KR100231644B1 - 네오펜틸글리콜의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1) 이소부틸 알데히드와 메탄올 함량이 0.1 내지 15 중량%인 포름 알데히드 수용액으로부터 3차 알킬 아민을 촉매로 사용하여 하이드록시피브알데히드(HPA)가 함유된 알돌축합 반응 생성물을 얻는 단계; 2) 상기 알돌축합 반응 생성물로부터 옥탄올을 사용하여 상기 HPA를 추출한 다음 추출된 HPA로부터 트리에틸아민과 이소부틸알데히드를 포함하는 저비점물질을 증류하여 제거하는 단계; 3) 분리된 HPA를 니켈 촉매하에서 기·액 반응기에서 수소화 반응시켜 조 네오펜틸글리콜(NPG)을 제조하고, 이 때 생성물인 조 NPG의 일부를 펌프로 순환시키고 반응기 입구에서 노즐을 통해 분사시켜 수소화반응물로 재사용하는 단계; 및 4) 물을 사용하여 상기 조 네오펜틸글리콜을 추출한 다음 증류하여 정제하는 단계를 포함하는 네오펜틸글리콜의 제조 방법을 제공하며, 본 발명의 방법에 의해 고순도의 NPG를 용이하게 제조할 수 있다.

Description

네오펜틸글리콜의 제조 방법(PROCESS FOR THE PREPARATION OF NEOPENTYLGLYCOL)

본 발명은 네오펜틸글리콜(2,2-디메틸-1,3-디하이드록시프로판, 이하 NPG로 약칭함)을 연속적으로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 이소부틸 알데히드와 포름 알데히드를 트리알킬아민과 같은 3차 아민을 촉매로 사용하여 축합반응을 수행하여 하이드록시피브알데히드(이하 HPA로 약칭함)를 수득하고, 이어서 니켈 촉매하에서 슬러리상으로 수소화 반응을 수행하여 NPG를 제조하는 방법에 관한 것이다.

NPG는 융점이 130℃ 내지 131℃인 백색 결정 물질로서, 불포화 에스테르의 여러 혼합물을 만들어 알키드 수지등 각종 플라스틱의 분체 도료, 합성 윤활유, 가소제, 섬유 가공제 등의 원료로서 산업상 광범위하게 이용된다. 따라서, 공업적으로 중요한 중간체의 하나로 NPG를 경제적인 방법으로 생산하기 위한 연구 노력이 지속적으로 수행되어 왔다.

NPG는 하기 반응식 1에서와 같이 이소부틸 알데히드와 포름 알데히드가 알돌축합반응하여 생성된 조 HPA를 수소화 반응시킴으로써 생성된다:

이소부틸 알데히드와 포름 알데히드의 상기 알돌 축합 반응에서는 촉매로서 종래에는 알칼리 수산화물, 알칼리 카보네이트와 같은 알칼리 금속 화합물을 사용하였다. 그러나, 탄산나트륨과 같은 촉매를 사용할 때 다량의 유기산염이 생성되며, 이들은 반응 부산물로서 분리 및 처리에 문제가 있다.

미합중국 특허 제 3,808,280 호에서는 알돌축합 반응에 있어서, 유용한 촉매로 3차 아민을 사용하였다. 3차 아민에 의한 알돌축합 반응은 HPA의 수율을 높여 주지만, 이들 3차 아민과 반응 혼합물중 유기산이 반응하여 생성된 3차 아민염은 라니 니켈과 같은 수소화 촉매를 비활성화시키며, 고온에서 HPA의 분해반응을 일으켜 NPG의 수율 저하와 촉매 피독의 직접적인 원인이 된다.

알돌축합 반응시에는 주요 부산물로서 이소부틸 알독산이나, NPG-이소부티레이트 등이 생성되며, 이들은 수소화 반응에 의해 이소부탄올이나 트리메틸펜탄디올(2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 이하 TMPD로 약칭함)과 같은 부산물이 된다. 이들은 NPG와 끓는점이 유사하여 증류에 의해 분리하기가 대단히 어렵다.

미합중국 특허 제 4,885,515 호에서는 알돌축합 반응물에서 트리에틸아민 촉매를 분리하지 않고서 직접 망간이 함유된 구리 크로마이트 촉매를 이용하여 수소화하였다. 그러나 이러한 수소화 촉매 반응기는 고온, 고압을 사용하므로써 높은 장치비와 촉매의 비활성화에 따른 촉매 교체등 상업화에 있어서 불리한 점을 가지고 있다.

미합중국 특허 제 4,851,592 호에서는 이러한 수소화 반응을 라니 니켈을 사용하여 슬러리 상태의 반응으로 가스 스파져 반응기를 이용하였다. 그러나, 조 HPA를 직접 수소화 반응기에 투입하여 수소화 반응을 수행하므로써 반응물중에 포함된 3차 아민의 유기산 염이나 미반응 물질에 의한 촉매 피독이 심하여 장시간 운전하는데 문제점이 있는 것으로 나타났다.

그러므로, 부반응물의 생성을 억제하고, 높은 수율을 얻기 위해서는 수소화 반응의 전단계에서 촉매 피독의 원인이 되는 유기산염이나, 잔여 알돌 축합 촉매 및 미반응 물질등을 제거하여 주어야 한다. 아울러 NPG의 수율을 극대화하고, 부반응물을 최소화하는 공정이 바람직하다.

또한 종래의 알돌축합 반응에 있어서, 반응물인 포름 알데히드의 경우 메탄올이 8-15 % 포함된 수용액을 사용함으로써 반응후 메탄올이 폐수와 함께 배출되어, 이를 제어하기 위한 별도의 메탄올 분리 증류공정이 필요하였다. 따라서 공정이 복잡하고 장치비가 과다해지는 단점이 있었다.

수소화 반응에 의한 조 NPG로부터 정제된 NPG를 얻기 위하여는 효율적인 정제과정이 필요하다. 수소화 반응물인 조 NPG에는 TMPD, 하이드록시피발릭산 NPG 에스테르(이하에서는, HPNE로 약칭함)등이 포함되어 있다.

HPNE는 알돌축합 반응 생성물인 HPA가 티쉬첸코(Tishchenko) 반응하여 생성되며, 수소화 반응에서는 제거되지 않으며, 수산화나트륨에 의한 비누화 반응에 의해 NPG로 전환될 수 있다.

HPNE 와 TMPD는 NPG와 매우 유사한 비점을 가지므로, 단순 증류에 의해서는 분리가 불가능하며, HPNE는 반응 혼합물을 증류할 때 불안정하고 NPG의 수율 저하를 가져오기 때문에, 상업적으로 수산화나트륨을 첨가하여 비누화 반응에 의해 NPG로 전환한다. 그러나 비누화 반응에 의해 생성된 HPA나 다른 유기산의 나트륨염은 140℃ 이상의 고온에서 NPG의 분해 반응을 촉진시키므로 증류 공정이 제약을 받는다. 또한 비누화 반응시 비휘발성 나트륨염으로 전환되지 않는 TMPD는 제거가 불가능하다.

조 NPG로부터 NPG를 정제하는 방법으로 여러가지 방법이 제안되었다. 예를 들면 용매를 사용하여 추출하는 방법, 진공 증류 및 결정화법 등이 제안되었다. 그러나, 이러한 방법들은 상업화하는데 불충분한 점을 갖고 있다.

미합중국 특허 제 2,895,996 호에서는 비누화 반응을 통한 조 NPG를 증기 승화시켜 고순도의 NPG를 얻는 방법을 제안하였다. 여기에서는 나트륨염에 의한 NPG의 분해를 막기 위하여 증류 온도를 70℃ 내지 140℃로 제한하였고, 따라서 승화 장치 상단의 온도가 낮음으로 인하여 비경제적이었다.

미합중국 특허 제 4,935,555 호에서는 박막 진공 증류 장치를 이용하여 NPG를 증류하는 방안을 제시하였다. 그러나, 이를 상업화하는데 있어서는, 과다한 장치 비용 등으로 비경제적이며, NPG가 부반응물과 증류 잔류물로 인해 회수율이 저하되고, 비누화 반응시 염으로 전환되지 않는 TMPD는 분리가 불가능하여 순도를 저하시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 NPG를 연속적으로 고수율과 고순도로 간단하고 경제적인 방법으로 제조하는데 있다.

도 1은 본 발명의 네오펜틸글리콜을 연속 제조하기 위한 배관을 도시한 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1-3, 5, 7, 8, 9, 11, 14, 16, 17, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29, 31, 32, 34, 35,

37, 38, 39 : 배관

4 : 알돌축합 반응기 12, 15, 26, 33 : 증류탑

6, 10, 30 : 추출정치조 18 : 수소화 반응기

20 : 비누화 반응기 22 : 추출 장치

36 : 플레이커

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 1) 이소부틸 알데히드와 메탄올 함량이 0.1 내지 15 중량%인 포름 알데히드 수용액으로부터 3차 알킬 아민을 촉매로 사용하여 하이드록시피브알데히드(HPA)가 함유된 알돌축합 반응 생성물을 얻는 단계; 2) 상기 알돌축합 반응 생성물로부터 옥탄올을 사용하여 상기 HPA를 추출한 다음 추출된 HPA로부터 트리에틸아민과 이소부틸알데히드를 포함하는 저비점물질을 증류하여 제거하는 단계; 3) 분리된 HPA를 니켈 촉매하에서 기·액 반응기에서 수소화 반응시켜 조 네오펜틸글리콜(NPG)을 제조하고, 이때 생성물인 조 NPG의 일부를 펌프로 순환시키고 반응기 입구에서 노즐을 통해 분사시켜 수소화반응물로 재사용하는 단계; 및 4) 물을 사용하여 상기 조 네오펜틸글리콜을 추출한 다음 증류하여 정제하는 단계를 포함하는 네오펜틸글리콜의 제조 방법을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 이소부틸알데히드와 메탄올 함량이 0.1 내지 15 중량%인 포름알데히드 수용액을 3 차 알킬, 예를 들면 트리에틸아민 촉매 존재하에 알돌축합반응시켜 하이드록시피브알데히드(HPA)를 제조한다. 알돌축합 반응 온도는 70℃ 내지 90℃가 적당하며, 반응물의 체류 시간은 1 내지 3 시간 정도가 적당하다.

상기에서 얻은 HPA 함유 알돌축합 반응생성물에 옥탄올을 혼합하여 HPA를 유기층으로 추출하고, 추출된 HPA로부터 저비점물질인 이소부틸알데히드, 트리에틸아민 및 물 등을 증류시켜 제거한다. 이로써 촉매 피독의 원인이 되는 트리에틸아민 염 및 포름알데히드를 제거할 수 있으므로 HPA의 수소화 반응을 안정적으로 연속 운전할 수 있다.

사용되는 옥탄올은 HPA 중량에 대하여 0.3 내지 4배가 적절하다. 옥탄올과 함께, 알돌축합반응물중 HPA 중량에 대해 1 내지 2 배의 물을 첨가하여 추출하면 수용성 부반응물인 유기산, 트리에틸아민의 유기산염 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 이 때 물을 첨가하여 추출시 물층에 포함된 HPA는 물층에 대해 0.3 내지 1.5 배의 i-BAL을 첨가하여 추출하여 알돌축합반응기로 회수할 수 있다.

분리된 HPA를 니켈 촉매하에서 기·액 반응기내에서 수소화반응시켜 조 네오펜틸글리콜을 제조하게 된다. 수소화 반응은 수소 압력 100 내지 1500 psig 및 반응 온도 120℃ 내지 180℃에서 행해진다. 라니 니켈 촉매로서 Ni 85%, Al 12%, Mo 1 내지 4%, Fe 0.8%의 조성을 가지며 HPA 중량에 대해 2 내지 10 중량%를 사용한다. 또한 수소화반응은 순환식 슬러리 반응기를 사용하여 생성물의 일부를 반응물로 재사용한다. 반응물로 재순환되는 생성물의 일부는 빠른 속도로 펌프를 통해 재순환되고 기체인 수소와 액체 상태인 반응물의 접촉효율을 증대시키기 위해 반응물이 유입되는 반응기의 윗부분에 노즐을 설치하여 기액반응의 효율을 증대시킬 수 있다.

수소화 반응후 생성된 조 NPG는 비누화반응시켜 조 NPG중에 포함된 HPNE를 NaOH와 같은 알칼리와 반응시켜 NPG로 회수한다.

비누화 반응을 거친 NPG에 0.5 내지 4 배, 바람직하게는 1 내지 1.5 배의 물을 공급하여 NPG를 물층으로 추출한 다음, 물과 NPG를 공비증발시켜 고비점물질인 유기산염을 제거한 다음 다시 증류시켜 NPG 제품을 얻는다. 얻은 NPG 제품은 플레이커를 사용하여 플레이크상 제품으로 만들 수도 있다.

NPG를 증류하고 남은 고비점물질에 옥탄올을 가하여 추출함으로써 NPG를 회수하고 물층은 폐수처리한다. 알돌축합반응의 원료인 포름알데히드 수용액의 메탄올 함량이 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%인 것을 사용함으로써 폐수로 배출되는 물에 포함된 메탄올량이 최소량으로 되어 별도의 메탄올 증류 공정이 필요없게되어 경제적이다.

이하 도면을 참고로하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 네오펜틸글리콜을 연속 제거하기 위한 배관을 도시한 개략도이다.

포름 알데히드 수용액을 배관(2)을 통하여 연속적으로 투입하고, 포름알데히드 수용액 1 몰에 대해 1.0 내지 1.3 몰의 이소부틸 알데히드와 0.03 내지 0.06 몰의 3 차 알킬 아민, 예컨대 트리에틸아민을 각각 배관 (1) 및 (3)을 통하여 연속적으로 알돌 축합 반응기(4)에 공급하여 HPA를 합성한다.

알돌 축합 반응 생성물중의 일부를 연속적으로 배관(5)를 통하여 추출정치조(6)에 공급하고 배관(38)를 통하여 공급된 옥탄올과 혼합하여 HPA를 추출하고, 유기층에 추출된 HPA는 배관(9)를 통하여 증류탑(12)로 공급하고, 증류탑(12)에서는 알돌축합 반응 생성물중 비점이 낮은 과잉의 이소부틸 알데히드, 트리에틸아민 및 물을 배관(13)을 통하여 증류해낸다.

추출정치조(6)의 온도는 40℃ 내지 70℃가 적당하다. 또한, 추출시 수용성 부반응물인 유기산, 트리에틸아민의 유기산염 등을 효과적으로 제거하기 위하여 추출정치조(6)에 물을 첨가해 줄 수 있다. 추출정치조(6)에서 분리된 물층은 배관(8)을 통해 혼합정치조(10)으로 공급된다. 물층에 포함된 유기산, 트리에틸아민 염, 에스테르 및 HPA중에서 HPA를 회수하기 위하여 이소부틸 알데히드를 배관(7)을 통하여 추출정치조(10)으로 공급하여 연속적으로 추출한 다음 배관(39)을 통하여 알돌축합 반응기(4)로 회수하여 재사용한다.

증류탑(12)의 탑저물질인 HPA는 배관(14)를 통해 수소화 반응장치(18)로 연속적으로 공급되며, 이 수소화 반응기(18)에서는 수소를 가하여 라니 니켈 촉매를 이용하여 슬러리상에서 수소화 반응을 수행한다. 수소화 반응은 100 psig 내지 1500 psig의 압력 및 120 내지 180 ℃의 반응온도에서 수행함이 바람직하다.

수소화반응 후 수소화 반응기(18)에서 생산된 조 NPG는 배관(19)를 통하여 비누화 반응기(20)로 공급되어 조 NPG중에 포함되어 있는 HPNE를 NPG로 회수한다.

비누화 반응기(20)를 통하여 얻은 NPG는 배관(21)을 통하여 추출장치(22)로 공급되고, 배관(23)을 통하여 추출장치(22)에 공급되는 물의 양은 NPG의 양에 대하여 0.5 내지 4배, 바람직하게는 1 내지 1.5배이며, 추출 장치(22)의 온도는 10℃ 내지 50℃이다.

추출장치(22)에서 추출된 NPG 함유 물층은 배관(25)를 통하여 증류탑(26)에 연속적으로 공급되고, 증류탑(26)에서는 탑정으로 물과 NPG를 공비 증발시켜 배관(27)로 받아낸다. 증류탑(26)의 탑저에서 축적되는 고비점 물질인 유기산염을 제거하고, NPG를 회수하기 위하여 혼합정치조(30)을 이용한다. 혼합정치조(30)에서는 배관(29)를 통해 공급된 옥탄올을 이용하여 NPG를 추출한 후 배관(32)를 통하여 추출장치(22)에서 재회수하고, 물층은 배관(31)을 통하여 폐수처리한다. 이로써 증류탑(26)의 탑저에서 축적되는 고비점물질인 유기산염을 박막증류 장치와 같은 고가의 장치를 이용하지 않을 수 있으므로 경제적인 공정을 제공하게 된다.

증류탑(26)으로부터 공급된 물과 NPG는 증류탑(33)에서 증류시켜 탑정에서 응축된 물은 배관(34)를 통해 추출장치(22)에서 재사용하고, 탑저의 NPG는 배관(35)를 통하여 제품으로 얻는다. 이때 플레이크 상의 NPG를 얻기 위해서는 배관(35)를 통하여 얻은 NPG를 플레이커(36)로 공급하여 플레이크상의 제품이 얻어지게 된다.

상기와 같이, 수소화 반응물을 옥탄올을 이용하여 추출하여주므로써 소량의 부반응물을 선택적으로 제거하고, 간단한 증류 정제 공정으로 고순도의 NPG를 경제적으로 생산할 수 있으며, 증류탑(33)에서 증류된 탑정의 물을 다시 추출장치(22)에서 사용하므로써 폐수의 양을 줄일 수 있다. 아울러, 알돌축합 반응후 반응생성물중 저휘발성 원료 물질인 이소부틸 알데히드를 회수하여 재사용하기 위해 추출증류탑(15)에서 추출증류에 의해 배관(16)을 통해 회수하므로써 반응 수율을 극대화할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

본 발명은 실시예에 기술된 내용에 국한되지 않고 단위 공정별로 다양한 적용범위를 가지며, 특정 단위 공정의 생략, 추가 또는 서로 다른 조합으로 NPG 뿐만 아니라 NPG와 유사한 물성을 띠는 화합물들을 제조하는데 이용될 수 있다.

실시예

1) 조 HPA의 제조

교반기가 부착된 20ℓ알돌축합 반응기에 이소부틸 알데히드 46.8 g/분, 37% 포름알데히드 수용액 42.2 g/분, 트리에틸아민 2.6 g/분을 각각 연속적으로 공급하였다. 반응에 필요한 열량을 공급하기 위하여 반응기 외벽에 전기 히터를 부착하여 반응기 내부의 온도를 70℃ 내지 90℃로 일정하게 유지하였다. 반응기 내부의 반응물을 액상으로 유지하기 위하여 질소를 가압하여 10 내지 40 psig로 유지하였다. 반응기 체류시간은 0.5 시간 내지 2 시간으로 고정하고, 반응 생성물인 조 HPA를 91.6 g/분의 속도로 연속적으로 취출하였다.

조 HPA를 연속 취출한 후 여기에 포함되어 있는 트리에틸아민의 유기산염 및 잔여 미반응물 등 수소화 반응 촉매의 피독 물질을 제거하기 위하여 옥탄올을 가하여 HPA를 추출하였다.

옥탄올에 의한 추출은 교반 장치와 자켓이 부착된 20ℓ 반응기에 조 HPA를 포함하는 알돌축합 생성물과 이에 대하여 0.3 내지 1 배의 옥탄올을 첨가한 후 30 분 내지 1 시간 교반한 후 정치하였다. 반응기의 자켓은 온수를 순환시켜 반응기 내부의 온도를 30 내지 70℃로 유지하였다. 정치후 층분리하여 상층의 옥탄올에 추출된 HPA를 지름이 50mm인 유리로 제작된 올드샤우 증류탑에서 연속으로 증류하여 저비점 물질인 이소부틸알데히드와 트리에틸 아민을 제거하였다. 회수된 저비점 물질은 포름알데히드 수용액 중의 물, 메탄올 등을 포함하므로 추출증류탑으로 보내어져 이소부틸알데히드와 트리에틸아민을 회수하여 알돌 축합 반응물로서 재사용하였다.

저비점 증류를 위한 증류탑의 단 수는 5 내지 20 단을 사용하여 탑저의 온도는 80℃ 내지 110℃이고, 압력은 400 내지 700 mbar하에서 증류를 실시하였다.

알돌 축합 반응에 의해 생성된 조 HPA의 조성 및 저비점 증류 후의 조성 및 옥탄올 추출후 조성을 각각 하기 표 1에 나타내었다.

특기할만한 사실은 옥탄올을 이용하여 HPA를 추출하므로써 알돌축합 반응물중 수소화 반응에 있어 촉매피독의 주원인 물질인 트리에틸아민 및 유기산 염이 대폭적으로 제거됨을 알 수 있다.

단위: 중량%(가스 크로마토그라피 분석에 의한 정량)

2) 조 NPG의 제조

상기 1)에서 얻은 저비점 증류 후 조 HPA를 교반기가 부착된 2ℓ 오토클레이브에서 수소화 반응을 수행하였다.

조 HPA는 12 - 15g/분으로 수소화 반응기에 연속적으로 공급하였으며, 수소화반응 생성물은 반응기 내부에 설치된 필터를 통하여 연속적으로 외부로 취출하였다.

수소화 반응의 촉매로써 라니 니켈 촉매를 사용하였으며, HPA기준으로 6%를 사용하였다. 반응기의 온도는 150℃로 고정하고 수소압력은 1000 psi를 유지하였다. 반응은 26시간을 연속적으로 진행하였으며 촉매의 비활성화 현상은 나타나지 않았다.

하기 표 2에 수소화 반응 전후의 조성변화를 나타내었다.

단위: 중량%(가스 크로마토그라피 분석에 의한 정량)

3) 조 NPG의 정제

상기 2)에서 얻은 조 NPG가 포함된 수소화반응 생성물을 내경이 3 인치이고, 단수가 54 단인 높이 3m의 유리로 제작된 연속 추출장치를 이용하여 수용액상으로 추출하였다.

수소화반응 생성물의 추출에 사용된 추출탑은 단과 단 사이에 추출제인 물과 수소화 반응물이 향류로 흐르면서 혼합이 원활히 일어날 수 있도록 교반기가 탑 상단부에 설치되어 있는 샤이벨(SCHEIBEL) 타입의 연속 추출 장치를 이용하였다. 추출제인 물은 추출탑 상부로 펌프를 이용하여 연속적으로 공급하고, 수소화반응 생성물은 추출탑 하부로 정량 펌프를 이용하여 연속적으로 투입되었다. 추출제인 물과 수소화 반응물의 비율을 0.8(중량비)로 고정하였다. 추출제인 물층으로는 NPG가 추출되어 탑 하부로 배출되고, 추잔액인 옥탄올은 탑상부로 연속적으로 배출된다.

하기 표 3에 추출시험 결과를 나타내었다.

추출탑 온도 = 30℃

체 류 시 간 = 25 분

추 출 효 율 = 99.19%

4) HPNE로부터 NPG의 회수

상기 2)에서 얻은 수소화반응 생성물중 포함되어 있는 NPNE는 증류에 의해 NPG와 분리하기 어려우므로 NaOH를 가하여 HPNE를 분해하여 NPG와 나트륨염으로 전환한 후 3)과 같은 방법으로 NPG를 추출하였다. 실험 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

추출탑 온도 = 32℃

체 류 시간 = 30 분

추 출 효 율 = 99.43%

이상의 결과에서 물을 사용하여 수소화 생성물로부터 NPG를 추출하는 추출탑은 상온에서 운전할 수 있으며, 추출제인 물과 수소화반응 생성물인 조 NPG 함유물이 추출탑에서 충분히 혼합될 수 있도록 하여야 한다. 또한 알돌 축합물의 부반응물인 TMPD, HPNE 등 비점이 NPG와 유사하여 증류에 의해 분리하는데 어려움이 있었던 물질이 대부분 추잔액인 옥탄올 층으로 추출되었음을 알 수 있다.

5) 나트륨염으로부터 NPG의 회수

상기 4)에서 얻은 추출액을 증류탑에서 NPG와 물을 공비증류하여 탑저에 축적된 나트륨염을 제거하기 위해 교반기가 정치조가 달린 혼합정치조에서 나트륨염이 포함된 탑저물에 물, 옥탄올을 각각 1:0.6:2의 비율로 가하여 NPG를 유기상으로 추출하였다. 나트륨염은 물층으로 대부분 제거되었으며 유기상으로 추출된 NPG는 추출탑으로 보내어져 NPG를 재회수할 수 있다. 추출실험 결과는 표 5와 같다.

단위 : 중량%(가스 크로마토그라피 분석에 의한 정량)

추출온도: 75℃

NPG 회수율: 88.8%

나트륨염 제거율: 95.9%

이상과 같이 본 발명의 제조 방법에 따르면 고순도의 네오펜틸글리콜을 연속적이고 경제적으로 제조할 수 있다.

Claims (7)

1) 이소부틸 알데히드와 메탄올 함량이 0.1 내지 15 중량%인 포름알데히드 수용액으로부터 3차 알킬 아민을 촉매로 사용하여 하이드록시피브알데히드(HPA)가 함유된 알돌축합 반응생성물을 얻는 단계;

2) 상기 알돌축합 반응생성물로부터 옥탄올을 사용하여 상기 HPA를 추출한 다음 추출된 HPA로부터 트리에틸아민과 이소부틸알데히드를 포함하는 저비점 물질을 증류하여 제거하는 단계;

3) 분리된 HPA를 니켈 촉매하에서 기·액 반응기에서 수소화반응시켜 조 네오펜틸글리콜(NPG)을 제조하고, 이때 생성물인 조 NPG의 일부를 펌프로 순환시키고 반응기 입구에서 노즐을 통해 분사시켜 수소화반응물로 재사용하는 단계; 및

4) 물을 사용하여 상기 조 네오펜틸글리콜을 추출한 다음 증류하여 정제하는 단계

를 포함하는 네오펜틸글리콜의 제조 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 1) 단계에서 메탄올 함량이 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 2) 단계에서 옥탄올을 HPA 중량에 대하여 0.3 내지 4배 사용함을 특징으로 하는 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 2) 단계에서 옥탄올을 HPA 중량에 대하여 1 내지 2배의 물과 혼합된 형태로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 3) 단계에서 수소화반응은 100 psig 내지 1500 psig의 압력 및 120 내지 180 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 4) 단계에서 조 NPG에 대하여 0.5 내지 4배의 물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항에 있어서,

상기 4) 단계에서 조 NPG를 증류한 다음 남은 고비점물질에 옥탄올을 첨가하여 NPG를 회수하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.