JPS598281B2 - 塩化ビニルポリマ−含有スラリ−から塩化ビニルモノマ−を除去する適当な気液接触塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気液接触塔に関し、さらに詳しくは特殊トレイ
の使用を含む気液接触塔に関するもので、その目的とす
るところは塩化ビニルポリマー含有スラリーから塩化ビ
ニルモノマーを除去するに適した気液接触塔を提供する
にある。

従来使用されている気液接触用トレイとしてはバブルキ
ャップトレイ、シーブトレイ、バルブトレイ等の各型式
があるが、これらは固形分を相当量含有するスラリーを
気液接触せしめる場合固形分がトレイ上その他塔内各所
に沈降、沈積する傾向があり、洗浄が手間どり困難であ
るため異種のスラリーヘの切替が容易でない、また切替
、ロス、熱劣化が起る。

従つて沈降性スラリーを従来型トレイを有する気液接触
塔で処理することは困難であるばかりでなく極めて不経
済である。本発明においては、塔内に自己洗浄能力を有
する特殊構造のトレイを使用することにより、上記のご
とき塩化ビニルポリマー含有スラリーに代表される沈降
性スラリーをも、その含有固形分を沈降、沈積させるこ
となく極めて能率的かつ経済的しかも圧力損失が少ない
等の多くの利点を有する気液接触を可能としたものであ
る。

本特殊トレイは、特殊形式のトレイプレートならびに所
望に応じデツキプレートを傾斜させること及びサポート
リング上に孔を設けることにより構成される。従来の代
表的トレイは、アウトレツトウエア（出口堰）により堰
止められた液中を下方からの気体がくぐり抜ける際に気
液の接触を行なわせる機能をもつもの、すなわち気体分
散型であるのに対し、本発明で使用するトレイは、液中
を気体がくぐり抜けるのではなくアウトレツトウエアに
よるスラリー液のホールドアツブも必要とせず気液の接
触は下方からの気体によりトレイ上の液の全部または一
部を気固液の混相状態とするもので、さらに必要に応じ
その混相状態をトレイ上に設けた数個の格子状気液分離
板に繰返し衝突させ気液接触を兼ねた気液分離を行なう
のであり、気体は分離板を通過の際下向き方向となつた
後再び上向きになり上段に入る。以下、本発明で使用す
るトレイについて、添付図を参照しながらさらに具体的
に説明する。

第１図は本発明で使用する特殊トレイプレート１の平面
図であり、第３図は該プレート１の縦断面を示し図中２
は傾斜開口部（傾斜スリツト）また３は傾斜部を示す。
トレイプレート１のスリツト幅は例えば２〜５鵡程度が
好ましく、これらトレイプレートの塔内における配置は
、第２図Ａに示されるように、傾斜スリツト２から吹き
出す気体の方向は液流れ方向に対し例えば約４５゜にな
るようにする。さらに傾斜スリツト付トレイプレート１
は幾つか・配置されているが、気体の吹き出し方向が隣
接するトレイプレートと例えば約９０゜変位するように
配置する。液量が少ないときは、トレイ上の液は気体に
よつてすべて液滴に分散され、液量が多いときは液中で
気体が気泡に分散されると同時に液体の一部が分散され
効率の良い気液接触が行なわれる。この際、気液は一体
化した混相状態で傾斜面をなすダウンカマ一方向に進み
、液は気体の方向性により流れの推進力を増大する。こ
のような接触機構のため液をホールドすなわち滞留させ
るためのアウトレツトウエアは不必要となり、また気体
流れにより液流れも推進されて処理能率の向上が得られ
る。これらのことは第３図から明らかである、すなわち
、同図において、気体はトレイプレート１に対して鋭角
の方向性を有し、該気体はトレイプレート１の傾斜スリ
ツト２から該プレート１の傾斜部３上を流れる液流れ（
流れ方向Ｙ）に対し所定の角度（方向Ｘ）でトレイプレ
ート１上に吹き出され液体を分散させて気液混合相７を
形成する。このさい第２図Ｂに示すように゛、所要に応
じ気液分離板６をトレイ上に設けることにより前記気固
液混合相を該分離板６に衝突せしめて飛沫随伴すなわち
エントレインメントを十分防止することもできる。通常
気液分離板はトレイプレートと同じ材料のトレイプレー
トを使用する。またトレイ上における塔壁付近の液は滞
留する傾向があるが、この部分の液が塔の内側に向うよ
うに傾斜スリツト付トレイプレートの配置につき考慮を
要する。また、この傾斜スリツト付トレイプレートの材
質は目的により適宜選べばよいが、通常金属やプラスチ
ツクが好都合に使用できる。又市販されているエキスパ
ンドメタル製トレイプレートにても使用しうる。今まで
塩化ビニルポリマー含有スラリーとの気液接触にも極め
て好適な特殊トレイを有する塔についてのべてきたが、
以下、ＰＶＣ（塩化ビニルポリマー）製造において、Ｃ
Ｍ（塩化ビニルモノマー）残留のＰＶＣスラリーからの
ＣＭ除去を本発明の気液接触塔を使用して行なう場合に
つき具体的に述べることとする。塩化ビニルポリマー製
造にあたつて、ＰＶＣ中のＶＣＭを蒸留塔によつて除去
し、あわせて脱水機の廃水、乾燥機の廃ガス中のＶＣＭ
を減少させ、ＶＣＭによる公害を防止する必要がある。

しかしながらＰＶＣスラリーは、沈降しやすく熱劣化を
受けやすいため、かかるスラリーからそれに含まれるＶ
ＣＭをスチームストリッピングにより除去するのは容易
でなく、従来蒸留のために使用されてきたバルブキヤツ
プトレイまたはシーブトレイ等の型式ではトレイ上にキ
ヤツプがあつたり、トレイが平面であるためトレイ上に
ＰＶＣスラリーが滞留しやすく、ＰＶＣが沈降、沈積し
洗浄が極めて困難かつ時間的に損失を伴うものであつた
。

一方本発明のストリツピング塔においては、相等量のＶ
ＣＭを含有するＰＶＣスラリーを塔頂に供給し、順次、
傾斜スリツト付トレイプレートからなるトレイを降下さ
せＰＶＣ中のＶＣＭを非常に効率よくストリツピングす
ることができ、しかもトレイや塔内の各所にＰＶＣスラ
リーが沈積せずかつ熱劣化を受けることもない。

該ストリツピングの手順をもつと具体的にのべると、Ｖ
ＣＭを含むＰＶＣスラリーを、第３図に示すように、ト
レイの傾斜部３上を流し、一方卜レイ下部からのスチー
ムは傾斜スリツト２を通過することにより前述のように
Ｘで示される方向性を付与され、このように方向性を付
与されたスチ一ムはＹで示される方向への液流れを加速
させ、すなわち７で示されるようにスラリーを飛散させ
るようにしスラリーをトレイ上に滞留しないようにして
いる。

そしてスラリーと噴出蒸気との熱移動、物質移動が促進
される。このように傾斜スリツト２は、噴出スチームに
方向性を与え運転操業中にはＰＶＣスラリーに流動性、
熱、気固液の接触性をよくし、またトレイを塔内に支持
する部分すなわちサポートリングあるいはスラリーがト
レイから下部のトレイヘ降下するダウンカマーの下部の
トレイは間口がないのでスラリー中の固形分が沈降、沈
積しやすく、それを防止するためサポ一トリング部分に
小孔を設け下部からスチームによつて流動性を与え、さ
らにダウンカマー部分およびその降下下部トレイを傾斜
させて該固形分の沈降、沈積を防止する。なお、運転停
止時には、傾斜スリツト２が傾斜しているためＰＶＣス
ラリ一は該スリツトおよび小孔から下部へ降下し沈積す
ることなく、従つて簡単にクリ−ニングされる、すなわ
ち本発明で使用するトレイは自己洗浄作用をも有する。
本発明の気液接触塔として一般に蒸留塔を使用できる。

操作条件は、スラリーの濃度、所望製品の規格その他種
々の要素により変化するが、ＰＶＣ製造におけるＶＣＭ
残留ＰＶＣスラリーからストリツピングによりＶＣＭを
除去するためには約６０〜１００℃、条件下にて行なう
ことが好ましい。本発明の気液接触塔の特徴を要約する
と下記のとおりである。

（１）塔内にＰＶＣスラリーが沈降、沈積しないため、
連続運転が可能であり、製品ＰＶＣが熱劣化を受けない
。

（２）運転操作が容易であり、人員増加の必要がないＯ
（３）ＰＶＣスラリー中の■ＣＭを９０％以上を除去、
回収できる。

（４）乾燥ＰＶＣ中の残留■ＣＭを１０ｐｐｍ以下にで
きる。

（５）脱水機からの廃水に含まれるＶＣＭを減少させる
。

（６） ＰＶＣ乾燥ガス中のＶＣＭを極度に減少できる
。

（７）ＰＶＣが塔内に残留しないため、簡単に洗浄がで
きる。

従つて異種のＰＶＣスラリーへの切替え操作も容易であ
る。（８）ストリツピング後のＶＣＭの処理について、
通常の回収系をそのまま使珀できる。

（９） トレー関係装置がコンパクトであり、運転阻害
せずに設置できる。

（０）建設費が他のストリツピング装置に比較して安価
である。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例 １ （１）本発明で使用する傾斜スリツト付トレイプレ一卜
から成る特殊トレイ（第１図および第３図に示されるご
とき形状のもの）と他の従来型卜レイを第４図のごとき
蒸留塔のトレイとしてそれぞれ取り付け、これにＰＶＣ
スラリーを供給し、いずれのトレイについても全く同一
条件下でその流動性換言すれば沈降性を比較した。

手順は次のようであつた。なお、第４図中、Ｇは空気、
８はＰＶＣスラリ―の送入管、９は空気送入ポンプ、１
０はＰＶＣスラリーポンプをそれぞれ示す。３０重量％
ＰＶＣスラリー（製品ＰＶＣに水を加え、実際のスラリ
ーと同様なものを調製）を、各種トレイを用いた場合が
比較できるような透明樹脂製の模型塔の上部から供給し
、塔下部から空気を送入し、トレイ上の流動性すなわち
沈降性を観察した。

結果は第５図に示す。同図から明らかなように、従来型
トレイのうち、バブルキヤツプの場合はキヤツプとウエ
ア上にＰＶＣが溜り流動性がよくない（第５図Ａ）、ま
たバルブキヤツプトレイおよびシーブトレイの場合は運
転中は差がないように見えるが、運転中止後ＰＶＣが沈
降しているのが観察された（第５図ＢおよびＣ）。一方
、本発明によるトレイの上には第５図Ｄで示すようにな
んらＰＶＣは沈降、沈積しなかつた。（２）次いで、ダ
ウンカマ一の降下点およびサポートリングにおけるＰＶ
Ｃスラリーの流動性を、第６図Ａに示すような操作を行
ない観察した。

なお、第６図の数字４はダウンカマープレートを示し、
該プレートは垂直でもまた傾斜していてもよい。結果は
第６図Ｂに示すようにダウンカマ一５（空間を示す）だ
けの場合降下点にＰＶＣの残留が見られたが、一方第６
図Ｃに示すようにダウンカマ一の降下点に当る所に傾斜
面をもつデツキプレートを設けた場合にはその降下点に
ＰＶＣの沈降は認められなかつた。なお傾斜角は約１０
゜〜約３０゜が好ましい。また、第７図Ａ，Ｂに示すよ
うにサポートリング１１および／またはダウンカマープ
レートとトレイプレートとの重なり部に小孔１７を設け
た場合、ＰＶＣは残留しなかつた。前言シ』）孔はその
形状は問わないが、塔壁にかなり接して設けることが好
ましい。なお、サポートリング１１と塔壁との間には適
当な隙間１８（例えば２ｍ１）を設ける。数字１９は溶
接部を示す。また前記デツキプレートは通常その段のト
レイプレートの一部を傾斜させて構成される。（３）さ
らに、第８図に示されるようにストリツピングを行なつ
た。

このストリツピングにおいては、直径３００鰭φの蒸留
塔にトレイ段間隔３００鰭にて本発明で用いる傾斜スリ
ツト付トレイプレートからなるトレイ２５段を設け、塔
頂より３０重量％ＰＶＣスラリーを供給し、順次トレイ
上を降下させ、塔の下部から吹き込まれるスチームと接
触させる。塔内は吹き込まれたスチームによつて約６０
０〜１００℃に保たれ、一方該塔内は減圧ポンプによつ
て約５００〜６００１１Ｈｇに維持される。このように
して、塔頂から降下するＰＶＣスラリーは塔底に達する
まで含有ＶＣＭはストリツピング作用を受ける。その除
去率はＰＶＣの平均重合度によつて異なるが、主な結果
は下記の表に示すとおりであつた。なお、塔頂からのＣ
Ｍおよび水蒸気は、コンデンサーにて水蒸気は凝縮し蒸
留塔に還流せしめられ、ＶＣＭは回収系に送られる。塔
底からの脱ＶＣＭされたＰＶＣスラリーは、乾燥系にて
乾燥され製品ＰＶＣとなる。しかもこの製品ＰＶＣの品
質は熱劣化を受けないものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用する傾斜スリツト付トレイプレー
トの一例の部分斜視図、第２図Ａは第１図の傾斜スリツ
ト付トレイプレートを小矢印の方向に気体が吹き出すよ
うに配置してなる本発明の気液接触塔に用いるトレイの
一例、また第２図Ｂは第２図ＡＯ）Ｌ−Ｌ線で切つた前
記塔の縦断面の一部、第３図は本発明で使用するトレイ
における気固液混相状態の一ダ曵第４図はＰＶＣスラリ
ーの流動性または沈降性テストに使用した気液接触塔の
一例の模型図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは各型式のトレイを第
４図の塔にそれぞれ取り付けてＰＶＣスラリーを供給し
たときの各トレイにおけるＰＶＣの沈積を示す模型図、
また第５図Ｄは本発明で使用する傾斜スリツト付トレイ
プレートを第４図の塔に取り付けてＰＶＣスラリーを供
給したときＰＶＣの沈積を生じない状態を示す模型図、
第６図Ａ，Ｂ，Ｃはトレイのダウンカマ一降下点のトレ
イを平面のままにしておいた場合と該降下点に傾斜面を
設けた場合とのＰＶＣ沈積の有無を示す模型図、第７図
Ａはサポートリングの平面図、また第７図Ｂは第７図Ａ
Ｏ）Ｂの部分拡大図、および第８図は本発明で使用する
特殊トレイを２５段設置した本発明の気液接触塔の操作
を示す模型図である。 １：傾斜スリツト付トレイプレート、２：トレイプレー
トの傾斜スリツト、３：トレイプレートの傾斜部、４：
ダウンカマープレート、５：ダウンカマ一、６：気液分
離板、７：気固液混合相、１１：サポートリング、１７
：サポートリング番設けた小孔、１８：塔壁とサポート
リングとのｌ間、Ｘ：気体流れ方向、Ｙ：液流れ方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のトレイプレートおよびダウンカマーからな
   る複数個のトレイを有する塩化ビニルポリマー含有スラ
   リーの液から塩化ビニルモノマーを除去する気液接触塔
   において、前記トレイプレートが多数の傾斜スリットと
   傾斜部とを有するように一体成形され、前記傾斜スリッ
   トは、トレイプレートの液流れ方向に対し下方から上方
   へ鋭角の傾斜角を有し、かつ液をホールドアップするた
   めのアウトレットウェアを有しないことを特徴とする塩
   化ビニルポリマー含有スラリーから塩化ビニルモノマー
   を除去するに適当な前記気液接触塔。 ２ 前記複数個のトレイプレートが、前記スリットから
   吹き出す気体の方向を液流れ方向に対し約４５゜にする
   ようにまた気体の吹き出す方向を隣接するトレイプレー
   トと約９０゜変位させるように配置された、特許請求の
   範囲第１項記載の気液接触塔。 ３ 前記複数個のトレイプレートがエキスパンドメタル
   製である、特許請求の範囲第１項記載の気液接触塔。 ４ 前記トレイのダウンカマーの降下点に当るデッキプ
   レートを傾斜せしめて塩化ビニルポリマー含有スラリー
   の滞留を防止する、特許請求の範囲第１項記載の気液接
   触塔。 ５ 前記トレイのサポートリング上に孔を設けた、特許
   請求の範囲第１項記載の気液接触塔。 ６ 前記吹き込み気体が該スラリーを６０゜〜１００℃
   に維持するように加熱されたものである、特許請求の範
   囲第１項または第５項記載の気液接触塔。