JPS6241761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高沸物質から低沸点物質をストリツピ
ングする方法及びこの方法に使用するための塔に
関する。更に詳しくは、本発明は重合混合物から
単量体を除去する連続ストリツピング法及びこの
方法に使用するための装置に関する。

長年重合エマルジヨン、懸濁液及び分散液から
低沸点単量体をストリツピングするために水蒸気
が使用されてきたが、残念なことに従来から存在
する方法を用いると重合スラリーから全ての単量
体を除去するのは非常に時間がかかり、ほとんど
の場合、重合体の部分的分解が起きる。特にこの
ことは単量体が発癌物質として知られ、エマルジ
ヨン、懸濁液または分散液中に許容される単量体
の量が100ppm未満のオーダーであり、好ましく
は20ppm未満である場合に当てはまる。

本発明の目的は重合体の分解や物理的性能特性
の損失をもたらさない、水蒸気のような低沸点成
分駆出用加熱媒体を用い、あるいは用いずに重合
エマルジヨン、懸濁液及び分散液から単量体をス
トリツピングする効率的な方法及びこの方法で使
用するためのストリツピング塔に関する。

本発明の本質及びその利点は添付図面を参照し
て説明することによりより容易に理解されよう。

これらの図面は主として水蒸気によるストリツ
ピングに関して説明するものであるが、本発明は
このような低沸点成分駆出用加熱媒体を用いない
態様も包含する。

第１図は竪型ストリツピング塔の模式的断面図
である。

第２図は塔の円錐形プレートアセンブリーの拡
大詳細断面図である。

第３図は第１図の塔の下部のより詳細な部分断
面図である。

第４図はプレートアセンブリー各々に関する供
給原料スラリー機構を示す塔の詳細図である。

第５図は蒸気分離部分を示す塔上部の断面図で
ある。

第６図は塔内に用いた散布系統をより詳細に示
した図である。

第１図をみると、基礎１１の上に存在し、スラ
リーを塔に供給するライン１２及び蒸気取出ライ
ン１３を有する細長い円筒状の塔１０が示されて
いる。塔内で竪型直列に載せた一連のプレートア
センブリー１４が塔内を下向きに流れるスラリー
供給原料の流れを調節し、かつ塔内を上向きに流
れる水蒸気及び蒸気の流れを調節する。塔底で、
最後の円錐形プレートアセンブリーのすぐ下に
は、水蒸気散布アセンブリー１５が位置してお
り、これは第６図をみるとよりよく理解される。
また、第１図において補助水蒸気散布アセンブリ
ー１６，１７及び１８が、塔内の均一な温度勾配
を保つのを助けるため塔の中央部１９及び２０、
及び頂部２１内の円錐形プレートアセンブリーの
下に位置していることに注目すべきである。

供給原料が十分に加熱された状態で塔頂部から
供給され、そして真空手段だけでも低沸点成分と
高沸点成分を分離するために必要な駆動力を供給
できれば、必らずも水蒸気散布器を使用しなくと
もよい。

第２図をみると、プレートアセンブリーは上部
円錐形プレート２２及び底部円錐形プレート２３
からなること、底部円錐形プレート２３は塔の側
壁に対して密封されており、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレンのまたはViton（登録商標）よ
うなガスケツト材料２５を円錐と側壁の間に用い
ることにより底部円錐形プレートの外周と塔の側
壁の間を密封し、かつ伸縮継手として役立たせる
ことができることが理解されよう。また、円筒状
垂直挿入部分をプレート間に用いることにより底
部プレートを円筒状部分によつて両側から挾み、
密封性を確立することも可能である。底部円錐形
プレートの下部円錐部分２６は円錐の中心部に実
質的に位置した、底部円錐部分を貫く開口部を与
えるように取除かれている。この開口部は供給原
料が底部円錐形プレートの先端から該底部円錐形
プレートの下にある別の円錐形プレートアセンブ
リーの頂部へと流下できるような大きさになつて
おり、かつ、各プレートの上と下で目立つ程の圧
力差を生じさせることなく塔内において揮発した
物質及び水蒸気が上昇する通路を提供するのに充
分な蒸気空間を与える。各円錐形プレートアセン
ブリーの上部円錐形プレートは、その底部円錐形
プレートの上方に（所望の蒸気流速により異な
る）わずかな間隔で位置しており、好ましくはそ
の底部円錐形プレートから上方に突出している支
持部材により離されており、上部円錐の頂部２８
を塔の中心線２９上に位置付けしている。上部円
錐は底部円錐より直径が小さいので、上部円錐の
上面にこぼれたスラリーは円錐の傾斜を流下し
（この傾斜はエマルジヨン、懸濁液または分散液
の流動特性により異なる）、次いで底円錐形プレ
ートの上面３０上にこぼれ、この上面に伝つて流
下し、終に底部円錐形プレートの開口部２７に到
達し、次いでこの開口部の直下にある別の円錐形
プレートアセンブリーの上部にこぼれることが容
易に理解されよう。

このタイプの系統の利点は供給原料の低沸点成
分の急速蒸発によりあるプレート上で発泡が起き
たとしても、塔内全体に亘り均一な再分布が可能
であることである。

また、これはプレートアセンブリーの変更を行
なうことなく広範囲のエマルジヨン、懸濁液また
は分散液流速に対する塔操作を可能にしている。
一般に重合体または他の高沸点有機物及び実質的
に固体の粒子を含むエマルジヨン、懸濁液または
分散液を供給原料と呼ぶ。

これはまた、物質が塔内で流動制止されうる死
点を有さないフローパターンをエマルジヨン、懸
濁液または分散液に与える。このことは重合体ま
たは有機化合物の分解や物理的性質の損失を起し
うる、所望より長い滞留時間を防ぐ。また、この
ことは非常に低い単量体含量及び低い熱履歴を有
する最終製品の製造をもたらす。

円錐形プレート設計及びそれに基ずくフリーフ
ローパターンはまた、エマルジヨン、懸濁液また
は分散液と接触する表面の重合体堆積物を洗浄す
るための高価な運転停止を少なくしたりあるいは
それをなくす。

再び第１図をみると、供給原料は塔内の上部円
錐形プレートの上部にポンプ送入され、次いで上
部円錐形プレートの傾斜面に沿つて流下し、直下
の底部円錐形プレートの上面上にこぼれ、ここか
ら原料は下にある次に続く円錐形プレートアセン
ブリーへと流れていくことが判るであろう。この
プロセスは供給原料が、円錐形プレートアセンブ
リーの底部円錐形プレートの開口部を通過して、
第３図に最もよく示されたように最後の円錐形プ
レートアセンブリーのすぐ下に位置した蓄積部分
３１に到達するまで繰返される。一般に塔は塔当
り少なくとも10のプレートアセンブリーを有して
いるのが好ましい。

特定の懸濁液または分散液物質の場合は、下部
すなわち蓄積部分に撹拌を与えることにより、懸
濁液中の固体をこの部分から出口３２を経てポン
プ抜出または排出するまで懸濁状に保つのがしば
しば有利である。これらの撹拌器はよく知られた
タイプ、例えば櫂形または掻取壁タイプのもの
等、任意のものでよい。

エマルジヨン、懸濁液または分散液が塔内に供
給されつつあるとき、重合体の分解を起さない温
度にある水蒸気をマニホールド３３から供給し、
これは次いで、水蒸気流を調整し、ひいては塔内
の温度勾配を調整するためライン内に弁装置を有
する、１５，１６，１７及び、１８の番号で標識
した散布器から塔内に供給するのが望ましい。エ
マルジヨン、懸濁液または分散液が塔内を流下す
るとき、これは散布器各々からの上昇水蒸気と接
触され、水蒸気は最後の円錐形プレートアセンブ
リーから流れ落ちる物質が実質的に低沸点単量体
を含有しなくなるまで低沸点単量体を揮発させ追
出す。

第１図及び第５図をみると、塔の頂部３４は蒸
気解放部分であり、この部分は開口部３５及び揮
発性物質を抜出すライン（図示せず）を経て真空
ポンプ（図示せず）に接続しており、この揮発性
物質は凝縮系（図示せず）に運ばれ蒸気、通常は
単量体及び水蒸気を液体に転換することが示され
ている。次いで水及び液体単量体は再使用するた
めよく知られた方法で分離される。代りに、非凝
縮蒸気はボイラーまたはフレアーに供給できる。

散布器系統の詳細は第６図に最も良く示されて
おり、ここでは水蒸気ライン３６が分岐して底部
の各側を囲つて、２本１組の散布器ライン３７に
至り、このラインは生蒸気を下方のプレート上面
から上昇してくる蒸気と接触するよう下に向けて
噴き出す。次いで蒸気は全て上昇し、結果として
散布器ライン付近の底部円錐開口部を通過する。

水蒸気散布器中の開口部はエマルジヨン、懸濁
液または分散液が上のプレートから出てくるとき
飛び散つてもこれら開口部にかかつたり詰つたり
しないように下に向けられる。

水蒸気散布器中の開口部は塔中に所望の水蒸気
速度を得、かつスラリーを希釈することになる過
剰の水蒸気凝縮を防ぐ点に蒸気の温度を保持でき
るよう大きさが決められる。

一般に、多成分混合物が塊状重合タイプまたは
水性懸濁重合タイプの塩化ビニル重合分散液であ
る場合は、塔の頂部から底部に至る温度勾配は約
50℃から100℃近くにまで変化できるが、より低
温では塩化ビニル単量体の分圧はより高温におけ
るより低いはずである。従つて、塔の効率も低く
なろう。それ故、塔への供給原料は50℃よりも80
℃付近が好ましく、また底部の塔温度は90℃付近
が好ましく、95〜98℃で物質を希釈する凝縮水量
も少なくより良い結果が得られる。

本発明は多成分混合物から低沸点成分を除去す
るのに適用できるので、低沸点成分はよく知られ
た塩化ビニル、アクリロニトリル及び通常のα−
オレフイン類のような炭素原子２〜10個のオレフ
インであつてよいことが明白である。これらのオ
レフインは単独重合または共重合すると、水また
は他の希釈剤を含有できる重合混合物として溶
液、固体、エマルジヨンまたは分散液として存在
する重合体または共重合体を与えることができる
ことが知られている。

これら多成分混合物の粘度は希釈剤及び存在す
る固体の量により異なり、比較的薄いものからチ
キソトロピーの性質に近いものまで変化できるこ
とが知られている。一般に、混合物が一連の傾斜
面を伝つて流下していくときの混合物の温度を調
整して数分間、好ましくは１〜２分間の表面との
流動膜接触を与えるようにし、かくして重合体の
熱履歴を減少させるのが望ましい。

傾斜面上の流速は、供給原料の粘度及び固体含
有量により異なるが水平面から10〜30゜の角度
に、好ましくは15〜25℃の角度に表面を傾斜させ
ることにより更に調節できる。極端な例におい
て、重合混合物は例えば、ペレツトまたは粒状凝
集塊として表面上を流れるポリ塩化ビニル粒子中
の希釈剤として存在している実質的に塩化ビニル
であつてもよい。

通常、供給原料の固体含量を調整することによ
り物質の流れ特性を制御することが好ましい。一
般に、塩化ビニル分散液供給原料の場合は、円錐
形プレートは水平面から15゜傾斜している。

図面に示した方法で建設した塔はせき板タイプ
塔で使用される意味での液面なるものは有してい
ない。従つて供給原料物質が滞る場所がない。そ
の結果、塔内の流れが円錐表面上で乱流をおこし
そうになつても、塔内の流れが氾濫条件で供給さ
れるほど充満されなければ、次の表面への自由落
下及び円錐頂部による配流には何ら差し支えがな
い。氾濫条件においては傾斜面上を流動している
液体層の表面から低沸点単量体が蒸発できるだけ
の自由蒸気空間が塔内にない。

この塔は水蒸気散布器を有するものとして記載
してきたが、水が有害であるような場合、他の低
沸点成分駆出用加熱手段を使用できることが理解
されるべきである。例えば、ブタン−ペンタン混
合物のような炭化水素が塊状重合混合物と有利に
使用できる。

一般的な操作においては、塔の頂部へ真空をも
たらす真空ポンプは、25.4cm（10インチ）Hg未
満で運転される。その理由は、これが著しく供給
原料の発泡を防ぐからである。最初は、すなわち
始動中は、5.1〜7.6cm（２〜３インチ）Hgの真空
が制御を容易に達成し、定常状態の操作に至るに
従つて塔頂部に過剰の発泡を起すことなく真空が
高められる。

以上、本発明を説明する目的で特定の代表例の
実施態様とその詳細を示したが本発明の精神及び
範囲から離れることなく種々の変更、修正が可能
であることは当業者にとつて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は竪型ストリツピング塔の模式的断面図
である。第２図は塔の円錐プレートアセンブリー
の拡大詳細断面図である。第３図は第１図の塔の
下部のより詳細な部分断面図である。第４図はプ
レートアセンブリー各々に関する供給原料スラリ
ー機構を示す塔の詳細図である。第５図は蒸気分
離部分を示す塔上部の断面図である。第６図は塔
内に用いた散布系統をより詳細に示した図であ
る。 １０……塔、１１……基礎、１２……スラリー
供給ライン、１３……蒸気取出ライン、１４……
プレートアセンブリー、１５……水蒸気散布アセ
ンブリー、１６，１７，１８……補助水蒸気散布
アセンブリー、２２……上部円錐形プレート、２
３……底部円錐形プレート、２７……底部円錐形
プレート開口部、３１……蓄積部分、３６……水
蒸気ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大気圧よりも減圧された密閉系において、低
   沸点成分を含有する多成分混合物を、少なくとも
   50mmHgの該低沸点成分の分圧を生じさせるのに
   充分な湿度に高め、該混合物にかかる圧力を減少
   させることによつて、前記混合物の高沸点成分か
   らほとんどの低沸点成分を除去して高沸点成分中
   の低沸点成分の濃度を低下させることにより高沸
   点成分の濃度を高め、前記高濃度高沸点成分を流
   動層として一連の傾斜表面上を移動させることに
   より、該層の上面を自由蒸気空間に暴露し該傾斜
   表面からの各層を該表面から自由に落下させ、そ
   の間該層の流れと反対方向に流れる低沸点成分の
   駆出用加熱媒体の蒸気を含み、又は含まないほと
   んど全ての高温蒸気と接触させ、流動層の温度を
   該低沸点成分の揮発温度付近に調節し、該系にか
   けた圧力より低い圧力の装置により反対に流れて
   いる蒸気を系外へ取り出し、そしてより濃縮され
   た混合物を系外へ取り出すことを特徴とする系中
   の多成分混合物から低沸点成分を除去する方法。 ２ 低沸点成分は重合混合物からなる多成分混合
   物中の単量体である特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 低沸点成分は炭素数２〜10個のオレフインで
   あり、多成分混合物は該オレフインの単独重合ま
   たは共重合から得られた重合混合物である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 多成分混合物はオレフイン重合混合物の分散
   液である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 分散液は水性のものである特許請求の範囲第
   ４項記載の方法。 ６ 多成分混合物は塩化ビニル重合混合物である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 塔頂部、塔中央部及び塔底部からなり、そし
   て塔頂部の下から塔底部に至る区域内に少なくと
   も１個の、供給原料中の低沸点成分を駆出するた
   めの加熱媒体の散布器を有し、又は有しない細長
   い密閉塔であり、 塔頂部は気体を該部から除去する真空手段及び
   上部プレートアセンブリーの上部プレートの頂部
   部分に低沸点成分を含有する多成分混合物から成
   る供給原料を仕込む手段を有しており、 塔底部は処理した供給原料を該塔から抜き出す
   手段を有しており、 塔中央部は塔の塔頂部から塔底部に至る供給原
   料の分散及び流速を調節するため堅型直列関係に
   置いた一連のプレートアセンブリーを有してお
   り、 該プレートアセンブリーの各々は該プレートを
   予め定めた距離間隔で支持するため、上部円錐形
   プレート及び底部円錐形プレート間に位置した支
   持手段を有しており、 該上部円錐形プレートは該塔の側壁から予め定
   めた距離に位置し、その外周から上向きに傾斜し
   て該塔の中央線上に該プレートの頂部を位置付け
   し、 該底部円錐形プレートは該塔の側壁に支持され
   る関係で結合されており、側壁から下向きに傾斜
   して該塔の中央で開口部として終わつており、 ガスケツト手段が側壁と該円錐形プレートの外
   端間の液体密閉を作つている ことを特徴とする多成分混合物から低沸点成分を
   除去するための前記細長い密封塔。 ８ 該プレートの傾斜は水平面から10〜30゜であ
   る特許請求の範囲第７項記載の塔。 ９ 一連のプレートアセンブリー中には少なくと
   も10組のプレートアセンブリーがある特許請求の
   範囲第７項記載の塔。