管型反応器における溶媒を添加したスチレン重合反応の実験およびシミュレーションによる評価 Experiment and Numerical Simulation on the Effect of Solvent on Styrene Polymerization Process Using a Laminar Tubular Reactor

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抄録

ポリマー重合反応に及ぼす溶媒の影響について, 反応器内の物性や転化率の不均一性を考慮した検討を行った.実験では, 壁面を加熱した鉛直円管型の反応器にスチレンモノマー, 溶媒, 重合開始剤を混合した原料を層流で流し, 出口でのポリマー転化率を測定した.その結果, 重合開始剤を含んだ120℃以下での重合反応では, 開始剤を含まない場合と比較して溶媒添加による転化率の低下の割合が小さくなることがわかった.また, 反応器内の液の物性の温度や転化率などに対する依存性および重合反応による発熱を考慮して, 反応を伴う流動・伝熱・物質輸送の数値計算を行うことで, 実験値の傾向がよく説明された.この計算結果から, 溶媒の添加により反応器内の流動状態が変化して, スチレンの滞留時間と転化率の分布に変化が生じることが示された.このことより, 溶媒添加の影響を解析するためには, 反応器内の分布を考慮した輸送現象の評価が重要であることがわかった.

The effects of addition of solvent on a polymerization reaction process were investigated taking into consideration temperature distribution, physical properties and conversion in the reactor. In the experiments, a mixture of styrene monomer, solvent and initiator for the reaction was fed into a vertically-standing tubular reactor equipped with electrical furnaces to measure the polymer conversion at the reactor outlet. When the initiator was added, the decrease in the conversion caused by the addition of the solvent was smaller than the case in which no initiator was added. The measured dependences of the conversion on experimental conditions were explained well by numerical simulations for momentum, heat and mass transfer accompanied by the polymerization reaction, which took account both for the change in the physical properties with temperature and conversion, and for the heat production by the polymerization reaction. The simulation results showed that the addition of the solvent caused the distributions of axial velocity and viscosity to be smaller. The results also indicated that such a change in the flow field in the reactor led to a change in the distributions in residence time and conversion of styrene in the reactor, which suggested the importance of considering the transport phenomena in a reactor for evaluating the effects of solvent on a polymerization reaction process.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(6), 796-803, 1997-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  14件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002768251
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4334851
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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