(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物からなる揮発成分を含有するポリマー溶液から揮発成分をフラッシュ濃縮するにあたり、該ポリマー溶液に揮発成分の揮発に必要な熱量を与えた後、該ポリマー溶液のフラッシュドラムへの導入部の周囲に円筒形の邪魔板と、各々独立に温度制御が可能な少なくとも二つ以上のジャケットとを取り付けたフラッシュドラムであって、該ジャケットで気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、同時に液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去することを特徴とするポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項２】
前記の円筒形の邪魔板が、その水平断面により形成される内部面積がフラッシュドラムの円筒部の水平断面により形成される内部面積の５〜６０％であって、長さがフラッシュドラム円筒部の長さの１０〜１００％であることを特徴とする請求項１記載のポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項３】
フラッシュドラムの気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より１０℃以上高く保持し、同時に液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃以上低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去することを特徴とする請求項１又は２記載のポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項４】
ポリマー濃度が２０〜４０重量％のポリマー溶液を５０〜９０重量％まで濃縮することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項５】
溶剤として炭化水素を用いた芳香族ビニル−共役ジエン系共重合体又はその水添物であるポリマー溶液から該揮発成分を除去することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項６】
芳香族ビニル−共役ジエン系共重合体がスチレン−ブタジエンブロック共重合体であることを特徴とする請求項５記載のポリマー溶液の濃縮方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載のポリマー溶液濃縮方法に使用するポリマー溶液の濃縮装置であって、ポリマー溶液のフラッシュドラムへの導入部の周囲に円筒形の邪魔板と、各々独立に温度制御が可能な少なくとも二つ以上のジャケットであって、気相部と液相部の個別に温度制御できるジャケットを取り付けたフラッシュドラムであって、前記邪魔板が、その水平断面により形成される内部面積がフラッシュドラムの円筒部の水平断面により形成される内部面積の５〜６０％であって、長さがフラッシュドラム円筒部の長さの１０〜１００％であることを特徴とするポリマー溶液の濃縮装置。
【請求項８】
フラッシュドラムが上部は円筒形であり、下部はコーン型であることを特徴とする請求項７記載のポリマー溶液の濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー溶液から揮発成分を濃縮し、除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリマーを得るには、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の重合法が用いられている。一般にスチレン系樹脂は塊状連続重合法又は溶液連続重合法により生産されているが、これらの方法では重合終了時に、モノマーあるいは二量体等の副生成物、及び／または溶媒が含まれている。また、バッチ式による溶液重合の場合には、ポリマー溶液中にモノマー、二量体等の副生成物、及び溶剤等の揮発性物質が多く含まれている場合が多い。従って、これらの重合法で最終的に目的のポリマーを得るには、ポリマー溶液を更に精製しなければならないという問題がある。
【０００３】
そしてこれらの溶剤及びモノマー等揮発成分を含むポリマー溶液から、揮発性物質を分離回収あるいは除去する方法、すなわち脱揮工程としては、スチームストリッピングによる方法、脱揮押出機による方法、あらかじめポリマー溶液を予熱してからフラッシュ濃縮させる方法、フラッシュ濃縮を二段階又は三段階以上に分けて脱揮を行う方法やフラッシュ濃縮した後に脱揮押出機でさらに脱揮をする方法等が用いられる。
【０００４】
これらの方法の中でスチームストリッピングは、大量の蒸気を使用し、かつその後に乾燥工程が必要であり、ランニングコストがかかるという問題点がある。重合により得られたポリマー溶液を直接脱揮押出機によって脱揮する方法は、多量のモノマーや溶媒を脱揮押出機で脱揮しなければならないため、大型の脱揮押出機が必要であり、装置的に高価なものとなってしまう問題点がある。
これに対し、フラッシュ濃縮を用いた脱揮方法やフラッシュ濃縮した後に脱揮押出機で脱揮する方法では、ランニングコストや装置コストが安価ですむ場合が多く、プロセスも比較的シンプルであるためさまざまなプロセスに採用されている。
【０００５】
しかし、フラッシュ濃縮を用いた脱揮方法にも、いくつかの問題点があり、様々な技術的改良がなされてきた。例えば、フラッシュ濃縮の際、フラッシュした後のポリマー溶液は、フラッシュドラム内での粘度の上昇、及び発泡がおきる。その結果、脱揮がある程度以上になると進まなくなったり、フラッシュドラム内壁にポリマーが飛散し付着しやすくなる。また、フラッシュ前においても、ポリマー溶液にフラッシュするのに十分な熱量を与える際、加熱時間が長くなるとポリマーが熱劣化してしまう等の問題がある。
【０００６】
これらの問題に対して、いままでいくつかの技術的改良がなされてきた。例えばフラッシュした後のポリマー溶液の粘度の上昇に伴う脱揮の促進阻害に関しては、特公昭４５−３１６７８号公報に示されている様に、フラッシュドラム内に発熱体を設置し、それにフラッシュしたポリマーを吹き付けたり、あるいは特公昭４７−２８６９１号公報の様にフラッシュを二段階に分け、二段目のフラッシュの前に発泡剤を添加して脱揮を促進するものもある。
【０００７】
また、予熱の際におけるポリマーの熱劣化に対しては、特開昭５５−５６１０３号公報では瞬間加熱器を用いることで対応している。
【０００８】
上記で述べたようにフラッシュ濃縮に対しては、さまざまな技術改良がなされてきた。ところが、未だ満足できるものではなく、特に一般的に用いられるフラッシュドラムを使用したフラッシュ濃縮において、フラッシュドラム壁面の温度制御に関しては何ら注意が払われていなかったのが現状である。
【０００９】
従来、フラッシュドラムには、壁面の温度調節を目的としたジャケットが一つ設置されているだけにすぎない。また、フラッシュドラムを用いてフラッシュ濃縮を行う際、フラッシュドラム下部には、フラッシュしたポリマーを抜き出すためのポンプが設置してある。その際、ポンプの間欠運転を防ぐため、フラッシュしたポリマーは、適当量フラッシュドラム下部に滞留させて運転する。抜き出しが安定しないと、以降のプロセスも安定した運転が困難になる。このようなフラッシュドラムを運転する場合、フラッシュドラム壁面温度が低過ぎる場合、蒸発した溶剤がフラッシュドラム壁面で凝縮し還流してしまい、濃縮効率が低下したり、濃縮ムラにより抜き出しが不安定となることがある。また、フラッシュドラム壁面温度が高過ぎる場合、フラッシュドラム下部に滞留するポリマー溶液が沸騰して抜き出し困難となったり、壁面でのポリマーの熱劣化を引き起こす問題点がある。
【００１０】
これらのうち少なくともどちらか一方でもおこるとフラッシュドラム内に滞留しているポリマー溶液濃度を不均一にしてしまい、抜き出しポンプの安定運転を妨げる原因となるものであり、これらを同時に解決することは非常に困難であった。これらの現象は、溶剤を多量に使用する溶液重合の濃縮操作、及び溶剤を比較的少量しか使用しないスチレン系樹脂の連続塊状／溶液重合方法においてもスタートアップ／シャットダウン操作時や特開昭６１−２２８０１２号公報のような未反応モノマーまたは溶剤を数％含む脱揮操作において顕著である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に記載したような従来のポリマー溶液からフラッシュ濃縮するにあたり、抱えているフラッシュドラム運転の問題点を克服し、簡便にフラッシュドラム内部のポリマー溶液濃度を均一に保ち、連続的に安定運転を可能にすることができることを目的として、ポリマー溶液から揮発成分を効率的に濃縮できる方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、ポリマー溶液をフラッシュ濃縮する際に、フラッシュドラムの安定運転を可能にすべくジャケットの制御等について鋭意検討を重ねた結果、気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラムに、揮発成分を含有するポリマー溶液に揮発に必要な熱量を与えた後に導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去することで、溶剤の凝縮と、滞留ポリマーの沸騰及び壁面でのポリマーの熱劣化を同時に防げることを見いだし、本発明をなすに至ったものである。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物からなる揮発成分を含有するポリマー溶液から揮発成分をフラッシュ濃縮するにあたり、該ポリマー溶液の揮発成分の揮発に必要な熱量を与えた後、気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去するポリマー溶液の濃縮方法である。
【００１４】
更には、揮発成分をフラッシュ濃縮するにあたり、各々独立に温度制御が可能な少なくとも二つ以上のジャケットを有し、かつ該ジャケットで気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去するポリマー溶液の濃縮方法である。
【００１５】
好ましくはフラッシュドラムの気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より１０℃以上高く保持し、液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃以上低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去するポリマー溶液の濃縮方法である。
【００１６】
本発明は、ポリマーを主成分とし、溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物の揮発成分を含有するポリマー溶液に適用できるものである。フラッシュする方法は、特に限定されるものではなく、ポリマー溶液に適用される一般的な方法で行うことができる。例えば、揮発成分が揮発するのに十分な熱量を与えた後に、フラッシュバルブを介して圧力を制御したフラッシュドラムにフイードする方法や、特開昭６１−９７３０２号公報、特開昭６１−２２８０１２号公報に記載されているようにフラッシュドラムに直接接続したプレートフイン型熱交換器や竪型の多管式熱交換器にポリマー溶液をフイードして、加熱しつつ揮発分を発泡させて予熱させる方法もあげられる。また、特開昭５１−１３４７８１号公報に記載されているように予め発泡させて予熱させる方法もあげられる。
【００１７】
まず、該ポリマー溶液の揮発成分が揮発するのに十分な熱量としては、用いるモノマー、溶剤、重合体などによって異なるが、分解や着色等のポリマー本来の特性を損なわない範囲で、揮発成分を目標量蒸発させる量の熱量を与える必要がある。例としてフラッシュバルブを介して圧力を制御したフラッシュドラムにフイードする方法においては、例えば、後述するＳＢＳ（スチレン−ブタジエンブロック共重合体）を主成分としたポリマー溶液の場合には、フラッシュするに十分な温度１００〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃の温度を与えることが必要である。また、ポリスチレン系樹脂の場合には、１８０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃の温度を与えることが必要である。
【００１８】
本発明では、フラッシュ濃縮して該揮発成分を除去する場合、フラッシュドラムの気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持して行うことが必要である。例えば、壁面の温度調節を目的としたジャケットが一つ設置されているだけにすぎないフラッシュドラムを運転する際には、フラッシュドラムのジャケット温度が低過ぎる場合には、蒸発した溶剤がフラッシュドラム壁面で凝縮し還流してしまい、また、フラッシュドラムの壁面温度が高過ぎる場合には、フラッシュドラム下部に滞留するポリマー溶液が沸騰したり、壁面でポリマーが熱劣化を引き起こしてしまう。そこで、上記で述べたように、フラッシュドラムを二分割しそれぞれ温度制御することが必要である。
【００１９】
更には、フラッシュドラムの気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より１０℃以上高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より５℃以上低く保持したフラッシュドラムに導入しフラッシュ濃縮して該揮発成分を除去することが好ましい。ただし、液相部のジャケット温度は滞留ポリマー溶液温度より５℃以上低く保持することが好ましいが、フラッシュドラム壁面でのポリマー付着を防止するために、ポリマー溶液の流動性が確保できる程度の温度以上とする必要がある。
【００２０】
フラッシュドラムの気相部及び液相部のジャケット温度は、各々独立に温度制御が可能な少なくとも二つ以上のジャケットを有し、該ジャケットで温度制御することである。特に、フラッシュドラムの気相部に設けたジャケットと液相部に設けたジャケットで上記で述べたように温度制御することである。
【００２１】
本発明が適用されうるポリマー溶液は、溶剤中にてモノマー等の（共）重合を行い、重合終了時にポリマーを主成分とし、溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物の揮発成分を含有するポリマー溶液であればよい。（共）重合反応の型式はラジカル重合、リビングアニオン重合及び配位重合があげられるがこの限りではない。例えば、有機溶剤、芳香族ビニル炭化水素、ビニル系化合物、共役ジエン、ゴム状重合体、重合開始剤、連鎖移動剤、安定剤等を使用して塊状重合、溶液重合等を行って得たポリマー溶液に適用される。
【００２２】
本発明に利用される有機溶剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、或いはベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等が使用できるが、この限りではない。
【００２３】
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、α―メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等があるが、とくに一般的なものとしてはスチレンがあげられる。
【００２４】
ビニル系化合物としては、アクリロニトリル、メチルメタアクリレートあるいはエチレン等があげられるがこの限りではない。
【００２５】
共役ジエンとしては、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン（イソプレン）、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン等であるが、特に一般的なものは、１，３−ブタジエン、イソプレン等があげられる。
【００２６】
ゴム状重合体としては、室温においてゴム状を呈しておればよく、例えばポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブロックスチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン系共重合体ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム等があげられ、これらは１種あるいは２種以上の組み合わせで用いられる。
【００２７】
重合開始剤を用いないで、熱重合で重合をおこなうこともできる。また、重合開始剤を用いる場合に、ラジカル重合の場合には、メチルエチルケトンパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロへキシル）プロパン、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、α、α’−ビス（ネオデカノイルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｍ−トルイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）イソフタレート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサハイドロテレフタレート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリメチルアジぺート、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、１，６−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボニロキシ）ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボネート）、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニルベンゾフェノン等があげられるがこの限りではない。リビングアニオン重合の場合にはノルマルブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、オリゴスチルリチウム、オリゴブタジエニルリチウム、１，３−ビス（１−リシオ−１、３−ジメチルペンチル）ベンゼン、トリブチル錫リチウム、Ｎ−リチウムジへキシルアミド等があげられるがこの限りではない。配位重合の場合には、いわゆる不均一系Ｚｉｅｇｌａｒ−Ｎａｔｔａ触媒、可溶性Ｚｉｅｇｌａｒ−Ｎａｔｔａ触媒、メチルアルミノキサンや硼素化合物等で活性化された遷移金属化合物触媒（いわゆるメタロセン触媒やハーフメタロセン触媒、ＣＧＣＴ触媒等）があげられるがこの限りではない。
【００２８】
これらの本発明の適用できる代表的なポリマー溶液の例としては、下記をあげることができる。
たとえば、有機溶剤としてシクロヘキサン、芳香族ビニル炭化水素としてスチレンモノマー、共役ジエンとしてブタジエン、及び重合開始剤としてノルマルブチルリチウムを使用してリビングアニオン重合によりＳＢＳ（スチレン−ブタジエンブロック共重合体）を主成分としたポリマー溶液があげられる。
【００２９】
または、ゴム状重合体としてポリブタジエンの存在下又は非存在下で、モノマーとしてスチレン、溶剤としてエチルベンゼン、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを用いて、塊状重合を行うと、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）を主成分としたポリマー溶液が得られる。例えば約７重量部のポリブタジエンを約７５重量部のスチレンモノマーと約２５重量部のエチルベンゼン溶剤に溶解し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを０．０１重量部添加した後、塊状重合を行うと、ＨＩＰＳを主成分としたポリマー溶液が得られる。
【００３０】
あるいは、モノマーとしてスチレンを用い、溶剤の存在下又は非存在下で、熱重合又は重合開始剤による塊状重合を行うと、ポリスチレンを主成分としたポリマー溶液が得られる。ゴム状重合体としてポリブタジエンの存在下で、モノマーとしてスチレンを用い、溶剤の存在下又は非存在下で、熱重合又は重合開始剤による塊状重合を行うと、ＨＩＰＳを主成分としたポリマー溶液が得られる。例えば約７重量部のポリブタジエンを約７５重量部のスチレンモノマーと約２５重量部のエチルベンゼン溶剤に溶解し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを０．０１重量部添加した後、温度７０〜１８０℃の範囲で塊状重合を行うとＨＩＰＳを主成分としたポリマー溶液が得られる。
【００３１】
または、モノマーとしてスチレンとアクリロニトリル、溶剤としてエチルベンゼンを用い、熱重合を行うことでＡＳ（アクリロニトリル−スチレン共重合体）を主成分としたポリマー溶液が得られる。例えば、モノマーとして約６０重量部のスチレンと約２０重量部のアクリロニトリル、及び溶剤として約２０重量部のエチルベンゼンをバッチ式重合缶に仕込み、熱重合を行うことでアクリロニトリル−スチレン共重合体を主成分としたポリマー溶液が得られる。
【００３２】
本発明は、上記で述べたポリマー溶液にのみ限定されるものでななく、溶剤、未反応モノマー及び／又は副生成物の揮発成分を含有するポリマー溶液であれば適用されるものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明のポリマー溶液のフラッシュ濃縮方法を説明する。ただし、本発明は下記の装置及びフラッシュ濃縮方法に限定されるものではない。
まず、本発明の装置について、図１をもって説明する。
【００３４】
（１）フラッシュドラムの形状
フラッシュドラム１は、一般にはフラッシュタンクとも呼ばれるものであり、フラッシュドラム１の上部は円筒形で、下部はコーン型であることが好ましい。ポリマー溶液をフラッシュドラム内に導入するフィードノズル３の先端は、配管内における溶剤の沸騰を防止するのに十分な圧力を保つため、圧力損失を持たせる必要があり、細孔状の構造を有していなければならないが、孔の数及び形状は問わない。なお、フィードノズルの代わりに任意の差圧を制御できる自動制御弁を用いてもよい。また、フラッシュドラム１は、蒸発した溶剤を排気するライン４を有していなければならない。排気ライン４は少なくとも１本以上なくてはならず、２本以上が望ましい。
更に、排気ライン４へのポリマー飛沫同伴を防ぐために、ポリマー溶液導入部の周囲に邪魔板（スカート）１６を取り付けた方が好ましい。邪魔板の取り付け位置は、図１のようにフラッシュドラム１の天井部に密接し、円筒形のものが良い。邪魔板１６の水平断面により形成される内部面積はフラッシュドラム１の円筒部の水平断面により形成される内部面積の５〜６０％の範囲が好ましく、１０〜５０％が更に好ましく、１５〜４０％が最も好ましい。５％より小さいと邪魔板１６の内側にフラッシュしたポリマー溶液の付着が激しく、８０％を越えると飛沫同伴を防止させる効果が小さい。邪魔板１６の長さは、フラッシュドラム１の円筒部の長さの１０〜１００％が好ましく、２０〜９０％が更に好ましく、３０〜８０％最も好ましい。１０％より小さいと飛沫同伴を減少させる効果が小さく、１００％を越えるとギアポンプ１４の不具合により一時的にポリマー排出を止めた場合に、フラッシュドラム１の内部に滞留したポリマー溶液の液面が接触しやすいことになり、飛沫同伴防止効果も増大しない。
更に、下部には滞留したポリマーを抜き出す装置が設置されていなければならず、一般的にはギアポンプ１４を採用するが、この限りではない。また、ポリマー溶液は、フラッシュドラム１に導入される前に、フラッシュドラム１内でフラッシュするに十分な熱量を与える必要があり、十分な温度に加熱される。その加熱方法は、熱交換器２を通して加熱する方法が一般的である。
【００３５】
（２）ジャケット形状
ジャケット８、１１は、フラッシュドラム１壁面を加熱、保温あるいは冷却する為に設けられ、気相部のジャケット温度をフラッシュ後の液相部の滞留ポリマー溶液温度より高く保持し、かつ液相部のジャケット温度をフラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より低く保持するように制御するものであり、少なくとも二つ以上、上下にわかれて設置することが好ましい。一方は、滞留ポリマー溶液１０に接する壁面の温度を制御することができ、もう一方はポリマー溶液が滞留しておらず、気相部に接している壁面の温度を制御することができる構造をとっている。ジャケットの数は、上下二つでも効果は得られるが、それ以上設置してもよい。なお、フラッシュドラム内部には濃縮されたポリマー溶液が少量滞留するが、液相部の界面は液相部のジャケット上端より低いところにあるのが望ましい。液相部界面が液相部のジャケット上端より低いところにある場合には気相部の一部は滞留ポリマー溶液温度より低いジャケットが存在することになるが、実質的に気相部のジャケット温度が滞留ポリマー溶液温度より高ければ問題ない。
【００３６】
（３）ジャケット温度制御
上部ジャケット８、すなわち気相部にふれる壁面の表面温度は、ポリマー溶液中の溶剤の沸点より高くなるようにジャケットの温度を設定する。好ましくは、フラッシュ後の滞留ポリマー溶液温度より、１０℃以上高い温度に制御する。下部ジャケット１１、すなわち滞留ポリマー溶液１０にふれる壁面の表面温度は、滞留ポリマー溶液温度よりも低く、好ましくは５℃以上低くなるように、ジャケット温度を制御する。なお、ジャケットの温度制御に使用する熱媒もしくは冷媒は、ホットオイル、スチーム、加熱水、水、エアー、チラー水等があげられる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によってなんら制限を受けるものではない。
【００３８】
実施例１
（１）本実験は、図１に示す装置を用いておこなった。ノルマルブチルリチウムを触媒とし、シクロヘキサンを溶媒としてリビングアニオン重合を行って得られたスチレン−ブタジエンのブロック共重合体３０重量％溶液を、添加触媒の１０倍のモル数にあたる水を添加して活性末端を失活させた後、炭酸ガスを吸収させて触媒残渣の中和を行い、更に安定剤を添加し初期処理を施した。この溶液を熱交換器２に通すことにより、温度７０℃から１８０℃まで加熱し、配管内を１．０ＭＰａに保ちながら連続的に０．１ＭＰａに保たれた５００Ｌのフラッシュドラム１に２００Ｌ／ｈｒで導入した。
（２）フラッシュドラム１は、排気ライン４が設けられその先には真空ポンプが設置されており、内圧０．１ＭＰａに保たれている。ジャケットは気相部とポリマー溶液が滞留する液相部の各々に接触する壁面の温度を制御できるように８，１１の様に二つ設置されている。上部ジャケット８（熱媒出口６と熱媒入口７を備えている）は温度１１５℃、下部ジャケット１１（熱媒出口１２と熱媒入口１３を備えている）は温度８０℃にホットオイル温度を制御し、フラッシュドラム１の下部におよそ５０Ｌポリマー溶液を滞留させ、滞留ポリマー溶液１０の量が一定に保たれるようにギアポンプ１４で抜き出した。
（３）フラッシュしたポリマー溶液をサンプルの抜き出し口１５から抜き出しポリマー濃度を測定したところ、５８重量％であった。滞留しているポリマー溶液１０の温度は、温度９０℃であった。なお、温度は液相部温度測定用温度計９で測定した。
（４）フラッシュドラム１の内部状況をのぞき窓５から目視にて観察したところ、気相部槽壁での蒸発溶剤の凝縮、還流は見られず、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は観察されなかった。ギアポンプ１４による抜き出しも安定して行うことができた。
【００３９】
実施例２
上部ジャケット８のホットオイル温度を９５℃とした以外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラッシュ後のポリマー濃度は５８重量％、滞留ポリマー溶液１０の温度は９０℃であった。フラッシュドラム１の内部をのぞき窓５より目視で観察したところ、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は起こっていなかった。気相部に接している壁面で溶剤の凝縮、還流がほとんど認められず、抜き出しギアポンプ１４による抜き出しにも影響することなく安定して行うことができた。
【００４０】
実施例３
（１）スチレンモノマー９０重量部とエチルベンゼン１０重量部及び１，１−ビス（ｔ−へキシルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを０．０１重量部を混合した混合液を原料とし、内部の液温が各々１３０℃、１５０℃となるよう制御した直列に接続した完全混合槽２基に７２ｋｇ／ｈｒの割合で連続的に供給し、スチレンの連続溶液重合を行った。完全混合槽群の出口でのポリマー濃度は７０重量％であった。
（２）この重合液を実施例１の構成であるフラッシュ濃縮装置に連続的に供給した。この供給ポリマー溶液を熱交換器２で温度２２０℃まで加熱し、配管内を５ＭＰａに保ちながら連続的に内部圧が６７ＫＰａに保たれ、上部ジャケットのホットオイル温度は２００℃、下部ジャケットのホットオイル温度は１７０℃に制御したフラッシュドラム１へ供給した。フラッシュ後のポリマー溶液はフラッシュドラム１へ約５０Ｌ滞留させギヤポンプ１４で連続的に抜き出し、二軸脱揮押出機へ供給しペレットを得た。
（３）フラッシュしたポリマー溶液１０を抜き出し口１５からサンプリングしてポリマー濃度を測定したところ９１重量％であった。滞留しているポリマー溶液１０の温度は１８１℃であった。
（４）フラッシュドラム１の内部のぞき窓５から目視にて観察したところ、気相部壁での蒸発モノマー及び溶剤の凝縮、還流は見られず、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は観察されなかった。ギアポンプ１４による抜き出しも安定して行うことができた。
【００４１】
比較例１
上部ジャケット８のホットオイル温度を８５℃とした以外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラッシュ後のポリマー濃度は５５重量％、滞留ポリマー溶液１０の温度は８９℃であった。フラッシュドラム１の内部をのぞき窓５より目視で観察したところ、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は起こっていなかったが、気相部に接している壁面で溶剤の凝縮、還流がおこっていることが確認された。同時に抜き出しポンプの吐出圧が乱れ、ギアポンプ１４による抜き出しが安定しなくなり、以降のプロセスの運転状態が不安定になった。
【００４２】
比較例２
下部ジャケット１１のホットオイル温度を、１００℃とした以外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。フラッシュ後のポリマー濃度は５９重量％、滞留ポリマー溶液１０の温度は９６℃であった。フラッシュドラム１の内部をのぞき窓５より目視にて観察したところ、気相部に接する壁面で溶剤の凝縮は起こらなかったものの、滞留ポリマー溶液１０の沸騰が起こっていた。同時にギアポンプ１４による抜き出し不良が発生した。
【００４３】
比較例３
上部ジャケット８のホットオイル温度を１７０℃とした以外は実施例３と同じ条件で実験を行った。フラッシュ後のポリマー濃度は８９重量％、滞留ポリマー溶液１０の温度は１７８℃であった。フラッシュドラム１の内部をのぞき窓５より目視にて観察したところ、滞留ポリマー溶液１０の沸騰は起こっていなかったが、気相部に接している壁面で溶剤の凝縮、還流がおこっていることが確認された。同時に抜き出しポンプの吐出圧が乱れ、ギアポンプ１４による抜き出しが安定しなくなり、以降のプロセスの運転状態が不安定になった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の方法を採用することにより、ポリマー溶液からフラッシュ濃縮するにあたり、従来抱えているフラッシュドラムの運転の問題点を克服し、簡便にフラッシュドラム内部のポリマー溶液濃度を均一に保ち、連続的に安定運転を可能にすることができ、ポリマー溶液から揮発成分を効率的に濃縮できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いた濃縮装置の概略図
【符号の説明】
１．フラッシュドラム
２．熱交換器
３．フィードノズル
４．排気ライン
５．のぞき窓
６．上部ジャケット熱媒出口
７．上部ジャケット熱媒入口
８．上部ジャケット
９．液相部温度測定用温度計
１０．滞留ポリマー溶液
１１．下部ジャケット
１２．下部ジャケット熱媒出口
１３．下部ジャケット熱媒入口
１４．抜き出しギアポンプ
１５．サンプリング口
１６．邪魔板（スカート）
【図１】
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