KR100754610B1 - Preparation of Concrete Dispersant Using Wastes of Aromatic Oxidation Process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향족화합물의 산화에 의한 방향족 카르복실산 제조 시 생성되는 폐기물 중 여러 미반응물과 부산물로부터 분산제를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 방법은 상기 폐기물을 중화와 산화처리 후 이를 일정비율로 기존의 콘크리트 분산제, 기타 혼화제 또는 첨가제를 혼합하여 분산성 증가, 공기연행효과, 유동성 향상 및 유동성의 경시변화가 적은 특성을 가진 콘크리트 분산제를 제조하고자 고안된 방법이다.The present invention relates to a method for preparing a dispersant from various unreacted products and by-products of wastes produced in the production of aromatic carboxylic acids by oxidation of aromatic compounds. Specifically, the method neutralizes and oxidizes the waste, and then mixes the concrete dispersant, other admixtures or additives with existing concrete at a ratio to increase the dispersibility, the air entraining effect, the fluidity improvement, and the concrete with the characteristics with little change over time. It is a method designed to prepare dispersants.

방향족 카르복실산, 폐기물, 콘크리트 분산제 Aromatic Carboxylic Acid, Waste, Concrete Dispersant

Description

방향족화합물의 산화에 의한 방향족 카르복실산 제조 시 발생되는 폐기물로부터 콘크리트 분산제 제조 {Preparation of Concrete Dispersant Using Wastes of Aromatic Oxidation Process}Preparation of Concrete Dispersant from Wastes Generated from Aromatic Carboxylic Acids by Oxidation of Aromatic Compounds {Preparation of Concrete Dispersant Using Wastes of Aromatic Oxidation Process}

본 발명은 2 또는 3개의 산화성 고리 치환체를 갖는 대응 방향족화합물의 산화에 의한 방향족 카르복실산 제조 시 생성되는 폐기물 중 여러 미반응물과 부산물로부터 분산제를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 방법은 상기 폐기물을 중화와 산화처리 후 이를 일정비율로 기존의 콘크리트 분산제와 혼합하여 공기 연행효과, 유동성 향상 및 유동성의 경시변화가 적은 특성을 가진 분산제의 제조에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of dispersants from various unreacted products and by-products in the wastes produced in the production of aromatic carboxylic acids by oxidation of the corresponding aromatic compounds having two or three oxidative ring substituents. Specifically, the present invention relates to the preparation of a dispersant having neutralizing and oxidizing treatment and mixing it with an existing concrete dispersant at a predetermined ratio, thereby improving air entraining effect, improving fluidity, and changing the flowability over time.

방향족화합물의 산화에 의한 방향족 카르복실산류를 제조하는 공정으로는 o-자일렌을 산화시켜 프탈산을 제조하는 공정, m-자일렌을 산화시켜 이소프탈산을 제조하는 공정, 2, 6-디메틸나프탈렌을 산화시켜 2, 6-나프탈렌 디카르복실산을 제조하는 공정과 슈도 큐멘(pseudo cumene)을 산화시켜서 트리멜리틱산(trimellitic acid)을 제조하는 공정 등 여러 공정이 있다.The process for producing aromatic carboxylic acids by oxidation of aromatic compounds includes the process of oxidizing o-xylene to produce phthalic acid, the process of oxidizing m-xylene to produce isophthalic acid, and 2,6-dimethylnaphthalene. There are various processes such as a process of oxidizing 2, 6-naphthalene dicarboxylic acid and a process of oxidizing pseudo cumene to prepare trimellitic acid.

이중 폴리에스터의 원료가 되는 테레프탈산을 제조하는 공정 중에 발생하는 폐기물은 그 발생량이 막대하여 이를 처리하기 위해 주로 소각로를 이용하고 있다.Wastes generated during the process of producing terephthalic acid, which is a raw material of polyester, have a large amount of waste, and incinerators are mainly used to treat them.

p-자일렌(크실렌)을 산화 반응시켜 테레프탈산을 제조하는 공정 중에 발생하는 폐기물에는 주생성물인 테레프탈산외에도 여러 유기불순물들이 존재하는데, 이를 발생경로를 살펴보면 다음과 같이 몇 가지로 요약된다.Wastes generated during the process of oxidizing p-xylene (xylene) to produce terephthalic acid include various organic impurities in addition to the main product, terephthalic acid, which can be summarized as follows.

제일 경로는 p-자일렌의 불순물인 o-자일렌, m-자일렌, 슈도 쿠멘(pseudo cumene) 및 톨루엔의 산화반응에 의하여 프탈산, 이소프탈산, 트리멜리틱산(trimellitic acid) 및 벤조산이 생산된다.The primary route is the production of phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid and benzoic acid by oxidation of p-xylene impurities o-xylene, m-xylene, pseudo cumene and toluene. .

제이 경로는 p-자일렌의 불완전 산화반응에 의해서 p-톨루알데히드(p-tolualdehyde), p-톨루산(p-toluic acid) 및 4-카르복시벤즈알데히드(4-carboxybenzaldehyde)와 같은 반응중간체들이 생성된다.The second pathway produces reactive intermediates such as p-tolualdehyde, p-toluic acid and 4-carboxybenzaldehyde by incomplete oxidation of p-xylene. .

마지막으로 p-자일렌 산화반응 중 부반응으로 4-하이드록시메틸 벤조산(4-hydroxymethyl benzoic acid) 등이 생성된다.Finally, 4-hydroxymethyl benzoic acid is produced as a side reaction during p-xylene oxidation.

고순도의 테레프탈산을 생산하기 위해서는 상기 불순물들의 처리과정이 필수적인데, 이때 폐기되는 슬러지는 다량의 초산과 불순물 염을 포함하고 있으며 그 점도가 매우 높으며, 이 폐기물의 성분은 다음 표 1과 같다.In order to produce high purity terephthalic acid, the treatment of the impurities is essential. At this time, the waste sludge contains a large amount of acetic acid and impurity salts, and its viscosity is very high.

여러 성분 중에서 수분을 제외하면 벤조산이 주류를 이루고 있다. 이러한 폐기물들은 주로 소각로로 보내져 소각처리를 하고 있어 생산단가가 상승되는 역효과를 동반하고 있으며, 다량의 수분이 포함된 폐기물의 소각처리 시 발생하는 불완전 연소물에 따른 2차 환경오염문제도 우려되고 있는 실정이다. 이러한 현실적인 문제를 해결하려고 가장 많은 량이 함유되어 있는 벤조산의 회수를 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.Among other ingredients, benzoic acid is the mainstream except for water. Since these wastes are mainly sent to incinerators for incineration, they have an adverse effect on production costs, and there are also concerns about secondary environmental pollution due to incomplete combustion products generated during incineration of wastes containing a large amount of water. to be. In order to solve this realistic problem, many studies have been conducted for the recovery of benzoic acid containing the highest amount.

[표 1]TABLE 1

Figure 112006509431406-pat00001
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지금까지 알려진 방법으로는 테레프탈산의 정제공정 중 강한 환원성을 갖는 촉매를 사용하는 대신에 선택적 환원성을 갖는 온화한 촉매를 사용하여 4-카르복시벤즈알데히드(4-carboxybenzaldehyde)의 생성을 줄이는 동시에 파라-톨루산을 생성하지 않도록 하여 그 폐기물에서 초고순도 벤조산을 회수하는 것을 특징으로 하는 방법(한국 특허공고 1998-077010), 증류탑을 거쳐 벤조산을 회수하는 증류법(한국 특허공고 제 91-3973호)이 있고, 아민계의 화합물과 반응을 시켜 승화법을 거친 후 수산화나트륨으로 처리하여 벤조산을 회수하는 방법(미국 특허 제 4,092,353호)이 있으며, 알칼리 수용액을 사용하여 알칼리염 상태로 증류하여 벤조산을 회수하는 방법(미국 특허 제 3,259,651호)이 알려져 있고, 그 외에 100℃ 이하의 물을 사용하여 추출하는 방법이 보고 되어 있다(일본국 특개 소 48-966541호, 소61-106535호). 그러나 이러한 여러 방법들은 새로운 시설 투자가 필요하다는 단점 외에 그 회수율과 회수물의 순도 등의 문제점 때문에 실용화에는 어려운 실정이다.As far as is known, instead of using a strong reducing catalyst in the purification process of terephthalic acid, a mild catalyst with selective reducing properties reduces the production of 4-carboxybenzaldehyde and generates para-toluic acid. To recover the benzoic acid through a distillation column (Korean Patent Publication No. 91-3973), which is characterized by recovering ultra-high purity benzoic acid from the waste. There is a method of recovering benzoic acid by reacting with a compound, followed by sublimation, followed by treatment with sodium hydroxide (US Pat. No. 4,092,353), and a method of recovering benzoic acid by distillation in an alkali salt state using an aqueous alkaline solution (US Pat. 3,259,651), and a method of extraction using water at 100 ° C. or lower has been reported. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 48-966541, 61-106535). However, these methods are difficult to put to practical use due to problems such as recovery rate and purity of recovered materials besides the disadvantage that new facility investment is required.

그러나 이와 같은 석유산업폐기물을 이용하여 우수한 콘크리트 분산제의 제조예로는 석유화학 폐기물로부터 성능에서는 기준의 분산제와 비슷하면서 가격이 저렴한 석유 술폰산계(PS, Petroleum Sulfonate)가 국내외에서 연구, 출시하고 있다(한국 특허 181010, 러시아 특허, 97102303, 미국 특허 5,112,363, 5,100,438, 5,082,469, 5,100,438호, 영국 특허 2,230,207A, 2,099,451A, 국제 특허 92/0351호, 미국 특허 5,186,846). 그러나 기존의 석유화학폐기물을 이용한 분산제 제조는 설폰화 반응을 위한 과격한 반응조건이 필수적이며, 또한 과량으로 투입된 황산화제에 의해 생성된 염의 제거 등이 공정의 취급과 운전에 어려움을 초래한다. 그러나 본 발명의 산화공정은 상압, 100℃이내에서 짧은 시간동안 온화한 반응조건으로 진행된다는 장점이 있다. 또한 본 발명에 의해 제조된 물질은 기존의 콘크리트 분산제 보다 과량을 사용하여도 공기량 연행이나 시멘트 수화지연이 적어 고강도 콘크리트를 제조하는데 그 쓰임이 확대 될 거라 기대된다.However, as an example of producing concrete dispersant using petroleum industry waste, petroleum sulfonate (PS), which is similar to the standard dispersant in terms of performance and is inexpensive, is being researched and released at home and abroad. Korean Patent 181010, Russian Patent, 97102303, US Patent 5,112,363, 5,100,438, 5,082,469, 5,100,438, UK Patent 2,230,207A, 2,099,451A, International Patent 92/0351, US Patent 5,186,846). However, the preparation of dispersant using conventional petrochemical wastes requires radical reaction conditions for sulfonation reactions, and the removal of salts generated by an excessive amount of sulfated agent causes difficulties in handling and operation of the process. However, the oxidation process of the present invention has the advantage of proceeding in a mild reaction condition for a short time within the atmospheric pressure, 100 ℃. In addition, the material produced by the present invention is expected to be used in the manufacture of high-strength concrete with less air mass entrainment or delayed cement hydration even when using an excess amount of the conventional concrete dispersant.

본 발명의 화학반응 물질로 쓰이는 산화제로 과산화수소와 철염의 혼합체인 펜톤시약(Fenton's reagent)은 최근 들어 많은 연구가 되고 있고, 다양한 산업폐수 처리 분야에서 그 사용이 비교적 활발하게 검토되고 있다. 펜톤시약은 생물학적으로 난분해성 물질을 생분해가 가능한 물질로 전환한다듣지, 독성을 함유하고 있어서 미생물에 악영향을 끼치는 폐수의 독성감소와 미생물에 의해 처리되지 않은 물질의 처리 등, 이 물질의 적용 목적 또한 다양화 되어가는 추세이다(Chemosphere, 39권 12호 1999, p. 1997-2006, 대한환경공학회지 13권 2호 1991, p. 123-132, 대한환경공학회지 25권 1호 2003, p. 87-93).Fenton's reagent, which is a mixture of hydrogen peroxide and iron salt as an oxidant used as a chemical reactant of the present invention, has been studied in recent years, and its use has been actively studied in various industrial wastewater treatment fields. Fenton's reagent converts biologically degradable materials into biodegradable materials.The purpose of application of these materials is to reduce the toxicity of wastewater that contains toxic substances and thus adversely affect the microorganisms and to treat substances that have not been treated by the microorganisms. The trend is diversifying (Chemosphere, Vol. 39, No. 12, 1999, p. 1997-2006, Journal of the Korean Society for Environmental Engineering, Vol. 13, No. 2 1991, p. 123-132, Journal of Korean Society for Environmental Engineering, Vol. 25, No. 1 2003, p. 87-93 ).

이러한 펜톤시약의 유기물과의 반응 기구는 다음과 같이 나타낼 수 있다.The reaction mechanism of such a fenton reagent with an organic substance can be expressed as follows.

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + ·OH …………………… (1) Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + OH - + · OH ... … … … … … … … (One)

OH + RH → R· + H2O …………………… (2)OH + RH → R · + H 2 O ... … … … … … … … (2)

R· + ·OH → ROH …………………… (3)R + + OH → ROH... … … … … … … … (3)

R· + H2O2 → ROH + ·OH …………………… (4)R + H 2 O 2 → ROH + .OH. … … … … … … … (4)

ROH + 1/2O2 → ROOH …………………… (5)ROH + 1 / 2O 2 → ROOH. … … … … … … … (5)

이에 본 발명에서는 생산단가 상승 및 2차 환경오염문제의 우려가 있는 상기 폐기물을 이용하여 콘크리트 분산제의 특성을 발휘하는 물질로 전환, 콘크리트 분산제로 이용할 수 있게 하여 환경과 재활용 차원에서 매우 효과적으로 처리함과 동시에 기존의 분산제에 일정량을 혼합하여 공기연행효과, 유동성 향상 및 유동성 경시 변화 저감 등의 특성이 부여된 분산제 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.Therefore, in the present invention, by using the waste which may raise the production cost and secondary environmental pollution problems, the material is converted into a material exhibiting the properties of the concrete dispersant, and can be used as the concrete dispersant, thereby effectively treating the environment and recycling. At the same time, it is to provide a dispersant and a method for producing the same dispersant is given a characteristic such as air entrainment effect, improved fluidity and reduced change over time flow by mixing a predetermined amount with the existing dispersant.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 여러 가지 방향족 카르복실산 제조 공정 폐기물 중 테레프탈산 제조과정에서 발생하는 폐기물을 출발물질로 사용하였다. 산화제로는 펜톤시약, H2O2, KMnO4, K2Cr2O7, O3, 및 K2S2O8 등 외에 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 펜톤시약을 이용하여 상기 물질을 처리한 후 기존의 분산제에 일정량을 혼합하여 공기연행효과, 유동성 향상 및 유동성 경시변화 저감 등의 특성을 향상하는 것을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, the present invention uses wastes generated in terephthalic acid manufacturing process as starting materials among various aromatic carboxylic acid manufacturing process wastes. As the oxidizing agent, there are various other phentone reagents, such as Fenton reagent, H 2 O 2 , KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , O 3 , and K 2 S 2 O 8 . After that, by mixing a predetermined amount with the existing dispersant, it is characterized in that it improves the characteristics such as air entrainment effect, improved fluidity and reduced fluidity change over time.

펜톤시약을 이용한 대표적인 방향족 유기물의 산화반응은 다음과 같은 반응이 예상된다.The oxidation reaction of typical aromatic organics using Fenton reagent is expected as follows.

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콘크리트분산제의 첨가량에 따른 굳지 않은 콘크리트의 분산성을 설명하는 대표적인 이론으로는 입자간 전기적 반발력에 의해서 분산 안정성을 이루는 DLVO(Derjagunin Landau Verway Over-beek)이론과 분산제의 구조, 흡착형태와 흡착층의 두께 등에 의한 입체적 반발력에 의해서 입자의 분산안정성이 유지된다는 입체효과 이론으로 설명되어진다.Representative theories explaining dispersibility of unconsolidated concrete according to the amount of concrete dispersant are: DLVO (Derjagunin Landau Verway Over-beek) theory that achieves dispersion stability by electrical repulsive force between particles, dispersant structure, adsorption type and adsorption layer The three-dimensional effect theory explains that the dispersion stability of the particles is maintained by the three-dimensional repulsive force due to the thickness and the like.

즉, NSF계 및 멜라민계 분산제는 시멘트 입자표면에 봉 형태로 여러 층 흡착되고, 화학구조 중에 결합되어 있는 설폰산기의 음(-)이온이 나타내는 강력한 정전기적 반발력에 의해서 시멘트 입자가 분산된다. 그러나 최근에 시장화된 고가이면서도 가장 우수한 폴리카르본산계 분산제는 화학구조 중에 결합되어 있는 카르복실 기의 음(-)이온에 의한 정전기적 반발력과 함께 수소결합 및 주쇄 혹은 측쇄에 의한 입체효과가 상승적으로 작용하여 기존의 분산제에 비하여 시멘트 입자가 분산되는 탁월한 효과를 얻게 되는 것이다.That is, NSF-based and melamine-based dispersants are adsorbed on the surface of cement particles in the form of rods, and the cement particles are dispersed by the strong electrostatic repulsion force indicated by the negative ions of sulfonic acid groups bonded in the chemical structure. However, the most expensive and excellent polycarboxylic acid-based dispersant recently marketed has a synergistic effect due to the hydrogen bonding and the steric effect of the main chain or the side chain, together with the electrostatic repulsion by the negative ions of the carboxyl groups bound in the chemical structure. This is to obtain an excellent effect of dispersing the cement particles compared to the conventional dispersant.

유동 콘크리트의 초기 유동성 상실은 그 작업성에 있어서 매우 불리하며 또한 시간의 경과에 따른 유동성 상실과 이로 인한 과량의 물 첨가는 최종적으로 강도가 불량한 콘크리트 구조물의 원인이 된다. 따라서 초기 유동 콘크리트의 타설 현장까지의 이송시간에 따른 유동성감소(경시변화)를 줄이기 위한 여러 형태의 혼화제가 유동콘크리트 제조시 투여된다. 현재 가장 두드러진 효과가 있는 것으로써는 카르본산계가 있는데 이는 상기에 설명된 바와 같이 분자구조 중 수소결합이 가능한 카르복실기 및 하이드록실기를 다량 포함하는 특징을 가지고 있다. 이러한 작용기들은 유동 콘크리트의 초기 유동성 상실의 원인이 되는 물과 시멘트 입자(C3A와 C3S)와의 직접적인 접촉을 입체적으로 방해하여 수화반응을 지연하므로써 유동성의 유지를 가능토록 하는 것으로 알려져 있다.The initial loss of fluidity of the flowing concrete is very detrimental to its workability, and the loss of fluidity over time and the addition of excess water eventually leads to poor strength concrete structures. Therefore, various types of admixtures are applied in the manufacture of the flow concrete to reduce the fluidity decrease (time-dependent change) according to the transfer time to the casting site of the initial flow concrete. At present, the most prominent effect is the carboxylic acid system, which is characterized by including a large amount of carboxyl groups and hydroxyl groups capable of hydrogen bonding in the molecular structure as described above. These functional groups are known to enable the maintenance of fluidity by retarding the hydration reaction in three dimensions by obstructing the direct contact of water and cement particles (C 3 A and C 3 S), which causes initial fluidity loss of the flow concrete.

또한 이러한 작용기들은 유동 콘크리트 배합물 중의 골재와 물의 분리현상을 현저하게 개선하는 효과가 있어서 고성능 콘크리트의 제조에 있어서 필수적인 성질을 부여하기도 하는 것이다. 따라서 콘크리트의 고화 후에 한층 높은 강도를 나타내므로 최근의 잦은 지진과 고층화에 있어서 요구되는 고강도 콘크리트 또는 교량 등의 높은 휨강도가 요구되는 구조물에 대하여 반드시 요구되는 요소인 것이다.In addition, these functional groups have the effect of remarkably improving the separation of aggregate and water in the flow-concrete compound, thereby imparting the necessary properties in the production of high-performance concrete. Therefore, since the concrete exhibits a higher strength after solidification, it is an essential element for structures requiring high flexural strength such as high-strength concrete or bridges required for recent frequent earthquakes and high-rises.

이에 본 발명에서는 테레프탈산 제조과정 중 발생하는 폐기물을 펜톤시약을 이용해 상기 반응식 6, 7와 같이 산화시킴으로서 기존 화합물의 구조 중에 존재하는 카르복실기 또는 하이드록실기 등 수소결합이 가능한 작용기를 크게 증가하도록 하여 카르복실기의 음(-) 이온에 의한 정전기적 반발력과 주쇄 혹은 측쇄에 의한 입체 효과를 상승적으로 부여함으로써 상기 물질에 시멘트 입자의 분산성 및 안정성을 향상시키는 효과를 얻고자 하는 것을 이론적이 특징으로 하고 있다.Accordingly, in the present invention, by oxidizing the waste generated during the production process of terephthalic acid using the Fenton reagent as in Schemes 6 and 7, the functional groups capable of hydrogen bonding such as carboxyl groups or hydroxyl groups existing in the structure of the existing compound are greatly increased. Theoretical characteristics of the present invention are to obtain an effect of improving dispersibility and stability of cement particles in the material by synergistically imparting electrostatic repulsion force by negative (-) ions and steric effect by main or side chains.

이하, 제조예 및 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through production examples and examples.

제조예 1.Preparation Example 1.

테레프탈산 제조과정 중 발생하는 폐기물 200g을 NaOH(50%) 용액으로 pH 6.0 ± 1.0의 용액을 제조하여 30분 동안 교반시킨 후 온도계, 교반기, 적하장치 및 환류장치가 있는 반응기에 이상의 용액을 투입하고 황산제1철(FeSO4) 1g을 혼합하여 30분간 교반한다. 30분경과 후 과산화수소(15%) 5ml를 서서히 적하하여 30분간 교반한다. 이후 서서히 80℃까지 가열하고 1시간동안 80℃로 유지하면서 미반응물을 완전히 반응시켜 최종생성물을 얻는다.200g of waste produced during terephthalic acid was prepared with a solution of pH 6.0 ± 1.0 with NaOH (50%) solution and stirred for 30 minutes, and then the above solution was added to a reactor equipped with a thermometer, agitator, dropping device and reflux and sulfuric acid. 1 g of ferrous iron (FeSO 4 ) is mixed and stirred for 30 minutes. After 30 minutes, 5 ml of hydrogen peroxide (15%) was slowly added dropwise and stirred for 30 minutes. After slowly heating to 80 ℃ and maintained at 80 ℃ for 1 hour to completely react the unreacted product to obtain the final product.

제조예 2.Preparation Example 2.

제조예 1과 동일한 시료와 동일 조건에서 수행하되, 과산화수소량을 10ml, 황산제1철(FeSO4) 량을 2g으로 하여 생성물을 얻는다.The sample was prepared under the same conditions as in Preparation Example 1, except that 10 ml of hydrogen peroxide and 2 g of ferrous sulfate (FeSO 4 ) were used to obtain a product.

제조예 3.Preparation Example 3.

제조예에 1과 동일한 시료와 동일 조건에서 수행하되, 과산화수량을 20ml, 황산제1철(FeSO4) 량을 4g으로 하여 생성물을 얻는다.The preparation was carried out under the same conditions as in Example 1, except that 20 ml of water peroxide and 4 g of ferrous sulfate (FeSO 4 ) were used to obtain a product.

제조예 4.Preparation Example 4.

제조예 1과 동일한 시료와 동일 조건에서 수행하되, 반응온도를 90℃로 하여 2시간 동안 반응시켜 생성물을 얻는다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out under the same conditions, but the reaction temperature was 90 ° C. for 2 hours to obtain a product.

제조예 5.Preparation Example 5.

제조예 1과 동일한 시료와 동일 조건에서 수행하되, 반응온도를 70℃로 하여 2시간 동안 반응시켜 생성물을 얻는다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out under the same conditions, but the reaction temperature was 70 ℃ for 2 hours to obtain a product.

이상의 방법은 테레프탈산 제조과정 중 생성되는 표 1의 성분조성을 갖는 폐기물에만 한정되는 것이 아니고, 2 또는 3개의 산화성 고리 치환체를 갖는 대응 방향족화합물의 산화에 의한 방향족 카르복실산 제조 시 생성되는 폐기물에서도 위와 유사하다.The above method is not limited to wastes having the composition of Table 1 produced during the production of terephthalic acid, and is similar to the above for wastes produced during the production of aromatic carboxylic acids by oxidation of a corresponding aromatic compound having two or three oxidative ring substituents. Do.

예를 들어, o-자일렌을 산화시켜 프탈산을 제조하는 공정이 폐기물, m-자일렌을 산화시켜 이소프탈산을 제조하는 공정의 폐기물, 2, 6-디메틸나프탈렌을 산화시켜 2, 6-나프탈렌 디카르복실산을 제조하는 공정의 폐기물과 슈도 쿠멘(pseudo cumene)을 산화시켜서 트리메리트산을 제조하는 공정의 폐기물이 이에 해당된다.For example, the process of oxidizing o-xylene to produce phthalic acid is a waste, the process of oxidizing m-xylene to produce isophthalic acid, and 2, 6-dimethylnaphthalene to oxidize 2,6-naphthalene dica This includes wastes from the process of preparing carboxylic acid and wastes from the process of producing trimellitic acid by oxidizing pseudo cumene.

실시예 1. 콘크리트 제조 및 물성비교Example 1 Concrete Preparation and Property Comparison

상기한 제조예 1 내지 5에서 제조된 제조물을 콘크리트 분산제에서 일반감수제로 주로 사용되고 있는 리그닌술폰산염계(LS) 분산제와 중량비로 1 : 1(상기 제조물 1 : LS 1)비로 혼합하여 제조한 시료를 첨가한 콘크리트 혼합물(표 2의 제조예 1-5), 대표적인 고성능 감수제로 알려진 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물(NSF)을 첨가한 콘크리트 혼합물(표 2의 NSF) 및 콘크리트 분산제를 첨가하지 않은 콘크리트 혼합물(표 2의 Plain)들에 대하여 유동 콘크리트의 슬럼프, 공기량 및 고화된 코크리트의 강도에 대한 효과를 비교 확인하기 위하여 유동 콘크리트 제조시에 이들을 첨가하여 성능검사를 하여, 그 시험결과를 표 2에 나타내었다.Samples prepared by mixing the preparations prepared in Preparation Examples 1 to 5 with a lignin sulfonate-based (LS) dispersant, which is mainly used as a general reducing agent in a concrete dispersant, in a weight ratio of 1: 1 (the preparation 1: LS 1). One concrete mixture (Preparation 1-5 in Table 2), a concrete mixture with added naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate (NSF) known as a representative high performance sensitizer (NSF in Table 2) and a concrete mixture without added concrete dispersant (Table In order to compare the effects on the strength of slump, air volume, and solidified coke concrete, the performances were added and tested for the performance of the plain concretes. The test results are shown in Table 2. .

시험에 사용한 재료 및 콘크리트 배합은 한일시멘트사 보통 포틀랜트 시멘트 370kg, 모래는 여주산 강사 805kg, 굵은골재 1021kg 및 시멘트 분산제를 포함한 물 182kg이다. 각 시멘트 분산제의 첨가량은 시멘트 고형분에 대해 0.3 중량%일 때의 실험결과이다.The mix of materials and concrete used in the test is 370kg of Hanil Cement Co., Ltd. Portland cement, 805kg of Yeoju Instructor, 1021kg of coarse aggregate and 182kg of water including cement dispersant. The addition amount of each cement dispersant is an experiment result when it is 0.3 weight% with respect to cement solid content.

아래 표 2에 나타낸 결과로부터. 제조예 3-5에서 제조된 콘크리트 분산제를 첨가한 콘크리트 혼합물은 NSF를 첨가한 콘크리트 혼합물과 감수율에서 동일한 17.5% 나타냈으며, 공기연행제를 첨가한 NSF의 경우와 달리 공기연행제를 첨가하지 않아도 4.3-4.7 %의 공기연행효과를 나타냈고, 콘크리트 압축강도에 대해서도 고성능 감수제인 NSF 분산제를 사용한 경우와 분산제를 사용하지 않은 경우(plain)에 비하여 아주 우수한 기계적 강도를 갖는 콘크리트를 얻을 수 있었다.From the results shown in Table 2 below. The concrete mixture added with the concrete dispersant prepared in Preparation Example 3-5 showed the same 17.5% in the susceptibility as the NSF-added concrete mixture, and, unlike the case of NSF added with the air entrainer, 4.3 The air entraining effect was -4.7%, and concrete with excellent mechanical strength was obtained in the case of using NSF dispersant, which is a high performance sensitizer, and plain without the dispersant.

[표 2] 본 발명의 분산제를 포함하는 콘크리트의 성능특성[Table 2] Performance characteristics of concrete containing the dispersant of the present invention

Figure 112006509431406-pat00003
Figure 112006509431406-pat00003

이상에서 말한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 방향족 카르복실산 제조 공정 폐기물중 테레프탈산 제조과정에서 발생하는 폐기물을 이용하여 제조한 분산제의 특성시험 결과는 기존의 분산제와 대등한 감수율과 높은 분산성 및 안정성을 갖는다는 것을 입증한다.As mentioned above, according to the method of the present invention, the results of the characteristic test of the dispersant prepared by using the waste generated from terephthalic acid in the aromatic carboxylic acid manufacturing wastes are similar to those of the conventional dispersants. Prove that it has stability.

이와 더불어 본 발명은 기존의 방향족 카르복실산 제조 공정에서 발생하는 폐기물의 처리법인 소각처리로 인한 방향족 카르복실산 제조 공정의 생산단가 상승과 이로 인해 2차적인 환경오염문제를 야기하고 있다는 문제점을 고려하면 위 공정에서 발생하는 폐기물을 이용해 부가 가치가 높은 분산제를 제조함은 환경적, 경제적인 면에서 매우 의미 있는 일이다.In addition, the present invention considers a problem that the production cost of the aromatic carboxylic acid production process is increased due to incineration, which is a waste treatment method generated in the conventional aromatic carboxylic acid production process, thereby causing a secondary environmental pollution problem. The production of high value-added dispersants using the waste from the above process is very meaningful from an environmental and economic point of view.

Claims (4)

i) 테레프탈산 제조과정에서 발생하는 폐기물에 염기성 용액을 가하여 pH 5.0 내지 7.0으로 중화시키는 단계 및 ii) 상기 폐기물에 펜톤시약, H2O2, KMnO4, K2Cr2O7, O3 및 K2S2O8로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화제를 첨가하여 교반함으로써 상기 폐기물을 산화시키는 단계를 포함하는 콘크리트용 분산제 제조방법.i) adding a basic solution to the wastes generated during the production of terephthalic acid to neutralize the solution to pH 5.0 to 7.0 and ii) fenton reagent, H 2 O 2 , KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , O 3 and K 2 S 2 O 8 Method of producing a dispersant for concrete comprising the step of oxidizing the waste by adding and stirring an oxidizing agent selected from the group consisting of. 삭제delete 제1항에 있어서, 폐기물이 전체 분산제의 중량%에서 5% 이상 포함되는 것인 제조방법.The process of claim 1 wherein the waste comprises at least 5% by weight of the total dispersant. 제1항에 있어서, 상기 ii) 단계 이후에 공기연행제, 슬럼프유지제, 소포제, 급결제, 지연제, 블리딩억제제 및 내화제로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 물질을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 제조방법.The method of claim 1, further comprising, after step ii), adding at least one material selected from the group consisting of an air entrainer, a slump holding agent, an antifoaming agent, a fastening agent, a retarding agent, a bleeding inhibitor, and a fireproofing agent. Manufacturing method.
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