KR102543296B1 - Agitator for Batch Suspension Polymerization for Production of Vinyl Chloride Resin and Batch Suspension Polymerization Reactor Using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기 및 이를 이용한 회분식 현탁 중합반응기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 발열 반응 챔버 내부의 온도를 제어하면서 염화비닐계 중합 반응을 수행하는 회분식 발열 반응기에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 반응기의 제열을 담당하는 자켓(jacket), 배플(baffle), 리플럭스 콘덴서(reflux condenser) 장치 중, 리플럭스 콘덴서(reflux condenser)의 구조를 설계함으로써, 생산성을 향상할 수 있으며, 중합효율을 향상시키고자 하는 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a batch-type suspension polymerization stirrer for preparing vinyl chloride resin and a batch-type suspension polymerization reactor using the same. More specifically, it relates to a batch-type exothermic reactor in which a vinyl chloride-based polymerization reaction is performed while controlling the temperature inside the exothermic reaction chamber.
More specifically, productivity can be improved by designing the structure of the reflux condenser among the jacket, baffle, and reflux condenser devices responsible for removing heat from the reactor, It relates to an invention intended to improve polymerization efficiency.
Description
본 발명은 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기 및 이를 이용한 회분식 현탁 중합반응기에 관한 것이다. The present invention relates to a batch-type suspension polymerization stirrer for preparing vinyl chloride resin and a batch-type suspension polymerization reactor using the same.
구체적으로는 반응기 내부의 발열 온도를 제어하면서 염화비닐계 중합 반응을 수행하는 회분식 반응기에 관한 것이다.Specifically, it relates to a batch reactor in which a vinyl chloride-based polymerization reaction is performed while controlling an exothermic temperature inside the reactor.
더욱 구체적으로, 반응기의 제열을 담당하는 자켓(jacket), 배플(baffle), 리플럭스 콘덴서(reflux condenser) 장치 중, 리플럭스 콘덴서(reflux condenser)의 구조를 설계함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 중합효율을 향상시키고자 하는 발명에 관한 것이다.More specifically, productivity can be improved by designing the structure of the reflux condenser among the jacket, baffle, and reflux condenser devices responsible for removing heat from the reactor, It relates to an invention intended to improve polymerization efficiency.
염화비닐계 중합체는 현탁중합에 의한 배치반응으로 제조되는데, 염화비닐계 중합체의 생산성을 향상시키기 위해, 중합 반응기를 대형화하거나 또는 중합온도를 높여 중합 시간을 짧게 하는 방법을 주로 채택하고 하고 있다. Vinyl chloride-based polymers are prepared by batch reaction by suspension polymerization. In order to improve the productivity of vinyl chloride-based polymers, a method of shortening polymerization time by increasing a polymerization temperature or enlarging a polymerization reactor is mainly adopted.
그러나 중합 반응기를 대형화하는 경우 내부 농도 및 온도의 불균일이 발생하고, 중합온도는 높여 시간을 단축하면 반응열에 의해 발생하는 열을 잘 제거할 수 없어서 불량이 발생하는 등의 어느 방법을 채택하든지 열을 원할히 제거하기 어려운 문제가 있다. 상기의 문제를 해결하기 위하여 반응기에 리플럭스 콘덴서(reflux condenser)를 이용하여 제열함으로써 생산성 향상을 시도하고 있는데, 역시 반응기의 크기를 크게 함으로써 리플럭스 콘덴서의 크기를 증가하여야 하고, 반응온도를 올리는 경우도 상기 장치의 대형화를 해야하므로, 한계를 가질 수 밖에 없으며, 더구나 리플럭스 콘덴서를 사용시 콘덴서나 반응기 내부의 스케일의 발생문제 또한 심각해 질 수 밖에 없다. However, when the polymerization reactor is enlarged, the internal concentration and temperature are not uniform, and if the polymerization temperature is raised to shorten the time, the heat generated by the reaction cannot be removed well, resulting in defects. There are problems that are difficult to get rid of. In order to solve the above problem, an attempt is made to improve productivity by removing heat using a reflux condenser in the reactor. Since the size of the device must also be enlarged, it is inevitably limited, and moreover, when a reflux condenser is used, the problem of scale inside the condenser or reactor inevitably becomes serious.
상기와 같은 스케일의 발생을 방지하기 위하여 일본특허공개공보 제1991-212409호(1991.09.18) 등에는 스케일의 발생을 억제하기 위하여 반응기 상부에 소포제를 뿌리는 방법 등으로 스케일을 억제하고 있지만, 이물의 첨가에 해당하고, 제조되는 수지의 물성에 영향을 미치는 등의 문제가 있어서 이 또한 동일한 반응기에서 균일한 물성을 가지면서 생산성을 증가시키기에는 한계가 있다.In order to prevent the occurrence of scale as described above, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1991-212409 (1991.09.18) suppresses the scale by spraying an antifoaming agent on the top of the reactor to suppress the occurrence of scale, but foreign matter Corresponds to the addition of, and has problems such as affecting the physical properties of the resin to be produced, so there is a limit to increasing productivity while having uniform physical properties in the same reactor.
본 발명은 종래의 회분식 현탁중합에 의한 염화비닐계 중합체 생산 시, 동일 반응기에서 생산량을 증가시킬 경우, 예를 들면 좋게는 생산량을 30 %이상 증가시키더라도 반응기의 반응열에 의해 증가하는 최대발열량을 별도의 리플럭스 콘덴서(reflux condenser, RC) 의 크기를 그대로 하면서, 제열능력을 증가시킬 수 있고 또한 스케일의 발생을 최소화하는 새로운 형태의 교반기를 가지는 반응기를 제공하고자 하는 것이다.In the case of increasing the production amount in the same reactor during the production of vinyl chloride-based polymers by conventional batch suspension polymerization, the maximum calorific value increased by the reaction heat of the reactor, even if the production amount is preferably increased by 30% or more, is separately It is intended to provide a reactor having a new type of agitator capable of increasing the heat removal capacity and minimizing the occurrence of scale while maintaining the size of the reflux condenser (RC).
구체적으로는 리플럭스 콘덴서의 크기를 변경하지 않고도 단순히 일부 교반기의 형태를 변경시키고 또한 교반기의 위치를 특정함으로써, 생산성 향상, 열 제거능력 향상 및 스케일이 발생하지 않는 회분식 반응기를 제공하고자 하는 것이다.Specifically, it is intended to provide a batch reactor in which productivity is improved, heat removal capacity is improved, and scale does not occur by simply changing the shape of some agitators and specifying the location of the agitators without changing the size of the reflux condenser.
본 발명은 종래의 기술과 달리, 동일한 반응기를 이용하여 생산량을 증가시킬 경우, 리플럭스 콘덴서의 제열용량의 열세를 해결함으로써, 제열용량의 열세로 인하여 발생하는 반응기 내부의 농도 및 온도의 불균일성을 해소할 수 있는 새로운 교반기 및 이를 포함하는 반응시스템을 제공하고자 한다. Unlike the prior art, the present invention solves the inconsistency of concentration and temperature inside the reactor caused by the inferior heat removal capacity by solving the inferior heat removal capacity of the reflux condenser when the production volume is increased using the same reactor. It is intended to provide a new stirrer and a reaction system including the same.
또한 반응기 액상의 상부면에 발생하는 거품, 즉 폼(foam)을 방지하여 스케일이 발생하지 않도록 하면서 또한 이러한 발포에 의한 피쉬아이의 발생을 현저히 개선한 새로운 교반기 및 이를 포함하는 반응시스템을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a new stirrer and a reaction system including the same that significantly improves the occurrence of fisheye due to foaming while preventing scale from occurring by preventing bubbles, that is, foam, from occurring on the upper surface of the liquid phase of the reactor. .
또한 본 발명은 동일한 반응기에서 생산량을 30 %이상 증가시킬 수 있는 새로운 교반기를 가지는 반응시스템을 제공하는 것이며, 그러한 반응시스템을 가능하게 하는 교반기를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a reaction system having a new agitator capable of increasing production by 30% or more in the same reactor, and to provide an agitator that enables such a reaction system.
또한 본 발명은 동일 반응기에서 생산량을 30 %이상 증가시킬 경우라도, 반응열의 제어가 가능하고, 균질한 입자를 얻을 수 있는 교반기를 채택한 중합반응기를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a polymerization reactor employing an agitator capable of controlling the heat of reaction and obtaining homogeneous particles even when the production volume is increased by 30% or more in the same reactor.
또한 본 발명은 현탁 중합에 의한 염화비닐계 중합체의 제조방법에 있어서, 동일한 반응에서 단량체의 농도를 높여 생산성을 증가할 경우, 리플럭스 콘덴서의 제열량이 급격히 증가로 인하여, 반응기 내부의 온도와 농도의 불균일성이 높아져 품질불량, 피쉬아이 증가 등의 문제점을 해결하는 염화비닐수지 중합용 교반기의 설계에 관한 것이다.In addition, in the present invention, in the method for producing a vinyl chloride polymer by suspension polymerization, when productivity is increased by increasing the concentration of monomers in the same reaction, due to the rapid increase in the heat removal amount of the reflux condenser, the temperature and concentration inside the reactor It relates to the design of an agitator for polymerization of polyvinyl chloride resin, which solves problems such as poor quality and increased fisheye due to increased non-uniformity of
또한 현탁 중합에 의한 염화비닐계 중합체의 제조방법에 있어서, 동일한 반응에서 단량체의 농도를 높여 생산성을 증가할 경우, 가스상인 VCM(비닐클로라이드 단량체)의 선속도가 증가하여 폼(foam)이 반응기의 상부에 발생하여 리플럭스 콘덴서의 상부 스케일이 형성되는 등의 문제점을 해결하는 염화비닐수지(PVC) 중합 교반기의 설계에 관한 것이다.In addition, in the method for producing a vinyl chloride-based polymer by suspension polymerization, when productivity is increased by increasing the concentration of monomers in the same reaction, the linear velocity of VCM (vinyl chloride monomer) in the gaseous phase increases, so that foam forms in the reactor. It relates to the design of a polyvinyl chloride (PVC) polymerization stirrer that solves problems such as the formation of scale on the top of the reflux condenser.
즉, 본 발명은 동일한 중합기에서 생산량, 예를 들면 30%이상의 생산량을 증대 가능한 새로운 반응기 교반기를 갖는 현탁중합기를 제공하는 것이다.That is, the present invention provides a suspension polymerization machine having a new reactor agitator capable of increasing production yield, for example, 30% or more in the same polymerization reactor.
본 발명은 교반기의 설계에 따른 반응기 효율 분석을 통하여, 상업공장 규모에서 생산량 증대에 따른 리플럭스 콘텐서(RC) 열제거 효율을 증가시킬 수 있는 교반기 및 이를 가지는 중합반응기를 제공하는 것이다. The present invention is to provide an agitator capable of increasing the heat removal efficiency of a reflux condenser (RC) according to an increase in production on a commercial plant scale through an analysis of reactor efficiency according to the design of the agitator and a polymerization reactor having the same.
본 발명은 복수의 단을 가지는 피치트 패틀타입(Pitched Paddle Type)의 교반기로서, 각 단을 구성하는 임펠러의 틸트 각도를 조절하고 또한 반응기내의 유체의 계면과 최상단의 임펠러의 상부의 거리 및 반응기의 직경과의 비를 조절함으로써, 생산량을 증대하고, 그에 따라 반응기의 제열양이 증가하더라도 반응기 내부의 온도와 농도의 불균일도를 해소하고, 제조되는 중합체의 입도를 균일하게 하며, 또한 반응기 내부 또는 리플럭스 콘덴서 상부의 스케일을 방지할 수 있는 새로운 중합반응기에 관한 것이다.The present invention is a pitched paddle type agitator having a plurality of stages, adjusting the tilt angle of the impeller constituting each stage, and also controlling the distance between the fluid interface in the reactor and the top of the uppermost impeller and the reactor By adjusting the ratio with the diameter, the production volume is increased, and accordingly, even if the heat removal amount of the reactor is increased, the non-uniformity of the temperature and concentration inside the reactor is resolved, the particle size of the polymer produced is uniform, and the inside of the reactor or the ripple It relates to a new polymerization reactor capable of preventing scale on the top of the Lux condenser.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태는 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁중합반응기로서, 상기 중합반응기는 2단 이상의 임펠러를 가지는 패들타입 교반기를 가지며, 상기 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드의 각도(pitched angle)가 교반기 축에 대하여 5~20°로 형성되고, 최상단 임펠러를 제외한 하단 임펠러의 블레이드의 각도는 교반기 축에 대하여 0°로 수직방향으로 형성되고, 상기 교반기의 최상단 임펠러는 반응기 내 액상 계면 하부에 배치되어, 그 위치는 최상단 임펠러의 블레이드 상부와 반응기 내의 액상 계면과의 거리(t)가 반응기 직경(D)에 대하여 t/D가 0.22~0.3인 관계를 만족할 수 있는 위치에서 중합가능한 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기에 관한 것이다.One aspect of the present invention for solving the above problems is a batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin, wherein the polymerization reactor has a paddle-type agitator having two or more stages of impellers, and the agitator has a pitched angle of the blade of the top impeller ) is formed at 5 to 20 ° with respect to the axis of the agitator, and the angle of the blades of the lower impeller excluding the uppermost impeller is formed in the vertical direction at 0 ° with respect to the axis of the agitator, and the uppermost impeller of the agitator is at the bottom of the liquid phase interface in the reactor. Arranged, the position is the position where the distance (t) between the top of the blade of the uppermost impeller and the liquid phase interface in the reactor can satisfy the relation of t / D of 0.22 to 0.3 with respect to the diameter (D) of the reactor. It relates to a batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl resin.
즉, 교반기의 축에 대하여 2단 이상의 피치트패들타입 임팰러를 가지는 교반기에서 최상단 임펠러를 제외한 나머지 단부의 임펠러를 구성하는 블레이드(통상 3개의 블레이드를 가질 수 있다)의 각도를 0으로 할 때, 상기 최상단 임펠러를 구성하는 블레이드의 각도가 5~20°의 각도로 틸팅하여 형성시킨 것이다. That is, in an agitator having two or more pitched paddle-type impellers with respect to the axis of the agitator, the angle of the blades constituting the impellers of the remaining ends except for the uppermost impeller (usually may have three blades) is set to 0, It is formed by tilting the angle of the blade constituting the uppermost impeller at an angle of 5 to 20 °.
이때 상기 블레이드의 각도는 도 3에 도시된 바와 같이 교반기의 수직방향에 대하여 기울여지도록 형성된 각도를 의미한다.At this time, the angle of the blade means an angle formed to be inclined with respect to the vertical direction of the stirrer, as shown in FIG.
본 발명의 일 양태에서, 상기 중합반응기는 리플럭스 콘덴서를 구비하는 것이다. In one aspect of the present invention, the polymerization reactor is provided with a reflux condenser.
일 예로 상기에서 상기 블레이드의 각도가 20°라는 의미는, 교반기축에 형성되는 패들타입의 블래이드가 수직에 대하여 20° 경사지게 형성되어 있다는 의미이다.For example, the meaning that the angle of the blade is 20 ° above means that the paddle-type blade formed on the agitator shaft is formed inclined at 20 ° with respect to the vertical.
본 발명의 일 양태에서, 상기 중합반응기는 최상단의 임펠러를 형성하는 예를들면 3개의 블레이드가 교반기 축에 대하여 5~20°로 틸트되어 형성되고 나머지 단을 형성하는 임펠러의 블레이드는 교반기 축에 대하여 수직방향으로 형성되는 본 발명의 경우, 상기 블레이드가 교반기 축에 대하여 수직으로 형성된 것에 비하여 리플럭스 콘덴서의 상대 제열량비가 2배 이상의 효율을 가지는 것일 수 있다. In one aspect of the present invention, the polymerization reactor is formed by tilting, for example, three blades forming the uppermost impeller at 5 to 20 ° with respect to the agitator axis, and the blades of the impellers forming the remaining stages are formed with respect to the agitator axis In the case of the present invention formed in the vertical direction, the relative heat removal ratio of the reflux condenser may have twice or more efficiency compared to the case where the blades are formed vertically with respect to the agitator axis.
즉, 도 1과 같이 종래 폴리염화비닐수지의 배치형 현탁중합의 경우, 패들타입 교반기의 모든 블레이드들의 각도가 교반기의 축에 대하여 수직으로 동일한 각도로 형성된 것에 비하여, 도 2와 같이 본 발명은 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 교반기의 수직방향에 대하여 5~20° 기울여지도록 형성되도록 하면서, 동시에 상기 최상단 임펠러의 상부와 반응기 내의 액상 계면과의 거리(t)가 반응기 직경(D)에 대하여 특정한 비율로 형성되도록 함으로써, 리플럭스 콘덴서의 상대 제열량비가 2배 이상, 구체적으로 2배 내지 10배의 효율을 가지도록 할 수 있으며, 생산량을 30 % 이상 증가시키는 경우에도 반응기 상부에 폼이 형성되는 것을 방지할 수 있다.That is, in the case of conventional batch-type suspension polymerization of polyvinyl chloride resin as shown in FIG. 1, the angle of all blades of the paddle-type agitator is formed at the same angle perpendicular to the axis of the agitator, as shown in FIG. 2, the present invention is at the top While the angle of the blade of the impeller is formed to be inclined by 5 to 20° with respect to the vertical direction of the stirrer, at the same time, the distance (t) between the top of the uppermost impeller and the liquid phase interface in the reactor is at a specific ratio with respect to the diameter (D) of the reactor. By forming it, the relative heat removal ratio of the reflux condenser can be made to have an efficiency of 2 times or more, specifically 2 to 10 times, and foam is prevented from forming on the upper part of the reactor even when the production volume is increased by 30% or more. can do.
본 발명의 일 양태에서, 상기 교반기의 상기 최상부 블레이드의 각도가 5~20° 일 수 있고, 또한 5~15°인 것일 수도 있다.In one aspect of the present invention, the angle of the uppermost blade of the stirrer may be 5 to 20 °, and may also be 5 to 15 °.
본 발명의 또 다른 양태는 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합 방법으로서, 2단 이상의 Pitched Paddle Type Agitator(이하, 피치트 패들 타입 교반기 또는 패들 타입 교반기라고 표현한다)를 가지며, 상기 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드의 각도(pitched angle)가 5~20°로 틸트되어 형성되고, 상기 교반기의 최상부 블레이드와 반응기 내의 액상 계면과의 거리(t)가 반응기 직경(D)에 대하여 t/D가 0.22~0.3인 중합반응기에 반응 단량체를 투입하여 중합하는 단계를 포함하는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합기 및 이의 중합방법이다.Another aspect of the present invention is a batch suspension polymerization method for producing vinyl chloride resin, which has two or more pitched paddle type agitators (hereinafter referred to as pitched paddle type agitators or paddle type agitators), wherein the agitators are blades of the top impeller Polymerization in which the pitched angle is tilted at 5 to 20 °, and the distance (t) between the uppermost blade of the agitator and the liquid phase interface in the reactor is 0.22 to 0.3 with respect to the reactor diameter (D) and t / D A batch type suspension polymerizer for producing vinyl chloride resin and a polymerization method thereof, comprising the step of polymerizing by introducing reactive monomers into a reactor.
본 발명의 일 양태에서, 상기 중합반응기는 리플럭스 콘덴서에서 제열하여 반응기로 순환하도록 하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the polymerization reactor may be circulated to the reactor by removing heat in a reflux condenser.
본 발명의 일 양태에서, 상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 15~20°인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator may be 15 to 20 °.
본 발명의 일 양태에서, 상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator may be 5 to 15 °.
본 발명의 또 다른 양태는 자켓, 배플, 리플럭스콘덴서를 구비한 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁중합에 사용하는 교반기로서, 상기 교반기는 2단 이상의 패들타입의 임펠러를 가지는 패들 타입 교반기로서, 상기 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드의 각도(pitched angle)가 5~20°이고, 상기 최상단의 임펠러를 제외한 나머지 하단부의 임펠러의 블레이드들의 각도가 0°(즉, 축에 대하여 수직방향)인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is an agitator used for batch polymerization of polyvinyl chloride resin having a jacket, baffle, and reflux condenser, wherein the agitator is a paddle-type agitator having two or more stages of paddle-type impellers, wherein the agitator is Batch type suspension for producing polyvinyl chloride resin in which the pitched angle of the uppermost impeller blades is 5 to 20° and the angle of the blades of the lowermost impellers except for the uppermost impeller is 0° (that is, in the vertical direction with respect to the axis). It relates to an agitator for polymerization.
본 발명의 일 양태에서, 상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드 각도가 15~20°인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the blade angle of the uppermost impeller of the agitator may be 15 to 20 °.
본 발명의 일 양태에서, 상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드 각도가 5~15°인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the blade angle of the uppermost impeller of the agitator may be 5 to 15 °.
또한 본 발명은 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁중합에 사용하는 교반기로서, 상기 교반기는 2단 이상의 임펠러를 가지는 패들타입 교반기이며, 상기 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드 각도(pitched angle)가 교반기 축에 대하여 5~20°틸팅되고, 최상단 임펠러를 제외한 하단 임펠러의 블레이드들의 각도가 교반기 축에 대하여 0°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.In addition, the present invention is an agitator used in batch suspension polymerization for producing vinyl chloride resin, wherein the agitator is a paddle-type agitator having two or more stages of impellers, and the agitator has a pitched angle of the uppermost impeller with respect to the axis of the agitator. It may be a batch-type suspension polymerization agitator for producing polyvinyl chloride resin that is tilted by 20° and the angle of the blades of the lower impeller except for the uppermost impeller is 0° with respect to the axis of the agitator.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러 블레이드의 각도가 15~20°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.The agitator may be a batch-type suspension polymerization agitator for preparing a vinyl chloride resin in which an angle of an uppermost impeller blade of the agitator is 15 to 20 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.The agitator may be a batch type suspension polymerization agitator for preparing a vinyl chloride resin in which the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 5 to 15 °.
본 발명은 동일한 반응기를 이용하여 생산량을 증가시킬 경우, 리플럭스 콘덴서의 제열용량의 열세를 해결함으로써, 제열용량의 열세로 인하여 발생하는 반응기 내부의 농도 및 온도의 불균일성을 해소하고, 또한 반응기 액상의 상부면에 발생하는 폼을 방지하여 스케일이 발생하지 않도록 하면서 또한 이러한 발포에 의한 피쉬아이의 발생을 현저히 개선한 새로운 교반기 및 이를 포함하는 회분식 현탁 중합반응기를 제공할 수 있다.The present invention solves the inferiority of the heat removal capacity of the reflux condenser when the production is increased using the same reactor, thereby solving the non-uniformity of the concentration and temperature inside the reactor caused by the inferiority of the heat removal capacity, and also the liquid phase of the reactor It is possible to provide a new agitator that prevents scale from occurring by preventing foam from occurring on the upper surface and significantly improves the generation of fish eyes caused by such foaming, and a batch type suspension polymerization reactor including the same.
또한 본 발명은 동일한 반응기에서 생산성을 30%이상 증가시킬 수 있는 새로운 교반기를 가지는 반응시스템을 제공하는 것이며, 그러한 반응시스템을 가능하게 하는 교반기를 제공할 수 있으며 이로부터 반응열의 제어 및 균질한 입자를 얻을 수 있는 특정한 형태와 반응기와의 규격이 특정한 값을 갖는 교반기를 채택한 중합시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention is to provide a reaction system having a new agitator capable of increasing productivity by 30% or more in the same reactor, and to provide an agitator that enables such a reaction system, thereby controlling the reaction heat and producing homogeneous particles It is possible to provide a polymerization system employing an agitator having a specific value obtained in a specific form and a specific specification of a reactor.
본 발명은 동일한 중합기에서 생산량, 예를 들면 30%이상의 생산량을 증대 가능한 새로운 반응기 교반기를 갖는 회분식 현탁 중합반응기를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a batch type suspension polymerization reactor having a new reactor agitator capable of increasing the yield, for example, 30% or more in the same polymerization reactor.
따라서 본 발명은 복수의 단을 가지는 패들타입 교반기로서, 각 단의 틸트각도를 변경하고, 또한 반응기내의 유체의 계면과 상기 패틀타입교반기의 최상단 임펠러의 상부가 유체내에 잠기는 거리(t) 및 반응기의 직경(D)과의 비를 조절함으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present invention is a paddle-type agitator having a plurality of stages, the tilt angle of each stage is changed, and the interface of the fluid in the reactor and the top of the top impeller of the paddle-type agitator are immersed in the fluid The distance (t) and the reactor The present invention was completed by adjusting the ratio with the diameter (D).
따라서 상기 본 발명에 의해서 동일한 반응기 및 동일한 리플럭스 컨덴서를 사용함에도 생산량을 증대하고, 그에 따른 반응기의 제열량을 증가시켜 반응기 내부의 온도와 농도의 불균일도를 해소하고, 제조되는 중합체의 입도를 균일하게 하며, 또한 반응기 내부 또는 리플럭스 콘덴서 상부의 스케일을 방지할 수 있는 새로운 회분식 현탁 중합반응기에 관한 것이다.Therefore, according to the present invention, even though the same reactor and the same reflux condenser are used, the yield is increased, and the heat removal amount of the reactor is increased accordingly to solve the unevenness of the temperature and concentration inside the reactor, and the particle size of the polymer produced is uniform. It also relates to a new batch type suspension polymerization reactor capable of preventing scale inside the reactor or on the top of the reflux condenser.
도 1은 종래 반응기의 교반기를 나타낸다. (t/D=0.35, 모든 임펠러의 블레이드 각도는 모두 0°)
도 2는 본 발명의 교반기의 일 양태를 나타낸다. (t/D=0.22, 최상단 임펠러의 블레이드 각도는 교반기 축방향에 대하여 15°틸트 되고, 나머지 하단부의 임펠러의 블레이드 각도는 0°)
도 3은 상이한 틸트 각도를 가지는 최상단 패들타입 임펠러의 일 양태를 도시한 것이다.1 shows a stirrer of a conventional reactor. (t/D=0.35, all impeller blade angles are 0°)
2 shows one aspect of the agitator of the present invention. (t/D=0.22, the blade angle of the uppermost impeller is tilted by 15° with respect to the agitator axial direction, and the blade angle of the other lower impeller is 0°)
3 shows an aspect of an uppermost paddle-type impeller having different tilt angles.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for explaining the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. Terms used in the description in the present invention are merely to effectively describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Also, the singular forms used in the specification and appended claims may be intended to include the plural forms as well, unless the context dictates otherwise.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
상기 과제를 해결하기 위하여 많은 연구를 한 결과, 본 발명자들은 2단 이상의 임펠러를 가지는 피치드패들타입 교반기로서, 최상단 임펠러를 구성하는 블레이드의 각도(pitched angle)가 5~20°로 틸팅하여 형성하고, 나머지 하단의 임펠러의 블레이드는 교반기 축에 대하여 수직(0°)으로 형성되며, 상기 최상단 임펠러의 블레이드 상부와 반응기 내의 액상 계면과의 거리가 반응기 직경의 0.22~0.3로 액상계면 내부로 배치함으로써 상기 문제를 해결하였다.As a result of a lot of research to solve the above problems, the present inventors are a pitched paddle-type agitator having two or more stages of impellers, the pitched angle of the blade constituting the top impeller is formed by tilting at 5 to 20 ° , The blades of the impeller at the bottom are formed perpendicularly (0 °) to the axis of the stirrer, and the distance between the top of the blade of the top impeller and the liquid phase interface in the reactor is 0.22 to 0.3 of the diameter of the reactor and placed inside the liquid phase interface. I solved the problem.
즉, 본 발명은 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁중합반응기로서, 상기 중합반응기는 2단 이상의 임펠러를 가지는 패들타입 교반기를 가지며, 상기 교반기는 최상단 임펠러를 형성하는 통상 3개의 블레이드가 교반기 축에 대하여 각도(pitched angle)가 5~20°로 틸팅되어 형성되고, 동시에 상기 교반기의 최상단 임펠러의 블레이드 상부가 반응기 내의 액상 계면 하부에 배치하되, 배치 위치는 최상단 임펠러의 블레이드 상부와 액상 계면과의 거리(t)가 반응기 직경(D)에 대하여 t/D가 0.22~0.3인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기를 제공하는 경우 상기 문제를 해결할 수 있다.That is, the present invention is a batch-type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin, wherein the polymerization reactor has a paddle-type agitator having two or more stages of impellers, and the agitator has three blades forming the uppermost impeller at an angle with respect to the axis of the agitator ( pitched angle) is formed by tilting from 5 to 20 °, and at the same time, the top of the blade of the top impeller of the agitator is placed below the liquid phase interface in the reactor, but the placement position is the distance (t) between the top of the blade of the top impeller and the liquid interface The above problem can be solved when providing a batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin having a t/D of 0.22 to 0.3 with respect to the reactor diameter (D).
본 발명에서 상기 중합반응기는 리플럭스 콘덴서를 더 구비하는 것인 염화비닐제조용 회분식 현탁 중합반응기일 수 있다.In the present invention, the polymerization reactor may be a batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride further comprising a reflux condenser.
본 발명에서 상기 교반기의 상기 최상부 임펠러 블레이드의 각도가 15~20°이고, t/D가 0.22~0.30인 것인 염화비닐제조용 회분식 현탁 중합반응기일 수 있다.In the present invention, the angle of the uppermost impeller blade of the stirrer may be 15 to 20 °, and the batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride having a t / D of 0.22 to 0.30.
본 발명의 상기 중합반응기는 최상부의 블레이드의 각도가 0°일 때에 비하여 리플럭스 콘덴서의 상대 제열량비가 2배 이상의 효율을 가지는 것인 염화비닐제조용 회분식 현탁 중합반응기일 수 있다.The polymerization reactor of the present invention may be a batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride having an efficiency of at least twice the relative heat removal ratio of the reflux condenser compared to when the uppermost blade angle is 0°.
상기 중합반응기는 리플럭스 콘덴서에서 제열하여 반응기로 순환하도록 하는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합방법일 수 있다.The polymerization reactor may be a batch-type suspension polymerization method for producing vinyl chloride resin in which heat is removed in a reflux condenser and circulated to the reactor.
본 발명에서 상기 교반기의 상기 최상단 임펠러를 형성하는 블레이드의 각도가 15~20°이고 나머지 하단의 임펠러를 형성하는 블레이드 각도는 교반축과 수직인 0°로 교반기 축에 형성되고 , 상기에서 정의한 t/D가 0.22~0.30인 조건을 동시에 만족하는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합 반응기 및 이를 이용한 중합방법일 수 있다.In the present invention, the angle of the blades forming the uppermost impeller of the agitator is 15 to 20 °, and the angle of the blades forming the remaining lower impellers is formed on the agitator axis at 0 ° perpendicular to the agitation axis, t / defined above It may be a batch type suspension polymerization reactor for preparing vinyl chloride resin and a polymerization method using the same, which simultaneously satisfies the condition that D is 0.22 to 0.30.
또한 본 발명자들은 상기 규격의 교반기를 채택한 회분식 반응기를 사용함으로써, 30 %이상의 생산성의 향상을 가져올 수 있었으며, 반응기 내부의 온도편차, 농도편차를 최소화하여 균일한 현탁입자를 가지는 중합체를 제조할 수 있었다.In addition, the present inventors were able to improve productivity by more than 30% by using a batch reactor adopting the agitator of the above standard, and could produce a polymer having uniform suspended particles by minimizing temperature and concentration deviations inside the reactor. .
또한 상기 교반기를 변경하여 채택함으로써, 종래 교반기에 비하여 리플러스 콘덴서의 제열 효과를 향상시킬 수 있었으며, 중합반응기 내부의 이상온도 및 이상 농도의 분율을 최소화하였다.In addition, by changing and adopting the agitator, it was possible to improve the heat removal effect of the Replus condenser compared to the conventional agitator, and the fraction of abnormal temperature and abnormal concentration inside the polymerization reactor was minimized.
또한 본 발명은 상기 교반기를 가지며, 반응물을 담는 회분식 반응기 본체와, 상기 본체 상부에 형성된 리플럭스 콘덴서 및 상기 교반기를 구동하는 구동 모터를 포함한다. In addition, the present invention includes a batch reactor body having the agitator and containing a reactant, a reflux condenser formed on the upper portion of the body, and a drive motor for driving the agitator.
또한, 본 발명의 회분식 반응기는 반응물의 온도를 제어하기 위한 구성으로서 반응기 자켓과 배플 등을 포함할 수 있다. In addition, the batch reactor of the present invention may include a reactor jacket and a baffle as configurations for controlling the temperature of reactants.
또한 본 발명은 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁중합에 사용하는 교반기로서, 상기 교반기는 2단 이상의 임펠러를 가지는 패들타입 교반기이며, 상기 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드 각도(pitched angle)가 교반기 축에 대하여 5~20°틸팅되고, 최상단 임펠러를 제외한 하단 임펠러의 블레이드들의 각도가 교반기 축에 대하여 0°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.In addition, the present invention is an agitator used in batch suspension polymerization for producing vinyl chloride resin, wherein the agitator is a paddle-type agitator having two or more stages of impellers, and the agitator has a pitched angle of the uppermost impeller with respect to the axis of the agitator. It may be a batch-type suspension polymerization agitator for producing polyvinyl chloride resin that is tilted by 20° and the angle of the blades of the lower impeller except for the uppermost impeller is 0° with respect to the axis of the agitator.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러 블레이드의 각도가 15~20°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.The agitator may be a batch-type suspension polymerization agitator for preparing a vinyl chloride resin in which an angle of an uppermost impeller blade of the agitator is 15 to 20 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기일 수 있다.The agitator may be a batch type suspension polymerization agitator for preparing a vinyl chloride resin in which the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 5 to 15 °.
이하, 본 발명의 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be specifically described using the drawings of the present invention.
도 1은 종래 반응기의 교반기로서, 다단 임펠러를 가지는 패들타입교반기로서, 각단의 임펠러의 모든 블레이드 각도는 교반기의 축과 동일하게 수직으로 형성되어 있다.(교반기 축에 대하여 블레이드가 0°로 형성되어 있다)Figure 1 is a conventional reactor stirrer, a paddle-type stirrer having multi-stage impellers, and all blade angles of the impellers at each stage are formed vertically to be the same as the axis of the stirrer. (The blades are formed at 0° with respect to the stirrer axis there is)
구체적으로 최상단 임펠러의 블레이드(10)와 하단의 나머지 임펠러의 블레이드(20)들의 각도가 균일하게 축방향으로 수직으로 형성되어 있었다. Specifically, the angles of the
또한, 최상부의 블레이드(10)와 반응용액의 계면에서의 거리(t)와 반응기 직경(D)의 비, 즉, t/D가 0.35정도로서, 생산량을 증가하는 경우 균일한 교반이 이루어지지 않고 따라서 반응기의 리플럭스 콘덴서의 제열효과가 충분하지 못하며, 또한 중합용액의 온도편차, 농도편차가 발생하여 균일한 입자의 중합체가 제조되기 어렵다.In addition, when the ratio of the distance (t) at the interface between the
또한 중합용액의 계면에서 거품이 다량발생하여 거품이 상부에 동반하게 되면, 반응기 벽면 및 리플럭스 등에 스케일이 발생하는 등의 문제점이 발생하였다. In addition, when a large amount of bubbles are generated at the interface of the polymerization solution and the bubbles are accompanied to the top, problems such as scale generation on the walls of the reactor and reflux have occurred.
도 2는 본 발명의 일 양태의 교반기를 도시한 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따른 패들타입 교반기는 최상단 임펠러의 블레이드(10)의 각도가 하단의 나머지 블레이드(20)들의 각도에 비하여, 수직방향에 대해 5~20° 기울여서 형성된다. Figure 2 shows an agitator of one aspect of the present invention. As shown in Figure 2, the paddle-type agitator according to one aspect of the present invention is formed by tilting the angle of the
더욱 구체적으로 도 3에서 도시된 임펠러에 형성된 블레이드가 5~20°로 기울여서 형성될 수 있다.(10°와 20°만 도시 하고 있음)More specifically, the blades formed on the impeller shown in FIG. 3 may be inclined at 5 to 20 ° (only 10 ° and 20 ° are shown).
이와 같이, 최상단 임펠러의 블레이드 각도를 5~20°로 하고, 최상단 임펠러의 상부(10) 와 반응용액의 계면에서의 거리(t)와 반응기 직경(D)의 비, 즉, t/D를 0.22~0.30으로 조절하여 최상단 임펠러를 반용용액 내부로 배치함으로써, P/V(power/volume)값이 현저히 저하하고, 이상농도 부피비(%) 및 이상온도 부피비(%)가 또한 현저히 감소한다. 또한 리플럭스 콘덴서에 제열된 단량체가 반응기로 들어왔을 때, 온도나 농도의 편차가 현저히 감소하고, 또한 P/V가 저하됨에도 이상농도 및 이상온도 부피가 종래 교반기(비교예)에 비하여 우수한 효과를 나타내고 있음을 확인하였다.In this way, the blade angle of the uppermost impeller is 5 to 20 °, and the ratio of the distance (t) and the reactor diameter (D) at the interface between the
즉, 본 발명은 최상단 임펠러를 형성하는 블레이드의 각도를 교반기축에 대하여 5~20°로 틸팅하여 형성 하고, 동시에 최상단 임펠러를 반응용액 내에 배치하고, 그 배치 위치는 중합용액의 계면으로부터 최상단 임펠러의 블레이드 상단부까지의 거리(t)가 반응기 직경(D)에 대하여 그 비를 0.22~0.30으로 조절하여 특정함으로써, 리플럭스(reflux) 콘덴서에 의한 제열 효율을 향상시킬 수 있으며, 염화비닐계 중합체 제조 시의 중합 공정 생산성이 향상되고, 또한 스케일의 부착을 방지할 수 있고 얻어진 염화비닐계 중합체의 피쉬아이가 개선된다.That is, the present invention is formed by tilting the angle of the blade forming the top impeller at 5 to 20 ° with respect to the axis of the stirrer, and at the same time disposing the top impeller in the reaction solution, and the position of the top impeller from the interface of the polymerization solution By adjusting the ratio of the distance (t) to the upper end of the blade to the reactor diameter (D) to be 0.22 to 0.30, it is possible to improve the heat removal efficiency by the reflux condenser, and when manufacturing a vinyl chloride-based polymer The productivity of the polymerization process is improved, scale adhesion can be prevented, and the fish eye of the obtained vinyl chloride polymer is improved.
이는 종래의 생산성향상을 좋게는 30%이상 동일 반응기를 이용하여 증가시키는 것이 거의 불가능하였지만, 본 발명에서는 교반기의 설계를 변경함으로써, 동일한 리플럭스 콘덴서를 이용하고 동일한 사이즈의 중합반응기를 사용함에도 30%이상의 생산성을 향상할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.It is almost impossible to increase the conventional productivity improvement by using the same reactor by at least 30%, but in the present invention, by changing the design of the agitator, the same reflux condenser is used and the polymerization reactor of the same size is used. It was found that the above productivity could be improved, and the present invention was completed.
하기 표 1은 본 발명에 따르는 최상부 블레이드의 각도를 5~20°로 변경하였을 경우의 P/V ratio의 변화, 이상농도를 갖는 부피비(%), 이상온도를 가지는 반응용액의 부피 비(%) 및 리플러스 콘덴서의 제열 효율을 나타낸 것이다Table 1 below shows the change in P/V ratio when the angle of the uppermost blade is changed from 5 to 20 ° according to the present invention, the volume ratio (%) having an ideal concentration, and the volume ratio (%) of the reaction solution having an ideal temperature and the heat removal efficiency of the reflux condenser.
하기 표 1은 교반기블레이드 각도에 따른 단위부피당 동력비 및 농도/온도비균일도, RC제열량비를 나타낸 것이며, 이들의 측정 방법은 다음과 같이 측정하였다.Table 1 below shows the power ratio per unit volume, concentration/temperature non-uniformity, and RC heat removal ratio according to the angle of the stirrer blade, and their measurement method was measured as follows.
1) 이상농도 부피비 측정 방법 1) Method for measuring abnormal concentration volume ratio
FLUENT, ANSYS社 소프트웨어를 사용하여 측정하였다.It was measured using FLUENT, ANSYS software.
반응기내 유체의 평균 농도 측정, 반응기 내 유체의 농도 구배를 예측하고 그 중 앞서 측정한 평균 농도 대비 약 2% 이상의 농도 구배를 나타내는 해당 부피비를 측정 하여 반응기 전체 부피로 나누어서 측정하였다.Measure the average concentration of the fluid in the reactor, predict the concentration gradient of the fluid in the reactor, measure the corresponding volume ratio that represents a concentration gradient of about 2% or more compared to the average concentration measured previously, and divide it by the total volume of the reactor.
2) 이상온도 부피비 측정 방법2) How to measure volume ratio at abnormal temperature
FLUENT, ANSYS社 소프트웨어를 사용하여 측정하였다.It was measured using FLUENT, ANSYS software.
반응기내 유체의 평균 온도 측정, 반응기 내 유체의 온도 구배를 구간별로 예측(예를 들어, 1 ℃ 이상의 구배, 0.5 ℃ 이상의 구배, 0.2 ℃ 이상의 구배) 하고 그 중 앞서 측정한 평균 온도 대비 약 0.5 ℃ 이상의 온도 구배를 나타내는 해당 부피비를 측정 하여 반응기 전체 부피로 나누어 측정하였다.Measure the average temperature of the fluid in the reactor, predict the temperature gradient of the fluid in the reactor by section (for example, a gradient of 1 ° C or more, a gradient of 0.5 ° C or more, a gradient of 0.2 ° C or more) The corresponding volume ratio representing the above temperature gradient was measured and divided by the total volume of the reactor.
3) RC(reflux condenser) 제열량 측정 방법3) RC(reflux condenser) heat removal measurement method
반응기 전체 발열량으로부터 제열을 담당하는 구성 요소인 Reflux condenser와 cooling baffle이 담당하는 열량비를 계산하여 산출하였다.From the total calorific value of the reactor, the calorie ratio of the reflux condenser and the cooling baffle, which are components responsible for heat removal, was calculated and calculated.
4) P/V ratio 측정 방법4) P/V ratio measurement method
P = 2πτn (τ:토크, 예측값[Nm], n:rps,1/s), P의 단위는 Nm/s = Watt P = 2πτn (τ: torque, predicted value [Nm], n:rps,1/s), unit of P is Nm/s = Watt
V =반응유체가 차지하는 volume(m3)V = volume occupied by the reaction fluid (m 3 )
토크는 각 단의 임펠러에 걸리는 값을 측정하게 되며, 그 합을 유체의 전체 부피로 나누어 계산하였다.The torque is measured by the value applied to the impeller of each stage, and the sum was calculated by dividing the total volume of the fluid.
블레이드
각도(°)top
blade
angle (°)
부피비(%)abnormal concentration
Volume ratio (%)
부피비(%)abnormal temperature
Volume ratio (%)
(이상농도 부피비 : 반응기 내부의 평균단량체 농도 대비 2% 이상의 농도차를 가지는 단량체의 부피비,이상온도 부피비: 반응기 평균온도 대비 0.5 ℃이상 낮거나 높은 온도의 차이를 가지는 단량체 부피비)(Ideal concentration volume ratio: Volume ratio of monomers having a concentration difference of 2% or more compared to the average monomer concentration inside the reactor, Volume ratio of ideal temperature: Volume ratio of monomers having a temperature difference of 0.5 ℃ or more lower or higher than the average temperature of the reactor)
상기 표 1에서 보듯이 교반기의 최상부의 블레이드의 각도를 5~20°로 증가하는 경우, P/V Ratio의 값이 98에서 93으로 상대적으로 감소하였으며, 비교예 1과 같이 블레이드 각도가 0°(수직으로 서 있는 경우)의 100에 비하여 교반효율이 6~7% 상승하는 우수한 특성을 나타낸다, 또한 반응기 내부에 리플럭스 콘덴서에서 응축된 단량체가 승온된 상태의 반응기로 들어올 때, 일정 시점에서 이상농도 부피분율 및 이상온도 부피비가 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 감소하고 있어서 본 발명의 교반기를 이용하는 경우 반응기 내부의 이상 농도나 이상온도의 변화율에서 현저한 감소를 보이고, 또한 교반력에서도 우수한 특성을 보임을 나타낸다. 또한 제열 효과에서는 비교예 1에 비하여 본 발명의 제열효과는 2 배 이상의 효율을 가져 현저한 제열효과를 제공할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, when the angle of the blade at the top of the stirrer is increased from 5 to 20 °, the value of P / V Ratio is relatively decreased from 98 to 93, and as in Comparative Example 1, the blade angle is 0 ° ( When the monomer condensed in the reflux condenser inside the reactor enters the reactor in an elevated temperature, it has an abnormal concentration at a certain point in time Since the volume fraction and the abnormal temperature volume ratio are reduced compared to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when using the stirrer of the present invention, the change rate of the abnormal concentration or abnormal temperature inside the reactor shows a significant decrease, and also shows excellent characteristics in agitation power indicates In addition, in terms of the heat removal effect, it can be seen that the heat removal effect of the present invention has more than twice the efficiency compared to Comparative Example 1 and can provide a remarkable heat removal effect.
본 발명에서는 P/V비와 이상농도 부피비를 고려할 때, 15~20°의 각도가 더 선호될 수 있고, 별도로 기재하고 있지 않지만, 계면에서 폼 발생을 고려할 때, 5~15°, 더욱 바람직하게는 5~10°의 각도를 더 선호할 수 있다.In the present invention, when considering the P/V ratio and the ideal concentration volume ratio, an angle of 15 to 20 ° may be preferred, and although not separately described, when considering foam generation at the interface, an angle of 5 to 15 °, more preferably may prefer an angle of 5 to 10°.
또한 도 3에서는 최상단의 블레이드의 각도를 5~20° 변경한 패들타입 교반기를 예로서 보여주고 있다.In addition, in FIG. 3, a paddle-type stirrer in which the angle of the uppermost blade is changed by 5 to 20 ° is shown as an example.
하기 표 2는 본 발명의 상기 블레이드의 각도가 10°일 때의 계면과 최상단의 임펠러의 상부 블레이드 위치와의 거리(t) 및 반응기의 직경(D)의 비가 0.22~0.3일 때의 P/V ratio, 이상농도 부피비, 및 이상온도 부피비를 계산하여 수록한 것이다.Table 2 below shows P/V when the ratio of the distance (t) between the interface when the angle of the blade is 10° and the position of the upper blade of the uppermost impeller and the diameter (D) of the reactor is 0.22 to 0.3. ratio, ideal concentration volume ratio, and abnormal temperature volume ratio were calculated and recorded.
하기 표 2는 t/D에 따른 단위부피당 동력비 및 농도/온도 비균일도, RC제열량비를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the power ratio per unit volume, concentration/temperature non-uniformity, and RC heat removal ratio according to t/D.
부피비(%)abnormal concentration
Volume ratio (%)
부피비(%)abnormal temperature
Volume ratio (%)
상기 표 2에서 보듯이 본 발명의 t/D의 값을 0.22~0.3으로 변경하여 중합하는 경우, P/V Ratio에 있어서도 교반력이 더 우수하게 나타났으며, 이상농도 및 이상온도의 발생 또한 비교예 3에 비하여 현저히 감소함을 나타내었다.본 발명에 이용되는 중합 반응기로서는 리플럭스(reflux) 콘덴서를 부설한 중합 반응기이며 중합 반응조로서는 내용적 10 m3 이상, 특히 100 m3 이상의 내용적을 가지는 회분식 반응기 일 수 있다. As shown in Table 2, when polymerization was performed by changing the t / D value of the present invention to 0.22 to 0.3, the stirring power was better in P / V Ratio, and the occurrence of abnormal concentration and abnormal temperature was also compared The polymerization reactor used in the present invention is a polymerization reactor equipped with a reflux condenser, and the polymerization reactor is a batch type polymerization reactor having an internal volume of 10 m 3 or more, particularly 100 m 3 or more. can be a reactor.
또한 본 발명에서는 중합 반응기가 배플을 구비한 것이라도 좋으며, 또한 가열 냉각용 재킷을 구비하는 것도 가능하며 가열 냉각용 재킷으로서는 예를 들면 외부 재킷, 내부 재킷 등을 사용할 수 있다. In the present invention, the polymerization reactor may be provided with a baffle, and it is also possible to have a jacket for heating and cooling. As the jacket for heating and cooling, for example, an outer jacket or an inner jacket can be used.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by specific details and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .
Claims (12)
상기 현탁 중합반응기는 리플럭스 콘덴서를 더 구비하는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기.According to claim 1,
The suspension polymerization reactor is a batch-type suspension polymerization reactor for producing a vinyl chloride resin further comprising a reflux condenser.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 15~20°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기.According to claim 1,
Batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin in which the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 15 to 20 °.
상기 현탁 중합반응기는 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 0°일 때에 비하여 리플럭스 콘덴서의 상대 제열량비가 2배 이상의 효율을 가지는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기.According to claim 1,
The suspension polymerization reactor is a batch-type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin having an efficiency of at least twice the relative heat removal ratio of the reflux condenser compared to when the angle of the blade of the uppermost impeller is 0 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합반응기.According to claim 1,
Batch type suspension polymerization reactor for producing vinyl chloride resin in which the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 5 to 15 °.
상기 현탁 중합반응기는 리플럭스 콘덴서에서 제열하여 반응기로 순환하도록 하는 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합방법.According to claim 6,
The suspension polymerization reactor is a batch-type suspension polymerization method for producing vinyl chloride resin to remove heat from a reflux condenser and circulate it to the reactor.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 15~20°인 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합방법.According to claim 6,
Batch suspension polymerization method for producing vinyl chloride resin, wherein the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 15 to 20 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합방법.According to claim 6,
Batch suspension polymerization method for producing vinyl chloride resin, wherein the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 5 to 15 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러 블레이드의 각도가 15~20°인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기.According to claim 10,
An agitator for batch-type suspension polymerization for producing vinyl chloride resin, wherein the angle of the uppermost impeller blade of the agitator is 15 to 20 °.
상기 교반기의 상기 최상단 임펠러의 블레이드의 각도가 5~15°인 것인 염화비닐수지 제조용 회분식 현탁 중합용 교반기.According to claim 10,
Batch type suspension polymerization agitator for producing vinyl chloride resin, wherein the angle of the blade of the uppermost impeller of the agitator is 5 to 15 °.
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