(57)【要約】【課題】  塩化ビニール系樹脂製造のための重合反応器の接続配管内に、スケールが形成され、スケールが成長していくと、その配管内が閉塞し、重合プロセスに支障をきたす。特に、安全弁接続配管が閉塞すれば、反応制御が困難となる。このために、定期的に各接続配管を解体し、内部を掃除しなければならない。また、この時に、塩化ビニールモノマーガスが系外に放出される可能性もあり、好ましいことではない。これらのことを防ぐ対策を行なった製造方法を提供する。【解決手段】  重合反応器上部の各接続配管を集約して、その接続配管２０に、窒素配管２１を繋ぎこみ、配管容積分の窒素を封入する。これによりスケール形成の原因物質である塩化ビニールモノマーガスを、接続配管２０から重合反応器内に押し戻すことができ、スケール形成を防止できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合反応器に設置する接続配管に、窒素配管を接続しておき、接続配管内を窒素で満たしながら、重合させる塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【請求項２】
重合反応器に、水、塩化ビニールモノマー、および重合開始剤を仕込み、反応温度まで昇温後、接続配管に、接続配管内の容積分以上の窒素を封入させる、請求項１に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【請求項３】
接続配管が、仕込み配管および抜き出し配管から選択された少なくとも１つである、請求項１または請求項２に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【請求項４】
接続配管が、安全弁、真空ポンプ、およびレベル計から選択された少なくとも１つの接続用である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【請求項５】
安全弁、真空ポンプ、およびレベル計の接続用として、１つの接続配管を設置した重合反応器を用いる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩化ビニール系樹脂の製造に際し、重合反応器上部に接続している接続配管の内部で、スケールが形成されないようにする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塩化ビニール系樹脂の製造において、従来のスケール対策としては、重合反応器上部接続配管に銅チューブを巻くか、または２重管にして８０〜９０℃の温水を通すことにより、スケール形成の元となる塩化ビニールモノマーガスを凝縮しないようにすることで、スケール形成を防止している。または対照的に、５℃前後の冷却水を通して、冷却効果による塩化ビニールモノマーガスの反応抑制によって、スケール形成を防止する方法もある。
しかし、これらの方法では、完全にはスケール形成を防止することはできず、長期におけるスケール対策には、不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−１２２８１０号公報
【特許文献２】特開昭５５−６２９０８号公報
【特許文献３】特開平８−１７６２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、塩化ビニール系樹脂の製造に際し、重合反応器上部に接続している接続配管の内部でスケールが形成されるという課題を解決し、生産性、安全性、および作業環境を向上させ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、真空ポンプ接続配管、安全弁接続配管、および泡レベル計接続配管を集約して、１つの接続配管にすることが好ましい。そして、この接続配管と、洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管にそれぞれ窒素配管を付設する。真空ポンプ接続配管、安全弁接続配管、および泡レベル計接続配管を集約しなくても、全ての接続配管に窒素配管を付設することでも、対応できる。
そして、重合工程の温純水仕込み終了後に、これらの接続配管に、付設した窒素配管のバルブを開放し、配管内の容積分の窒素を封入する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、重合反応器上部の各接続配管に窒素を封入したことにより、スケールの形成を防止することができ、それにより生産性、安全性、および作業環境を向上することができる。
また、真空ポンプ接続配管、安全弁接続配管、および泡レベル計接続配管を集約することにより、点検箇所が集約できるため、窒素封入箇所が集約でき、操作が簡素化できることと、解体点検時の作業性が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の重合反応器上部の接続配管構造である。
【図２】本発明の一例として、重合反応器上部の接続配管の集約、接続配管への窒素配管接続した場合の構造である。
【図３】比較例における安全弁接続配管１２内部の写真（安全弁１２を取外し撮影）である。
【図４】比較例における真空ポンプ接続配管１７内部の写真（接続配管１７の水平部フランジを取外し撮影）である。
【図５】比較例における泡レベル計接続配管１８内部の写真（泡レベル計を１８’を取外し撮影）である。
【図６】比較例における洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６内部の写真（ノンスケール剤噴霧用シャフト３、散水盤４、およびノンスケール剤噴霧ノズル５を取外し、重合反応器内から撮影）である。
【図７】実施例における集約接続配管２０内部の写真（集約接続配管２０の水平部フランジを取外し撮影）である。
【図８】実施例における洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管内部の写真（ノンスケール剤噴霧用シャフト３、散水盤４、ノンスケール剤噴霧ノズル５、還流コンデンサー６の上蓋を取外し、還流コンデンサー上部側から撮影）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、下記の項などである。
項１．  重合反応器に設置する接続配管に、窒素配管を接続しておき、接続配管内を窒素で満たしながら、重合させる塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【０００９】
項２．  重合反応器に、水、塩化ビニールモノマー、および重合開始剤を仕込み、反応温度まで昇温後、接続配管に、接続配管内の容積分以上の窒素を封入させる、項１に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【００１０】
項３．  接続配管が、仕込み配管および抜き出し配管から選択された少なくとも１つである、項１または項２に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【００１１】
項４．  接続配管が、安全弁、真空ポンプ、およびレベル計から選択された少なくとも１つの接続用である、項１から項３のいずれか１項に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法。
【００１２】
項５．  安全弁、真空ポンプ、およびレベル計の接続用として、１つの接続配管を設置した重合反応器を用いる、項１から項４のいずれか１項に記載の塩化ビニール系樹脂の製造方法
【００１３】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における重合反応器接続配管スケール対策設備、およびこの設備を用いた製造方法について、詳細に説明する。
図１の通り、重合反応器上部には、還流コンデンサー６以外に、安全弁接続配管１２、洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６、真空ポンプ接続配管１７、塩化ビニールモノマー仕込み配管１１、重合開始剤仕込み配管１０、および泡レベル計接続配管１８を設置している。また、真空ポンプ接続配管１７には、重合停止剤投入配管１９を接続している。
【００１４】
また、洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６の内部を通して、ノンスケール剤噴霧装置３およびノンスケール剤噴霧ノズル５が設置されている。散水盤４は、重合反応器内洗浄水配管１５からの洗浄水を分散させて、重合器内全体を満遍なく洗浄するためのものである。
【００１５】
塩化ビニール系樹脂製造における懸濁重合は、バッチ方式により行われている。重合反応器は冷却水を通すことができるジャケットと還流コンデンサー６が付設されている。この重合工程では、まず重合反応器内および還流コンデンサー６へのノンスケール剤塗布工程からスタートする。ノンスケール剤噴射ノズル５にノンスケール剤供給チューブ１とスチーム供給チューブ２が接続されており、ノンスケール剤とスチームを混合してノンスケール剤噴射ノズル５からこれらを噴射し、重合反応器内および還流コンデンサー６へノンスケール剤を塗布する。
【００１６】
次に、重合反応器開放後であれば器内を脱酸素目的で真空ポンプ接続配管１７を通して真空にする工程が行われ、その後水仕込みが行われる。重合反応器は密閉のまま連続スタートするのであれば、真空工程は行われず、水仕込みがスタートする。
【００１７】
水仕込みでは、純水および分散剤が、重合器ボトム部接続配管から仕込まれる。水仕込み終了後、重合開始剤が重合開始剤仕込み配管１０より仕込まれ、そして塩化ビニールモノマー仕込み配管１１から塩化ビニールモノマーが仕込まれる。また、塩化ビニールモノマー仕込み中、または仕込み終了後に、重合器ボトム部接続配管から温純水が仕込まれる。温純水の温度は、温純水仕込み終了後に、重合反応器内が反応温度に到達するよう演算された温度となっている。その後、重合反応が始まり、反応により発生する反応熱をジャケット冷却と還流コンデンサーにより反応熱がなくなるまで徐熱しながら反応させる。
【００１８】
各箇所のスケール形成に関して、まず還流コンデンサー６内部はスケールがほとんど形成されることはない。それは、還流コンデンサー６は反応中に冷却水７および８が流れていること、還流コンデンサー６は塩化ビニールモノマーが還流コンデンサー内チューブに接触させる総面積（伝熱面積）によって除熱量を調節しており徐熱していない部分は窒素が封入されていること、そして毎バッチスラリー抜出時に還流コンデンサー上部に接続された洗浄配管９より水洗が行われるからである。また、塩化ビニールモノマー仕込み配管１１は、毎バッチ塩化ビニールモノマー仕込み工程で塩化ビニールモノマーによって洗浄されているため、スケールが形成されない。重合開始剤仕込み配管１０についても、開始剤仕込み後反応が終了するまで配管内に純水を注水しており、スケールが形成されることはほとんどない。
【００１９】
しかし、洗浄がされない安全弁接続配管１２、真空ポンプ接続配管１７、および泡レベル計接続配管１８は、付着した塩化ビニール系樹脂の粒子を種にして、内壁または泡レベル計のセンサー部にスケールが形成される。このスケールは、次第に成長し、やがては閉塞に繋がっていく。
【００２０】
また、毎バッチ水洗が行われている洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６でも、内壁にフィルム状のスケールが形成される。安全弁接続配管１２が閉塞すると、反応異常等による圧力上昇での安全弁作動時に器内ガス放出が不十分となり、圧力が更に上昇すれば危険な事態に陥る。また、真空ポンプ接続配管１７についても、この配管に重合停止剤配管１９が接続されており、異常反応等で重合停止剤を投入したときに投入量が不十分となり、反応を止めることができなくなる危険性がある。泡レベル計接続配管１８へのスケール形成についても、成長すれば泡レベル計が正常に作動しなくなる。洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６は閉塞にまで至ることは少ないが、洗浄水による器内水洗や塩化ビニールモノマーガス回収等によって、内壁に形成、付着したフィルム状のスケールの一部が剥がれ落ち、散水盤４に引っかかるため、スラリー抜出後の器内水洗が不十分となり、残留した塩化ビニール系樹脂粒子が次バッチの反応工程で追加重合し、フィッシュアイが悪化し、品質に悪影響を与える。
【００２１】
このために、定期的に重合反応器を開放して洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６、安全弁接続配管１２、真空ポンプ接続配管１７、泡レベル計接続配管１８などを解体して、付着したスケールを取り除く作業を行わなければならず、かなりの工数と時間を要する。生産性にも影響する。また、有害な塩化ビニールモノマーガスを系外に放出することになり、作業環境上好ましくない。
【実施例】
【００２２】
以下、図２について、図１からの相違点について、説明を行う。
図２は、本発明による重合反応器上部の接続配管の集約、接続配管への窒素配管接続を行なった実施例である。真空ポンプ接続配管１７、安全弁接続配管１２、泡レベル計接続配管１８、および重合停止剤投入配管１９を、集約して、１つの接続配管２０とした。そして、この接続配管と、洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管にそれぞれ窒素配管２１および２２を付設した。
真空ポンプ接続配管１７、安全弁接続配管１２、および泡レベル計接続配管１８を集約しない場合は、それぞれの接続配管に窒素配管を付設することが好ましい。
【００２３】
重合工程の温純水仕込み終了後の反応圧力に達するタイミングで、これらの接続配管に、付設した窒素配管のバルブを開放し、配管容積分またはそれ以上の窒素を封入する。窒素の圧力は、反応圧力以上の圧力であることが好ましい。また、窒素の封入量を測るために、窒素配管に積算計を設置することが好ましい。この窒素封入工程は、毎バッチ行なうことが好ましい。
【００２４】
窒素を接続配管に封入する際に注意しなければならないことは、接続配管が比較的短い場合（おおよそ５０ｃｍ以下）、接続配管容積分の窒素を封入しても、対流によって塩化ビニールモノマーが接続配管内に混入して、その結果接続配管内にスケールを形成してしまう場合がある。この場合は、配管容積分窒素を封入後、間欠的に、または連続的に、窒素を注入することが好ましい。その判断は実際のスケールの付着状況によって、対応すればよい。
【００２５】
これによって重合反応器接続配管内へのスケール形成は激減し、３００バッチ連続運転後での集約配管２０の内部は、図７の通り、ほとんどスケール付着は見られなかった。また、洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管１６も同様に、スケール付着が、図８の通り、見られなかった。
【００２６】
（比較例）
従来の方法として、図１の構造で製造を行った。
重合反応器上部の真空ポンプ接続配管１７、安全弁接続配管１２、泡レベル計接続配管１８などに、銅チューブを巻いて８０〜９０℃の温水を通した場合、１００バッチ連続運転後のそれぞれの配管の内部状況は、図３の安全弁接続配管１２内部写真、図４の真空ポンプ接続配管１７内部写真、図５の泡レベル計接続配管１８内部写真の通りのスケール形成が見られた。また、銅チューブを巻くことができず、保温または冷却ができない洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管内部は、図６の通り、壁面にフィルム状のスケールが付着し、剥がれかかっているスケール、またはスケールが剥がれていると推測できる箇所が見られる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明においては、低コストでの設備改造が可能であり、窒素等の不活性ガスによってスケールの要因となる反応物ガスを系外に除外させるために、反応ガスよりも重量が軽い不活性ガスを封入しておくことができるため、上部の接続配管について、確実にスケール形成を防止することができるものであり、塩化ビニール系樹脂製造のための重合反応器に適用され得るものと、期待される。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・・ノンスケール剤配管
２・・・・スチーム（噴霧用）配管
３・・・・ノンスケール剤噴霧用シャフト
４・・・・散水盤
５・・・・ノンスケール剤噴霧ノズル
６・・・・還流コンデンサー
７，８・・還流コンデンサー冷却水配管
９・・・・還流コンデンサー上部洗浄水配管
１０・・・重合開始剤仕込み配管
１１・・・塩化ビニールモノマー仕込み配管
１２・・・安全弁接続配管
１２’・・・安全弁
１３・・・塩化ビニールモノマーガス回収配管
１４・・・スチーム配管
１５・・・重合反応器内洗浄水配管
１６・・・洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管
１７・・・真空ポンプ接続配管
１７’・・・真空ポンプ
１８・・・泡レベル計接続配管
１８’・・泡レベル計
１９・・・重合停止剤投入配管
２０・・・安全弁／泡レベル計／真空ポンプ／重合停止剤投入集約接続配管
２１・・・安全弁／泡レベル計／真空ポンプ／重合停止剤投入集約接続配管用窒素配管
２２・・・洗浄水／蒸気／塩化ビニールモノマーガス回収接続配管用窒素配管
【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８】
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