(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水機と該脱水機に懸濁液を供給する前工程の装置とのあいだに連結される懸濁液供給制御装置であって、該制御装置が、前記脱水機に供給される懸濁液の流量を測定する体積流量計と、懸濁液中の固形体量を一定になるように供給流量を制御する制御手段からなることを特徴とする懸濁液供給制御装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記前工程の装置と脱水機に配設される連結管に体積流量計を挟んで連結される濃度計および制御弁と、該濃度計、制御弁および体積流量計に接続される調節計とからなる請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記濃度計が、懸濁液の固形体濃度をインラインで、かつリアルタイムで測れる濃度測定器である請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記懸濁液が塩化ビニル樹脂または塩化ビニル樹脂を主体とする単量体を水性媒体中で重合してなる重合体スラリーである請求項１、２または３記載の制御装置。
【請求項５】
前工程の装置からの懸濁液を脱水機に供給するための懸濁液供給制御方法であって、前記脱水機に供給される懸濁液の固形体濃度を検出し、該脱水機に投入される懸濁液中の固形体量を一定になるように供給流量を制御することを特徴とする懸濁液供給制御方法。
【請求項６】
前工程の装置と脱水機に配設される連結管に懸濁液の固形体濃度が測定可能な濃度計、制御弁および体積流量計を設け、前記濃度計、制御弁および体積流量計を調節計を介し電気的に接続し、前記濃度計の測定値に応じ該脱水機に投入される懸濁液中の固形体量を一定になるように制御弁の開度を調節するようにした請求項５記載の制御方法。
【請求項７】
前記濃度計が、懸濁液の固形体濃度をインラインで、かつリアルタイムで測れる濃度測定器である請求項５記載の制御方法。
【請求項８】
前記懸濁液が塩化ビニル樹脂または塩化ビニル樹脂を主体とする単量体を水性媒体中で重合してなる重合体スラリーである請求項５、６または７記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は懸濁液供給制御装置および懸濁液供給制御方法に関する。さらに詳しくは、合成樹脂材料などの製造における懸濁液ないしスラリーから塩化ビニル系樹脂などの固形体を脱水分離する脱水機を安定して運転させることにより生産性を向上させることができる懸濁液供給制御装置および懸濁液供給制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
合成樹脂材料は、一般に懸濁重合法または乳化重合法により大量に生産されている。この生産工程における重合終了後の後処理工程としては、固形体と水性媒体からなる懸濁液を脱水機に投入し、水分を分離したのち、固形体を乾燥工程に移送し、乾燥することにより製品とされている。この生産工程は、重合工程が回分式であり、重合終了後の後処理工程が連続式となっているばあいが多い。このため、重合工程と後処理工程のあいだにクッションタンクを設け回分工程での時間的変動を吸収している。この時間的変動が大きくなりクッションタンクの液切れが発生したばあい、後処理工程の運転を停止する必要があるが、後処理工程の運転停止は経済的、操作的に効率がわるく、これを回避するため水による希釈運転を行なうことにより後処理工程を停止させずに運転することができる。しかし、この操作により樹脂スラリーの濃度変動が生じることになる。
【０００３】
さらに近年では、１つの生産工程にて多品種の生産を行なう傾向にある。このばあい、品種切り換えの際、水による洗浄を行なうことが必須となる。この洗浄水により、クッションタンクの樹脂スラリー濃度は変動を生じる。
【０００４】
かかる従来のスラリー中の樹脂濃度の連続測定が困難であった状況下では、体積流量を一定にする方法が一般に行なわれている。したがって、脱水機への樹脂供給量はスラリー中の樹脂濃度に比例し変動を生じる。このスラリー中の樹脂濃度の変動による樹脂量の供給変動は、連続装置である脱水機や乾燥機のトラブルの主原因となり生産効率の低下を引き起こす。脱水機においては、主に遠心式のスクリューデカンタを用いるが、分離効率を良くするため非常に強力な遠心力を作用させ、脱水ケーキをスクリューコンベアにて排出している。スラリー中の樹脂濃度の変動は供給樹脂量の急激な変動となり円周方向に荷重のアンバランスが生じ激しい振動が発生し、設備の破損を招くという問題がある。また、供給樹脂量が排出用のスクリューコンベアの排出能力を超えた運転となるばあいでは、スクリューデカンタ内の固形体が詰まり、供給チューブの破断が生じる問題がある。一方、乾燥機では、スラリー濃度の変動による樹脂処理量の変動はいうまでもなく、脱水機での分離効率が変化するため、乾燥機への持ち込み水分の変動を招いて制御が困難となる問題がある。この結果、製品の乾燥状態が不均一となり過乾燥または未乾燥による品質不良や粉体ハンドリング性の低下の原因となっている。
【０００５】
また、スラリー中の樹脂濃度の変動下では、設備能力としては、ピーク濃度での処理が可能となるように設計する必要があり、設備投資が過剰となる。また既存の設備においても、設備能力をピーク濃度に対応できるように使用するため最大能力以下でしか使用できないという問題もある。
【０００６】
本発明は、叙上の事情に鑑み、脱水機を安定して運転させることにより、生産性を向上させることができる懸濁液供給制御装置および懸濁液供給制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の懸濁液供給制御装置は、脱水機と該脱水機に懸濁液を供給する前工程の装置とのあいだに連結される懸濁液供給制御装置であって、該制御装置が、前記脱水機に供給される懸濁液の流量を測定する体積流量計と、懸濁液中の固形体量を一定になるように供給流量を制御する制御手段からなることを特徴としている。
【０００８】
また本発明の懸濁液供給制御方法は、前工程の装置からの懸濁液を脱水機に供給するための懸濁液供給制御方法であって、前記脱水機に供給される懸濁液の固形体濃度を検出し、該脱水機に投入される懸濁液中の固形体量を一定になるように供給流量を制御することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の懸濁液供給制御装置および懸濁液供給制御方法を説明する。
【００１０】
図１は本発明の懸濁液供給制御装置の一実施例を示す説明図、図２は図１における制御装置に用いた制御系の一実施例を示すフロー図である。
【００１１】
本発明の懸濁液供給制御装置は、たとえば合成樹脂材料の製造工程に用いることができ、図１に示すように、脱水機１と該脱水機１に懸濁液を供給する前工程の装置２とのあいだに連結されている。本実施例における懸濁液は、懸濁重合や乳化重合反応によってえられる塩化ビニル系樹脂の固形体と水性媒体からなる樹脂スラリーであるが、固形体はスチレン系樹脂、ＭＢＳ系樹脂またはアクリル系樹脂であってもかまわない。
【００１２】
前記懸濁液供給制御装置は、前記脱水機１に供給される懸濁液の流量を測定する体積流量計３と、懸濁液中の固形体量を一定になるように供給流量を制御する制御手段Ｓとから構成されている。また該制御手段Ｓは、前記前工程の装置２と脱水機１のあいだに配設される連結管４に体積流量計３を挟んで連結される濃度計５および制御弁６と、該濃度計５、制御弁６および体積流量計３に接続される調節計７とから構成されている。
【００１３】
前記前工程の装置２とは、脱水工程前の工程における装置をいい、重合機から樹脂スラリーを払い出すタンク、たとえばクッションタンクやブローダウンタンクなどのタンク装置のことである。また前記樹脂スラリーの濃度計５とは、水性媒体中に分散されている樹脂の濃度を測定できる装置であり、たとえば超音波による振動を用いて樹脂スラリーの固有振動数を測定する振動方式や、連結管に空気を吹き込みスラリーの濃度に応じた背圧を測定する空気圧式や、光、放射線などを照射してそれらの透過量を電流信号に変換させる方式の測定器が用いられ、とくに応答性、測定精度に優れている振動方式が好ましい。また前記脱水機１とは、固液を連続的に分離する通常の脱水機であり、塩化ビニル系樹脂の脱水性が良好な遠心式のスクリューデカンタであるが、遠心濾過脱水機または減圧式の濾過脱水機であってもかまわない。また前記調節計７とは、プロセスコントローラ、ディストリビュートコントローラシステム、ワンループコントローラ、シーケンサが用いられる。
【００１４】
本実施例では、前工程の装置２から供給される樹脂スラリーは、供給ポンプ８を介し連結管４である吐出管を通過する。吐出管には、管内を通る樹脂スラリーの濃度を測定する濃度計５、体積流量計３および制御弁６が設けられており、樹脂スラリーは遠心脱水機１に供給される。遠心脱水機１にて分離された樹脂脱水ケーキは乾燥機９に導かれ製品（合成樹脂材料）となる。この乾燥機９としては、脱水ケーキを乾燥する通常の装置であり、流動式、気流式、回転式または減圧式の乾燥機を用いることができる。
【００１５】
本発明の制御方法は、前記脱水機１に供給される懸濁液の固形体濃度を検出し、該脱水機１に投入される固形体量を制御している。この制御方法によれば、前記遠心脱水機１と流動式乾燥機９は連続して稼働中に、樹脂スラリーの濃度計５と体積流量計３および制御弁６を調節計７を介し電気的に接続し、濃度計５および体積流量計３の測定値を用い、調節計７において固形体量である樹脂量を算出すると同時に任意の樹脂処理量で一定供給となるように制御弁６の開度設定を変更することができる。
【００１６】
つぎに本発明における制御系の基本フローを説明する。図２において、初期設定として、基準生産量Ａ、設定流量上限Ｂ、設定流量下限Ｃおよび流量変化幅Ｄを予め設定しておき、入力値であるスラリー濃度検出値Ｘ、現在流量Ｙを用いて現在の生産量を制御系内で演算する。演算結果と基準生産量Ａを比較し偏差ｅを求める。偏差ｅとスラリー濃度検出値Ｘを用いて補正流量を出力する。この際、急激な流量変更による脱水機の破損を防止するため、流量変化幅Ｄとの比較により変更流量を決定する。すなわち偏差ｅと流量変化幅Ｄの比較により小さい方を選択する。さらに脱水機の許容能力を超えない運転とするため流量上限Ｂおよび流量下限Ｃを用いてリミット制御を行なう。
【００１７】
【実施例】
つぎに本発明の制御方法の実施例を説明する。まず、通常の方法にしたがって、塩化ビニル樹脂の単量体を水性媒体を用いて重合器内で重合することにより平均重合体濃度３５．０重量％の塩化ビニル樹脂スラリーをえた。当該樹脂スラリーをスラリー温度５０℃で図１に示す装置を用いて連続運転を実施した。すなわち、図１において、濃度計としてインライン式の振動式濃度測定器を用いて、この濃度測定器と制御弁、体積流量計を調節計を介し電気的に接続し、任意の固形分量となるように制御弁の開度を調節するようにした。その結果を表１に示す。なお、過乾燥による品質不良とは、熱供給過剰により樹脂が着色したり、粉体ハンドリング性が低下することである。また未乾燥による品質不良とは、熱供給不足により製品の水分値が多くなることである。
【００１８】
【表１】
0003672369.tif 000002
【００１９】
表１からわかるように、本発明のごとくスクリューデカンタへのスラリー中の樹脂量を制御することにより、従来の体積流量を一定にする方法に比べ、脱水含水率、供給チューブの破損回数および乾燥品質が、ともに良好な結果となることが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、懸濁液から固形体と水性媒体を脱水分離するために、脱水機に投入される懸濁液の固形体量を一定とすることにより、脱水機での異常振動、供給チューブの破損および乾燥機での品質不良、たとえば粉体ハンドリング性の低下を低減することができ、安定した運転ができる。また固形体濃度が一定であるため、設備能力を最大限に発揮でき、生産性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の懸濁液供給制御装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】図１における制御装置に用いた制御系の一実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  脱水機
２  前工程の装置
３  体積流量計
４  連結管
５  濃度計
６  制御弁
７  調節計
８  供給ポンプ
９  乾燥機
Ｓ  制御手段
【図１】
0003672369.tif 000003
【図２】
0003672369.tif 000004