TW201132658A - Apparatus for removing residual monomer and method of producing polyvinyl alcohol resin - Google Patents

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201132658 六、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種殘留單體去除裝罟、n 、， 及使用此驴明 之聚乙婦醇樹脂之製造方法。進一步詳t ι 將未反應之單體從由聚合步驟而得到的聚人、、夜予、、種 技術。 以去除的 【先前技術】 聚乙烯醇（PVA)係水溶性合成樹脂，以往 . 作為合成纖維之原料，但近年來係活用其^主要被使用 於薄膜材料、乳化分散劑、黏合劑及黏 ^將其使用 —)等各種領域。此pVA樹脂—般係藉^日（b_er 聚合，並將所得之聚乙稀醋於有機溶劑令旨予以 以皂化而製造。 觸媒存在下予 又，PVA樹脂之製造方法中，通常於 步驟之間會進行將未反應之單體自聚合衫二驟與息化 體步驟。作為其方法，例如有：除之去單 導入具有複數層的塔板之去單體塔，並==聚合液 蒸氣另^醇與聚合液接觸之方法(參照專利二人二醇 方面’以往亦曾提出設置有 作為製造聚氣乙稀系樹脂之際所用的二來 專利文獻》。此專利文獻3中所^ ^^ 隔壁而形成聚合液之處理流 由 氣之接觸時間。 相此週即聚合液與水蒸 先前技術文獻 專利文獻： 專利文獻1:日本專利特開2〇〇2-29期號公報 4/16 201132658 專利文獻2 :日本專利特開2〇〇7_245432號公報 專利文獻3 :日本專利特開平9-48815號公報 【發明内容】 發明所欲解決之課題 點。、’河述以f的去單體方法具有以下所示之問焉 板，;去:體塔係使用蒸餾塔用之閥蓋板作為格 ¥單體塔之聚合液係超過心.S之高審 m半承座上產生液深差之問焉 差4=:: Γ座(塔板)上聚合液之购 單體去除的效率。孔之偏流或聚合液之滯留，故會降伯 方面如專利文獻3所記載之去嚴辦 座上設置隔㈣軸處理流 ^早料中’於# 積之構造，故具有因聚合液滞留 =產生液體蓄 因此，本發明之主要目的係提供：：=塞點。 生有機溶織體之偏流或聚合液之種不祕承座上發 率將未反應之單體自聚合液予:，且能夠以良好效 及聚乙_测旨之製造方法。、之殘留單體去除裝置 解決課題之手段 本發明相關之殘留單體去除 塔本體； 王夕具有. 閥承座··其具備僅於與平人 開口或朝向聚合液之流通方向；::之流通方向正交之方向 噴出部， 方向下游側開口之複數個的氣^ 且前述塔本體内多層配置 因本發明中使用具備僅向定ff。 _彳向開口之氣體噴出部 201132658 的閥承座，故不易於承座上發生 ==滯留。據此，能夠提高處=== 二:?有機溶劑氣體’去除與以往同等或以上之未反 置於出部亦可由形成於承座底面之貫通孔與設 共狀蓋部所構成’此時，前述承座被配 3使則述氣體喷出部之蓋部的長邊方向 万向一致。 與言氣體喷出部亦可由形成於承座底面之貫通孔 此日i，r =通孔上且僅向單一方向開口之蓋部所構成’ 、刖述承座被配置成前述氣體喷 液之流通方向下游側。 丨朝承σ 游側i置座上亦可於聚合液之流通方向上游側及下 貯液wa,1)，此時，^ 係以配置成向外侧傾斜5〜45。之狀態為佳。 ，進一步而言’此裝置可使用於聚乙烯醇之製造步驟。 =發明相關之聚乙烯醇樹脂之製造方法，至少具有： 將乙將1種或2種以上之乙稀酉1予以聚合，或 坤$及可與之共聚合的其他單體予以共聚合； 去單體步驟：使有機溶劑氣體與得自該聚 〜夜接觸以去除未反應之單體； 述古ί化步驟：將經去除未反應之單體的溶液，於含有前 有機j劑之溶劑中、鹼觸媒存在下予以皂化； 座之去單體步驟係使用於塔本體内多層配置有閥承 去1^/召單體去除裝置，以將未反應之單體自聚合液予以 *，該閥承座具備僅於與聚合液之流通方向正交之方向 201132658 朝向聚合液之流通方向下游側開口之複數個的氣 本發明中，因於去單+ 機溶劑，可使用例如曱醇。 置，其係多層配置有且備^^使用殘留單體去除褒 的闕承座，故比起雜=方向如之氣體喷出部 此製造方法中，作為前^法，處理效率有所提升。 發明之效果 不用僅向特定方向開口之闊承座，故 留，而\ & Λ上甲畴有機溶劑氣體之偏流或聚合液之滞 【實施Κ良好效率將未反應之單體自聚合液1·，以去除。 發明之實施形態 以下’針對本發明之實施形態，參照附圖加以詳細說 明二又發财受町説明之實施形態所限定。本發明 之貫施形態相關之聚乙烯醇（PVA)樹脂之製造方法，係於 將未反應之單體自聚合步驟後之聚合液（漿液）予以去除 之去單體步驟中，使用多層配置有向特定方向開口之閥承 座之殘留單體去除裝置閥承座。 〔聚合步驟〕 本實施形態之PVA樹脂之製造方法，首先係將丨種或 2種以上之乙烯酯予以聚合’抑或將乙烯酯及可與之共聚合 的其他單體（monomer)予以共聚合，以得到聚乙稀酯。在 此所使用之乙豨醋，可列舉例如曱酸乙稀g旨、乙酸乙烯g旨、 丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂醆乙稀醋、 硬脂酸乙烯醋、笨曱酸乙烯酯、三曱基乙酸乙烯酯及叔碳 酸（versaticacid)乙烯酯等。但以聚合安定性之觀點而言， 7/16 201132658 以乙酸乙稀醋為特佳。 又，可與此等乙烯酯共聚合之其他單體，雖無特別限 定，但可列舉例如乙烯及丙烯等之α•烯烴類；（甲基）丙烯 酉欠曱s曰、（甲基）丙稀酸乙酷、（曱基）丙稀酸丁醋及（曱 基）丙烯酸-2-乙基己酯等之（曱基）丙烯酸烷基酯類；（甲 基）丙稀醯胺及Ν-經曱基丙烯醯胺等之不飽和驢胺類；（甲 基）丙烯酸、丁烯酸、馬來酸、伊康酸及富馬酸等之不飽 和酸類；不飽和酸之烷基（曱基、乙基、丙基等）酯；馬 來酸酐等之不飽和酸酐；不飽和酸鹽（鈉鹽、鉀鹽、銨鹽 等）；烯丙基縮水甘油醚、環氧丙基（曱基）丙烯酸酯等之 含環氧丙基的單體；2-丙烯醯胺基-2-曱基丙烷磺酸及其鹽 類等之含磺酸基的單體；酸式磷酸氧乙基甲基丙烯酸酯 (ac丨d phosphoxyethyl methacrylate )及酸式磷酸氧丙基甲基 丙烯酸酯（acid phosphoxypropyl methacrylate)等之含磷酸 基的早體，烧基乙稀喊類等。 〔去單體步驟〕 去單體步驟係將未反應之單體（乙烯酯及其他單體） 自别述聚合步職之聚合液予以去除。圖】卿為此時所 使用之殘留單體去除裝置之構造的示意圖。又，圖2 所不為圖1所示之殘留單體去除裝置丨中之承座2的平面 圖：圖2 (b)所示為圖2 (a)所示之氣體噴出部2a的形 狀，圖2 (c)所示為氣體喷出部2b的形狀之斜視圖。 /如圖1所示，本實施形態所使用之殘留單體去除裝置 卜係於略呈筒狀之塔本體内部，相距指定間隔配置有複數 層1閥承座2。又，於塔本體上部，設置有用以導入聚合液 之聚合液導入口，且於塔本體下部，設置有用以導入經氣 8/ 16 201132658 化的甲醇等有機溶劑氣體之氣體導入口士 =本體的頂部’設置有用以一併取出有機溶劑〔體“ 聚合物溶轉丨之排出口。 对'早粗後之 1此，配置於塔本體内之閥承座2上，如圖2⑷及 形成有矩陣狀之開口於與聚合液之流通方向正 =的=之細_氣时料2a。此_愉仏之構 =，例如可於承絲㈣成㈣孔，且於此貫 為梹狀的蓋部。然後藉由配置間承座“吏ί Π 之蓋部的長邊方向與聚合液之流通方向二 致，如圖2 (b)所示，能夠使氣體喷 向與聚合液之流通方向正交之方向。 之開口縣朝 之料㈣％ 置朝“液1通方向下游側開口 =噴2b。此氣體喷出部2b例如可構成為：例如於 承座底面形成貫通孔，且於此貫通孔 Θ 開口，而將其餘三個方向 1重门早方向 二藉由使蓋部成為從貫通孔:端盍緣:開 狀此夠減低聚合液之流動阻力。 ^喷出部办的設置位置，雖無特別限定，但例 ^承座中心和且與聚合液4之流通方向正交之 =指賴隔成1配置。—般而言，聚合液之流速以承 ^二部為最慢，但藉由如此構成，能夠使聚合液之流速

又，氣體噴出部2a、2b中之貫通孔的形狀 限定，但可採用例如俯視下為矩形、梯形、三角形了五另角J 9/ 16 201132658 形、六角形、八角形、圓形及橢圓形等之各種， 2b的 欵 另一方面，氣體喷出部2a、2b的開口面積 ^ 處理條件加以適當設定，但氣體喷出部2a、亦可依 低於300mm2時’可能造成有機溶劑氣體之吹入=開〇面賴 低處理效率。因此，氣體喷出部2a、2b的 不足而JT牵 2.、.… ’以 300_ 氣體喷出部2a、2b的高度，並無特別限定，可％狀。又， 之黏度等處理條件加以適當設定。惟氣體嘴出\依辕聚合液 咼度若超過30mm，可能造成流動阻力變高而2a、2b 率。因此’氣體喷出部2a、2b的高度，以3〇咖降低*處理 為隹 據 '以上為佳。 更進一步而言，閥承座2整體之開口率以 佳。藉此，能夠使未反應單體之去除效率大_^〜20%為 整體之開口率低於3%時，可能造成有機溶。又， 之接觸不充分，而殘留未反應之單體。又，開口聚合液 %時，則難以於閥承座2上保持指定之液深y 〇率超過2〇 另一方面，於閥承座2在聚合液之流 設置有貯液壁2c。此貯液壁2c係用以確保指广的下游匈 高度可設為例如2G〜lGGmm。且此閥承座2 $之液深，其 係越過貯液壁2e ’而流人τ層之閥承座2内 聚合液4 2中之貯液壁2e，較佳為配置成向外側傾斜5〜β。’。1承座 能夠抑制聚合液滯留於貯液壁底部。 。藉此， 則爛承座2例如係每—層交互配置以 反。此時之層數雖無特別㈣，但以例如】相 聚合辦體去雜置〗，將殘留 =自 " “之方法加以説明。本實施形態之PVA樹 製造方法中’首総«合液4,自聚合罐3導入殘留 10/16 201132658 自殘留單體去=使之流通於财座2上。又， 之闕承座2更==部，具體而言，係自比最下層 承座2之氣體2導入Μ等之有機溶劑氣體，並自闕 '體：、出孔2a、2b朝向聚合液4吹入。 之單1^虚古液4與有機溶劑氣體接觸，而聚入、夜4中 二二 60〜I〇(TC。又，聚二’、、、有機洛劑氣體時’其溫度較佳為 黏度較佳為咖==濃度紹y°〜7。質量％、 單體處理。 s猎此，旎夠以高效率進行去 有：，際所使用之 者即可。但因在卜 ,J ^ 醇，只要為具揮發性 劑，故去除殘留 2機溶劑亦為後述息化步驟之溶 〔專化步:有機溶劑氣體以使用甲醇為佳。 於含g有單體處理之聚合物(聚乙烯醋)溶液， 使用之溶劑，雖可使”:、::存::予=^ 醇納及碳可麟例域氧_、氫氧化卸、 此等息化觸硫酸、顧及鹽酸等之酸觸媒。 鈉措此此夠加快息化速度並提升生產性。 或全=化::=;:之_單位的， 成為乙騎早位。又’得自皂化步驟之 201132658 PVA樹脂的皂化度並無特別限定，可隨用途等作適當設定。 又，本實施形態之PVA樹脂之製造方法中，在前述聚 合步驟及息化步鄉進行之後，依據必要，亦可進行用以去 除乙酸鈉等之雜質的洗淨步驟及乾燥步驟。 如以上詳述般，本實施形態之PVA樹脂之製造方法， 因為係於去單體步驟中使用閥承座，其係流動阻力低之形 狀’並具備向與聚合液之流通方向正交之方向或朝向流通 方向下游側開口之氣體喷出部，故聚合液之液深為固定， 且相較於使用以往的承座，因流動阻力亦變小，故能夠延 長有機溶劑氣軸聚合液的接觸時間。藉此，能夠提升處 理效率並減低有機溶劑氣體的使用量。 實施例 Θ •列舉本發明之實施例及比較例，針對本發明之 體加錢明。本實施例中 承座（實施例）或 4 體，並比較其2 板（比較例），從聚合液去除殘留辱 體噴出部的間隔.2。再者’實施例之閥承座中之各1 流通方向正交之方液流通方向為118.85_;與聚合液 之蓋的直徑為99向為65.86mm。又，比較例之閥蓋板中 12/16 201132658 表1 — 實施例 比較例 30 30 450 450 78.0 55.0 70 90 53 20 39 87 7.10 10.19 1380 Γ 1380 17250 17250 層數（層）~ ~ --- 承座間隔（mm ) ~ 下游側貯液壁f度（n^y^ ~^ 下游側貯液壁傾斜肖度 液壁下端與下層承座底面之問隔（mm) 閥或蓋的數量（個/塊) * 開口率（％ ) ^ 塔本體直徑（mm) 塔本體高度（mm) ~ --- 又，根據下述表2所示之條件，將未反應之乙酸乙烯 酯從乙酸乙烯酯聚合後之聚乙酸已烯酯溶液（聚合液）中 去除。其結果一併示於下述表2。又，下述表2所示之「餾 出量」係自塔頂部取出之未反應單體與甲醇的總量。又， 聚合物溶液之「抽取量」及「黏度」，係自塔底部被排出的 去早體後之聚乙酸乙稀I旨/曱醇溶液量及其黏度。 表2 實施例 比較例 聚合液 裝入量（kg/小時） 6770 6520 黏度（Pa · s) 1.2 1.6 甲醇吹入量（kg/小時） 3450 4000 德出量（kg/小時） 4700 4840 聚合物溶液 柚取量（kg/小時） 5520 5620 黏度（Pa · s ) 2.12 2.12 如上述表2所示，於使用閥承座之實施例的殘留單體 去除裝置中’比起使用閥蓋板之以往的裝置，能夠大幅減 低吹入曱醇的使用量。 又，圖3 (a)及（b)所示為使用實施例之殘留單體去 除裝置時之聚合液的流動解析結果圖。圖3 (a)顯示液深 差；圖3 (b)顯示壓力分布。再者，圖4 (a)及（b)所 示為使用比較例之殘留單體去除裝置時之聚合液的流動解 13/16 201132658 析、·_σ果圖°圖4(a)顯示液深差；圖4(b)顯示壓力分布。 於使用圖4(a)及（b)所示之板的比較例中，聚合液 之流通方向上產生液深差及壓力分布，而圖3⑷及⑻ 所不之貫施例中則無液深差，動亦為均一。 根據以上結果確認：藉由使用本發明之 座上不發生有機溶劑氣體之偏流或聚合液: 滞留’ L良好效率進行去單體處理。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之實施形態相關 中所單體去除裝 ?之心鮮ίτ'圖丨所不之殘留單體去除裝置1中之承座 2之構造的平面圖，（b)盍r、π _ T f 狀T為，。 聚合液之料财除裝置時， 力分布。 （）颂不液深差，（b)顯示壓 圖4 ( a)及（b)係使用比較例之 聚合液之流動解析結果圖，⑷ ^^體去除裝置時， 力分布。 "；不’夜深差’（b )顯示壓 【主要元件符號說明】 1 殘留單體去除裝置 2 承座 2a、2b 氣體喷出部 2c 貯液壁 3 聚合罐 4 聚合液

Claims (1)

1. 201132658 七 2. 3. 4. 5. 、申請專利範圍： 一種殘留單體去除裝置 塔本體； 閥承座（valve tray )，其具備僅於與聚 之方向開口或朝向聚合液之流 4之^通方向正交 個的氣體噴出部； 向下游側開口之複數 且前述塔本體㈣層配置有前述承座。 如申明專利範圍第1項之殘留單 刖述承座被配置成前述氣喷 聚合液之流通方向-致。 丨U的長邊方向與 如申明專利㈣第1或2項之殘留單體去除裝置，1 噴出部由形成於承座底面之貫通孔與設置:該； t孔上且僅向單—方向開口之蓋部構成； 配置成前述氣體噴出部之開口部朝向聚合液 如申:專贱’丨至3項巾任—項之殘留單體去除裝 ^其中則述承座係在聚合液之流通方向上游侧及下游側 .又置有貞了且其至少下游側之職壁被配置成向 傾斜5〜45。之狀態。 如申凊專利範㈣1至4項巾任-項之姉單體去除裝 置’其係使用於聚乙鱗之製造步驟。 2聚乙稀醇樹脂之製造方法，其係至少具有： 水口步驟.聚合1種或2種以上之乙烯酯，或將乙烯酯及 可與之共聚合的其他單體予以共聚合； 其至少具有： 15/16 6. 201132658 去單體步驟：使有機溶劑氣體與得自該聚合步驟之聚合液 接觸，以去除未反應之單體； 4化步驟：將經去除未反應之單體的溶液，於含有前述有 機溶劑之溶劑中、鹼觸媒存在下予以皂化； 且前述去單體步驟係使用於塔本體内多層配置有閥承座之 殘留單體去除裝置，以將未反應之單體自聚合液予以去 除，該閥承座具備僅於與聚合液之流通方向正交之方向開 口、或朝向聚合液之流通方向下游側開口之複數個的氣體 喷出部。 7. 如申請專利範圍第6項之聚乙烯醇樹脂之製造方法，其中 前述有機溶劑係使用甲醇。 16/16 S