(57)【要約】【課題】  重合溶液からエラストマーを安定的及び効率的に製造するする方法を提供する。【解決手段】  溶液重合で得られたポリマー溶液をスチームにより脱溶媒するスチームストリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量を用いて算出されたクラム濃度から熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法、及び溶液重合で得られたポリマー溶液を、スチームにより脱溶媒するスチームスリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量からリアルタイムで算出されたクラム濃度から、熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液重合で得られたポリマー溶液をスチームにより脱溶媒するスチームストリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量を用いて算出されたクラム濃度から熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法。
【請求項２】
溶液重合で得られたポリマー溶液を、スチームにより脱溶媒するスチームスリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量からリアルタイムで算出されたクラム濃度から、熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法。
【請求項３】
該ポリマー溶液が、不活性有機溶媒中、重合触媒の存在下、１，３−ブタジエンを重合して得られたポリブタジエン溶液であることを特徴とする請求項１〜２に記載のポリマー重合溶液の後処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポリマーの重合溶液から安定的かつ効率的にポリマーを分離製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶液重合法によって得られるポリマーは 重合後の重合溶液に重合停止剤や安定剤が加えられ重合停止槽に供給される。さらに、重合溶液は水洗され触媒成分が分解・除去される。重合溶液は熱水中でスチームストリッピングされ、クラム中の重合溶媒、未反応モノマー及びその他揮発性有機成分が除去される。更に脱水機及び乾燥機を経てポリマー中の水分を含む揮発分が除去され、製品として分離製造されている。
重合溶液からポリマーを分離する方法としては、例えば、特公昭５７−４１４０７号公報（特許文献１）、特開昭５９−９１１０１号公報（特許文献２）、特公昭６０−２９７２１号公報（特許文献３）、特公昭６１−５２１６３号公報（特許文献４）、特公昭６３−４４２号公報（特許文献５）などに、水などのストリッピング剤を添加して揮発成分を除去してポリマーを分離製造する方法などが記載されている。
しかしながら、重合溶液を熱水中でスチームストリッピングする場合、クラム濃度が高すぎるとストリッピング工程でクラムのかたまりが生成しトラブルの原因となったり、逆にクラム濃度が低すぎると熱水やスチームの原単位が高くなる。安定的にポリマーを製造するために、クラム濃度を好適な範囲で処理する必要があった。
【０００３】
【特許文献１】特公昭５７−４１４０７号公報
【特許文献２】特開昭５９−９１１０１号公報
【特許文献３】特公昭６０−２９７２１号公報
【特許文献４】特公昭６１−５２１６３号公報
【特許文献５】特公昭６３−４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、重合溶液からポリマーを安定的及び効率的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、溶液重合で得られたポリマー溶液をスチームにより脱溶媒するスチームストリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量を用いて算出されたクラム濃度から熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法に関する。
【０００６】
また、本発明は、溶液重合で得られたポリマー溶液を、スチームにより脱溶媒するスチームスリッピング工程において、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程への水量からリアルタイムで算出されたクラム濃度から、熱水量を調整することを特徴とするポリマー重合溶液の後処理方法に関する。
また、本発明は、該ポリマー溶液が、不活性有機溶媒中、重合触媒の存在下、１，３−ブタジエンを重合して得られたポリブタジエン溶液であることを特徴とする上記のポリマー重合溶液の後処理方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ポリマーの重合溶液から安定的かつ効率的にポリマーを分離製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ポリマーは、通常のチグラー・ナッタ触媒、リチウム系触媒、 メタロセン触媒などを用いた重合によって得られたものが挙げられる。チグラー・ナッタ触媒の具体例としては、コバルト化合物、有機アルミニウム化合物及び水からなる触媒が挙げられる。
【０００９】
ポリマーの具体例として、ハイシス−１，４−ポリブタジエンなどのブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンゴム（ＳＰＢＲ）などが挙げられる。好ましくは、ＢＲ、ＳＰＢＲである。
【００１０】
重合方法は、特に制限はなく、溶液重合、塊状重合などを適用できる。
【００１１】
溶液重合法によって得られるＢＲ、ＳＢＲ、ＳＰＢＲなどは触媒、重合条件、重合溶媒などによって重合工程の差はあるが、ポリマーの分離工程はほぼ同じである。すなわち、重合工程からの重合溶液は溶媒の分離工程へ送られて、ストリッピング工程でスチームによって加熱された熱水中に送り込まれて、未反応モノマー、溶媒を除去すると同時にポリマーを小さなパン屑状のクラムとして凝固させてスラリーとする。
【００１２】
ここで、「ストリッピング工程」あるいは「ストリッピング槽」とは、ポリマー、未反応モノマー、溶媒などを含む重合溶液から、スチームなどによりポリマーをクラムとして分離する工程、あるいは、その工程が行われる槽を言う。
【００１３】
溶媒を十分に除去したポリマーのスラリーは、スラリー貯槽に送られ、更に乾燥工程に送られる。回収モノマーや溶媒は精製工程へ送られ、精製されて再使用される。乾燥工程では約５０％の水分を含んだクラムを圧縮型脱水機と熱風乾燥機を経て含水率１％以下になるまで乾燥される。乾燥ポリマーは、所定の重量のべール形状に圧縮成型される。
【００１４】
溶媒分離操作とはストリッピングにて行い、その運転条件としては、１００〜１２０℃、圧力は０．１〜４.０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、滞留時間は１５〜３０分が好ましい。凝固したクラムの粒子径は３〜１０ｍｍ、クラムの分散状態は良好でクラム粒子同士の付着はない。
ストリッピング工程でのクラム粒子が水中に存在する濃度が適度であることが必要である。
ストリッピング工程でのクラム濃度は、クラム重量÷（クラム重量＋水重量）で定義される。
【００１５】
クラム濃度が、７〜１０ｗｔ％で運転することが好ましい。クラム濃度が上記範囲よりも低い条件で運転すると、添加する熱水量やスチーム量が多くなり、原単位が高くなり、エネルギーロスとなり好ましくない。また、クラム濃度が上記の範囲よりも高いと、クラム粒子同士が塊を作りやすくなり、安定的に運転ができなくなる。
【００１６】
クラム濃度は、ポリマー生成量とスチームストリッピング工程内の水量を用いて算出することができる。
算出方法は、以下のシステムを用いることができる。すなわち、
（１）ポリマー生成量の数値データを入力する工程、
（２）スチームストリッピング操作の水量の数値データを入力する工程、
（３）得られたポリマー生成量及び水量のデータを用いて、クラム濃度を算出する工程、及び
（４）算出されたクラム濃度をアウトプットし、熱水及びスチームの添加量を調節する工程からなる。
上記の数値データを入力する工程には、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：ディストリビューティドコントロールシステム）を好適に用いることができる。ＤＣＳとは、計装機器のデータを中央制御のコンピュータで管理するシステムをいう。
ポリマー生成量及び水量のデータを用いてクラム濃度を算出する工程では、ＰＩ（Ｐｌａｎｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）システムを好適に用いることができる。ＰＩシステムとは、中央制御コンピュータからデータを収集し、データ蓄積、及びデータ加工するシステムをいう。
【００１７】
本発明により、ストリッピング工程でのクラム濃度を好適な範囲に、よりバラツキの少なく調整することができ、運転上のトラブルがなく、エネルギーロスが小さくなり、安定的および効率的にポリマーを分離製造できる。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）溶媒にベンゼンを使用して重合したシス−１，４−ポリブタジエン（ＢＲ）の１５ｗｔ％の重合溶液を、第１ストリッピング槽の注入ノズルに４０ｍ3／ｈｒで送入する。注入ノズルの導管より１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇのスチーム(温度１８７℃)を３，０００ｋｇ／ｈｒの割合で、又、８０℃の熱水を２５ｍ3／ｈｒの割合で３．５ｋｇ／ｃｍ2Ｇ,１１５℃で攪拌されている加熱水中へ供給し、径が３〜６ｍｍ程度のＢＲのクラムスラリーを得た。 当スラリーを１．６ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、１２５℃で攪拌されている第２ストリッピング槽へ更に０．７ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、１１２℃で攪拌されている第３ストリッピング槽へ供給した。第１〜３ストリッピング槽へは槽下部よりスチームを供給する。尚、ストリッピング槽への供給スチーム量は合計９．５ｔ／ｈｒであった。
スチーム添加量は、ＤＣＳおよびＰＩシステムで得られたクラム濃度を７〜１０ｗｔ％になるように調節した。
このクラムスラリーを乾燥工程である圧縮型脱水機や熱風乾燥器を経て含水率１ｗｔ％以下まで乾燥した。
図２に、クラム濃度の経時変化を示した。
【００１９】
（比較例１）
ＤＣＳおよびＰＩシステムを用いず、ポリマー重合溶液の導入量のみを考慮して熱水添加量を調整した。図１に、クラム濃度の経時変化を示した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ストリッピング工程における比較例１の平均クラム濃度を１００とした時の、相対クラム濃度の径時変化を示したものである。  径時変化のバラツキは±２０％程度あり、ストリッピング工程が不安定であり、かつ、効率的でないことがわかる。
【図２】ストリッピング工程における比較例１の平均クラム濃度を１００とした時の、実施例１の相対クラム濃度の径時変化を示したものである。  相対クラム濃度は、１１０〜１２０％で運転されており、比較例１に較べて、安定的で効率的であることが分かる。
【図１】
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【図２】
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