KR0159299B1 - 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 1,2-디클로로에탄 존재하에서 염소화 파라핀을 반응시켜 염소화 파라핀을 제조하고, 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 교반시키면서 상기 1,2-디클로로에탄을 진공증발시킨 다음, 고온 공기를 상기 용액에 주입시켜 잔류 1,2-디클로로에탄을 제거시키는 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법에 관한 것이다.

Description

염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법

제1도는 본 발명의 일실시예에 따라 사용될 수 있는 용매의 분리 및 회수장치에 대한 개략도로서, 반응기 상단의 EDC 배출구에 환류냉각기와 진공펌프가 설치되어 있다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교반분리장치 2 : 스크류 믹서

3 : 교반기 4 : 유출 밸브

본 발명은 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법에 관한 것으로 좀더 상세히 설명하면, 용액(solution)법에 의해 염소화 파라핀 제조시, 용매로 사용한 염소화 탄화수소, 특히 1,2-디클로로에탄(EDC)을 간단한 방법으로 회수하여 1,2-디클로로에탄의 함량을 최소화시킨 염소화 파라핀을 분리하는 방법에 관한 것이다.

제조된 염소화 파라핀내에 잔여 용매 성분을 최소화하는 염소화 파라핀 용액에서 1,2-디클로로에탄 용매를 분리하는 방법에 관한 것이다.

염소화 파라핀은 난연제, 절삭유, 선박 방화도료 및 가소제 등에 사용되는 것으로 그 제조방법은 노말 파라핀(normal paraffin) 또는 파라핀 왁스(paraffin wax)를 염소와 반응시켜 염소화 파라핀을 제조하는데, 제조시 부산물로 염산이 생성된다. 염소화 파라핀 중 40% 염소화도까지는 용매를 사용하지 않고 반응시켜도 합성이 가능하나, 고염소화도의 경우, 특히 70% 이상의 염소화 파라핀은 용매의 사용이 필수적이다. 이에 따라 70% 이상의 염소화 파라핀의 제조에 있어서는 용매의 선택 및 합성 후 생성물내 포함된 용매의 분리 및 회수가 중요한 문제이다.

종래에 사용된 염소화 파라핀 제조 후 혼합물 중에 존재하는 용매의 분리방법은 전부 사염화탄소(CCl₄) 용매를 대상으로 한 공정들인데, 이에 관한 대표적 선행특허로 독일 특허 제 816,694호에서는 사염화탄소와 염소화 파라핀 용액에 펩탄 또는 부탄을 첨가하여, 염소화 파라핀을 석출하고 여과, 세척 및 건조하여 분리시키는 방법을 개시하고 있으며, 미합중국 특허 제 2,631,125호에서는 염소화 파라핀 용액을 높은 온도의 글리세린 또는 글리콜이 담긴 용기에 유입시켜 용매를 분리하는 방법을 개시하고 있고 독일 특허 제 945,389호에서는 사염화탄소/염소화 파라핀 용액을 물과 인산나트륨(sodium phosphate) 용액으로 세척한후, 수증기 증류(steam distillation)법에 의해 용매를 분리시키는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 분리공정들은 여러단계로 이루어져 장치비용이 증대되고 첨가제의 사용으로 인한 불순물의 포함이 불가피하며 한편, 첨가되는 물 성분은 염소화 파라핀의 안정성을 저해하는 원인이 된다. 또한, 상기 특허들의 분리방법은 염소화도가 70%를 넘는 고형 염소화 파라핀에 적용되며, 용액법에 의해 합성된 모든 범위의 염소화 파라핀에 적용이 불가능한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 용매로써 1,2-디클로로에탄(EDC)을 사용하여 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 제조한 후 이를 진공증발시킨 후 고온 공기와 접촉시켜 상기 용액에서 염소화 파라핀을 분리함으로써 염소화 파라핀의 안정성 저하에 영향을 미치는 불순물의 첨가를 최소화시키고 용액법에 의해 합성된 모든 염소화도 범위의 염소화 파라핀내 잔류용매의 함량을 최소화시키며 분리방법을 비교적 간단히 행하여 경제적인 효과를 얻는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법을 개발하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서 본 발명의 목적은 1,2-디클로로에탄(EDC)을 용매로 사용한 염소화 파라핀(CP) 제조공정에서 염소화 파라핀을 분리하는 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 1,2-디클로로에탄 존재하에서 염소화 파라핀을 반응시켜 염소화 파라핀을 제조하고, 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 교반시키면서 상기 1,2-디클로로에탄을 진공증발시킨 다음, 고온 공기를 상기 용액에 주입시켜 잔류 1,2-디클로로에탄을 제거시키는 것으로 이루어진다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

반응기에서 파라핀이 10-35 중량% 함유하도록 제조한 고점도의 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 교반분리장치에 유입시킨 후 1단계로 고온 오일을 이용하여 교반기 내부의 용액온도를 약 85∼120℃로 조절하고, 약 25-35 토르에서 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 약 1-10시간 동안 200-400 rpm으로 교반함으로써 용매인 1,2-디클로로에탄 약 95∼99 중량%를 기화시킨 다음, 환류냉각기(reflux condenser)를 이용하여 분리, 회수하고, 2단계로 약 85∼120℃, 약 3∼4kg/㎠ 압력의 고온 공기를 교반분리장치의 하부에 주입시켜 분리장치내의 용액 온도가 85∼120℃로 유지되도록 고온의 공기를 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액 1리터 당 0.3-10 리터/분 접촉시켜서 상기 용액으로부터 잔류 용매를 분리시켜 최종 용매함량이 0.1 중량% 이하인 염소화 파라핀을 제조한다. 그 다음, 염소화도가 70% 이상인 용융된 염소화 파라핀을 스크류믹서(screw mixer)를 사용하여 냉각, 이송 및 분쇄하고 입자 크기를 조절함으로써 제품을 생산한다.

제1도는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 용매로 사용된 1,2-디클로로에탄을 분리, 회수하여 비교적 순도가 높은 염소화 파라핀을 얻기 위한 분리장치의 개략도이다. 가열된 교반분리장치(1)에 반응기에서 합성된 고점도의 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액을 이송한 후, 상기 장치의 자켓에 고온 오일을 유입, 유출시켜 용액을 약 85-129℃로 가열하며, 반응기 상단의 EDC 배출구에 설치된 환류 냉각기(도시되지 않음)와 그 후단의 진공펌프(도시되지 않음)로 25-35 토르 정도의 진공도를 유지하면서 교반시켜 기화된 1,2-디클로로에탄을 환류 냉각기를 통하여 회수하고, 잔류 용매를 포함한 염소화 파라핀 용액에 고온 공기를 주입시켜 잔류 용매를 제거한 후 최종, 용매 함량이 0.1% 미만인 염소화 파라핀을 밸브(4)를 통하여 배출시킨다. 그 다음, 70% 이상인 염소화도의 고형 염소화 파라핀의 제조시 상기 혼합 분리 장치에서 배출된 용융 염소화 파라핀을 스크류 믹서(2)를 사용하여 이송, 냉각 및 분쇄시켜 필요한 입자크기 분포를 갖는 고형 염소화 파라핀을 얻는다.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 발명을 좀더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

파라핀이 30중량% 함유된 염소화도 70% 이상인 염소화 파라핀 1리터를 2리터 용량의 교반분리기로 이송한 후 100℃, 300rpm으로 진공도가 30토르 상태에서 4시간동안 교반함으로써 1,2-디클로로에탄을 기화 상태로 분리하여 환류 냉각기로 99% 회수하였다. 잔류 1,2-디클로로에탄을 회수하기 위하여 3kg/㎡, 100℃ 공기를 0.5시간 동안 상기 교반 분리기의 하부에 주입시켜, 잔류 1,2-디클로로에탄을 제거함으로써 용매의 최종함량이 0.1% 이하인 염소화 파라핀을 제조하였다. 그후, 용융 상태로 존재하는 염소화도 70% 이상인 염소화 파라핀을 스크류믹서를 사용하여 냉각, 이송 그리고 분쇄시킨 결과 다양한 형태의 제품을 얻을 수 있었으며 냉각된 염소화 파라핀에는 점성이 존재하지 않았다.

상기 실시예와 같이 먼저 진공증발시킨 후 고온 공기를 주입시켜서 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 용매로 사용된 1,2-디클로로에탄을 제거함으로써 염소화도가 70%인 고형 염소화 파라핀을 포함하여, 용액법에 의해 합성된 모든 염소화도 범위의 염소화 파라핀내에서 최종 잔류 용매를 최소화하고, 염소화 파라핀의 안정성 저하에 영향을 미치는 분순물의 첨가를 감소시키며, 또한 분리방법을 비교적 간단히 행하므로 투자비를 감소시킨다.

Claims (5)

1,2-디클로로에탄 존재하에서 염소화 파라핀을 반응시켜 염소화 파라핀을 제조하고, 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액으로부터 1,2-디클로로에탄을 진공증발시킨 다음, 고온 공기를 상기 용액에 주입시켜 염소화 파라핀에 잔류되어 있는 1,2-디클로로에탄을 제거시키는 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법.

제1항에 있어서, 상기 진공증발시 가열된 용액의 온도가 85-120℃이고, 진공도가 약 25-35 토르인 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공증발시 반응시간이 약 1-10시간인 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법.

제1항에 있어서, 상기 고온 공기가 85-120℃ 온도, 약 3-4kg/㎠ 압력으로 주입되는 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법.

제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 고온 공기로 용매분리시 용액의 온도를 85-120℃로 유비하며 용액과 상기 고온 공기를 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액 1리터 당 0.3-10 리터/분 접촉시키는 것을 특징으로 하는 염소화 파라핀/1,2-디클로로에탄 용액에서 염소화 파라핀의 분리방법.