(57)【要約】【課題】重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造する方法を提供する。【解決手段】重合体と水素ガスとを反応器に供給して水素添加反応を行ない、重合体水素添加物を含むポリマー液と、一次排ガスとを得る工程Ａと、前記ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する工程Ｂと、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去し、二次排ガスを得る工程Ｃと、前記工程Ｃで得られた二次排ガスの流量を測定する工程Ｄと、前記工程Ａで前記反応器に供給された水素ガスの流量と、前記工程Ｄで測定した前記二次排ガスの流量とを用いて前記重合体水素添加物の水素添加率を算出する工程Ｅと、を含むことを特徴とする、重合体水素添加物の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合体水素添加物の製造方法であって、
重合体と水素ガスとを反応器に供給して水素添加反応を行ない、重合体水素添加物を含むポリマー液と、一次排ガスとを得る工程Ａと、
前記ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する工程Ｂと、
前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去し、二次排ガスを得る工程Ｃと、
前記工程Ｃで得られた二次排ガスの流量を測定する工程Ｄと、
前記工程Ａで前記反応器に供給された水素ガスの流量と、前記工程Ｄで測定した前記二次排ガスの流量とを用いて前記重合体水素添加物の水素添加率を算出する工程Ｅと、
を含む、重合体水素添加物の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ｃにおいて前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含む、請求項１に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項３】
前記操作Ｃ１が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含む、請求項２に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項４】
前記操作Ｃ１が、前記操作Ｃ１１の後に、前記水洗排ガスを更に冷却する操作Ｃ１２を更に含む、請求項３に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｅが、前記二次排ガスの流量から前記二次排ガスに含まれる水蒸気の流量を差し引いて残存水素ガスの流量を求める工程Ｅ１と、前記残存水素ガスの流量と、前記反応器に供給された水素ガスの流量との差から前記重合体水素添加物の水素添加率を求める工程Ｅ２とを含む、請求項３または４に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項６】
前記重合体が、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体である、請求項１〜５の何れかに記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項７】
前記炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位が、炭素数５の共役ジエン単量体単位である、請求項６に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【請求項８】
前記炭素数５の共役ジエン単量体単位が、１，３−ペンタジエン単位である、請求項７に記載の重合体水素添加物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重合体水素添加物の製造方法に関し、特には、水素添加率を測定しつつ重合体水素添加物を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体（以下、単に「重合体」と称する場合がある。）の水素添加物が、耐熱性、耐候性、機械的特性などの各種特性に優れる材料として広く用いられている。
【０００３】
ここで、重合体水素添加物の特性は、水素添加率の影響を大きく受ける。そのため、重合体水素添加物の製造においては、得られる重合体水素添加物の水素添加率を把握し、必要に応じて製造条件などを調整することが肝要である。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、１Ｈ−ＮＭＲ法を用いて重合体水素添加物の水素添加率を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０２／００２６５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記１Ｈ−ＮＭＲ法を用いた水素添加率の測定には、重合体水素添加物をサンプリングしてから、当該重合体水素添加物の水素添加率の測定結果を得るまでに長時間を要するという点において問題があった。そのため、重合体水素添加物の製造において水素添加率の測定に１Ｈ−ＮＭＲ法を採用した場合、水素添加率の測定結果に基づいて製造条件を高い即応性で調整することが困難であった。
したがって、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造する方法の開発が求められていた。
そこで、本発明は、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を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】
【０００７】
本発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、重合体と水素ガスとを反応器に供給して水素添加反応を行ない、重合体水素添加物を含むポリマー液と、一次排ガスとを得る工程Ａと、前記ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する工程Ｂと、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去し、二次排ガスを得る工程Ｃと、前記工程Ｃで得られた二次排ガスの流量を測定する工程Ｄと、前記工程Ａで前記反応器に供給された水素ガスの流量と、前記工程Ｄで測定した前記二次排ガスの流量とを用いて前記重合体水素添加物の水素添加率を算出する工程Ｅと、を含むことを特徴とする。このように、上述した所定の工程Ａ〜Ｅを含む重合体水素添加物の製造方法であれば、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造することができる。
【０００８】
ここで、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記工程Ｃにおいて前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含むことが好ましい。前記工程Ｃにおいて前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含めば、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから前記炭化水素を容易に除去することができる。
【０００９】
さらに、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記操作Ｃ１が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含むことが好ましい。前記操作Ｃ１が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含めば、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスから前記炭化水素を選択的かつ容易に除去することができる。
【００１０】
また、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記操作Ｃ１が、前記操作Ｃ１１の後に、前記水洗排ガスを更に冷却する操作Ｃ１２を更に含むことが好ましい。前記操作Ｃ１が、前記操作Ｃ１１の後に、前記水洗排ガスを更に冷却する操作Ｃ１２を更に含めば、前記水洗排ガスから前記炭化水素を容易かつ十分に除去することができると共に、操作Ｃ１１における水との接触に起因して二次排ガス中に混入する水蒸気の量を低減して、二次排ガスの流量の測定精度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記工程Ｅが、前記二次排ガスの流量から前記二次排ガスに含まれる水蒸気の流量を差し引いて残存水素ガスの流量を求める工程Ｅ１と、前記残存水素ガスの流量と、前記反応器に供給された水素ガスの流量との差から前記重合体水素添加物の水素添加率を求める工程Ｅ２とを含むことが好ましい。前記操作Ｃ１が、前記一次排ガスおよび前記脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含む場合、前記二次排ガスには水蒸気が含まれ得るが、前記工程Ｅが、上述した所定の工程Ｅ１およびＥ２を含めば、重合体水素添加物の水素添加率を迅速かつ正確に測定しつつ重合体水素添加物を製造することができる。
【００１２】
さらに、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記重合体が、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体であることが好ましい。前記重合体が、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体であれば、有用性の高いＣ５系樹脂を製造することができる。
【００１３】
また、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位が、炭素数５の共役ジエン単量体単位であることが好ましい。前記炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位が、炭素数５の共役ジエン単量体単位であれば、有用性の高いＣ５系樹脂を製造することができる。
【００１４】
さらに、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、前記炭素数５の共役ジエン単量体単位が、１，３−ペンタジエン単位であることが好ましい。前記炭素数５の共役ジエン単量体単位が、１，３−ペンタジエン単位であれば、有用性の高いＣ５系樹脂を製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う重合体水素添加物の製造方法の一例を行なう代表的な重合体水素添加物製造装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（重合体水素添加物の製造方法）
本発明の重合体水素添加物の製造方法は、所定の工程Ａ〜Ｅを有することを特徴とする。本発明の重合体水素添加物の製造方法を用いれば、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造することができる。これにより、重合体水素添加物の水素添加率の測定結果に基づいて製造条件を高い即応性で調整することができる。
【００１９】
図１に本発明の重合体水素添加物の製造方法の一例を実施するための代表的な重合体水素添加物製造装置の一例の概略構成を示す。図１に示す重合体水素添加物製造装置１００（以下、単に「装置１００」と称することがある。）は、重合体の水素添加反応を行う反応器３０と、反応器３０に水素ガスを供給する水素ガス供給流路１０と、反応器３０に重合体を供給する重合体供給流路２０とを備えている。また、装置１００は、反応器３０から流出したポリマー液を脱揮する脱揮装置６０と、反応器３０から脱揮装置６０へとポリマー液を送るポリマー液流路４０と、反応器３０から流出した一次排ガスを水と接触させて冷却および洗浄する水洗浄装置７０と、反応器３０から水洗浄装置７０へと一次排ガスを送るガス流路５０とを備えている。更に、装置１００は、水洗浄装置７０から流出する水洗排ガスを冷却する冷却装置８０と、水洗浄装置７０から冷却装置８０へと水洗排ガスを送る水洗排ガス流路７１と、冷却装置８０から流出した二次排ガスをスタックへと送る二次排ガス流路８１とを備えている。なお、水素ガス供給流路１０には、反応器３０に供給される水素ガスの流量（以下、「水素ガスの供給流量」と称することがある。）を調節する水素ガス供給流量調節器１１が設けられている。また、重合体供給流路２０には、重合体を送液する重合体送液ポンプ２１および反応器３０に供給される重合体の流量（以下、「重合体の供給流量」と称することがある。）を測定する重合体供給流量測定器２２が設けられている。更に、脱揮装置６０は、図示例では、ポリマー液流路４０を介してポリマー液が流入する第一の脱揮器６０ａと、第一の脱揮器６０ａで脱揮されたポリマー液が流入する第二の脱揮器６０ｂと、第一の脱揮器６０ａから流出したポリマー液を第二の脱揮器６０ｂへと送る第一の脱揮後ポリマー液流路６２ａと、第二の脱揮器６０ｂから流出したポリマー液が流れる第二の脱揮後ポリマー液流路６２ｂと、一端がガス流路５０に接続されて第一の脱揮器６０ａから流出した脱揮ガスをガス流路５０へと送る第一の脱揮ガス流路６１ａと、一端が第一の脱揮ガス流路６１ａよりも下流側でガス流路５０に接続されて第二の脱揮器６０ｂから流出した脱揮ガスをガス流路５０へと送る第二の脱揮ガス流路６１ｂとを備えている。また、水洗浄装置７０は、一次排ガスおよび脱揮ガスに接触した後の水、および当該一次排ガスおよび脱揮ガスから除去された炭化水素を排出する排水流路７２を備えている。そして、冷却装置８０は、水洗排ガスの冷却により生成した凝縮物を排出する排水流路８２を備えており、二次排ガス流路８１には、冷却装置８０から流出した二次排ガスの流量を測定する二次排ガス流量測定器９０が設けられている。
なお、本発明の重合体水素添加物の製造方法の一例を実施し得る重合体水素添加物製造装置は、上述した構成を有する装置１００に限定されるものではない。具体的には、例えば、装置１００では脱揮装置６０が２つの脱揮器を有しているが、脱揮装置が有する脱揮器の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００２０】
そして、装置１００では、水素ガス供給流路１０を通じて水素ガスが反応器３０に供給され、重合体供給流路２０を通じて、所定の重合体が反応器３０に供給され、反応器３０にて水素添加反応が行われ、重合体水素添加物を含むポリマー液と一次排ガスとが得られる。得られたポリマー液はポリマー液流路４０を通じて脱揮器６０ａおよび６０ｂにて２回脱揮されて、脱揮ガスが回収される。当該脱揮ガスは脱揮ガス流路６１ａまたは６１ｂを経て、ガス流路５０にて反応器３０から排出された一次排ガスと合流した後、水洗浄装置７０に導入される。水洗浄装置７０にて一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて炭化水素を除去することにより水洗排ガスが得られる。水洗排ガスは冷却装置８０でさらに冷却され、水洗排ガス中の水蒸気および上記水洗浄装置７０で除去しきれなかった炭化水素が凝縮して除去されて、二次排ガスが得られる。その後、二次排ガスは二次排ガス流量測定器９０を通過することで、二次排ガスの流量が測定される。そして、測定された二次排ガスの流量および上記反応器３０に供給された水素ガスの流量を用いて、製造された重合体水素添加物の水素添加率を算出する。
【００２１】
以下、本発明の重合体水素添加物の製造方法における所定の工程Ａ〜Ｅについて、上記の装置１００において重合体水素添加物を製造する場合を一例として説明するが、本発明は当該一例によって何ら限定されるものではなく、適宜変更を加えることができる。
【００２２】
＜工程Ａ＞
工程Ａでは、重合体と水素ガスとを反応器に供給して水素添加反応を行ない、重合体水素添加物を含むポリマー液と一次排ガスとを得る。
【００２３】
具体的には、装置１００では、まず、水素ガスが水素ガス供給流路１０を通じて例えば下向流で反応器３０に供給される。なお、水素ガスは、本発明の効果が得られる範囲内において窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを含んでいてもよい。また、供給される水素ガスの圧力および温度は、重合体の種類および所望の水素添加反応の条件に応じて任意に変更することができる。
【００２４】
また、反応器３０で水素添加される重合体は、通常、液状であり、重合体送液ポンプ２１により送液されて、重合体供給流路２０を通じて例えば下向流で反応器３０に供給される。ここで、重合体としては、不飽和結合を有するものを用いることができる。不飽和結合としては、炭素−炭素不飽和結合、炭素−窒素不飽和結合、炭素−酸素不飽和結合などが挙げられるが、好ましくは炭素−炭素不飽和結合、より好ましくは炭素−炭素二重結合である。なお、炭素−炭素不飽和結合には芳香環を構成する不飽和結合も含まれる。そして、重合体としては、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体を用いることが好ましい。なお、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む重合体は、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体の単独重合体であってもよいし、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位を含む共重合体であってもよい。さらに、炭素数４〜１０の共役ジエン単量体単位は、炭素数５の共役ジエン単量体単位であることが好ましく、１，３−ペンタジエン単位であることがより好ましい。
反応器３０に供給される重合体の圧力および温度は、重合体の種類および所望の水素添加反応の条件に応じて任意に変更することができる。
【００２５】
ここで、反応器３０に供給される重合体の供給流量は、重合体供給流量測定器２２によって測定される。なお、重合体供給流量測定器２２としては、特に限定されることはなく、例えば、差圧式、面積式、超音波式、熱式、コリオリ式、容積式、渦式、タービン式などの既知の形式の流量計を用いることができる。一方、反応器３０に供給される水素ガスの供給流量は、重合体の供給流量および目標とする水素添加率に応じて、水素ガス供給流量調節器１１によって調節される。なお、水素ガス供給流量調節器１１としては、水素ガスの供給流量を良好に調節できるものであれば、特に限定されず、例えば、上述した既知の形式の流量計と、流量調整弁等のガス流量を調節する機構とを備える機器などを用いることができる。
【００２６】
そして、反応器３０では、上記水素ガスと重合体とが水素添加反応することにより、重合体水素添加物が生成し、当該重合体水素添加物を含むポリマー液と、水素添加反応に消費されなかった未反応の水素ガスなどを含む一次排ガスとが得られる。
なお、反応器３０としては、特に限定されることはないが、通常、連続式の反応器が用いられる。連続式の反応器の具体例としては、固定床反応器、流動床反応器などの内部に水素添加触媒を備える反応器が挙げられる。そして、反応器３０としては、得られるポリマー液と触媒とを分離する工程が不要であることから、固定床反応器を用いることが好ましく、反応熱の除熱が容易であることから、多管型固定床反応器を用いることがより好ましい。水素添加触媒は、重合体の種類に応じて適宜選択することができる。また、水素添加反応の条件（例えば、圧力および温度など）についても、重合体の種類等に応じて適宜設定することができる。
【００２７】
工程Ａで得られたポリマー液は、反応器３０の底部からポリマー液流路４０を通じて、後述する工程Ｂを行なう脱揮装置６０の第一の脱揮器６０ａへと移送される。ポリマー液は、上記水素添加反応により生成した重合体水素添加物、水素添加されていない未反応の重合体、重合体等に由来する炭化水素、および、水素添加反応に消費されなかった未反応の水素ガスのうちポリマー液に溶解した水素ガスなどを含みうる。
また、一次排ガスは反応器３０の下部からガス流路５０を通じて、後述する工程Ｃを行なう水洗浄装置７０へと移送される。一次排ガスは、水素添加反応に消費されなかった未反応の水素ガスのうち上記ポリマー液に溶解しなかった水素ガス、および重合体等に由来する炭化水素などを含みうる。
【００２８】
＜工程Ｂ＞
工程Ｂでは、上述した工程Ａで得られたポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する。
装置１００では、ポリマー液は、ポリマー液流路４０を通じて第一の脱揮器６０ａに導入され、脱揮されて脱揮ガスが回収される。その後、ポリマー液は脱揮後ポリマー液流路６２ａを通じて第二の脱揮器６０ｂに導入され、再度脱揮されて脱揮ガスが回収される。このように、装置１００を用いた本発明の重合体水素添加物の製造方法では、工程Ｂでポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する操作（以下、「脱揮操作」と称することがある。）を複数回実施することにより、ポリマー液から水素ガスを良好に除去して回収することができる。なお、脱揮ガス中には水素ガス以外に、炭化水素が含まれ得るものとする。そして、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する工程Ｂを有する限りにおいて特に限定されることはなく、例えば、工程Ｂにおける脱揮操作の回数は１回であってもよいし、３回以上であってもよい。
【００２９】
脱揮器６０ａおよび６０ｂでポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する方法は、特に限定されることはなく、ポリマー液を減圧する方法、ポリマー液を加熱する方法、或いは、それらの組み合わせなどを用いることができる。そして、ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する方法としては、ポリマー液を減圧する方法を用いることが好ましい。ポリマー液を脱揮して脱揮ガスを回収する方法として、ポリマー液を減圧する方法を用いれば、ポリマー液から水素ガスを良好に除去して回収することができる。なお、ポリマー液を脱揮する方法として、脱揮器６０ａと脱揮器６０ｂとで同じ方法を用いても、異なる方法を用いてもよい。そして、脱揮器６０ａおよび６０ｂの両方でポリマー液を減圧する方法を用いることが好ましい。脱揮器６０ａおよび６０ｂの両方でポリマー液を減圧する方法を用いれば、ポリマー液から水素ガスを更に良好に除去して回収することができる。さらに、脱揮器６０ｂにおいて脱揮器６０ａ内の圧力よりも低い圧力でポリマー液を減圧することがより好ましい。このように、減圧による脱揮の場合の圧力を脱揮器６０ａから脱揮器６０ｂへと段階的に下げることにより、各脱揮器による１回の減圧毎の圧力変化を小さくすることで、ポリマー液の発泡による体積膨張を抑制できるため、装置規模を小さくできると共に、加熱による脱揮を併用する場合の加熱効率を高めることができる。脱揮器６０ａおよび６０ｂ内の圧力および温度は、重合体の種類等に応じて任意に変更することができる。
【００３０】
ポリマー液を脱揮して回収された脱揮ガスは、水素ガス、および炭化水素などを含みうる。脱揮器６０ａおよび６０ｂで回収された脱揮ガスは、それぞれ脱揮ガス流路６１ａおよび６１ｂを通じ、さらにガス流路５０を経て、一次排ガスと共に後述する工程Ｃを行なう水洗浄装置７０に導入される。
なお、脱揮器６０ｂにおいて２回目の脱揮操作を実施した後に得られるポリマー液は、重合体水素添加物を十分に含み、炭化水素および水素ガスをほとんど含まないため、各種の材料として良好に使用することができる。当該２回目の脱揮操作後に得られるポリマー液は、脱揮後ポリマー液流路６２ｂを通じて、任意の処理または加工にさらに供されてもよい。
【００３１】
＜工程Ｃ＞
工程Ｃでは、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去し、二次排ガスを得る。
装置１００では、上述した工程Ａで得られた一次排ガスと、上述した工程Ｂで得られた脱揮ガスとが、ガス流路５０にて合流した後に、水洗浄装置７０に導入されることで、工程Ｃに供される。ただし、本発明の重合体水素添加物の製造方法は、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去し、二次排ガスを得る工程Ｃを有する限りにおいて特に限定されることはなく、例えば、一次排ガスと脱揮ガスとを合流させることなく別々に工程Ｃに供することもできる。
【００３２】
ここで、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法は、特に限定されることはなく、例えば、一次排ガスおよび脱揮ガスを冷却する方法、一次排ガスおよび脱揮ガスを活性炭などの公知の吸着剤を備えるフィルターに通す方法などの既知の方法を用いることができる。
そして、装置１００を用いて実施される工程Ｃにおいて一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法は、後述する水洗浄装置７０および冷却装置８０によって当該一次排ガスおよび脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含む。このように、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、当該一次排ガスおよび脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含めば、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を容易に除去することができる。
【００３３】
さらに、装置１００を用いて実施される工程Ｃでは、上述した操作Ｃ１が、水洗浄装置７０により一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含む。このように、操作Ｃ１が、一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含めば、一次排ガスおよび脱揮ガスに含まれる炭化水素は、水により冷却されて凝縮し得るため、一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を選択的かつ容易に除去することができる。なお、一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法として、一次排ガスおよび脱揮ガスを水ではなく炭化水素等の有機溶媒に接触させる方法を用いた場合、一次排ガスおよび脱揮ガスに含まれる水素ガスが当該有機溶媒に溶解し得るため、一次排ガスおよび脱揮ガスに含まれる炭化水素だけでなく水素も除去されるおそれがある。しかし、水を使用すれば、水素は水にはほとんど溶解しないため、一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素のみを選択的かつ容易に除去することができる。また、水は有機溶媒よりも蒸発潜熱および比熱が大きいことから、冷却効果に優れるため、一次排ガスおよび脱揮ガスを効率良く冷却することができる。
【００３４】
ここで、水洗浄装置７０としては、一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得ることができる装置であれば特に限定されることはなく、例えば、スプレー塔、充填塔、濡れ壁塔、濡れ棚塔、気泡塔などの既知の湿式洗浄塔を用いることができる。中でも、圧力損失が少なく、得られる水洗排ガス中への水の飛沫同伴が少ないことから、充填塔を用いることが特に好ましい。
また、一次排ガスおよび脱揮ガスに接触させる水（以下、「接触水」と称することがある。）としては、水道水、工業用水、蒸留水、およびイオン交換水などを用いることができる。なお、接触水は、本発明の効果が得られる範囲内において、水以外の成分を含んでいてもよい。
そして、操作Ｃ１１により水洗浄装置７０の上部から得られる水洗排ガスは、一次排ガスおよび脱揮ガスに含まれていた水素ガスと、当該操作Ｃ１１では除去しきれなかった炭化水素と、水洗浄装置７０における水との接触により混入した水蒸気などとを含みうる。ここで、一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて得られる水洗排ガスの温度としては、５０℃以下であることが好ましく、４０℃以下であることがより好ましく、３５℃以下であることが更に好ましく、０℃以上であることが好ましい。当該水洗排ガスの温度が５０℃以下であれば、一次排ガスおよび前記脱揮ガスから炭化水素を十分に除去して水洗排ガスを得ることができる。さらに、水洗排ガスの圧力は、所望の冷却条件に応じて任意に変更することができる。
なお、一次排ガスおよび脱揮ガスに接触した後の水、および当該一次排ガスおよび脱揮ガスから除去された炭化水素は、水洗浄装置７０の下部から排水流路７２を通じて排出される。
【００３５】
また、装置１００を用いて実施される工程Ｃでは、上述した操作Ｃ１が、上記操作Ｃ１１の後に、水洗排ガスを更に冷却する操作Ｃ１２を更に含む。具体的には、水洗排ガスが、水洗排ガス流路７１を通じて冷却装置８０に導入されて更に冷却される。このとき、水洗排ガス中の水蒸気が凝縮して水となり、排水流路８２を通じて排出されると共に、水洗排ガス中の炭化水素も凝縮して液化し、同様に排水流路８２を通じて排出される。そして、冷却後に残った気体成分が二次排ガスとして取得される。このように、操作Ｃ１が、上記操作Ｃ１１の後に、水洗排ガスを更に冷却する操作Ｃ１２を更に含むことで、水洗排ガスから炭化水素を容易かつ十分に除去することができると共に、水との接触に起因して二次排ガス中に混入する水蒸気の量を低減して、二次排ガスの流量の測定精度を向上させることができる。
【００３６】
ここで、冷却装置８０としては、水洗排ガスを冷却することができる装置であれば、特に限定されることはなく、熱交換器などの既知の冷却装置を用いることができる。
また、冷却装置８０内で水洗排ガスを更に冷却して得られる二次排ガスの温度は、水蒸気および炭化水素が凝縮する温度であれば、特に限定されないが、０℃以上であることが好ましく、５℃以上であることがより好ましく、１０℃以上であることが更に好ましく、２５℃以下であることが好ましく、２０℃以下であることがより好ましく、１５℃以下であることが更に好ましい。また、当該二次排ガスの温度が２５℃以下であれば、水洗排ガスから炭化水素を更に十分に除去することができる。なお、二次排ガスの圧力は、後述する工程Ｄで用いる二次排ガスの流量測定器の種類等に応じて任意に変更することができる。
【００３７】
二次排ガスは、主として水素ガスを含み、任意に残存水蒸気などを更に含みうる。そして、二次排ガスの水素濃度は、９０体積％以上であることが好ましく、９５体積％以上であることが好ましく、９８％体積以上であることが更に好ましい。二次排ガスの水素濃度が９０体積％以上であれば、後述する工程Ｅにおいて重合体水素添加物の水素添加率を正確に測定することができる。
【００３８】
＜工程Ｄ＞
工程Ｄでは、上述した工程Ｃで得られた二次排ガスの流量を測定する。
装置１００では、二次排ガスが二次排ガス流路８１を通じて二次排ガス流量測定器９０を通過し、二次排ガスの流量が測定される。ここで、二次排ガス流量測定器９０としては、特に限定されることはなく、例えば、上述した重合体供給流量測定器２２として使用可能な既知の形式の流量計を用いることができる。
なお、二次排ガスは二次排ガス流量測定器９０にて流量を測定された後に、スタックに移送される。
【００３９】
＜工程Ｅ＞
工程Ｅでは、工程Ａで反応器に供給された水素ガスの流量と、工程Ｄで測定した二次排ガスの流量とを用いて重合体水素添加物の水素添加率を算出する。
そして、装置１００で実施されるように、工程Ｃにおいて一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、一次排ガスおよび脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含み、かつ、操作Ｃ１が、一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含む場合、工程Ｅでは、二次排ガスの流量から当該二次排ガスに含まれる水蒸気の流量を差し引くことで、水素添加反応で消費されずに二次排ガス中に残存する水素ガス（以下、「残存水素ガス」と称する場合がある。）の流量を求める工程Ｅ１と、当該残存水素ガスの流量と、反応器に供給された水素ガスの流量との差から重合体水素添加物の水素添加率を求める工程Ｅ２とを含むことが好ましい。工程Ｃにおいて一次排ガスおよび脱揮ガスから炭化水素を除去する方法が、一次排ガスおよび脱揮ガスを冷却する操作Ｃ１を含み、かつ、操作Ｃ１が、一次排ガスおよび脱揮ガスを水に接触させて水洗排ガスを得る操作Ｃ１１を含む場合、二次排ガスに水蒸気が含まれることになるが、工程Ｅが、上述した所定の工程Ｅ１およびＥ２を含めば、水蒸気の影響を排除または低減し、重合体水素添加物の水素添加率を迅速かつ正確に測定しつつ重合体水素添加物を製造することができる。
【００４０】
重合体水素添加物の水素添加率の具体的な算出方法としては、特に限定されることはないが、例えば、装置１００を用いた場合、工程Ｅ１として、残存水素ガスの流量を下記の式（１）：
Ｑ１＝Ｑ２−Ｑ３      （１）
〔式（１）中、Ｑ１は残存水素ガスの流量を表し、Ｑ２は工程Ｄで測定した二次排ガスの流量を表し、Ｑ３は二次排ガスに含まれる水蒸気の流量を表す。〕で示される算出式により算出した後、工程Ｅ２として、算出された残存水素ガスの流量（Ｑ１）を下記の式（２）：
Ｈ１＝｛（Ｑ４−Ｑ１）／Ｑ５｝×１００（％）      （２）
〔式（２）中、Ｈ１は重合体水素添加物の水素添加率を表し、Ｑ１は残存水素ガスの流量を表し、Ｑ４は工程Ａで反応器３０に供給された水素ガスの流量を表し、Ｑ５は工程Ａで反応器３０に供給された重合体の流量から算出される当該重合体を１００％水素添加するために必要な水素ガスの流量を表す。〕で示される算出式に適用することで、重合体水素添加物の水素添加率（Ｈ１）を算出することができる。このように、上記の式（１）および（２）による算出方法を用いれば、二次排ガスの流量（Ｑ２）から当該二次排ガスに含まれる水蒸気の流量（Ｑ３）を差し引いて得られた残存水素ガスの流量（Ｑ１）と、反応器３０に供給された水素ガスの流量（Ｑ４）との差から、重合体水素添加物の水素添加率をリアルタイムでより正確に測定することができる。
【００４１】
ここで、二次排ガスに含まれる水蒸気の流量（Ｑ３）は温度および圧力等の条件から算出される飽和水蒸気量等に基づく理論値を用いてもよいし、既知の方法により測定された実測値を用いてもよい。また、工程Ａで反応器３０に供給された水素ガスの流量（Ｑ４）としては、特に限定されることはなく、例えば、「工程Ａ」の項で上述した水素ガス供給流量調節器１１にて定められた設定値を用いてもよいし、水素ガス供給流量調節器１１または別途設置された流量測定器によって測定された実測値を用いてもよい。さらに、工程Ａで反応器３０に供給された重合体の流量から算出される当該重合体を１００％水素添加するために必要な水素ガスの流量（Ｑ５）としては、特に限定されることはなく、例えば、「工程Ａ」の項で上述した重合体供給流量測定器２２により測定された重合体の供給流量、および重合体中の不飽和結合の数などに基づいて算出される理論値を用いることができる。
【００４２】
なお、本発明の重合体水素添加物の製造方法では、重合体水素添加物の水素添加率を下記の式（３）：
Ｈ２＝｛（Ｑ４−Ｑ２）／Ｑ５｝×１００（％）      （３）
〔式（３）中、Ｈ２は重合体水素添加物の水素添加率を表し、Ｑ２は工程Ｄで測定した二次排ガスの流量を表し、Ｑ４は工程Ａで反応器３０に供給された水素ガスの流量を表し、Ｑ５は工程Ａで反応器３０に供給された重合体の流量から算出される当該重合体を１００％水素添加するために必要な水素ガスの流量を表す。〕で示される算出式により、反応器３０に供給された水素ガスの流量（Ｑ４）と、工程Ｄで測定した二次排ガスの流量（Ｑ２）とを用いて算出することもできる。上記の式（３）による算出方法を用いれば、式（１）および（２）による算出方法を用いた場合に比べて、正確性には劣るものの、より簡便に、連続工程の工程管理には十分な精度で重合体水素添加物の水素添加率を測定することができる。
【００４３】
なお、上記Ｑ１〜Ｑ５が表す流量は、全て質量流量であってもよいし、全て体積流量であってもよい。例えば、Ｑ１〜Ｑ５が表す流量が全て体積流量であり、工程Ａで反応器３０に供給された水素ガスの流量、および／または工程Ｄで測定した二次排ガスの流量が質量流量として設定および／または測定された場合は、既知の方法により当該測定値を体積流量に換算した値をそれぞれＱ４および／またはＱ２の値として採用するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の重合体水素添加物の製造方法によれば、重合体水素添加物の水素添加率を迅速に測定しつつ重合体水素添加物を製造することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  水素ガス供給流路
１１  水素ガス供給流量調節器
２０  重合体供給流路
２１  重合体送液ポンプ
２２  重合体供給流量測定器
３０  反応器
４０  ポリマー液流路
５０  ガス流路
６０  脱揮装置
６０ａ，６０ｂ  脱揮器
６１ａ，６１ｂ  脱揮ガス流路
６２ａ，６２ｂ  脱揮後ポリマー液流路
７０  水洗浄装置
７１  水洗排ガス流路
７２  排水流路
８０  冷却装置
８１  二次排ガス流路
８２  排水流路
９０  二次排ガス流量測定器
１００  重合体水素添加物製造装置
【図１】
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