JPS61275232A - 重合性物質の貯蔵方法 - 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、スチレンモノマー、α−メチルスチレンモノ
マー、アクリルニトリルモノマー等の重合しやすい常温
液体である重合性物質の貯蔵方法に係り、特にタンク内
での前記重合性物質の重合反応によるポリマーの発生を
防ぎ、品質の低下を回避する重合性物質の貯蔵方法の改
良に関するものである。

［背景技術とその問題点］ 従来、スチレンモノマー、α−メチルスチレンモノマー
、アクリルニトリルモノマー等の重合しやすい常温液体
である重合性物質をタンクに貯蔵するために各種の方法
が考えられてきた０例えば、タンク内の重合性物質の液
相部分での重合反応を防止するためには、重合防止剤の
添加、反応を抑えるための冷却といった手段が一般的で
ある。

重合防止剤としては、パラターシャリ−ブチルカテコー
ル（ＴＢＣ）や硫黄が一般的であったが、今日ではより
優れたニトロソアミン化合物（特公昭５２−３９０１６
）や、２・４ジニトロフエノールと２・６ジニトロフエ
ノールの混合物（特公昭５３−１７５８３）が知られて
いる。

一方、冷却の方法としては、タンク外面に水を散布する
方法、タンク内の液体の一部を抜き出して冷却した後タ
ンクに戻す方法などが行なわれていた。

しかしながら、これらの方法が効果的なのはタンク内の
液相部分の重合性物質に限られ、液面より上の部分に気
相として存在する重合性物質にはその効果が及ばない。

つまり、気相部分の重合性物質は、タンク内上部の気相
部分に対応する壁面の温度の影響を受けるため、冷却の
効果が及ばないこと、さらに重合防止剤として用いられ
る添加物の沸点は、一般に重合性物質の沸点よりも高い
ため、蒸発するのは専ら重合性物質だけということにな
る。従って、外気温が低下した場合、気相の重合性物質
は前記壁面近くのものから冷却されて壁面に凝縮するが
、これらの凝縮した液滴には重合防止剤がほとんど含ま
れておらず、液滴内の重合性物質は容易に重合反応を始
め、ポリマーとなる。このときポリマーは重力により下
方に成長するため天板内面ではつらら状に成長し、やが
て自重で剥離し落下して貯蔵液中に混入する。また側壁
面のポリマーは側壁面に沿って下方へ成長し、ついには
液面まで達して貯蔵液中に溶解する。一方１重合性物質
が追加貯蔵されて液面が上昇することにより、壁面に成
長しつつあるポリマーが液中に浸され溶解することもあ
り、いずれの場合も、ポリマーが貯蔵液中に混入し、不
純物となるという問題が生じる。

一般に１重合性物質を市販する場合のポリマー含有量は
、１〜１０ｐｐｍ程度と規制されており、従来、前記ポ
リマーの混入により重合性物質としての商品価値を失う
ことを避けるため、タンク内壁面の清掃や重合性物質の
再処理を行なう一方、タンク内壁面でのポリマー生成を
防止する方法が研究されていた。

たとえば、従来の重合防止剤の添加と液相部分の重合性
物質の冷却に加え、この重合防止剤を含んだ重合性物質
を汲みあげてタンク上部の天板に噴霧し、壁面を洗浄し
て凝縮を防止するとともに、天板を冷却することで積極
的に天板付近の気相の重合性物質を液化して回収すると
いう方法（特開昭５８−４２６０１）が知られている。

この方法によれば、タンク内壁面での重合性物質の凝縮
はかなり防げるが、噴霧を一様にするのが困難といった
設置に関わる問題とともに、噴霧口が詰る、あるいは複
雑な配管の隙間に重合性物質が溜る、といった問題に対
しては、タンク内部の配管だけに対応が困難であった。

その他に、タンク内に窒素のような不活性ガスを送りこ
み、気相の重合性物質の分圧を下げることにより蒸発を
制限したり、タンク内壁面にコーティングを施し、凝縮
する際の液滴の核になりやすい突起を減らすことにより
凝縮を抑制する方法があるが、いずれも決定的なもので
はなく、他の方法と併用されるにすぎない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、重合性物質の貯蔵に際して、タンク内
の液相の重合性物質の重合反応を防ぐとともに、液面か
らの蒸発を抑えることができ、また気相の重合性物質の
タンク内上部の気相部分に対応する壁面での凝縮による
液滴内での重合反応を抑えることができて、ポリマーの
発生を防ぎ、品質の低下を回避することを容易にする重
合性物質の貯蔵方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
貯蔵タンク内の重合性物質のうち、液相部分を冷却する
ことにより重合性物質の重合反応および蒸発を抑え、タ
ンク内上部の気相部分に対応する壁面を加熱することに
より重合性物質の前記壁面での凝縮を抑えており、重合
性物質の貯蔵における問題点であった重合の発生による
品質の低下を回避しようとするものである。

［実施例］ 以下に本発明の重合性物質の貯蔵方法による実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の重合性物質の貯蔵方法による貯蔵タ
ンクの装置を示す概略図である。

図において、タンク１は重合性物質であるスチＬ／７モ
ノマーに、重合防止剤としてパラターシャリ−ブチルカ
テコール（ＴＢＣ）を添加した液体を貯蔵している。こ
のタンク１のコーンルーフ型天板ＩＡの外側には、加熱
部としての加熱用配管２が設けられており、また天板温
度を検出するための温度センサ３が取り付けである。さ
らに、天板ＩＡ及び側壁面ＩＢの内面はコーティングに
より平滑化されており、他の物質が付着しにくいように
なっている。

一方、タンク１内の底部内側には、冷却部としての冷却
用配管４がコイル状に設けてあり、また液体温度を検出
するための温度センサ５が取り付けである。さらに吸入
管６Ａおよび吐出管６Ｂを介して攪拌ポンプ６が接続さ
れ、この吐出管６Ｂからの噴流によりタンク１内の液体
を常に攪拌し、温度分布が一様になるようにして冷却効
果を高めている。これらの配管等の取り付は部分は、二
重管構造としてタンク側壁面ＩＢの耐久性に配慮しであ
る。

前記の加熱用配管２及び冷却用配管４には冷媒としてフ
レオン−２２（Ｒ−２２）が送り込まれるが、この冷媒
の動きを追って他の部分を説明する。

前記冷却用配管４の出口側すなわち図中上端側は、熱交
換機１５を介して圧縮機７が接続され、この圧縮ｌＲ７
は、吸入側圧力センサ８及びインバータ方式による回転
数制御装置９により吸入側圧力がほぼ一定１例えば０．
５〜１．０　ｋ　ｇ／　Ｃｔｒｌ”となるように制御さ
れる図示しないモータにより駆動され、冷媒を圧縮し、
吐出側圧力１０〜１２ｋｇ　／　ｃ　ｍ’　、温度７０
〜８０℃で送り出す。

送り出された冷媒は三方弁ｌＯを通過し、放熱部配管２
の上端側に送られ、この放熱部配管２を通り天板ＩＡに
放熱する。この際、温度センサ３により検出された温度
が規定値より高い場合は、天板ＩＡの保護のため制御装
置１１により三方弁１０が切り換えられ、冷媒はバイパ
ス１２を通るため放熱部配管２には冷媒は通らず、加熱
は行なわれないようにされ、天板の温度はそれ以上上昇
しないことになる。

放熱部配管２あるいはバイパス１２を通過した冷媒は熱
交換器１３に入るが、熱交換を行なうもう一方の配管１
４には海水、地下水等の冷却液が流通し、これにより冷
媒はある程°度冷却され、さらに熱交換器１５に入って
、冷却用配管４からの冷媒により冷却される。一方、冷
却用配管４内の冷媒は加熱され、完全に気化するように
され、液相のまま圧縮Ｉａ７に導入されて圧縮機７を損
傷することがないようにされている。

二つの熱交換４１１１３．１５により冷却された冷媒は
、１１張弁１６を経て断熱膨張して気化し、冷却部配管
４において気化熱を吸収し、タンク底部の重合性物質を
冷却するが、この膨張弁１６としては脈動防止のためヒ
ステリシスの大きなものを使用し、さらに制御装置１７
によるオーバーライド制御により開度を調節される機構
をもつ。

第２図に、前記オーバーライド制御による膨張弁１６の
弁開度の調節の流れを示す。

図において、天板温度を検出するための温度センサ３に
よる温度Ｔ１、タンクｌ内の液体温度を検出するための
温度センサ５による温度Ｔ２を入力として、制御装置１
７は、まず演算器１７Ａで温度差（ＴＩ−Ｔ２）を計算
し、調節器１７Ｂにより前記温度差（Ｔｌ−Ｔ２）と規
定値Ｔｄを比較して弁開度Ａ１を求める。一方、調節器
１７Ｃにより前記温度Ｔ２と規定値Ｔｃを比較して弁開
度Ａ２を求め、さらに比較器（ハイセレクト）１７Ｄに
おいて弁開度ＡＩ、Ａ２のうち大きいものを選択し、そ
の値に従って膨張弁１６の開度を、冷却用配管４での冷
却能力が増加する方向に操作する。このとき、前記規定
値Ｔｄは天板温度とタンク１内の液体温度の温度差の目
標値であり、１０℃以上が望ましく、また前記規定値Ｔ
ｃはタンク１内の液体温度の目標値であり、重合性物質
の重合反応を抑制するためには２０℃以下、できれば１
０℃以下にすることが望ましい。

再び冷媒の流れを追うと、冷却用配管４を出た冷媒は熱
交換器１５に入り、熱交換器１３からの冷媒を冷却した
後、圧縮機７に戻り、以下前述のサイクルを形成する。

第３図は、熱交換器１５を示す概略図であ図において、
加熱用配管２を出て熱交換器１３を経由した冷媒は、入
口１５Ａから入り冷却され、出口１５Ｂから出て膨張弁
１６に至る。一方、冷却用配管４からの冷媒は、入口１
５Ｃから入り吸熱して、出口１５０から出て圧縮機７に
至る。このとき、冷却用配管４を出た冷媒はほとんどが
気相であるが、液相であるものも混っており、これがそ
のまま圧縮機７に送り込まれた場合、圧縮器７のクラン
クケース内のオイルが冷えすぎたり、最悪の場合、液圧
縮により圧縮４ｉ１７が破損することもあるため、図に
示すように入口１５Ｃの前に立ち上りを設け、入口１５
Ｃが出口１５Ｄより低い位置になるように接続し、液相
のまま通過するのを止める。

本実施例の装置においては、タンクｌ内の重合性物質の
液相部分に冷却用配管４を設けて、液相部分の温度を低
く抑えることにより、重合反応を抑制するとともに液面
からの蒸発を抑え、かつタンク天板ＩＡを加熱する加熱
用配管２を設けて気相部分を加熱することにより、タン
クｌ内壁面での気相の重合性物質の凝縮を防止し、かつ
タンク１内に貯蔵する重合性物質の重合反応を確実に防
止できるため、品質の低下を回避することが容易にでき
る。

前記加熱および冷却は、冷媒を用いた冷凍サイクルによ
り実現されているから、コンパクトな装置とすることが
でき、かつ冷凍サイクルの加熱および冷却の両方を有効
に利用しているからエネルギーコストを節減できる。ま
た、これらのサイクルは温度センサ３，５と制御装置１
１．１７により自動化されているから、設定に従い最適
の状態に制御することができる。

制御においては、天板温度ＴＩと液体温度Ｔ２との温度
差（ＴＩ−Ｔ２）と規定値Ｔｄを比較して求めた弁開度
Ａｌと、液体温度Ｔ２と規定値ＴＣを比較して求めた弁
開度Ａ２のうち大きいものを比較器（ハイセレク））１
７Ｄにおいて選択し、その値に従って膨張弁１６の開度
を操作することにより、タンク１内の液相部分を常に充
分低い温度に保つことができ、重合反応を抑制するとと
もに液面からの蒸発を抑えることができる。さらに三方
弁ｌＯ及びバイパス１２による過熱防止のためのインタ
ーロック機構を設けたことで、加熱用配管２が過熱して
天板ＩＡ及び他の装置への障害や、タンクｌ内の液相部
分にまで熱の影響が及ぶのを防ぐことができる。

これらの制御は全て電気的に処理されていることから、
制御系を一箇所に集めることで遠隔操作による集中管理
も可能となる。さらに、冷媒の圧縮にはインバータ制御
の圧縮機７を用いてエネルギー効率を高め、液相部分を
冷却する冷却部をタンク１内に設けて直接冷却としてい
るから、この点においてもエネルギーコストを節減でき
る。また、液相部分を攪拌する攪拌ポンプ６を設けたこ
とで、重合性物質の液相部分の温度分布を一定にするこ
とができ、さらに入荷時には移送されてきた重合性物質
の冷却時間を短縮することができるとともに、出荷時に
は移送管内へ送り出された重合性物質の温度をタンク内
と同様な低い温度で送り出すことができて、移送管内で
の重合反応を抑えるという効果もある。

なお、前記実施例においては、コーンルーフ型タンク１
に貯蔵する例を示したが、ドーム型、あるいは平板状の
天板をもつタンクにも応用可能であり、タンクｌ上部の
天板ＩＡに設けた加熱用配管２は、天板ＩＡに限らず側
壁面ＩＢの上部の気相部分に対応する部分にまで拡張し
て設けてもよい。さらに、圧縮Ｊａ７を駆動するモータ
の制御方法はインバータによる回転数制御にかぎらず、
アンロード制御等でもよい。

また、前記実施例においては加熱部としての加熱用配管
２と冷却部としての冷却用配管４とを一連の冷凍サイク
ルで構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、加熱部を単なるヒータとし、冷却部をヒートパイプ
とするなど、他の加熱、冷却手段で代替してもよく、要
するに、タンクｌ向上部の気相部分に対応する壁面を加
熱し、タンクｌ内に収められた重合性物質の液相部分を
冷却できるものであればよい、しかし、前記実施例のよ
うに構成すれば、一連のサイクルとなって効率のよい重
合防止を行なえるという利点がある。

さらに、貯蔵する重合性物質としては、スチレンモノマ
ーに限らず、たとえばα−メチルスチレンモノマー、ア
クリルニトリルモノマー等でもよく、冷媒としてはフレ
オン−２２の他、フレオン−１２等を用いてもよく、重
合防止剤としてパラターシャリブチルカテコール（ＴＢ
Ｃ）を添加したが、これは硫黄、あるいは一層良好な結
果を得られるニトロソアミン化合物、２・４ジニトロフ
エノールと２・６ジニトロフエノールの［？物でもよい
。

［発明の効果］ 上記のように１本発明の重合性物質の貯蔵方法によれば
、タンク内の重合性物質の重合反応を防ぐとともに、液
面からの蒸発を抑え、また気相の重合性物質のタンク内
での凝縮による液滴内での重合反応を抑えることにより
、ポリマーの発生を防ぎ、品質の低下を回避することを
容易に行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する貯蔵タンクの装置の一
例を示す概略図、第２図は第１図における膨張弁の制御
の流れを示す図、第３図は第１図の一方の熱交換器を示
す概略構成図である。 １・・・タンク、ＩＡ・・・天板、２・・・加熱用配管
、３．５・・・温度センサ、４・・・冷却用配管、７・
・・圧縮器、１１．１７・・・制御装置、１３．１５・
・・熱交換器、１６・・・膨張弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重合性物質の貯蔵タンクにおいて、タンク内に収
   納された重合性物質の液相部分を冷却するための冷却部
   と、タンク内上部の気相部分に対応する壁面を加熱する
   ための加熱部を設けることを特徴とする重合性物質の貯
   蔵方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、冷媒を圧縮機に
   よって断熱圧縮し、加熱部で放熱させ、熱交換器でさら
   に冷却した後、調節可能な膨張弁で断熱膨張し、冷却部
   で気化させて吸熱を行ない、前記圧縮機に戻る冷凍サイ
   クルを形成することを特徴とする重合性物質の貯蔵方法
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、加
   熱部の温度と、タンク内の液相部分の温度を検出し、加
   熱部の温度と液相部分の温度の温度差を、予め設定して
   おいた値と比較することで膨張弁の開度を求めると共に
   、液相部分の温度を、予め設定しておいた値と比較する
   ことで膨張弁の開度を求め、これらの開度のうち、大き
   いほうの開度に従い膨張弁を調節し、系の制御を行なう
   ことを特徴とする重合性物質の貯蔵方法。
4. （４）特許請求の範囲第２項または第３項において、加
   熱部の温度が、予め設定しておいた値より高い場合に、
   冷媒の流路を切換えて加熱部を回避させることにより、
   加熱部の過熱を防止することを特徴とする重合性物質の
   貯蔵方法。