KR0163294B1 - 고순도 디케텐의 새로운 정제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고순도 디케텐의 새로운 정제방법에 관한 것으로서, 본 발명은 구성된 크루드 디케텐으로부터 2기의 박막증발기와 1기의 증류탑을 이용하여 고순도 다이케텐을 연속적으로 얻는 방법에서, 상기 크루드 디케텐은 순수 무수초산과 함께 진공하의 1차 박막증발기로 유입시켜 상부로 다량의 저비점물질인 디케텐과 무수초산을 고비점 물질인 폴리머로부터 분리해 내고 진공하의 2차 박막증발기에서는 1차 박막증발기의 하부에서 나온것과 합하여 진공하에서의 증류탑의 상부로 유입하고 동시에 무수초산을 증류탑의 하단으로 유입시켜 증류탑의 상부로부터 고순도의 디케텐을 얻는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

Description

고순도 디케텐의 새로운 정제방법

제1도는 본 발명 방법을 실시하기 위한 주요부인 증류탑과 박막증발기의 일예를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 : 파이프 12 : 증류탑

13, 14 : 박막증발기 15, 16, 17 : 냉각기

18, 19 : 예열기

본 발명은 초산을 열분해하여 발생되는 케텐(ketene)가스를 증합하여 디케텐(diketene)을 만든 후 다량의 폴리머와 무수초산이 함유된 디케텐으로부터 고순도의 디케텐을 얻는 방법에 관한 것이다.

현재까지 알려진 고순도 디케텐의 정제방법에는 재결정법, 반응 및 추출방법, 2단계 연속 증류방법이 있다. 재결정법을 1차로 증류탑을 이용하여 얻는 디케텐을 용매와 함께 재결정시킨 후 서서히 녹이면서 고순도의 디케텐을 얻는 방법이다. 이 방법은 디케텐의 손실이 크며 용매를 회수하기 위한 추가장치가 필요한 단점이 있다. 반응 및 추출방법은 캐나다 특허공고 846162로서 1차로 증류탑에서 얻어진 디케텐 내에 5% 정도 존재하는 무수초산을 물과 반응시켜 초산으로 만든 후 미 초산을 물로 추출하여 고순도의 디케텐을 얻는 방법이다. 이 방법은 증류 후 추출단계의 장치가 추가로 필요한 단점을 가지고 있다. 2단계 연속 증류방법은 미국특허공보 5,370,774로서 2기의 박막증발기와 2기의 증류탑을 이용하여 고순도 디케텐과 무수초산을 얻는 공정을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 2기의 박막증발기와 1기의 증류탑을 사용하고 무수초산을 증류탑에 유입시킴으로써 디케텐의 손실이 가장 큰 재비기에서 디케텐의 체류량을 줄임으로써 디케텐의 손실을 최소화하면서 동시에 고순도의 디케텐을 얻는 공정으로서 미국특허공고 5,370,774와 다른 특징을 갖고 있다. 또한 크루드 디케인에 존재하는 폴리머를 증류탑 이전의 박막증발기에서 처리함으로써 증류탑의 재비기에 스케일이 형성되는 것을 방지하고 재비기에서의 열공급을 원활히 할 수 있다.

통상 케텐을 증합하여 얻는 크루드 디케텐은 디케텐 = 80∼86%, 무수초산 = 5∼13%, 폴리머 =7∼15%의 범위의 조성물을 갖는다. 이와 같이 많은 양의 폴리머를 함유한 크루드 디케텐을 박막증발기(13, 14)에서 일차 폴리머를 제거하지 않고 직접 증류탑으로 유입시키면 고온으로 유지되는 재비기에서 많은 양의 폴리머로 전환되며 이로 말미암아 재비기의 튜브 표면에 폴리머 슬러지가 축적되고 열효율이 저하됨과 동시에 장시간 운전후 슬러지와 탄화현상이 나타나 조업 중단 및 청소가 필연적이다. 따라서 박막증발기(13)와 박막증발기(14)를 통해 폴리머를 사전에 제거하는 것이 중요하다. 그리고 2기의 박막증발기에서 나온 조성물은 디케텐 85%, 무수초산 15%로서 무수초산의 양이 적기 때문에 디케텐이 재비기로 떨어지는 등 증류탑을 정상적으로 운전할 수 없으므로 증류탑의 하단에 일정량의 무수초산을 연속적으로 넣어 주어야 한다.

1차 박막증발기(13)와 2차 박막증발기(14)의 적용온도 및 압력은 디케텐의 손실이 최소로 되는 조건에서 압력범위는 절대압력 27∼230mbar, 바람직하게는 절대 압력 220mbar이다. 이때의 온도는 64∼90℃의 범위로서 절대압력 220mbar는 84℃이다. 증류탑(12)은 탑상부의 압력이 절대압력 27∼153mbar에서 운전되며 온도는 36∼80℃를 나타내고 일반적으로 70℃, 133mbar에서 운전된다. 본 발명의 구체적인 실시예는 다음과 같다.

[실시예]

디케텐 = 80.6%, 무수초산 = 4.8%, 폴리머 = 14.6%의 조성을 갖는 크루드 디케텐을 파이프(1)를 통해 시간당 1.683 part의 유량으로 1차 박막증발기(13)로 유입시킴과 동시에 98% 순도의 무수초산을 파이프(2)를 통해 시간당 0.135 part로 유입시킨다. 박막증발기(13)는 절대압력 220mbar의 진공으로 유지되며 박막증발기의 상부 파이프(2)에서 온도 84℃로 뽑아지는 1.391 part의 증기는 냉각기(15)에서 냉각되어 디케텐 = 86.4%, 무수초산 = 12.1%, 기타 = 1.4%의 조성을 갖는다. 박막증발기(13)의 하부에서는 0.421 part의 유속으로 디케텐 = 30.6%, 무수초산 9.7%, 폴리머 = 59.7%의 폴리머가 다량 함유된 물질을 얻는다. 이를 다시 압력 220mbar의 진공으로 유지되는 2차 박막증발기(14)로 유입시켜 상부온도 84℃로 0.157 part 의 디케텐 = 76.6%, 무수초산 = 19.5%, 기타 = 3.9%의 조성물을 냉각기(16)에서 얻고 하부로는 0.261 part 의 디케텐 = 9.0%, 무수초산 = 7.0%, 폴리머 = 83.9%의 물질을 얻게 된다.

1차 박막증발기(13)와 2차 박막증발기(14)의 상부에서 나오는 물질은 다시 파이프(4)와 예열기(18)를 거쳐 상부압력 134mbar, 70℃의 증류탑(12)으로 유입된다. 한편, 파이프(9)를 통해 순도 98%의 무수초산을 증류탑(12)의 하부에 공급한다. 증류탑(12)의 상부에서는 파이프(7)를 통해 디케텐 = 99.4%, 무수초산 = 0.2, 기타 = 0.4의 고순도 디케텐을 얻고, 하부에서는 파이프(10)를 통해 디케텐 = 2.63%, 무수초산 = 94.2%, 기타 = 3.2%의 조성을 얻는다. 파이프(10)를 통해 얻은 물질은 다시 2차 박막증발기(14)의 하부에서 나온 물질과 혼합되어 파이프(11)를 통해 후처리공정으로 보내지는데 여기에서는 슬러지에 남아있는 디케텐과 폴리머의 활성을 없애기 위해 초산으로 처리, 비활성 시킨다.

Claims (5)

1. 초산의 열분해시 발생되는 케텐을 중합하여 얻으나 디케텐, 무수초산, 폴리머로 구성된 크루드 디케텐으로부터 2기의 박막증발기와 1기의 증류탑을 이용하여 고순도 다이케텐을 연속적으로 얻는 방법에 있어서, 초산의 열분해시 발생되는 케텐을 중합하여 얻은 디케텐, 무수초산, 폴리머로 구성된 크루드 디케텐으로부터 2기의 박막증발기와 1기의 증류탑을 이용하여 고순도 다이케텐을 연속적으로 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 크루드 디케텐은 순수 무수초산과 함께 진공하의 1차 박막증발기로 유입시켜 상부로 다량의 저비점물질인 디케텐과 무수초산을 고비점 물질인 폴리머로부터 분리해 내고 진공하의 2차 박막증발기에서는 1차 박막증발기의 하부에서 나온 물질 내에 존재하는 디케텐과 무수초산을 회수하여 1차 박막증발기의 하부에서 나온 것과 합하여 진공하의 증류탑의 상부로 유입하고 동시에 무수초산을 증류탑의 하단으로 유입시켜 증류탑의 상부로부터 고순도의 디케텐을 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서 1, 2차 박막증발기의 압력이 절대압력 27∼230mbar이거나 이때의 1, 2차 박막증발기의 온도가 64∼90℃임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 증류탑 상부의 압력이 절대압력 27∼153mbar이거나 이때의 증류탑 상부의 온도가 36∼80℃임을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 고순도의 디케텐을 얻기 위해 박막증박기 혹은 증류탑 하부에 무수초산을 넣는 것을 특징으로 하는 방법.