(57)【要約】【課題】スチレンモノマーの取り扱い機器内面から凹陥するノズルやマンホール等の凹所でのガス滞留を解消し、この凹所での重合物の生成、蓄積、それによる閉塞、固着を防止する。【解決手段】ノズル１１等の凹所に気体の吹き込み口１３を設け、該気体吹き込み口１３から気体を吹き込むことにより生成ガスの滞留を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニル芳香族化合物の取り扱い機器の内面から凹陥する凹所に重合物が蓄積することを防止する方法において、該凹所に気体の吹き込み口を設け、該気体吹き込み口から気体を吹き込むことを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【請求項２】
請求項１において、該ビニル芳香族化合物の取り扱い機器が、ビニル芳香族化合物製造装置の脱水素反応器で生成した反応ガスの冷却器、凝縮器、気液分離器、油水分離器、及びこれらの機器を接続する配管類の少なくとも１種であることを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、該気体吹き込み口から吹き込む気体が、不活性ガス、スチーム、及びビニル芳香族化合物製造工程で生成するガスの少なくとも１種を含むことを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【請求項４】
請求項３において、該不活性ガスが、該吹き込み口よりも下流の工程で冷却されて凝縮させることが可能な凝縮性のガスであることを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【請求項５】
請求項３において、該不活性ガスが、窒素、ヘリウム、又はアルゴンであることを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、該ビニル芳香族化合物がスチレンモノマーであることを特徴とするビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法に係り、詳しくは、スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物の取り扱い機器において、該機器の内面から凹陥する凹所にポリスチレン等のビニル芳香族化合物の重合物が蓄積し、該凹所が重合物によって閉塞したり固着したりすることを防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スチレン等のビニル芳香族化合物は、スチームの存在下にエチルベンゼン等の原料アルキルベンゼンを脱水素することにより製造されている。スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物は、その活性なビニル基の存在のために非常に重合しやすく、このため、スチレン等のビニル芳香族化合物の製造工程の脱水素反応器の下流工程やその取り扱い機器においては、しばしばスチレンモノマー等の重合が発生し、機器内で重合物が堆積し、著しい場合には閉塞に到る。このため、重合物の生成を防止するために、スチレン等のビニル芳香族化合物を取り扱う装置内に水、有機化合物、或いは重合抑制剤を注入することが行われている（特開２００２−２６５３９号公報）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６５３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物の取り扱い機器には、当該機器内の点検等のためにマンホールが設けられている。また、各種センサやゲージ等の計装機器の取り付け等のためのノズルが設けられている。
【０００５】
これらのノズルやマンホールなどは、機器本体から突設されているため、ノズルやマンホール内部は機器本体内から見ると、機器本体内面から部分的に凹陥した凹所となっている。このような凹所のうち、気相部に設けられた凹所では、生成ガスが滞留し易い。しかも、これらのノズルやマンホールは機器本体から突設されているため、外気等により冷却されやすい。このため、これらの凹所では、滞留ガス中のスチレンモノマーのような易重合性物質が液化、滞留して重合物を形成して堆積し、これらのノズルやマンホールを閉塞させてしまい、運転停止時等におけるノズルやマンホールの開放を困難にする場合がある。また、特に計装機器設置用ノズルでは、設置された圧力計等の計装機器のセンサ部に重合物が固着することにより検知不可能となり、計測が行えなくなり、著しい場合には、計装機器が故障することがある。
【０００６】
特開２００２−２６５３９号公報に記載される方法により、装置内に水や有機化合物等を注入することにより、機器本体内部における重合物の蓄積を防止することはできるが、機器の内面から凹陥し、生成ガスが滞留しやすいノズルやマンホール等の凹所での重合物の蓄積を防止することはできず、このため、これらの凹所における重合物による閉塞等の問題は解決し得なかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の内面から凹陥するノズルやマンホール等の凹所でのガス滞留を解消し、この凹所での重合物の生成、蓄積を防止する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法は、ビニル芳香族化合物の取り扱い機器の内面から凹陥する凹所に重合物が蓄積することを防止する方法において、該凹所に気体の吹き込み口を設け、該気体吹き込み口から気体を吹き込むことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、ビニル芳香族化合物の取り扱い機器の内面から凹陥し、生成ガスが滞留しやすいノズルやマンホール等の凹所に気体を吹き込むことにより、ガスの滞留を防止することができる。このため、生成ガスがこれらの凹所に滞留することによる重合物の生成及び蓄積を防止することができるため、重合物による閉塞や固着の問題は解消される。
【００１０】
なお、本発明において、「重合物の蓄積を防止する」とは「重合物の蓄積を抑制する」ことをも包含する。
【００１１】
本発明において、ビニル芳香族化合物の取り扱い機器としては、ビニル芳香族化合物製造装置の脱水素反応器で生成した反応ガスの冷却器、凝縮器、気液分離器、油水分離器、及びこれらの機器を接続する配管類が挙げられる。また、気体吹き込み口から吹き込む気体としては、不活性ガス、スチーム、及びビニル芳香族化合物製造工程で生成するガスが挙げられる。
【００１２】
このような本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法は、特に、スチレンモノマーの取り扱い機器において、これらの機器に設けられたマンホール、ノズル等の凹所における、スチレンモノマーの重合物、例えばスチレンモノマーの２量体や３量体及びポリスチレン等が生成、蓄積して、これらの凹所が閉塞、固着に到ることを防止する方法として有効である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１，２は、本発明の実施の形態を示すノズル、マンホール付近の断面図である。なお、以下においては、本発明をスチレンモノマーの取り扱い機器に適用した場合を例示して本発明を説明するが、本発明はこれに限らず、ジビニルベンゼン、メチルスチレン、ブチルスチレン等の各種ビニル芳香族化合物の取り扱い機器に有効に適用することができる。
【００１５】
本発明が適用されるスチレンモノマーの取り扱い機器としては、スチレンモノマーの製造工程におけるエチルベンゼンの脱水素反応器からの生成ガスを取り扱う機器が挙げられ、具体的にはこの生成ガスの冷却、凝縮のための熱交換器、貯蔵容器、気液分離、油水分離等のための蒸留塔や、これらの機器を連結する配管類等が挙げられる。
【００１６】
これらの取り扱い機器の内面から凹陥する凹所とは、取り扱い機器の気相部の内面から凹陥し、スチレンモノマーを含むガスが滞留しやすい部分であり、特に制限はないが、例えば、内径８００ｍｍ以下のノズル又はマンホールなどが挙げられ、具体的には、圧力、温度、液レベル等の状態を観察する計器に接続するノズル、ドレンノズル、サンプリング用ノズル、パージ用ノズルなどのノズル類、及び、メンテナンス用のハンドホール、マンホールなどが挙げられる。また、エキスパンジョンなどの滞留部にも適用可能である。
【００１７】
本発明においては、これらの凹所に気体吹き込み口を設け、この気体吹き込み口から気体を吹き込む。
【００１８】
具体的には、図１の通り、スチレンモノマーの取り扱い機器１０から突設する、センサや圧力計等の計装機器１２を取り付けるための計装機器設置用ノズル１１等のノズルに、気体の吹き込み用ポート１３を設け、この気体吹き込み用ポート１３から気体を吹き込む。
【００１９】
或いは、図２に示す如く、スチレンモノマーの取り扱い機器１０に設けられた内部点検用等のマンホール１４のノズル部分に、気体の吹き込み用ポート１５を設け、この気体吹き込み用ポート１５から気体を吹き込む（なお、図２において、１６はマンホール１４の突出方向の先端に設けられたフランジであり、このフランジ１６にリッド１７がボルト等で着脱自在に取り付けられている。）。
【００２０】
気体吹き込み用ポートから吹き込む気体の流速が０．０３ｍ／秒より小さい場合、ノズルやマンホール等の凹所に滞留した気体の排出が不十分となり、重合物が生成し易くなる。逆に、この吹き込み気体の流速が大きすぎると、或いは吹き込みポートの口径が４インチより大きい場合には、当該機器からの排出ガス量が多くなり、スチレンモノマーの製造ないし取り扱いコストが高くなる。即ち、例えば、減圧条件とする機器にあっては、減圧発生装置が大型化することとなる。また、吹き込みポートの口径が小さ過ぎると、滞留ガスの排出に十分な量の気体を吹き込みすることが困難となる場合がある。また、吹き込む気体の流速が５０ｍ／秒より大きくなると、気体量が過剰であるだけでなく、計装機器を設けたノズルの場合、計装機器の測定値に誤差を生じることがある。
【００２１】
このようなことから、気体吹き込み用ポートから吹き込む気体の流速は０．０３〜５０ｍ／秒、好ましくは０．１〜１０ｍ／秒、より好ましくは０．３〜５ｍ／秒とすることが好ましい。また、この気体吹き込み用ポートの型式には特に制限はなく通常用いられるものが挙げられるが、口径については１／８インチ〜４インチの径のものが好ましい。このようなポートの先端にスプレーノズルなどの気体分散装置を取り付けても良い。
【００２２】
吹き込む気体としては、当該機器に悪影響を及ぼすものでないものであれば良く、特に制限はないが、例えば、不活性ガス、スチーム、及び当該スチレンモノマー製造工程で生成するガスの１種又は２種以上、或いはこれらの混合気体を用いることができる。不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。また、スチレンモノマー製造工程で生成するガスとしては、水素、窒素、二酸化炭素、メタン、エタン等が挙げられる。これらの気体は単独で用いても、また組み合わせて用いても良い。
【００２３】
また、吹き込む気体が凝縮性のガスであって、下流の工程で冷却されることにより凝縮するものも好ましく用いることができ、このような気体としては、エチルベンゼン、ベンゼン、トルエン等の、スチレンモノマー製造工程で生成する沸点７０〜１３５℃の化合物、又は、ジエチルベンゼン等の沸点１６５℃以上の化合物等を用いることができる。ここで、沸点７０℃以下の化合物は凝縮が不十分であり、沸点１３５〜１６５℃の化合物はスチレンモノマーとの分離が困難である。
【００２４】
図１，２は、本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は何ら図示の方法に限定されるものではない。例えば、大型のマンホールであれば、気体吹き込み用ポートを２ヶ所に設けることも可能である。また、ノズルやマンホールでのガスの凝縮を防止するために、ノズルやマンホールをスチーム等を用いて加温する加温手段及び／又は保温手段を設けても良い。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例によって限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
市販されているスチレン製造用の酸化鉄系触媒を用い、固定床流通式の３段脱水素反応器（触媒量は３段ともほぼ同量）にてオイル（９９％エチルベンゼン）からのスチレンの製造を行った。１段反応器入口温度５８０〜６２０℃、２段反応器入口温度６００〜６３０℃、３段反応器入口温度６１０〜６４０℃、ＬＨＳＶ０．３ｈ−１、３段反応器出口圧力０．０４５ＭＰａ、スチーム／オイル重量比１．２の反応条件とした。エチルベンゼンの転化率は６０〜７０モル％となった。脱水素反応器出口には冷却器を設け、生成ガス温度を９０〜１２０℃まで冷却し、更に冷却したガスを凝縮器に導入して凝縮させた。
【００２７】
この装置の冷却器から凝縮器に到る９０〜１２０℃の部分に設置した圧力計設置ノズル（呼び径１インチ）に窒素ガス吹き込み口（呼び径１インチ）を取り付け、窒素ガスを０．０１ｍ３／分（約０．５ｍ／秒）で吹き込みながら装置を運転したところ、１年間、圧力計は異常な指示を示すことなく運転を行うことができた。１年後、圧力計を取り外して点検したところ、閉塞は無かった。
【００２８】
比較例１
実施例１と同じ装置において、実施例１で気体の吹き込みを行ったノズルに近接した別の圧力計設置ノズル（呼び径１インチ）に、窒素ガス吹き込み口を取り付けず、窒素ガスを吹き込まないこと以外は実施例１と同様に運転を行ったところ、９０日後に圧力計は正しい指示を示さなくなった。この圧力計を取り外したところ、圧力計取り出しノズルが固形物により閉塞していた。この固形物はポリスチレンであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法によれば、スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の内面から凹陥し、生成ガスが滞留しやすいノズルやマンホール等の凹所に気体を吹き込むことにより、ガスの滞留を防止することができ、生成ガスがこれらの凹所に滞留することによる重合物の生成及び蓄積を有効に防止することができる。このため、重合物による閉塞や計装機器の計測不良、故障等の問題を解消し、スチレンモノマー等のビニル芳香族化合物の製造プロセスの安定運転を図ると共に、作業性の改善、保守管理の軽減を図り、プロセス全体の運転に要するコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法の実施の形態の一例を示す計装機器設置用ノズルの断面図である。
【図２】本発明のビニル芳香族化合物の取り扱い機器の重合物の蓄積防止方法の実施の形態の別の例を示す点検用マンホールの断面図である。
【符号の説明】
１０  取り扱い機器
１１  ノズル
１３，１５  気体吹き込み用ポート
１４  マンホール
【図１】
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【図２】
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