
を短縮した比較例2のばあいには、還流凝縮器に流す冷
却水温度は35℃と著しく低下させなければないのみな
らず、追加水を併用する必要があることがわかる。
凝縮器を用いた実施例1のばあい、従来の直管型還流凝
縮器を用いた比較例1のばあいと比較して、同一条件下
の重合であっても追加水による冷却を必要としないうえ
に、冷却水温度をあまり下げる必要がないことがわか
る。また、追加水を用いた実施例2のばあいには複合型
還流凝縮器の冷却水温度をさらに高めても除熱が可能で
あることがわかる。さらに、重合時間短縮のために重合
開始剤の使用量を1.5倍量用いた実施例3のばあいで
も還流凝縮器に流す冷却水温度をあまり下げる必要がな
いのに対し、従来の直管型還流凝縮器を用いて重合時間
を短縮した比較例2のばあいには、還流凝縮器に流す冷
却水温度は35℃と著しく低下させなければないのみな
らず、追加水を併用する必要があることがわかる。
【0052】
【発明の効果】従来の直管型還流凝縮器を用いるばあい
と比較して、本発明の複合型還流凝縮器は冷却面積が著
しく拡大されているため、冷却水温度が同じであればよ
り冷却能力が高くなる。いいかえれば、同じ還流凝縮量
を達成するための冷却水温度をより高くする、あるいは
冷却水量をより少なくすることができることになり、い
わゆるユーティリティーコストを低減させることができ
る。さらに、バッチあたりの単量体の増量や、重合開始
剤の増量による重合時間の短縮によって単位時間あたり
の重合反応熱が増加しても、冷却水量を増やすことなく
対処できることになり、重合生産性は大幅に向上するた
め、本発明の工業的価値はすこぶる大きい。
と比較して、本発明の複合型還流凝縮器は冷却面積が著
しく拡大されているため、冷却水温度が同じであればよ
り冷却能力が高くなる。いいかえれば、同じ還流凝縮量
を達成するための冷却水温度をより高くする、あるいは
冷却水量をより少なくすることができることになり、い
わゆるユーティリティーコストを低減させることができ
る。さらに、バッチあたりの単量体の増量や、重合開始
剤の増量による重合時間の短縮によって単位時間あたり
の重合反応熱が増加しても、冷却水量を増やすことなく
対処できることになり、重合生産性は大幅に向上するた
め、本発明の工業的価値はすこぶる大きい。
【図1】本発明の複合型還流凝縮器の一例を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図2】蛇管が連続している2本の複合型凝縮管の一例
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
1 バッチ式重合装置 2 複合型還流凝縮器 3 複合型凝縮管 3a 複合型凝縮管を構成する直管 3b 複合型凝縮管を構成する蛇管 4 気化単量体入口 5 凝縮単量体出口 6 ジャケット用冷却水入口 7 ジャケット用冷却水出口 8 ジャケット用冷却水循環部 9 冷却用ジャケット 10 蛇管用冷却水入口 11a 複合型凝縮管を構成する直管の接触部 11b 複合型凝縮管を構成する蛇管の接触部 12 開口部
Claims (2)
- 【請求項1】 塩化ビニルまたは塩化ビニルとこれと共
重合可能な単量体との混合物を重合させる重合装置に付
設する還流凝縮器において、気化した単量体が接触し冷
却せしめられ凝縮する凝縮管が直管と該直管に挿入され
た蛇管とからなる冷却伝熱面積が拡大された複合型凝縮
管であることを特徴とする複合型還流凝縮器。 - 【請求項2】 請求項1記載の複合型還流凝縮器を付設
した重合装置を用いて塩化ビニルまたは塩化ビニルとこ
れと共重合可能な単量体との混合物を重合させることを
特徴とする塩化ビニル系樹脂の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28510395A JPH09124706A (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 複合型還流凝縮器およびそれを用いた塩化ビニル系樹脂の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28510395A JPH09124706A (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 複合型還流凝縮器およびそれを用いた塩化ビニル系樹脂の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09124706A true JPH09124706A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17687170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28510395A Pending JPH09124706A (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 複合型還流凝縮器およびそれを用いた塩化ビニル系樹脂の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09124706A (ja) |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP28510395A patent/JPH09124706A/ja active Pending
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