[发明专利]工业蒸发装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的工业蒸发装置。更具体地是，涉及一种使在液体中含有比该液体沸点低的物质的液体沿着自身没有加热源的导向器的外部表面向下流，在此期间使该低沸点物质蒸发的装置。

背景技术

作为用于蒸发除去液体中的挥发成分和/或低沸点成分，并浓缩该液体的工业蒸发装置，已知有多种装置。例如，在第6版化学工学便覧(参照非专利文献1：第6版，化学工学便覧，403～405页，化学工学会编，1999年)中，记载有浸没燃烧方式、自然循环式浸管型、自然循环式水平管型、垂直短管型、垂直长管上升膜型、水平管下降膜型、垂直长管下降膜型、强制循环式水平管型、强制循环式垂直管型、线圈型、搅拌膜型、离心式薄膜型、平板型、以及闪蒸方式。在这些工业蒸发装置中，使液体从上方向下流的方式，有水平管下降膜型、垂直长管下降膜型、强制循环式水平管型、强制循环式垂直管型、和搅拌膜型，并且除搅拌膜型外，都是与多管圆筒型热交换器同样的形式。搅拌膜型是，在外套加热的圆筒形或圆锥形传热面内使刮板旋转，并在传热面上形成液膜的同时刮取该液膜，并且一边试图使蒸发均匀化和促进传热，一边进行蒸发浓缩的方式。另外，热交换器型的水平管下降膜型、强制循环式水平管型是，一边在水平设置的管外面以液膜状态流动液体，一边进行蒸发浓缩的方式，并且管自身通过在内部流动的水蒸气、热介质等加热媒介进行加热。

从液体流动来看，最接近于本发明类型的工业蒸发装置是垂直长管下降膜型、强制循环式垂直管型，它们是使液体在垂直设置的管内以膜状下降的期间进行蒸发浓缩的方式，而不是本发明的沿导向器的外部表面向下流的方式，并且液体在管中向下流的管自身由在管外部(主体)流动的加热媒介进行加热，因此与本发明这样的自身没有加热源的导向器是不同的。

另外，还已知有一边将聚合物等熔融物从多孔板以条状或丝状挤出到蒸发区域中，并自由下落，一边使聚合物熔融物蒸发浓缩的条状物蒸发器(strand evaporator)(参照专利文献1：美国专利第3110547号说明书；专利文献2：特公昭30-2164号公报)。但是，条状物蒸发器具有这样的缺点，即，由于使要浓缩的液体自由下落，因此在蒸发区域中的滞留时间短，所以蒸发效率差，并且在蒸发区域中条状或丝状物横向摇动，容易互相融合，难以连续稳定操作等。还提出了一边使单体混合物、预聚物沿着线状支持体流下，一边制造聚酰胺、聚酯等的装置(例如，参照专利文献3：美国专利第3044993号说明书；专利文献4：特公昭48-8355号公报；专利文献5：特开昭53-17569号公报；专利文献6：特开昭60-44527号公报；专利文献7：特开昭61-207429号公报)。进一步，提出了在蒸发区域中设置环状引线，并且一边使高粘度聚合物融熔液沿着该线圈流下，一边进行蒸发浓缩或排气的装置，记载了其用于聚碳酸酯溶液或熔融物的蒸发浓缩和排气是特别有利的(参照专利文献8：特表2004-516172号公报)，该方法与本发明者们已经提出的一边使熔融聚合原料沿着引线、有孔面状导向器流下，一边聚合来制造聚碳酸酯的方法及装置(参照专利文献9：国际公开第99/36457号)实质上相同。然而，在这种具有引线或有孔面状导向器的装置中，目前仍没有涉及可以使蒸发处理的液体为每小时1吨以上的工业规模，长时间稳定地实施蒸发操作的装置的规模和使用的具体公开和教导。

进而，在现有的蒸发装置中，对于为了避免因一部分液体长时间滞留而产生的着色、凝胶化、交联化、超高分子量化、固化、焦化、炭化等变性所采取的方法也没有记载。本发明者首次发现特别是在从粘度较高的液体中蒸发低沸点物质的蒸发装置中，如果长时间连续运行，产生这种变性，则该变性物一点一点地或在某一时期集中地被混合至浓缩的液体中，从而产生着色、混入固体异物，这对聚合物等浓缩制品来说是致命的问题。

然而，可以明确的是，对于这种基于长时间运行而产生的变性，在现有的蒸发装置中完全没有被考虑。例如，根据涉及使用线状支持体的蒸发装置的专利文献5的图1，可知聚合物长时间滞留在多孔板的孔部与中空体内部侧壁面之间并被加热，即存在很多所谓“死角”，并且完全没有为了减少该“死角”所作出的努力等。因此，由于从高粘度物供给口(7)所供给的高粘度物长期滞留在多孔板(3)与中空体内部侧壁面之间的“死角”中，因此必然产生上述问题。另外，甚至在最近提出的专利文献8中，也完全没有减少分配管3(图2)和向多孔板供给的供给区域(图3a)中的“死角”的方法。

发明内容