(57)【要約】本発明はポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する液体Ｆを輸送する方法に関し、ポンプ室と推進室が分離室により互いに分離されている。前記分離室はバリア媒体が充填され、前記バリア媒体は増加した圧力下に配置され、複式滑りリング充填物により閉鎖されている。
2005530954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ポンプ室、
ｂ）推進室および
ｃ）ポンプ室と推進室を互いに分離する分離室
を有する輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法であり、その際
ポンプ室が流体Ｆを輸送するための少なくとも１つの輸送部品を有し、
流体Ｆが入力エネルギーによりポンプ室に供給され、
流体Ｆが入力エネルギーより大きい出力エネルギーによりポンプ室を離れ、
推進室で駆動されるシャフトが推進室から分離室を通りポンプ室に貫通され、
ポンプ室に含まれる少なくとも１つの輸送部品がポンプ室に貫通された推進軸と、前記推進軸がトルクを輸送部品に伝達できるように結合され、
分離室がバリア媒体で充填され、前記バリア媒体はバリアガスおよび／またはバリア液からなり、流体Ｆと異なり、
推進軸がポンプ室内で支承されていない
輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法において、バリア媒体の圧力がポンプ室内の圧力および推進室内の圧力より大きく、分離室を貫通する推進軸の区間に、ポンプ室ならびに推進室に向かって推進軸と堅固に、不透過性に結合されたスライド部品が設けられ、スライド部品が推進軸によって突入された分離室の内壁上で密閉されて滑動することを特徴とする流体Ｆの輸送法。
【請求項２】
輸送ポンプが遠心ポンプまたは側面溝ポンプである請求項１記載の方法。
【請求項３】
使用されるバリア媒体がエチレングリコールと水の混合物である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
使用されるバリア媒体が酸素含有ガスである請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
分離室がバリア媒体０.２〜０.５ｍｌ／ｈを失う請求項３記載の方法。
【請求項６】
分離室がバリア媒体１２０〜１５０Ｎｍｌ／ｈを失う請求項４記載の方法。
【請求項７】
バリア媒体がエチレングリコール３０〜４０質量％を含有する請求項３記載の方法。
【請求項８】
バリア媒体が酸素４〜２１体積％を含有する請求項４記載の方法。
【請求項９】
スライド部品がＳｉＣから製造される請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
流体が（メタ）アクリル酸９５質量％以上を含有する（メタ）アクリル酸である請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は
ａ）ポンプ室、
ｂ）推進室および
ｃ）ポンプ室と推進室を互いに分離する分離室
を有する輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法であり、その際
ポンプ室が流体Ｆを輸送するための少なくとも１つの輸送部品を有し、
流体Ｆが入力エネルギーによりポンプ室に供給され、
流体Ｆが入力エネルギーより大きい出力エネルギーによりポンプ室を離れ、
推進室で駆動されるシャフトが推進室から分離室を通りポンプ室に貫通され、
ポンプ室に含まれる少なくとも１つの輸送部品がポンプ室に貫通された推進軸と、推進軸がトルクを輸送部品に伝達できるように結合され、
分離室がバリア媒体で充填され、バリア媒体はバリアガスおよび／またはバリア液からなり、流体Ｆと異なり、
推進軸がポンプ室内で支承されていない、
輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法に関する。
【０００２】
本発明における（メタ）アクリル酸モノマーの表示はアクリル酸モノマーおよび／またはメタクリル酸モノマーの省略した形を表す。
【０００３】
本発明におけるアクリル酸モノマーの語はアクリル酸、アクリル酸のエステルおよび／またはアクリロニトリルを表現する省略した形である。
【０００４】
本発明におけるメタクリル酸モノマーの語はメタクリル酸、メタクリル酸のエステルおよび／またはメタクリロニトリルを表現する省略した形である。
【０００５】
特に本発明で言及される（メタ）アクリル酸モノマーは以下の（メタ）アクリル酸エステルを含むことを意図する。ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートおよびＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート。
【０００６】
（メタ）アクリル酸モノマーは例えば接着剤として使用されるポリマーの製造のための重要な出発物質である。
【０００７】
工業的規模で（メタ）アクリル酸は主に適当なＣ３／Ｃ４前駆体化合物、特にアクリル酸の場合にプロペンおよびプロパンおよびメタクリル酸の場合にイソブテンおよびイソブタンの接触気相酸化により製造される。しかしプロペン、プロパン、イソブテンおよびイソブタンのほかに適当な前駆体は３または４個の炭素原子を有する他の化合物、例えばイソブタノール、ｎ−プロパノールまたはイソブタノールのメチルエステルを含む。
【０００８】
これは一般に吸収、精留、抽出および／または結晶化を含む工程により（メタ）アクリル酸を分離しなければならない生成物ガス混合物を生じる（例えばドイツ特許第１０２２４３４１号参照）。相当して前記Ｃ３／Ｃ４前駆体化合物の接触アンモ酸化および引き続く生成物ガス混合物からの分離により（メタ）アクリロニトリルを取得することができる。
【０００９】
（メタ）アクリル酸のエステルは例えば（メタ）アクリル酸と相当するアルコールの直接的反応により取得できる。しかしこの場合でさえもこれは最初に例えば精留および／または抽出により（メタ）アクリル酸エステルを分離しなければならない生成物混合物を生じる。
【００１０】
特に前記分離と関係して多少とも純粋な形でまたは溶液で（一般に本発明において（メタ）アクリル酸モノマーＦを含有する流体として言及される）存在する（メタ）アクリル酸モノマーを輸送することが繰返し必要である。
【００１１】
この関係で溶剤は水性または有機溶剤であってもよい。溶剤の具体的な形は本発明により基本的に重要でない。輸送すべき溶液の（メタ）アクリル酸モノマー含量は５質量％以上または１０質量％以上または２０質量％以上または４０質量％以上または６０質量％以上または８０質量％以上または９０質量％以上または９５質量％以上または９９質量％以上であってもよい。
【００１２】
前記輸送に関係して高さの差および／または流れ抵抗を克服しなければならない。これは輸送される流体に供給されるエネルギーによってのみ可能である。これは一般にポンプと呼ばれる装置、いわゆる流動機器により行われる。
【００１３】
Ｕｌｌｍａｎｎｓ  Ｅｎｃｙｋｌｏｐａｅｄｉｅ  ｄｅｒ  ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ，第４版、第３巻、１５５〜１８４、Ｖｅｒｌａｇ  Ｃｈｍｉｅ１９７３は流体を輸送するために使用できる多数のポンプを記載する。しかしすべてのポンプが（メタ）アクリル酸モノマー（例えば多少とも純粋な形でまたは溶液で存在するこのような（メタ）アクリル酸モノマー）を含有する流体Ｆの輸送に適しているわけでない。これは一方で（メタ）アクリル酸モノマーが毒性の観点から完全に安全でなく、他方で加熱により容易にラジカル重合されることによる。
【００１４】
従って使用されるポンプは少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する輸送すべき流体Ｆの入口および出口のほかに意図されない出口位置、漏れを有しないべきである。しかし同時に極端な機械的負荷にさらされる部品（例えば推進軸のベアリング）が流体Ｆと接触しない構造を有するべきである。これは機械的負荷にさらされる部品に熱が発生し、前記熱が場合により（メタ）アクリル酸モノマーの好ましくないラジカル重合を生じることによる。
【００１５】
従って欧州特許第１０９２８７４号は図３において少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆの輸送のために本発明の冒頭に記載される輸送ポンプである輸送ポンプを使用することを勧める。この場合にバリア媒体は常圧で気体であり、推進室から分離室を閉鎖するために機械的閉鎖を使用することを勧める。ポンプ室からの分離室の閉鎖の問題は欧州特許第１０９２８７４号に開示されている。
【００１６】
しかし欧州特許第１０９２８７４号の図３に勧められている輸送ポンプの欠点はポンプ室が推進装置の下に必ず配置され、推進軸が垂直に配置されることである。
【００１７】
本発明の課題は前記技術水準による輸送ポンプを使用する場合のこれらの欠点を克服することである。
【００１８】
従って、ａ）ポンプ室（３）、
ｂ）推進室（５）および
ｃ）ポンプ室と推進室を互いに分離する分離室（４）
を有する輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法であり、その際
ポンプ室が流体Ｆを輸送するための少なくとも１つの輸送部品（７）を有し、
流体Ｆが入力エネルギーによりポンプ室に供給され、
流体Ｆが入力エネルギーより大きい出力エネルギーによりポンプ室を離れ、
推進室で駆動される（１０）シャフト（９）が推進室から分離室を通りポンプ室に貫通され、
ポンプ室に含まれる少なくとも１つの輸送部品がポンプ室に貫通された推進軸と、前記推進軸がトルクを輸送部品に伝達できるように結合され、
分離室がバリア媒体で充填され、バリア媒体がバリアガスおよび／またはバリア液からなり、流体Ｆと異なり、
推進軸がポンプ室内で支承されていない（８）
輸送ポンプを使用して少なくとも１種の（メタ）アクリル酸モノマーを含有する流体Ｆを輸送する方法において、
バリア媒体の圧力がポンプ室内の圧力および推進室内の圧力より大きく、
分離室を貫通する推進軸の区間に、ポンプ室ならびに推進室に向かって、推進軸と堅固に、不透過性に結合されたスライド部品（６）が設けられ、スライド部品が推進軸によって突入された分離室内壁上で密閉されて滑動する（複式（両面作用する）スライド部品（例えばリング）の閉鎖原理）ことを特徴とする流体Ｆの輸送法が見出された。
【００１９】
かっこで示される番号の表示は本発明により使用される輸送ポンプの図面による描写を示す図１に関する。表示（１）および（２）は輸送ポンプのそれぞれ内部および外部の流体Ｆのそれぞれ入口側および出口側を示す。
【００２０】
本発明により有利に分離室内の圧力はスライド部品と反対に位置するポンプ室内の位置での圧力を少なくとも１バールだけ上回る。この圧力の差はしばしば２バール以上または３バール以上である。一般にこの圧力差は１０バール以下である。
【００２１】
本発明による方法に使用されるバリア媒体がガスである場合に、好ましくは酸素含有ガスであり、分子状酸素が（メタ）アクリル酸モノマーに重合抑制作用を示す。前記重合抑制作用は特に流体Ｆに存在する通常の重合抑制剤、例えばフェノチアジンまたはメトキシフェノールと結合して示される。もちろん本発明による方法で流体Ｆは同様に他の公知の重合抑制剤を含有することができる。
【００２２】
このバリアガスの酸素含量は有利に４〜２１体積％である。輸送すべき流体Ｆが５０℃以下の引火点（ＤＩＮＥＮ５７により決定した）を有する場合に、４〜１０体積％のバリアガスの酸素含量が特に有利である。
【００２３】
本発明の方法にバリア液体（例えば２−エチルヘキサノール）を使用する場合に、前記バリア液体は有利に輸送される流体Ｆおよびこれに存在する（メタ）アクリル酸モノマーと適合するように選択される。本発明により有利なバリア液体はエチレングリコールと水または前記の２つの液体の混合物である。エチレングリコール含量が３０〜４０質量％である混合物がこの関連で特に有利である。前記エチレングリコール／水混合物はすぐれた粘度特性を示し、更に標準的外部条件下でかなり凍結に強いことが示された。本発明によりバリア液体はバリアガスより好ましい。
【００２４】
本発明により有利に使用されるポンプは遠心ポンプおよび側面溝ポンプである。これらは一般に閉鎖作用を有するスライド部品としてスライドリング充填物を有する。前記スライドリング充填物は推進軸と堅固に結合され、これと一緒に回転するスライドリングおよび分離室内壁内部に固定された対抗リングを有する。
【００２５】
ばねが一般にスライドリングを対抗リングに対して１〜２バールの前圧力で押出す。作業中に前記前圧力がスライドリング充填物の間に存在するバリア媒体の高めた圧力だけ補充される。ポンプの排出側で支配する圧力に比べてバリア媒体の高めた圧力により輸送すべき流体Ｆがポンプ室から排出することが阻止される。図２はスライドリング充填物の原理を示し、符号は以下の意味を表す。ａ＝回転スライドリング、ｂ＝ケーシング壁、ｃ＝対抗リング、ｄ＝ばね、ｅ＝軸、ｆ＝環状閉鎖リング（これらまたはベローズは軸およびケーシング壁ｂに対するシールを形成できる）。
【００２６】
バリア媒体中の高めた圧力の結果として少量のバリア媒体が一般に連続的に輸送される液体Ｆに導入する。バリア液体の場合は輸送速度が１ｍ３／ｈ〜４０００ｍ３／ｈで前記漏出速度は０.２〜５ｍｌ／ｈであってよい。バリアガスに関しては同じ輸送速度にもとづき漏出速度はバリアガス１２０〜１５０Ｎｍｌ／ｈである。本発明により漏出速度は有利に受け器から連続的に良好に補充される。
【００２７】
バリア媒体、例えばバリア液体はスライド表面の滑らかさに寄与する。同軸スライドリング充填物の計算および構成の詳しい情報はＥ、Ｍａｙｅｒ、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａｘｉａｌ  ｓｌｉｄｉｎｇ  ｒｉｎｇ  ｐａｃｋｉｎｇｓ，Ｋｏｎｓｔｒｕｋｔｉｏｎ２０，２１３〜２１９（１９６８）に見出される。
【００２８】
一般にバリア媒体の質量％での（メタ）アクリル酸モノマー含量は流体Ｆのモノマー含量より少ない。
【００２９】
移動原理により運転する往復ポンプまたは回転ピストンポンプと異なり遠心ポンプおよび側面溝ポンプは力学原理により運転する。回転ローター（推進軸に結合された輸送部品）はローターから輸送すべき流体Ｆに伝達される運動エネルギーの形で作業する。ローターの下流に、ステーターおよび／またはボリュートで運動エネルギーが大部分静圧（圧力エネルギー、エネルギー保存の法則）に再変換される。ローターは原則的に羽根を備えた１つの円板である（図３に例示される）。
【００３０】
羽根はローター通路を形成し、通路の横断面は一般に外周が増加することによりきわめて明らかに内部から外部に増加する。このローター通路を介してローターの中心に流入できるほど多くの流体Ｆを流出できる。従ってピストンポンプと異なり輸送すべき流体Ｆは持続的に遠心ポンプおよび側面溝ポンプの運転中に流動する。
【００３１】
図３に示される開いたローターに対して閉じたローターを使用することができる（図４）。ここでローター通路は中心にホールを有する第２円板により簡単に覆われている。
【００３２】
図５に羽根車の平面図が示される。羽根の湾曲は一般に回転する丸い滑らかな円板上の水滴の自然の曲線に一致し、円板の中心に水滴が落下する場合に一緒に回転する観察者により理解される。この羽根の形は後方湾曲羽根（ｂａｃｋｗａｒｄ  ｃｕｒｖｅｄ  ｖａｎｅ）と呼ばれる。しかし原則的にわずかな前方に湾曲した羽根、プロペラ形羽根、縁部がローター入口まで突出し、船のプロペラのように流体Ｆを把握する内側に湾曲した、後方湾曲羽根を使用することが可能である（図６および７の平面図）。
【００３３】
遠心ポンプ（遠心ポンプ室）の運転方式は図８ａ，ｂに例示されている。遠心ポンプはポンプケーシング（ａ）およびこの中で回転するローター（ｂ）からなり、ローターに羽根（ｃ）が取り付けられている。流体Ｆは軸方向に取り入れ口（ｄ）をとおり導入する。遠心力の結果として流体は放射状に外側に導かれ、この通路でローターにより高い速度に加速する。ポンプケーシングの１つの機能はすべてのローター通路から流体Ｆを捕捉し、集めた流体が排出口（ｆ）を更に通過することである。しかしポンプケーシングの他の機能は流体Ｆの運動エネルギーを圧力に変換することである。このために一般に断面積の増加が流体Ｆの速度を減少し、これにより圧力の増加を生じるという事実を使用する。断面積を増加するために、２つのポンプケーシング構造は一般的である。一工程ポンプまたは多工程遠心ポンプの最後の工程の下流でボリュートをしばしば使用する。このボリュートはらせん形に（ｅ）ローターを包囲する。断面積は排出口に向かって増加する（図８ｂの増加する円周半径）。これにより貫流する流体Ｆが減速し、これは圧力が同時に増加することを意味する。
【００３４】
特に多工程ポンプの場合にらせんの代案として固定されたステーター（ｇ）を使用できる。ステーターはポンプケーシングに組み込まれ、ドーナッツ室の形を有する。ステーターはローターを包囲する。ステーター内に案内羽根（ｈ）が配置され、案内羽根は互いに関して通路を形成し、通路は連続的に外部方向に拡大する（図９および１０）。この構成において流体Ｆは直接ポンプケーシングに流入せず、その代わりに最初にステーター通路を流動する。ステーター通路は流動方向へのその拡大により再び流動速度を減少し、大きい圧力を形成する。ステーター通路の方向は一般にローター通路の方向と反対であり、ステーターの内周でローターからの輸送流体の排出速度の方向に相当する。二工程遠心ポンプの場合にステーターの他の機能は流体Ｆを収集し、第二工程の入口に導くことである。
【００３５】
ステーターとボリュートの組み合わせを使用することはもちろん可能である。これは流体Ｆを最初にステーター内で収集し、その後ボリュートに導入できることを意味する。
【００３６】
ローターの形状および流体Ｆの排出方向に依存して放射状、半放射状（対角線またはスクリューローター）および軸方向ポンプ（プロペラポンプ）の区別が存在する。
【００３７】
これまで本質的にポンプ室のみを記載したが、以下の議論は同様に推進室を説明することを目的とする。電気モーター、内燃機関または蒸気タービンのような高速モーターはローターを直接結合して駆動する。結合は推進軸により行う。欧州特許第１０９２８７４号の図３に示されるように、推進軸の支承部品は推進室内にだけ収容することができる。しかし必要な場合は更に分離室内で支承できる。本発明により遠心ポンプおよび側面溝ポンプのために推進軸の１つの支承装置で十分であることが有利である。これはローターの低い質量による。
【００３８】
しかし選択的に、Ｆｉｒｅ  ｂｒｉｇａｄｅ  ｐｕｍｐｓ  Ｐａｒｔ  Ｉ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎｔｏ  ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ、ｍｏｄｅ  ｏｆ  ａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｐｕｍｐｓ  第４版、１９９８、Ｖｅｒｌａｇ  Ｗ.Ｋｏｈｌｈａｍｍｅｒ、Ｂｅｒｌｉｎに記載されるように本発明の方法のポンプ室は多工程遠心ポンプとして形成することができる。本発明により一工程遠心ポンプが有利である。
【００３９】
側面溝ポンプ室（図１１参照）の場合に、開いた羽根（ｂ）を有する狭いローター（ａ）がケーシング（ｃ）内で回転し、ケーシング内で羽根に続く側面溝が円周の大部分の周りを回る。輸送される流体は羽根室に軸方向でなく、スリット（ｄ）により正面から導入し、前記室にすでに存在する流体は同時に遠心力により外部に押し出される。羽根の排出縁部で流れが偏向され、ケーシング壁を出て側面溝に流れ、ここでらせんの曲線を描き、一部の区間を覆った後でローターに再び導入する。この現象は流体粒子に関して取り入れ口から取り出し口に向かって途中で流動速度により例えば１０〜５０回繰り返される。羽根室内部で流体が半径方向だけでなくローターの円周の速度に加速する。前記円周速度およびこれに重なる循環速度で流体粒子はローターから側面溝に導入する。引き続くらせん曲線上で循環部分が壁摩擦により小さい程度でのみ減速するが、円周部分は基本的に圧力の形成のみにより明らかに減速する。生じる流れの運動エネルギーの損失はローターで繰り返し補償される。
【００４０】
側面溝ポンプは遠心ポンプより低い効率を有するが、高い輸送圧力を生じる。
【００４１】
本発明により使用されるポンプは例えばＨｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅｎ社、ドイツにより製造される。
【００４２】
前記ポンプは１５ｍ以上の輸送高さを克服することができる。本発明の１つの利点はポンプ室および推進室が必ず互いに重なって配置されてなくてよく、本発明により有利に互いに隣接して配置できることである。後者の配置は必然的に水平方向に支承された推進軸を意味し、これにより長い作業時間が保証される。推進部品を含む推進室の構成は欧州特許第１０９２８７４号の図３に示される。本発明によりポンプ室は有利に合金鋼１.４５７１（ＤＩＮＥＮ１００２０）から製造される。しかし選択的にプラスチック、コンクリート、セラミック材料またはねずみ鋳鉄から製造できる。スライド部品（スライドリング充填物）の有利な材料はＳｉＣである。
【００４３】
本発明により推進軸を有する輸送ポンプを使用する代わりに推進軸のないポンプ、例えばダイヤフラムポンプ、有利に圧縮空気ダイヤフラムポンプを使用することも原則的に可能である。これらも同様に本発明の課題の根底にある要求特性（ベアリングのような高い機械的負荷にさらされる部品と輸送する流体が接触しない、流体Ｆの漏れがない）を満たす。しかしこれらの性能は本発明により使用される輸送ポンプの性能ほど高くない。
【００４４】
ダイヤフラムポンプは原則的にピストンポンプと同じやり方で運転し、プラスチックまたは合金鋼から製造される柔軟なダイヤフラムがピストンの役割を果たす。
【００４５】
上側および下側の運動が弁を介して流体を交互に取り入れおよび取り出すダイヤフラムは、例えば推進ロッドアセンブリと直接的に結合することにより始動する。ダイヤフラムは処理室（ポンプ室）を推進室から完全に分離する。従って本発明に関係する閉鎖の問題はこのポンプでは存在しない。更に推進支承装置が必然的に処理室の外部に位置する。
【００４６】
本発明により使用される輸送ポンプの典型的な運転データは以下のとおりである。
【００４７】
流動速度（ｍ３／ｈ）：２〜４０００
輸送高さ（ｍ）：６０まで
輸送流体Ｆの粘度（ｍＰａｓ）：０.５〜５０
回転速度（分−１）：８００〜３０００。
【００４８】
次に本明細書において支承部品が互いに移動可能である支承または案内する機械部品のための機械部品として全く一般的な用語として理解され、前記支承部品は生じる力を吸収し、ケーシング、部品または土台に偏向することを指摘しなければならない。
【００４９】
本発明の方法は（メタ）アクリル酸モノマーが（メタ）アクリル酸である場合に、特に（メタ）アクリル酸含量が９５質量％以上である場合に特に適している。しかし輸送される流体が（メタ）アクリル酸モノマーの代わりに他の不飽和モノマー、例えば（メタ）アクロレインを含有する場合も適している。
【００５０】
例
例１
分子状酸素を用いるプロピレンの二工程接触気相酸化により、以下の組成を有するガス状生成物ガス混合物を製造した。
アクリル酸９.８４質量％
酢酸０.４質量％
水４.４質量％
アクロレイン０.１１質量％
ホルムアルデヒド０.２１質量％
無水マレイン酸０.０７質量％
残りはプロピオン酸、フルフラール、プロパン、プロペン、窒素、酸素および酸化炭素であり、合計して１００質量％になる。
【００５１】
このガス状生成物ガス混合物を噴霧冷却器（直接的冷却器、急冷）中で粗製アクリル酸を注入することにより（４０００ｌ／ｈ）冷却した（粗製アクリル酸の温度は９５℃であった、直接的冷却に使用される粗製アクリル酸は開始濃度１.１質量％の水および重合抑制剤としてフェノチアジン１０００質量ｐｐｍを含有した）。このように実施する際に急冷のために使用される粗製アクリル酸を、熱交換器を介して再循環ポンプを使用して再循環し、その都度９５℃に調節した。
【００５２】
使用した再循環ポンプはＨｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅ、モデルＨＫ（Ｈｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅｎ社、ドイツ）の本発明による遠心ポンプであった。使用したバリア液体は２−エチルヘキサノールであった。漏出速度は１日当たり２−エチルヘキサノール１４ｇであった。バリア液体は４バールの圧力下であった。分離室はＳｉＣ（回転ディスクの材料）からなる複式スライドリング充填物が備えられていた。推進軸は水平に支承された。
【００５３】
噴霧冷却器から排出され、分離すべきアクリル酸を含有する冷却したガス混合物を精留カラムに最も低いトレーの下に導入し、精留カラムは２７個のバブルキャップトレーを備え、カラムヘッドに噴霧凝縮器を備えていた。カラムヘッドの温度は２０℃であり、精留カラムの底部温度は９０℃であった。
【００５４】
噴霧凝縮器中で製造され、主に水からなる凝縮液を取り出し、ヒドロキノン３００質量ｐｐｍを添加し、熱交換器中で冷却後、還流として１７℃の温度を有する噴霧液として噴霧凝縮器を介して最も高いカラムトレーに再び導入した。還流比は４であった。
【００５５】
精留カラム底部で収集した粗製アクリル酸の一部を排出し（４３０ｇ／ｈ）、一部（２５０ｇ／ｈ）を、精留カラム内部で重合を抑制するためにフェノチアジン１０００質量ｐｐｍを添加後、カラムの１３番目（下から数えて）のトレーに返送し、一部（約１５ｌ／ｈ）をまず熱交換器を介して導入し、引き続き１００℃の温度でカラムの２番目のトレー（下から上に向かって数えて）に返送し、カラム温度を調節した。
【００５６】
急冷物中に液体バランスを維持するために、カラム底部で収集する粗製アクリル酸の他の部分を、レベルを調節して前記急冷物に１０２℃の温度で急冷物の上流の熱交換器を介して供給した。
【００５７】
排出された粗製アクリル酸はアクリル酸９７.２質量％、酢酸１.６質量％、プロピオン酸０.０２４質量％、マレイン酸０.４質量％、アクロレイン０.００５質量％、フルフラール０.０２質量％および水１.２質量％および付加的にフェノチアジン５００質量ｐｐｍおよびヒドロキノン３００質量ｐｐｍを含有した。
【００５８】
前記工程を中断せずに１０日間実施した。１０日の終了時にポンプを含む全急冷循環はポリマー沈積物を含まなかった。
【００５９】
比較例
例１と同じ工程を行った、急冷中に使用した再循環ポンプはＡｌｍａｔｅｃ−Ｐｕｍｐｅ  シリーズＦＰ−１００の圧縮空気ダイヤフラムポンプであり、使用した物質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ａｌｍａｔｅｃ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ社、ドイツであった。ポンプは完全にテフロンから製造された。この場合にも１０日後のポンプを含めた全急冷循環はなおポリマー沈積物を含まなかった。
【００６０】
比較例２
例１と同じ工程を行った。急冷中に使用した再循環ポンプはＨｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅ、タイプＺＭＬ  ｈｅｒｍｅｔｉｃ、Ｈｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅｎ社、ドイツのギアーポンプであった。ギアーポンプの場合に、輸送される流体は互いに回転し、かみ合うギアにより押し出され、更に輸送される。
【００６１】
ギアの推進軸はその質量のために同様にポンプ室に支承された。この滑りベアリングはグラファイトカーボンから製造された。
【００６２】
１０時間未満の運転で形成されたポリマーによりギアーポンプが閉塞した。
【００６３】
比較例３
比較例２と同様に行ったが、滑りベアリングはＳｉＣから製造された。１０時間未満の運転で形成されたポリマーによりギアーポンプが閉塞した。
【００６４】
比較例４
例１と同じ工程を行った。急冷中に使用した再循環ポンプはタイプＣＰ−Ｐｕｍｐｅ、ポンプタイプＭＫＰ３２−１６０（ＣＰ−Ｐｕｍｐｅｎ社、ドイツ）の遠心ポンプであった。ポンプ室および推進室は金属壁により分離される。ポンプ室中の推進は磁気結合によった。推進軸はＳｉＣからなる軸ベアリングによりポンプ室に支承された。
【００６５】
１０時間未満の運転で形成されるポリマーにより遠心ポンプが閉塞した。
【００６６】
例２
例１と同じ工程を行った。急冷中に使用される再循環ポンプはＨｅｒｍｅｔｉｃ  Ｐｕｍｐｅ、モデルＨＫ（Ｈｅｒｍｅｔｉｃ−Ｐｕｍｐｅｎ社）の遠心ポンプであった。本発明によりポンプは乾燥して運転する、非接触の、ガスで滑らかにした軸シールを使用して変性され、ＳｉＣからなる複式スライドリング充填物が備えられていた。
【００６７】
使用したバリアガスは４バールの圧力下にある空気であった。
【００６８】
漏出速度は１００Ｎｍｌ／ｈであった。
【００６９】
１０日の運転後にポンプを含めた全急冷循環はなおポリマー沈積物を含まなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明により使用される輸送ポンプの図である。
【００７１】
【図２】スライドリング充填物の原理を示す図である。
【００７２】
【図３】開いたローターを示す図である。
【００７３】
【図４】閉じたローターを示す図である。
【００７４】
【図５】羽根車の平面図である。
【００７５】
【図６】別の羽根車の平面図である。
【００７６】
【図７】プロペラ形の羽根車の平面図である。
【００７７】
【図８ａ】遠心ポンプの運転方式を示す図である。
【００７８】
【図８ｂ】遠心ポンプの別の運転方式を示す図である。
【００７９】
【図９】固定したステーターを示す図である。
【００８０】
【図１０】別のステーターを示す図である。
【００８１】
【図１１】側面溝ポンプの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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