(57)【要約】【課題】  ガス状塩化ビニルモノマーを含有する排気ガス中から、塩化ビニルモノマーを効率的に回収する。【解決手段】  疎水性シリカゲルを吸着剤として含む圧力スイング方式の吸着回収装置を使用して、５〜５０ｖｏｌ％のガス状塩化ビニルモノマーを含有する排気ガスから塩化ビニルモノマーを回収する。【選択図】  図１
2015113336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性シリカゲルを吸着剤として用いた圧力スイング方式の吸着回収装置により、５〜５０ｖｏｌ％のガス状塩化ビニルモノマーを含む排気ガスから塩化ビニルモノマーを回収することを特徴とする塩化ビニルモノマーの回収方法。
【請求項２】
吸着剤が比表面積：３００〜７００ｍ２／ｇ、細孔容積：０．２〜０．７ｍｌ／ｇの疎水性シリカゲルであることを特徴とする請求項１に記載の塩化ビニルモノマーの回収方法。
【請求項３】
パージガスを、減圧下、圧力スイング方式の吸着回収装置の吸着塔に流通させながら吸着剤から塩化ビニルモノマーを脱着して塩化ビニルモノマーを回収するに際し、パージ係数０．９２〜２．６となるようにパージガスを流通させることを特徴とする請求項１又は２に記載の塩化ビニルモノマーの回収方法。
【請求項４】
ガス状塩化ビニルモノマーを含む排気ガスが塩化ビニルポリマーの製造プラントで発生する排気ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塩化ビニルモノマーの回収方法。
【請求項５】
請求項４に記載の塩化ビニルモノマーの回収方法により回収した塩化ビニルモノマーを原料として用いて塩化ビニルポリマーを製造することを特徴とする塩化ビニルポリマーの製造方法。
【請求項６】
圧力スイング方式の吸着回収装置の処理負荷を６５％以上とすることを特徴とする請求項５に記載の塩化ビニルポリマーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状塩化ビニルモノマー（以下、ＶＣＭともいう。）を含有する排気ガス中から、塩化ビニルモノマーを回収する方法に関する。詳しくは、疎水性シリカゲルを吸着剤とする圧力スイング方式（以下、ＰＳＡ方式ともいう。）の吸着回収装置を用いてＶＣＭを回収する方法及び該回収した塩化ビニルモノマーを用いた塩化ビニルポリマー（以下、ＰＶＣともいう。）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＶＣ樹脂の製造プラント等で発生する、ガス状のＶＣＭを含有する排気ガス中のＶＣＭ濃度を低減（３０００ｐｐｍ以下）して、処理済ガスとして大気中に放出するとともに、ＶＣＭを回収するために、活性炭吸着塔を用いて吸着除去し、その後脱着してＶＣＭを回収する方法が用いられている。
【０００３】
活性炭吸着塔を用いてＶＣＭを回収する方法においては、ＶＣＭを活性炭吸着塔に導入して、ＶＣＭを活性炭に吸着させた後、蒸気を通じてＶＣＭを活性炭から脱着して回収する。
【０００４】
なお、ＶＣＭの回収はできないが、蓄熱燃焼炉によりＶＣＭを燃焼分解する方法もある。
【０００５】
また、廃棄ガスに含まれる揮発性有機化合物の排気ガスからの回収方法としては、吸着剤として活性炭、シリカゲル、ゼオライト等を用いたＰＳＡ方式の吸着回収装置による方法があり、タンクローリーからのガソリンベーパーの回収、ベンゼンガス、メタノールガス、塩化メチレンガスなどの回収に用いられている。例えば、特許文献１には、廃棄ガスに含まれるガス状炭化水素（ガソリン蒸気、ベンゼン、アセトン、メタノールなどの低沸点の炭化水素）を、合成ゼオライト及び／又は疎水性シリカゲルを吸着剤として用い、ＰＳＡ法で処理・回収する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−０４７６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した活性炭吸着塔を用いてＶＣＭを回収する方法においては、装置が大型であるうえ、活性炭にＶＣＭを吸着させる際に、吸着熱により装置内の温度が上昇して発火することを防止するために、活性炭吸着塔にＶＣＭ含む排気ガスを導入する前にＶＣＭ濃度を１ｖｏｌ％以下とするために大型ブロアで空気を取り込み、ＶＣＭを希釈する必要があり、付帯設備が必要であることから初期投資が高額となる。
【０００８】
さらに、脱着時に蒸気を用いるため、ＶＣＭと蒸気の水分とによって塩酸が発生する。塩酸は高温で腐食性を増すため活性炭吸着塔内は激しい腐食環境にあり、ＳＵＳやハステロイといった材質を用いた装置であっても腐食が発生し、補修が必要となる。
【０００９】
また、脱着時の蒸気の他に、電力も必要となる等、ランニングコストが高額となる上、上記したように、低濃度のＶＣＭを処理する必要があり、高濃度のＶＣＭを含む排気ガスを処理するためにはＶＣＭを希釈する必要があり効率も劣ったものであった。
【００１０】
蓄熱燃焼炉はＶＣＭを燃焼分解するため、ＶＣＭは回収できず、ＶＣＭを再利用することが出来ない。また、燃焼用の燃料のランニングコスト、初期投資額が高額となる。
【００１１】
ＰＳＡ方式の吸着回収装置による方法は、蒸気活性炭吸着塔を用いた方法や蓄熱燃焼炉を用いる方法におけるような課題はない。しかし、ＶＣＭの回収に用いられた例はこれまでなかった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、初期投資が高額にならず、ランニングコストも低減でき、高濃度のＶＣＭを含む排気ガスを希釈せず処理でき、効率よく回収できるＶＣＭの回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明者らは、種々検討した結果、ＰＳＡ方式の吸着回収装置を用いることにより、初期投資・ランニングコストを抑えることが可能で、且つ高濃度のＶＣＭを含む排気ガスを希釈せず処理でき、効率を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち本発明は、疎水性シリカゲルを吸着剤として用いたＰＳＡ方式の吸着回収装置により、５〜５０ｖｏｌ％のガス状ＶＣＭを含む排気ガスからＶＣＭを回収することを特徴とするＶＣＭの回収方法、及び該ＶＣＭの回収方法により回収したＶＣＭを原料として用いてＰＶＣを製造することを特徴とするＰＶＣの製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＶＣＭの回収方法によれば、脱着時に蒸気を使用しないので装置の腐食を起こすことなく、ＶＣＭを吸着・回収することができる。また、活性炭吸着塔を用いた方法と比較して、消費エネルギーを低減できる。さらに、装置の腐食がない、消費エネルギーが低いことから、ランニングコストも低減できる。
【００１６】
また、本発明のＶＣＭの回収方法によれば、吸着剤である疎水性シリカゲルのＶＣＭ吸着熱が小さく、異常発熱することがない上、排気ガス中に含まれるガス状ＶＣＭ濃度が高くてもＶＣＭを回収することができるので、効率に優れ、ＶＣＭの環境への排出量を低減できる。
【００１７】
さらに、本発明のＶＣＭの回収方法をＰＶＣの製造に適用すれば、ＰＶＣの製造プラントから排出される排気ガス中のＶＣＭを効率的に回収でき、再びＶＣＭをＰＶＣの原料として再利用できる。また、安定的に長期間のＰＶＣプラント運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＶＣＭ濃度の変化に対する単位吸着量の変化を示す図
【図２】ＰＳＡ方式の吸着回収装置の概略図
【図３】ＰＳＡ処理負荷及びパージ係数と吸着工程中の処理済ガス中のＶＣＭ濃度との関係を示す図
【図４】パージ係数の違いによるＰＳＡ処理負荷と処理済ガス中のＶＣＭ濃度との関係を示す図
【図５】活性炭吸着塔の概略図
【図６】活性炭吸着塔とＰＳＡ方式の年間ＶＣＭ排出量の比較図
【図７】除熱効率低下時の冷却用コンデンサーの除熱状態と冷却水量を示す図
【図８】除熱効率正常時の冷却用コンデンサーの除熱状態と冷却水量を示す図
【図９】ＰＳＡ処理負荷とＣＯ２パージ率および処理済ガス中のＶＣＭ濃度との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明はＶＣＭの回収方法に関し、疎水性シリカゲルを吸着剤として用いたＰＳＡ方式の吸着回収装置により、５〜５０ｖｏｌ％のガス状ＶＣＭを含む排気ガスからＶＣＭを回収することを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、５〜５０ｖｏｌ％のガス状ＶＣＭを含む排気ガスからＶＣＭを回収する。このような排気ガスとしては、ＰＶＣの製造プラント等で発生する排気ガス等を挙げることができる。排気ガスに含まれるガス状ＶＣＭの濃度は８〜４０ｖｏｌ％であることが好ましい。
【００２１】
本発明において、ＰＳＡ方式の吸着回収装置は公知のものが使用できる。吸着回収装置において、吸着剤が充填された吸着塔は２本以上であることが好ましい。吸着塔が１本である場合、脱着の間、吸着塔に供給するガス状ＶＣＭを含む排気ガスを貯蔵する容器が必要となるが、吸着塔が２本以上であると、吸着塔にガス状ＶＣＭを含む排気ガスを供給し、疎水性シリカゲルにＶＣＭを吸着させた後、減圧して吸着したＶＣＭを脱着してＶＣＭを回収する間は、他の吸着塔にガス状ＶＣＭを含む排気ガスを供給してＶＣＭを吸着させることにより、連続的にガス状ＶＣＭを含む排気ガスからＶＣＭを回収することができる。また、一部を予備の吸着塔とすることができる。
【００２２】
吸着塔に充填する吸着剤としては、疎水性シリカゲルを用いる。本発明で用いる疎水性シリカゲルは、水分を吸着しない疎水性のものであって、親油性のものである。疎水性シリカゲルの形状は球状であって、平均粒径１．７０〜４．００ｍｍであることが好ましい。疎水性シリカゲルのＢＥＴ比表面積は３００〜７００ｍ２／ｇ、細孔容積：０．２〜０．７ｍｌ／ｇであることが好ましい。ＢＥＴ比表面積５００〜７００ｍ２／ｇ、細孔容積０．２〜０．４ｍｌ／ｇの疎水性シリカゲルとＢＥＴ比表面積３００〜４９０ｍ２／ｇ、細孔容積０．５〜０．７ｍｌ／ｇの疎水性シリカゲルとを吸着塔に混合して充填しても良く、排気ガスの供給側からＢＥＴ比表面積の小さな疎水性シリカゲル及びＢＥＴ比表面積の大きい疎水性シリカゲルをそれぞれを層状に充填しても良い。
【００２３】
このような疎水性シリカゲルとしては、ＣＡＲｉＡＣＴ  Ｑ（富士シリシア化学製）などを挙げることができる。
【００２４】
本発明において、吸着時の温度は０〜４０℃、圧力は常圧であることが好ましい。
【００２５】
本発明において、脱着時の脱着温度は０〜４０℃であることが好ましく、圧力は５０ｋＰａ以下の減圧下、好ましくは３０ｋＰａ以下、更に好ましくは２０ｋＰａ以下である。
【００２６】
吸着と脱着とを切り替えるＳＷＩＮＧ時間は、吸着時に吸着塔が破過せず、脱着時に吸着したＶＣＭを脱着可能であれば特に制限されないが、８４０秒以下、好ましくは３００秒である。ＳＷＩＮＧ時間が長くなると、吸着時に吸着塔が破過して大気に放出される処理済ガス中のＶＣＭ濃度が上昇したり、吸着量が脱着量を上回るようになり、脱着不足となって吸着剤の吸着能力が低下し、大気に放出される処理済ガス中のＶＣＭ濃度が上昇したりするようになる。
【００２７】
また、脱着時には、パージガスをＰＳＡ方式の吸着回収装置へ供給しても良い。パージガスとしては窒素等の不活性ガスが好ましい。パージガスを供給する場合、パージガスの供給流量は、パージ係数で好ましくは０〜３．１、更に好ましくは０．９２〜２．６である。公知の技術（Ｓｋａｒｓｔｒｏｍ則など）によると、通常供給するパージガスのパージ係数は１程度であれば、充填剤は十分再生され吸着剤の吸着能力の低下がないとされて
いる（最新吸着技術便覧−プロセス・材料・設計−  監修竹内雍  株式会社エヌ・ティー・エス  １９９９年１月１０日発刊）が、本願発明においては、ＰＳＡ方式の吸着回収装置の能力を長期的に維持し、長期間の連続運転でも大気に放出される処理済ガス中のＶＣＭ濃度低く保つためには、パージガスは、パージ係数０．９２〜２．６となるように供給するのが好ましく、特に好ましくはパージ係数２．６である。なお、パージ係数は、下記式（１）で示される。
パージ係数＝（パージガス量）×（吸着工程圧力）／（（処理ガス量）×（脱着工程圧力））  （１）
【００２８】
脱着により、吸着剤から脱着されたＶＣＭ（パージガスを供給した場合は、ＶＣＭを含むパージガス）は、通常冷却されて液体ＶＣＭとして回収される。
【００２９】
本発明の方法で回収したＶＣＭは、ＰＶＣの製造原料として用いることができる。特に、５〜５０ｖｏｌ％のガス状ＶＣＭを含む排気ガスとして、ＰＶＣの製造プラントで発生する排気ガスを用いた場合、排気ガス中に含まれるＶＣＭを低コストで回収するとともに、回収したＶＣＭをＰＶＣの製造原料としてそのまま再利用できる。
【００３０】
本発明の方法でＰＶＣの製造プラントで発生する排気ガスからＶＣＭを回収し、回収したＶＣＭを再びＰＶＣの製造原料としてそのまま再利用する場合において、ＰＳＡ方式の吸着回収装置の処理負荷は６５％以上としてＰＶＣを製造することが好ましい。実際に、ＰＶＣ製造プラントで発生する排気ガスからＶＣＭを回収して原料ＶＣＭの一部として連続的に用いた場合、ＰＶＣ製造プラントで重合槽の冷却用コンデンサーの凝縮冷却効率の低下が発生することがあったが、これはＶＣＭの回収とともに、重合開始剤である有機過酸化物の分解時に発生するＣＯ２も回収され、ＰＶＣ製造プラントの重合槽内でのＣＯ２濃度が上昇し、この二酸化炭素が冷却用コンデンサー内に蓄積し、ＶＣＭが冷却用コンデンサーで十分冷却されなくなるためであることが分かった。処理負荷を６５％以上とすることにより、ＶＣＭとともに回収される二酸化炭素の量を減少させることができ、冷却用コンデンサー内への二酸化炭素の蓄積を防止することができるので、冷却用コンデンサーの凝縮冷却効率の低下を防止することができる。なお、処理負荷は、下記式（２）で示される。
処理負荷＝（ＰＳＡでの処理量）／（ＰＳＡの最大処理量）×１００    （２）
【００３１】
処理負荷を６５％以上とするには、ＰＶＣ製造プラントからのガス状ＶＣＭを含む排気ガスを一旦貯蔵容器に貯蔵した後、該排気ガスをＰＳＡ方式の吸着回収装置に導入してもよい。その場合、吸着回収装置はバッチ運転することとなる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
［疎水性シリカゲルの単位吸着量の測定］
内径６．０ｍｍのカラムに吸着剤として疎水性シリカゲル（富士シリシア化学製ＣＡＲｉＡＣＴ  Ｑ  Ｓ−３（比表面積６００ｍ２／ｇ、細孔容積０．３ｍｌ／ｇ）、Ｓ−６（比表面積３８０ｍ２／ｇ、細孔容積０．６ｍｌ／ｇ）（Ｓ−３：Ｓ−６＝３：１、９．４５ｇと３．１５ｇ））１２．６ｇを充填し（吸着剤層高さ６００ｍｍ）、これにテスト用に調整したガス（以下、テスト用ガス）を流量７９ｍｌ／ｍｉｎで疎水性シリカゲルが破過するまで流通させた。カラムの出口ガス中のＶＣＭ濃度を検知管（株式会社ガステック）によって連続的に測定し、ＶＣＭ濃度が上昇し始めた点を破過点とした。テスト用ガスは、窒素とＶＣＭを用いてＶＣＭ濃度６．５ｖｏｌ％、１４．０ｖｏｌ％、３０ｖｏｌ％、４０．８ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％としたガスを作成し、使用した。テスト用ガスを流通させ、疎水性シリカゲルが破過するまでのテスト用ガス量はＶＣＭ濃度に関わらず１，１２０ｍｌであった。疎水性シリカゲルが破過した後、各ＶＣＭ濃度のテスト用ガス吸着
後のシリカゲル重量を測定し、単位吸着量を算出した。
【００３３】
単位吸着量は、吸着剤単位重量あたりの吸着量で、吸着剤１ｇ当りの吸着量（ｇ）である。なお、単位吸着量（ｇ／ｇ）は、
単位吸着量（ｇ／ｇ）＝破過時ＶＣＭ吸着量（ｇ）／吸着剤量（ｇ）  （３）
で示される。
【００３４】
ＶＣＭ濃度の変化に対する単位吸着量の変化（ＶＣＭの疎水性シリカゲルに対する吸着等温線）を図１に示す。ＶＣＭ濃度６．５ｖｏｌ％、１４．０ｖｏｌ％、３０ｖｏｌ％、４０．８ｖｏｌ％、１００ｖｏｌ％のＶＣＭ含有ガスでは単位吸着量は順に０．０２８ｇ／ｇ、０．０３８ｇ／ｇ、０．０７９ｇ／ｇ、０．１２９ｇ／ｇ、０．１１５ｇ／ｇであった。
【００３５】
［ＶＣＭの回収］
図２は実施例で用いたＰＳＡ方式の吸着回収装置の簡単なフロー図である。
【００３６】
各塔に疎水性シリカゲル、富士シリシア化学製ＣＡＲｉＡＣＴ  Ｑ  Ｓ−３（比表面積６００ｍ２／ｇ、細孔容積０．３ｍｌ／ｇ）１５０ｋｇと富士シリシア化学製ＣＡＲｉＡＣＴ  Ｑ  Ｓ−６（比表面積３８０ｍ２／ｇ、細孔容積０．６ｍｌ／ｇ）５０ｋｇとを２層に充填した６００ｍｍφ×１，２００ｍｍの吸着塔２本、排気速度６．１ｍ３／Ｈ（到達圧力３．３ｋＰａ）の能力を有する真空ポンプを備えたＰＳＡ方式の吸着回収装置に、表１に示す組成のガスを導入し、該ガス中のＶＣＭを吸脱着した。装置の運転条件は下記の通りである。
【００３７】
上記予備実験より、吸着回収装置に用いた疎水性シリカゲルの、ＶＣＭの単位吸着量は最大０．１２９ｇ／ｇであるので、ＰＳＡ方式の吸着回収装置を最大負荷で運転した場合、３００秒の吸着時間で使用するのは全吸着能力の２２％に過ぎず、疎水性シリカゲルのＶＣＭの吸着能力には十分余裕がある。
運転条件
（１）吸着条件
温度：０〜４０℃
圧力：１０１．３ｋＰａ
処理負荷：２０〜１００％（表２に記載）
（２）脱着条件
脱着時  温度：０〜４０℃
圧力：３．３ｋＰａ（真空ポンプ減圧）
（３）ＳＷＩＮＧ時間：３００秒
（４）処理ガス組成：表１に記載
（５）パージ係数：０〜１．５（表２に記載）
【００３８】
処理負荷、パージ係数を表２に示したように変えて、３００秒の吸着工程中の吸着回収装置から排出される処理済ガス中のＶＣＭ濃度を３０秒ごとに測定した。処理負荷及びパージ係数とＶＣＭ濃度の測定結果との関係を図３に示した。ｉ〜ｖｉの各条件での測定は、当該条件で３サイクル吸脱着を繰り返した後に行った。吸着塔出口の処理済ガスに含まれるＶＣＭ濃度は概ね５０ｐｐｍ以下であり、ＰＳＡ方式の吸着回収装置により、ガス状ＶＣＭを含む排気ガスから環境に対して影響がない程度にＶＣＭが十分除去されている。
【００３９】
【表１】
2015113336.tif 000003
【００４０】
【表２】
2015113336.tif 000004
【００４１】
（実施例２）
実施例１のＰＳＡ方式の吸着回収装置を用い、パージ係数を０．９２に固定し、処理負荷を変化させた以外は実施例１と同様にして排気ガス中のＶＣＭ回収を行った。
運転条件
（１）吸着条件
温度：０〜４０℃
圧力：常圧
処理負荷：２８〜１００％
（２）脱着条件
脱着時  温度：０〜４０℃
圧力：５０ｋＰａ（真空ポンプ減圧）
（３）ＳＷＩＮＧ時間：３００秒
（４）処理ガス組成：表１に記載
（５）パージ係数：０．９２
【００４２】
処理負荷と吸着回収装置出口の処理済ガスに含まれるＶＣＭ濃度との関係を図４に示す。
【００４３】
（実施例３）
パージ係数を２．６とした以外は実施例２と同様にして排気ガス中のＶＣＭ回収を行った。処理負荷と吸着回収装置出口の処理済ガスに含まれるＶＣＭ濃度との関係を図４に示す。
【００４４】
パージ係数が０．９２である場合、処理負荷が６０％超であると運転を継続すると吸収回収装置からの排出ガス中のＶＣＭ濃度が上昇していくが、処理負荷が６０％以下であれば、吸収回収装置からの排出ガス中のＶＣＭ濃度を１００ｐｐｍ以下にすることが出来、保ったまま１年以上処理能力を維持することができた。
【００４５】
また、パージ係数を２．６とすることにより、処理負荷が６０％超の場合であっても、吸収回収装置からの排出ガス中のＶＣＭ濃度を概ね２０ｐｐｍ以下と極めて低く保ったまま１年以上処理能力を維持することができた。
【００４６】
（実施例４）
実施例１のＰＳＡ方式の吸着回収装置を用い、表１に示す組成のガスを導入し、該ガス中のＶＣＭを２年間吸脱着した。装置の運転条件は下記の通りである。
運転条件
（１）吸着条件
温度：０〜４０℃
圧力：常圧
ＰＳＡ処理負荷：２８〜１００％
（２）脱着条件
脱着時  温度：０〜４０℃
圧力：５０ｋＰａ（真空ポンプ減圧）
（３）ＳＷＩＮＧ時間：３００秒
（４）処理ガス組成：表１に記載
（５）パージ係数：０．９２〜２．６
【００４７】
［ＶＣＭ吸着能安定性］
上記条件で２年間運転後の吸着回収装置の２本の吸着塔の吸着剤である疎水性シリカに
ついて、１８０℃および５００℃加熱後における有機物脱着量の測定を行うことによって、吸着剤の細孔内の蓄積有機物量を評価した（表３）。有機物脱着量は、まず加熱前の吸着剤の質量を測定しておき、１８０℃に加熱した後再び質量を測定し、減少した質量分を１８０℃乾燥脱着量とし、さらに５００℃まで加熱した後に質量を測定し、１８０℃から５００℃に加熱したことによって減少した質量分を５００℃乾燥脱着量とした。１８０℃乾燥脱着量は、吸着回収装置によって脱着可能な有機物の量である。５００℃乾燥脱着量は、吸着回収装置の吸脱着の工程で脱着しきれず吸着剤の細孔内に蓄積した有機物の量であり、該吸着剤の細孔内の蓄積有機物量が多いほど、吸着剤の劣化が進んでいると判断できる。
【００４８】
【表３】
2015113336.tif 000005
【００４９】
表３に示すように、測定の結果、脱着した蓄積有機物はいずれの温度でも１％以下であり、２年間運転後も吸着剤の劣化はほとんど起きていない。
【００５０】
［ＶＣＭ回収能力］
図５に示す活性炭吸着搭でＶＣＭを回収した場合とＶＣＭ回収能力を比較する。活性炭吸着搭の運転条件は以下のとおりである。
（１）吸着部温度：０〜２５℃
（２）脱着部温度：１５０〜２００℃
※脱着に７００ｋＰａ蒸気使用
（３）吸着部圧力：０．８５〜１．４ｋＰａ
（４）処理負荷：２０〜１００％
（５）処理ガス組成：表１に記載
（６）吸着剤：０．７  ｍｍφ  の粒状活性炭
（７）稀釈用窒素：１６ｍ３／Ｈｒ
【００５１】
活性炭吸収塔にＶＣＭ濃度が１Ｖｏｌ％以下となるように希釈用窒素と排気ガスとを供給し、活性炭を流動床で流下・流動させながらＶＣＭを吸着させ、吸着塔下部で水蒸気によってＶＣＭを脱着し回収する。脱着の終わった活性炭は加熱部を通過することで乾燥させた後、吸着塔流動床上部へ循環・供給する。
【００５２】
活性炭吸着塔と本発明のＰＳＡ方式の吸着回収装置からの年間排出ＶＣＭ量（ｋｇ／Ｙ）により、ＶＣＭ回収能力を評価した。同一ＰＶＣ製造プラントにおける、従来の方法である活性炭吸着塔による年間排出ＶＣＭ量は１７８ｋｇ／Ｙであり、本発明のＰＳＡ方式の吸着回収装置による年間排出ＶＣＭ量は１５ｋｇ／Ｙであった（図６）。本発明のＰＳＡ方式の吸着回収装置によれば排出量が活性炭吸着等と比較して８．４％となり、従来の方法である活性炭吸着塔よりＶＣＭ回収能力が向上している。
【００５３】
［ランニングコスト］
活性炭吸着塔と本発明のＰＳＡ方式の吸着回収装置の運転に必要となった年間の費用（年間ランニングコスト）から経済性を評価した。表４は活性炭吸着塔とＰＳＡ方式の吸着回収装置の蒸気、電力、窒素、吸着剤のランニングコストを比較したものである。活性炭吸着塔の年間ランニングコストを１００％とした時の、ＰＳＡ方式の吸着回収装置のコスト率（％）を表している。ＰＳＡ方式の吸着回収装置のコスト率（％）は活性炭吸着等のコスト率の４．０％であり、経済性に優れている。
【００５４】
活性炭吸着塔は蒸気によって活性炭に吸着したＶＣＭを脱着するが、ＰＳＡは圧力の操作のみで脱着を行うので、蒸気のランニングコストはゼロになる。また、電力については、活性炭吸着塔はＶＣＭ濃度を１ｖｏｌ％以下まで下げて、ＶＣＭの活性炭への吸着熱に
よる発熱・発火を防止しているが、そのために設置する必要のある大型のブロアの消費電力が大きく、電力のランニングコストが高い。一方、ＰＳＡ方式の吸着回収装置は自動弁と真空ポンプの電力消費のみでランニングコストは１／７ほどに抑えられる。また、窒素については活性炭吸着塔では装置のシールに使用しているのに対し、ＰＳＡ方式の吸着回収装置では脱着の補助に窒素を使用しており用途が異なっているため、使用量を大幅に削減することができ、ランニングコストは１／６程となる。吸着剤については上記［ＶＣＭ吸着能安定性］に記載の通り、ＰＳＡ方式の吸着回収装置の吸着剤は２年間使用しても劣化が見られず、吸着剤の年間ランニングコストはゼロである。
【００５５】
【表４】
2015113336.tif 000006
【００５６】
（実施例５）
実施例１のＰＳＡ方式の吸着回収装置を用い、ＰＶＣの製造プラントで発生するガス状のＶＣＭを含む排気ガスからＶＣＭガスを回収し、さらに回収したＶＣＭを原料としてＰＶＣを製造した。装置の運転条件は下記の通りである。
運転条件
（１）吸着条件
温度：０〜４０℃
圧力：常圧
処理負荷：５０％、６４％、７９％、９３％、１００％
（２）脱着条件
脱着時  温度：０〜４０℃
圧力：５０ｋＰａ（真空ポンプ減圧）
（３）ＳＷＩＮＧ時間：３００秒
（４）処理ガス組成：表１に記載
（５）パージ係数：２．６
【００５７】
ＰＳＡの処理負荷５０％で運転して回収したＶＣＭを用いたＰＶＣの製造を３ヶ月ほど続けていると、ＰＶＣ製造プラントの重合槽の冷却用コンデンサーのＶＣＭに対する凝縮冷却効率が低下し、重合中の重合層内の冷却不足となり、最悪の場合、暴走反応に至る懸念があるため冷却水の水量を増加させる必要があった。ＰＳＡ処理負荷５０％で運転し、凝縮冷却効率が低下したときのＰＶＣ重合槽の冷却プロファイルを図７（３ヶ月運転後のＰＶＣ重合時の冷却プロファイル。この時の処理後の排出ガス中のＶＣＭ濃度は２０ｐｐｍ以下であった。）に示す。
【００５８】
これに対し、ＰＳＡ処理負荷を５０％から１００％に変更して運転し、凝縮冷却効率が正常に戻ったときのＰＶＣ重合槽の冷却プロファイルを図８（処理負荷５０％で運転し凝縮冷却効率が低下したものを、処理負荷１００％に上げて２週間運転後のＰＶＣ重合時の冷却プロファイル）に示す。
【００５９】
処理負荷を７９％〜１００％として、同様にＰＶＣを製造するとＰＶＣの製造を１年間続けても、冷却用コンデンサーのＶＣＭに対する凝縮冷却効率は低下せず、ＰＶＣの製造を続けることができた。
【００６０】
処理負荷６４％、７９％、９３％、１００％のときのＣＯ２パージ率（％）を図９に示す。
【００６１】
ＣＯ２パージ率（％）は系外に排出するＣＯ２の割合であり、
ＣＯ２パージ率（％）＝（処理済ガス中ＣＯ２濃度／含ＶＣＭガス中ＣＯ２濃度）×１００
で示される。
【００６２】
ＰＳＡ処理負荷を６５％以上に増加させることで、効果的にＣＯ２を系外に排出することが可能であることが分かる。ＰＳＡ処理負荷が６４％であると、ＣＯ２パージ率が低くなり、凝縮冷却効率が低下してしまう場合もある。
【００６３】
ＰＳＡ処理負荷を６５％以上でＣＯ２パージ率は平均４４．５％となり、重合系内のガスのＣＯ２濃度を下げることが出来る。その結果、重合槽の冷却用コンデンサーの凝縮冷却の効率を向上が図れる。
【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８】
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【図９】
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