KR100846316B1 - Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas - Google Patents

Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas Download PDF

Info

Publication number
KR100846316B1
KR100846316B1 KR1020070037549A KR20070037549A KR100846316B1 KR 100846316 B1 KR100846316 B1 KR 100846316B1 KR 1020070037549 A KR1020070037549 A KR 1020070037549A KR 20070037549 A KR20070037549 A KR 20070037549A KR 100846316 B1 KR100846316 B1 KR 100846316B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dimethyl terephthalate
gas
methanol
ethylene glycol
liquid
Prior art date
Application number
KR1020070037549A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한명완
강경석
김보경
Original Assignee
충남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020070037549A priority Critical patent/KR100846316B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100846316B1 publication Critical patent/KR100846316B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/52Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C67/54Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B01D3/146Multiple effect distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B01D3/324Tray constructions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/80Phthalic acid esters
    • C07C69/82Terephthalic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/18Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
    • C08J11/22Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
    • C08J11/24Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

An apparatus for separating dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas is provided to simplify a partial condenser and a spray tower or spray zone, and to save energy by using the heat of methanolysis gas as distillation energy. An apparatus for separating dimethylterephthalate from methanolysis gas comprising dimethylterephthalate, methyl-2-hydroxyethylterephthalate, ethyleneglycol, and methanol as depolymerization products of polyethyleneterephthalate includes: a liquid storage tank(10) in which an inflow of methanolysis gas is condensed; a methanol distillation column(20) provided in the upper part of the liquid storage tank; an ethyleneglycol distillation column(30) provided in the lower part of the liquid storage tank; and a dimethylterephthalate storage tank(40) provided in the lower part of the ethyleneglycol distillation column.

Description

폴리에스터 메탄올리시스 기체로부터 디메틸테레프탈레이트를 분리하기 위한 장치{Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas} Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas}

도 1은 본 발명에 따른 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a device according to the invention.

-도면의 주요 부분의 설명-Description of the main parts of the drawings

10 : 액체저장조 11 : 굴뚝 (Chimney)10 liquid storage tank 11: chimney

11a : 중공부 11b : 높이11a: hollow part 11b: height

20 : 메탄올증류부 21 : 응축기20: methanol distillation unit 21: condenser

22 : 저장조 30 : 에틸렌글리콜증류부22: storage tank 30: ethylene glycol distillation unit

31 : 측류 유출부 40 : 디메틸프탈레이트저장조31 side flow outlet 40 dimethyl phthalate storage tank

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 해중합 생성물로서 저압 메탄올리시스 반응기로부터 배출되는 디메틸테레프탈레이트(DMT), 메틸-2-히드록시에틸테레프탈레이트(MHET), 에틸렌글리콜 및 메탄올을 포함하는 메탄올리시스 기체로부터 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 분리하는 장치에 관한 것이다. 여기서 MHET는 DMT와 함께 배출되어 후속 공정인 DMT 가수분해 공정에서 테레프탈산(TPA)으로 전환된다.The present invention relates to a methanolysis gas comprising dimethylterephthalate (DMT), methyl-2-hydroxyethylterephthalate (MHET), ethylene glycol and methanol, which is discharged from a low pressure methanolysis reactor as a depolymerization product of polyethylene terephthalate. The present invention relates to an apparatus for efficiently separating dimethyl terephthalate. The MHET is discharged with DMT and converted to terephthalic acid (TPA) in the subsequent process, DMT hydrolysis.

메탄올리시스는 메탄올을 이용하여 폴리에스터를 해중합하는 공정이다. 이때 반응물은 기체 상태로 배출되는데, 상기 기체는 주로 과량의 메탄올, 디메틸테레프탈레이트(dimethyl terephthalate, DMT), 메틸-2-히드록시에틸테레프탈레이트(methyl-2-hydroxyethylterephthalate, MHET)와 에틸렌글리콜로 구성되어 있다. 본 발명은 이러한 기체의 주요 성분인 메탄올, 에틸렌글리콜(EG), 디메틸테레프탈레이트(DMT)로 분리 정제할 필요가 있다. 분리된 메탄올은 메탄올리시스 공정에서 재사용하는 것이 가능하다. Methanolissis is a process of depolymerizing polyester using methanol. At this time, the reactant is discharged in a gaseous state, which is mainly composed of excess methanol, dimethyl terephthalate (DMT), methyl-2-hydroxyethylterephthalate (MHET) and ethylene glycol. It is. The present invention needs to be separated and purified into methanol, ethylene glycol (EG), dimethyl terephthalate (DMT), which are the main components of this gas. The separated methanol can be reused in the methanolysis process.

이를 위하여 종래에는 부분응축 열교환기 및 증류탑이 사용되었다. 이러한 열교환기의 냉각 매체는 DMT의 고화점 이상으로 유지되어야 하며, 기체가 응축될 수 있도록 온도가 낮아야 한다. 이렇게 함으로써 DMT가 고체로 변하거나 열교환기를 오염시키지 않도록 한다. 즉 열교환기의 관들이 DMT 고체로 막히지 않도록 해야 하나 DMT의 고화점과 융점(140 ℃) 사이의 온도, 즉 액상 온도 영역이 협소하기 때문에 DMT가 승화하여 고체 부착물을 형성하는 경향이 있다. 따라서 DMT가 관벽에 석출되지 않도록 하기 위해서는 냉매의 온도가 적정한 영역에서 잘 유지되어야 한다. For this purpose, conventionally, a partial condensation heat exchanger and a distillation column have been used. The cooling medium of such a heat exchanger should be kept above the freezing point of the DMT and at a low temperature so that gas can condense. This prevents the DMT from becoming solid or contaminating the heat exchanger. That is, the tubes of the heat exchanger should not be blocked with DMT solids, but the temperature between the DMT's freezing point and melting point (140 ° C.) is narrow, so that the DMT tends to sublimate to form a solid deposit. Therefore, in order to prevent DMT from depositing on the pipe wall, the temperature of the refrigerant should be well maintained in an appropriate region.

또한 DMT기체는 DMT 고화점 이하인 건조한 표면에서는 고체로 변하여 장치가 막히는 등의 문제를 발생시키는 문제가 발생하는데, 이를 막기 위해서 미국 특허 제5,578,173호에서는 DMT 포화 응축액을 증류탑 내벽에 분사하여 건조 표면에 DMT 기체가 접촉하지 않도록 하였으며 이에 덧붙여 증류탑의 단 영역들에 메탄올을 분사하도록 하였다. 그러나 메탄올리시스 반응기에서 나오는 기체중의 DMT 기체를 분사를 통해서 완전히 회수하기는 어려운 것을 확인하였다. 즉 매우 많은 양의 메탄올을 분사하여도 DMT를 응축시키는 것이 어렵고, 이에 따라 탑 상부에서 DMT가 고체화 되어 증류탑 운전에 문제를 발생시키는 문제점이 있다.In addition, the DMT gas becomes a solid on a dry surface that is below the DMT freezing point, causing problems such as clogging.To prevent this, US Patent No. 5,578,173 sprays the DMT saturated condensate on the inner wall of the distillation column to prevent the DMT on the dry surface. The gas was not contacted and in addition, methanol was injected into the stages of the distillation column. However, it was confirmed that it is difficult to completely recover the DMT gas in the gas from the methanolysis reactor through injection. That is, it is difficult to condense the DMT even when a very large amount of methanol is injected, and thus there is a problem in that the DMT becomes solid at the top of the column, causing problems in the operation of the distillation column.

본 발명에서는 이러한 난점들을 해소하고 부분 응축기와 스프레이 탑 혹은 스프레이 영역을 단순화하는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a device that overcomes these difficulties and simplifies the partial condenser and spray tower or spray area.

이는 메탄올리시스 반응기로부터 배출되는 기체를 액체저장조에 직접 접촉하도록 하여 DMT, EG 등의 고비점 물질들을 응축시키고, 이 기체의 현열 및 응축열을 활용하여 액체저장조의 메탄올을 증발시켜 증류탑의 분리에너지로 사용하도록 하였다.This allows the gas discharged from the methanolissis reactor to be in direct contact with the liquid storage tank to condense high-boiling materials such as DMT and EG, and utilize the sensible and condensation heat of the gas to evaporate the methanol in the liquid storage tank to separate the energy of the distillation column. It was used.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리에스터, 즉, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 분해하는 해중합 반응기에 연결된 것으로, 해중합을 거쳐 생성되는 기체 상태의 원료 중 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜 및 메탄올을 효율적으로 분리 회수하기 위한 장치를 제시한다.The present invention for achieving the object as described above is connected to a depolymerization reactor that decomposes polyester, that is, polyethylene terephthalate, and efficiently removes dimethyl terephthalate, ethylene glycol and methanol in the gaseous raw materials produced through depolymerization. An apparatus for separation recovery is presented.

즉, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 해중합반응기의 마지막단에 설치 되는 것으로, 해중합은 에틸렌글리콜을 이용한 글리콜리시스 반응과 메탄올을 이용한 메탄올리시스 반응으로 이루어지며, 통상적으로는 글리콜리시스 반응 후 메탄올리시스 반응이 이루어지고 있으므로 본 발명의 장치는 메탄올리시스 반응기의 후단에 설치될 수 있다.That is, the present invention is installed at the end of the depolymerization reactor of polyethylene terephthalate, the depolymerization is composed of a glycolissis reaction using ethylene glycol and methanolysis reaction using methanol, usually methane after the glycolysis reaction Since the olissis reaction is taking place, the apparatus of the present invention can be installed at the rear end of the methanolysis reactor.

본 발명은 상기 메탄올리시스 반응기로부터 배출되는 기체 상태의 반응 생성물을 효율적으로 분리하도록 하는 장치로서, 특히 고화점과 융점(140 ℃) 사이의 온도, 즉 액상 온도 영역이 협소하기 때문에 분리가 어려운 것으로 알려진 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 분리하기 위한 장치를 제공하고자 한다.The present invention is a device for efficiently separating the gaseous reaction product discharged from the methanolysis reactor, particularly difficult to separate because the temperature between the freezing point and the melting point (140 ℃), that is, the liquid phase temperature range is narrow It is intended to provide a device for efficiently separating known dimethylterephthalates.

이하는 구체적인 설명을 위하여 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIG. 1.

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 해중합 생성물로서 디메틸테레프탈레이트(DMT), 메틸-2-히드록시에틸테레프탈레이트(MHET), 에틸렌글리콜 및 메탄올을 포함하는 메탄올리시스 기체로부터 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 분리하는 장치에 있어서,The present invention provides a method for efficiently separating dimethyl terephthalate from a methanolysis gas containing dimethyl terephthalate (DMT), methyl-2-hydroxyethyl terephthalate (MHET), ethylene glycol and methanol as a depolymerization product of polyethylene terephthalate. In the apparatus,

메탄올리시스 기체가 유입되어 응축되는 액체저장조(10);A liquid storage tank 10 into which the methanolissis gas is introduced and condensed;

상기 액체저장조(10)의 상부에 구비되는 메탄올증류부(20);A methanol distillation unit 20 provided on an upper portion of the liquid storage tank 10;

상기 액체저장조(10)의 하부에 구비되는 에틸렌글리콜증류부(30);Ethylene glycol distillation unit 30 provided in the lower portion of the liquid storage tank 10;

상기 에틸렌글리콜증류탑(30)의 하부에 구비되는 디메틸테레프탈레이트저장조(40);Dimethyl terephthalate storage tank 40 provided in the lower portion of the ethylene glycol distillation column (30);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치를 제시한다.It proposes a dimethyl terephthalate separation device comprising a.

특히, 본 발명에서 상기 액체 저장조(10)의 중심에는 내부에 중공부(11a)가 구비되고 하단은 상기 에틸렌글리콜증류탑(30)의 상부와 연결되며 상기 액체 저장조 내부의 일정 높이(11b)까지 돌출 형성되어 액상의 에틸렌글리콜과 디메틸테레프탈레이트가 일정 높이까지 상승한 후 넘쳐흐르도록 하는 관형상의 굴뚝(11)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 굴뚝은 필요에 따라 여러 개를 설치할 수 있다.In particular, the center of the liquid reservoir 10 in the present invention is provided with a hollow portion (11a) therein, the lower end is connected to the upper portion of the ethylene glycol distillation tower 30 and protrudes to a predetermined height (11b) inside the liquid reservoir It is preferable that the tubular chimney 11 is further formed so that the liquid ethylene glycol and dimethyl terephthalate rise to a certain height and then overflow. Multiple chimneys can be installed as needed.

또한, 상기 메탄올증류탑(20)의 상부에는 기체 상태의 메탄올을 응축시켜 액체 상태로 회수하기 위한 응축기(21) 및 저장조(22)가 더 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the upper part of the methanol distillation tower 20 is preferably provided with a condenser 21 and a storage tank 22 for condensing methanol in a gaseous state and recovering it in a liquid state.

또한, 상기 에틸렌글리콜증류탑(30)은 기화된 에틸렌글리콜이 배출되도록 측류 유출부(31)가 더 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the ethylene glycol distillation column 30 is preferably further provided with a side flow outlet 31 so that the vaporized ethylene glycol is discharged.

본 발명에서 상기 액체저장조(10)는 메탄올리시스 기체가 액상으로 응축될 수 있는 온도로 유지되고, 메탄올리시스 기체는 액체 저장조의 액체와 직접 접촉하게 된다. 즉 메탄올리시스 기체는 액체 저장조의 액체를 밀어내면서 액체를 통과하게 된다. 따라서 바깥 원통부분의 액위가 안쪽 원통 부분의 액위보다 낮게 유지된다. 이 과정에서 메탄올리시스 기체는 액체와 접촉하면서 응축하게 되고 메탄올리시스 기체의 현열과 잠열로 인해 액체저장조(10) 내의 메탄올이 기화하게 된다. 이때 이 증류탑의 압력은 2기압에서 10 기압, 바람직하게는 2 기압에서 5기압을 유지하는 것이 좋다. 이때 액체저장조(10)는 120 ℃에서 200 ℃ 사이의 온도가 유지된다. 이는 낮은 압력에서는 DMT가 승화하여 탑상부로 상승하여 증류탑의 각 부분에 고화되어 고체 DMT에 의해 증류탑이 막히는 문제를 유발 할 수 있기 때문이다. In the present invention, the liquid reservoir 10 is maintained at a temperature at which the methanolissis gas can be condensed into the liquid phase, and the methanolissis gas is in direct contact with the liquid of the liquid reservoir. In other words, the methanolissis gas passes through the liquid while pushing the liquid out of the liquid reservoir. Therefore, the liquid level of the outer cylinder portion is kept lower than that of the inner cylinder portion. In this process, the methanolissis gas is condensed while contacting the liquid, and methanol in the liquid reservoir 10 is vaporized due to the sensible and latent heat of the methanolissis gas. At this time, the pressure of the distillation column is preferably maintained at 10 atm, preferably at 5 atm. At this time, the liquid storage tank 10 is maintained at a temperature of 120 ℃ to 200 ℃. This is because at low pressure, the DMT sublimates and rises to the top of the column, which solidifies in each part of the distillation column, causing the distillation column to be blocked by the solid DMT.

상기 메탄올 증류부(20)는 단(tray) 또는 충전물(packing)로 이루어지며, 이 부분에서의 분리 정제에 의해 탑 상부로 메탄올이 배출되고, 기화되지 못한 일부 메탄올과 에틸렌글리콜 및 디메틸테레프탈레이트 혼합물은 액상으로 응축되어 다시 액체저장조(10)로 흘러내리도록 한다. 즉, 탑상에서 환류되어 내려오는 액체 흐름과 액체저장조에서 기화된 흐름 및 EG 정제부에서 상승하는 기체 흐름과 접촉하여 탑상부로 정제된 메탄올이 배출되고, 메탄올 및 에틸렌글리콜과 디메틸테레프탈레이트 혼합물은 액상으로 다시 액체저장조(10)로 흘러내리게 된다. 이때 탑상의 온도는 증류탑 운전압에서 메탄올 비점인 70 ℃에서 100 ℃ 정도가 유지된다. The methanol distillation unit 20 is composed of a tray or a packing, and methanol is discharged to the top of the column by separation and purification in this part, and a mixture of some methanol, ethylene glycol and dimethyl terephthalate, which cannot be vaporized Is condensed into the liquid phase and flows back to the liquid reservoir (10). That is, in contact with the liquid stream refluxed down from the column and the vaporized stream from the liquid reservoir and the gas stream rising from the EG refining unit, the purified methanol is discharged to the upper part of the column, and the methanol and the ethylene glycol and dimethyl terephthalate mixture are To flow back into the liquid reservoir (10). At this time, the temperature on the column is maintained at about 100 ° C. at 70 ° C. which is the boiling point of methanol at the distillation column operating pressure.

상기 에틸렌글리콜증류부(30)에서는 에틸렌글리콜은 기화되고, 디메틸테레프탈레이트는 액상으로 응축되어 디메틸테레프탈레이트저장조(40)로 흘러내리게 된다. 따라서 EG 배출부 (31)는 증류탑 운전압에서의 EG의 비점온도가 유지되고, 디메틸테레프탈레이트 저장조 (40)는 이 증류탑 운전압에서의 비점온도가 유지된다. In the ethylene glycol distillation unit 30, ethylene glycol is vaporized, and dimethyl terephthalate is condensed in the liquid phase and flows down to the dimethyl terephthalate storage tank 40. Therefore, the EG discharge part 31 maintains the boiling point temperature of EG at the distillation column operating pressure, and the dimethyl terephthalate storage tank 40 maintains the boiling point temperature at this distillation column operating pressure.

즉, 본 발명은 메탄올리시스 반응을 거쳐 유입된 기체는 상기 액체저장조(10)에 저장되는 액상의 메탄올, 에틸렌글리콜 및 디메틸테레프탈레이트 혼합물과 접촉하여 응축되며, 이때 유입되는 기체의 잠열로 인해 증발된 기체는 메탄올 증류부(20)의 상부로 상승하여 응축기(21)에서 응축되고, 저장(22)되며, 일부는 환류되어 메탄올 증류부(20)를 거쳐 액체저장조(10)에 쌓이게 된다. That is, the present invention is the gas introduced through the methanolysis reaction is condensed in contact with the liquid methanol, ethylene glycol and dimethyl terephthalate mixture stored in the liquid reservoir 10, at this time evaporated due to the latent heat of the incoming gas The gas is raised to the upper portion of the methanol distillation unit 20, condensed in the condenser 21, stored 22, and part of the reflux is accumulated in the liquid storage tank 10 via the methanol distillation unit 20.

상기 액체저장조(10)의 내부에서 쌓인 액상의 메탄올, 에틸렌글리콜 및 디메틸테레프탈레이트는 관형의 굴뚝 (chimney)를 넘쳐흐른 후 중공부(11a)를 타고 에틸렌글리콜 증류부(30)로 하강하게 된다. 이 액체 흐름은 증류탑 하부의 재비기로 부터 상승하는 기체와 접촉하여 분리 정제되어 메탄올 농도가 높은 기체 흐름이 액체저장조(10)를 우회하여 상승하게 되고, 에틸렌글리콜은 기체 상태로 측류 유출(side draw)로 얻어지고 가장 고비점 물질인 DMT는 탑하부에서 얻어진다. 이때 얻어지는 에틸렌글리콜은 미량의 DMT와 메탄올을 포함하고 있으며, DMT는 미량의 MHET등의 고비점 물질들을 포함하게 된다. The liquid methanol, ethylene glycol, and dimethyl terephthalate accumulated in the liquid storage tank 10 overflow the tubular chimney and then descend into the ethylene glycol distillation unit 30 through the hollow part 11a. This liquid stream is separated and purified in contact with the rising gas from the reboiler at the bottom of the distillation column so that a gas stream having a high methanol concentration bypasses the liquid storage tank 10 and rises, and ethylene glycol is a side draw in the gas state. The highest boiling point material, DMT, is obtained from the bottom of the tower. At this time, the obtained ethylene glycol contains a small amount of DMT and methanol, DMT will contain a high boiling point materials such as a small amount of MHET.

본 발명이 제시하는 전체 증류탑은 메탄올리시스 기체 흐름을 세 성분으로 분리한다. 탑 상부로 메탄올이 분리 정제되며, 탑 중앙에서 에틸렌글리콜을 기체 상태로 배출시켜, 즉 측류 유출(side draw)로 얻게 된다. 또한, 탑 하부로는 DMT가 얻어진다. 탑상부 즉, 메탄올증류부(20)로 부터 얻어진 메탄올은 메탄올리시스 반응기로 재순환되어 재사용될 수 있다. 탑상부에 약간의 EG가 포함될 수 있으나 이것은 메탄올리시스 반응기에서 문제가 되지 않는다. 측류 유출된 에틸렌글리콜은 후속의 증류탑(미도시)으로 들어가 탑상부로 미량의 메탄올이 포함된 EG를 얻을 수 있으며, 탑하부로는 DMT를 소량 포함한 EG를 얻을 수 있다. 미량의 메탄올을 포함한 EG는 두 물질간의 비점차가 크므로 간단한 증류장치를 이용하여 순수한 EG를 얻을 수 있다. 또한 DMT를 포함한 EG는 폐 폴리에스테르의 용해 및 글리콜리시스 반응에 사용되도록 앞 공정으로 재순환되어 재사용될 수 있다. The whole distillation column proposed by the present invention separates the methanolysis gas stream into three components. Methanol is separated and purified to the top of the tower and the ethylene glycol is vented in the gaseous state in the center of the tower, i.e. obtained as a side draw. In addition, DMT is obtained under the tower. Methanol obtained from the column top, that is, methanol distillation unit 20 can be recycled to the methanolysis reactor and reused. Some EG may be included at the top of the column but this is not a problem in the methanolysis reactor. The ethylene glycol distilled off flows into a subsequent distillation column (not shown) to obtain an EG containing a small amount of methanol in the upper part of the column, and an EG containing a small amount of DMT in the lower part of the column. Since EG containing traces of methanol has a large boiling point difference between the two substances, pure EG can be obtained using a simple distillation apparatus. EG, including DMT, can also be recycled and reused in the previous process for use in the dissolution of spent polyesters and glycolissis reactions.

또한 디메틸프탈레이트저장조(40)에서 얻어진 DMT는 후속 공정인 가수분해조로 보내져 테레프탈산(TPA)을 제조하는 원료로 사용될 수 있다. 따라서 MHET를 포함한 DMT에 미량 성분 들어있는 불순물들은 후속 가수분해 및 결정화 공정에서 제거된다. In addition, the DMT obtained in the dimethylphthalate storage tank 40 may be sent to a hydrolysis tank, which is a subsequent process, to be used as a raw material for producing terephthalic acid (TPA). Thus, impurities contained in trace elements in DMT, including MHET, are removed in subsequent hydrolysis and crystallization processes.

본 발명의 장점은 하나의 탑에서 세성분이 분리되도록 하여 공정이 매우 단순화되었으며 분리에너지도 대폭 절약할 수 있다는 점이다. 또한 탑 중앙에서 배출된 기체는 분리도가 낮은 증류탑을 상압에서 운전할 수 있으므로 낮은 장치비용이 소요된다. 기존의 메탄올리스 기체의 증류 정제 시스템의 경우 언급된 세성분을 분리하기 위하여 두 개의 증류탑이 사용된다 (미국 특허 5,051,528, 미국특허 5,672,780). 즉 첫 번째 탑에서 메탄올이 DMT와 EG로부터 분리되고 두 번째 탑에서 DMT 와 EG가 분리된다. 이에 따라 첫 번째 탑의 재비기 및 탑 하단에서 에틸렌글리콜과 DMT가 같이 오랜 시간 체류하게 됨에 따라 메탄올리시스 기체와 함께 온 촉매의 영향으로 중합반응이 진행되어 올리고머가 형성되고 이에 따라 증류탑이 오염되는 문제점이 발생하였다. 그러나 본 발명에서는 EG와 DMT가 같이 체류하는 시간이 매우 짧기 때문에, 즉 DMT 농도는 탑하부가 높고, EG 농도는 탑 중앙부가 높기 때문에 두 성분 간의 반응이 일어나기 어려워 올리고머 생성을 막을 수 있다는 특징이 있다. The advantage of the present invention is that the three components are separated in one tower, which greatly simplifies the process and greatly reduces the separation energy. In addition, since the gas discharged from the center of the tower can operate a distillation column with low separation at atmospheric pressure, low equipment cost is required. In the conventional methanolless gas distillation purification system, two distillation columns are used to separate the three components mentioned (US Pat. No. 5,051,528, US Pat. No. 5,672,780). Methanol is separated from DMT and EG in the first column and DMT and EG in the second column. Accordingly, as the ethylene glycol and DMT stay together for a long time in the reboiling of the first tower and the bottom of the tower, the polymerization reaction proceeds under the influence of a catalyst with methanolis gas, forming an oligomer and contaminating the distillation column. A problem occurred. However, in the present invention, since the EG and the DMT stay together very short, that is, the DMT concentration is high at the bottom of the tower and the EG concentration is high at the center of the tower, so that the reaction between the two components is difficult to occur, thereby preventing oligomer formation. .

본 발명은 공정의 단순화로 장치비를 대폭 절약할 수 있으며, 메탄올리시스 기체의 열을 증류 에너지로 직접 활용하므로 에너지를 크게 절약할 수 있는 효과가 있다. 또한 메탄올리시스 기체 중의 승화성이 강한 DMT를 효과적으로 응축하여 이를 행하기 위하여 사용되는 기존의 부분응축기 및 분사탑 (spray tower)을 생략하고 제안하는 간단한 구조의 기액 접촉 시스템으로 대체할 수 있다. 또한 기존의 메 탄올리시스 기체 분리 정제의 문제점인 DMT와 EG의 중합에 의한 올리고머 형성 문제를 해결할 수 있다.The present invention can greatly reduce the device cost by the simplification of the process, and since the heat of the methanolic gas is directly used as distillation energy, the energy can be greatly saved. In addition, the conventional subcondenser and spray tower used to effectively condense and effectively condense the highly sublimable DMT in the methanolissis gas can be replaced by a simple gas-liquid contact system. In addition, it is possible to solve the problem of oligomer formation by the polymerization of DMT and EG, which is a problem of conventional gas separation and purification of methanol.

Claims (8)

폴리에틸렌테레프탈레이트의 해중합 생성물로서 디메틸테레프탈레이트(DMT), 메틸-2-히드록시에틸테레프탈레이트(MHET), 에틸렌글리콜 및 메탄올을 포함하는 메탄올리시스 기체로부터 디메틸테레프탈레이트를 효율적으로 분리하는 장치에 있어서,In an apparatus for efficiently separating dimethyl terephthalate from a methanolysis gas containing dimethyl terephthalate (DMT), methyl-2-hydroxyethyl terephthalate (MHET), ethylene glycol and methanol as a depolymerization product of polyethylene terephthalate. , 메탄올리시스 기체가 유입되어 응축되는 액체저장조(10);A liquid storage tank 10 into which the methanolissis gas is introduced and condensed; 상기 액체저장조(10)의 상부에 구비되는 메탄올증류탑(20);A methanol distillation tower 20 provided above the liquid storage tank 10; 상기 액체저장조(10)의 하부에 구비되는 에틸렌글리콜증류탑(30);An ethylene glycol distillation tower 30 provided below the liquid storage tank 10; 상기 에틸렌글리콜증류탑(30)의 하부에 구비되는 디메틸테레프탈레이트저장조(40);Dimethyl terephthalate storage tank 40 provided in the lower portion of the ethylene glycol distillation column (30); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.Dimethyl terephthalate separation apparatus comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액체 저장조(10)의 중심에는 내부에 중공부(11a)가 구비되고 하단은 상기 에틸렌글리콜증류탑(30)의 상부와 연결되며 상기 액체 저장조 내부의 일정 높이(11b)까지 돌출 형성되어 액상의 에틸렌글리콜과 디메틸테레프탈레이트가 일정 높이까지 상승한 후 넘쳐흐르도록 하는 관형상의 굴뚝(Chimney, 11)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The center of the liquid reservoir (10) is provided with a hollow portion (11a) therein, the lower end is connected to the upper portion of the ethylene glycol distillation tower 30 and formed to protrude to a predetermined height (11b) in the liquid reservoir to form a liquid ethylene Dimethyl terephthalate separation device further comprises a tubular chimney (Chimney, 11) to allow the glycol and dimethyl terephthalate to rise after rising to a certain height. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 메탄올증류탑(20)의 상부에는 기체 상태의 메탄올을 응축시켜 액체 상태로 회수하기 위한 응축기(21) 및 저장조(22)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.Dimethyl terephthalate separation device, characterized in that the upper part of the methanol distillation tower 20 is further provided with a condenser 21 and the storage tank 22 for condensing the methanol in the gas state to recover in the liquid state. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 에틸렌글리콜증류탑(30)은 기화된 에틸렌글리콜이 배출되도록 측류 유출부(31)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The ethylene glycol distillation tower 30 is a dimethyl terephthalate separation device, characterized in that the side flow outlet 31 is further provided to discharge the ethylene glycol vaporized. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 액체저장조(10)는 증류탑의 운전압력을 조절하여 메탄올리시스 기체가 액상으로 응축될 수 있는 온도로 유지되고, 메탄올리시스 기체와 액체 저장조의 액체가 직접 접촉에 의해 메탄올리시스 기체가 응축되고, 이 과정에서 메탄올리시스 기체의 현열과 잠열로 인해 메탄올이 기화되도록 하는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The liquid reservoir 10 is maintained at a temperature at which the methanolissis gas can be condensed into the liquid phase by adjusting the operating pressure of the distillation column, and the methanolissis gas is condensed by direct contact between the methanolissis gas and the liquid in the liquid reservoir. And dimethyl terephthalate separation device, wherein methanol is vaporized due to sensible and latent heat of methanolysis gas in this process. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 메탄올 증류부(20)는 단(tray) 또는 충전물(packing)로 이루어지며, 이 부분에서의 분리 정제에 의해 탑 상부로 메탄올이 배출되고, 기화되지 못한 일부 메탄올과 에틸렌글리콜 및 디메틸테레프탈레이트 혼합물은 액상으로 응축되어 다시 액체저장조(10)로 흘러내리도록 하는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The methanol distillation unit 20 is composed of a tray or a packing, and methanol is discharged to the top of the column by separation and purification in this part, and a mixture of some methanol, ethylene glycol and dimethyl terephthalate, which cannot be vaporized Dimethyl terephthalate separation device characterized in that the condensed to the liquid phase to flow back to the liquid reservoir (10). 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 에틸렌글리콜 증류부(30)는 에틸렌글리콜은 기화되고, 디메틸테레프탈레이트는 액상으로 응축되어 디메틸테레프탈레이트저장조(40)로 흘러내리도록 분리정제가 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The ethylene glycol distillation unit 30 is ethylene glycol is vaporized, dimethyl terephthalate is dimethyl terephthalate separation device characterized in that the separation and purification to occur to flow down into the dimethyl terephthalate reservoir (40). 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 디메틸테레프탈레이트 저장조(40)는 디메틸프탈레이트가 액상으로 저장되고, 에틸렌글리콜이 기화되도록 온도가 유지되는 것을 특징으로 하는 디메틸테레프탈레이트 분리 장치.The dimethyl terephthalate storage tank 40 is a dimethyl terephthalate separation device, characterized in that the dimethyl phthalate is stored in the liquid phase, the temperature is maintained so that ethylene glycol is vaporized.
KR1020070037549A 2007-04-17 2007-04-17 Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas KR100846316B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070037549A KR100846316B1 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070037549A KR100846316B1 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100846316B1 true KR100846316B1 (en) 2008-07-15

Family

ID=39824558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070037549A KR100846316B1 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100846316B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040099970A (en) * 2003-05-21 2004-12-02 충남대학교산학협력단 Recovery system of waste polyester oligomer using hybrid process of methanolysis reactor and distillation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040099970A (en) * 2003-05-21 2004-12-02 충남대학교산학협력단 Recovery system of waste polyester oligomer using hybrid process of methanolysis reactor and distillation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5473329B2 (en) Method for producing dioxolane
KR100733400B1 (en) Azeotropic Distillation Process for Separating Acetic Acid, Methyl Acetate and Water
CN101998945B (en) Process and apparatus for efficient recovery of dichlorohydrins
US11111211B2 (en) Method of distilling dimethyl sulfoxide and multistage distillation tower
JP2010159212A (en) Method for separating alcohol
JP2010503692A (en) Acrylic acid production method
EP0867434B1 (en) A method for continuously producing a cyclic formal
JP2010006808A5 (en)
KR20080105088A (en) Process for the preparation of an alkanediol and a dialkyl carbonate
SU1318153A3 (en) Method for producing beta-methylthiopropionic aldehyde
KR20210074320A (en) Methods of Treating Gas Emissions from Pyrolysis of Polymers
US10144698B2 (en) Breaking a methanol/methyl methacrylate azeotrope using pressure swing distillation
SU619097A3 (en) Method of obtaining aromatic aldehydes
US6265625B1 (en) Isolation of glycols
KR100846316B1 (en) Apparatus for separation dimethylterephthalate from polyester methanolysis gas
WO2003006418A1 (en) Method for producing dialkylcarbonate
US5578173A (en) Removal of dimethylterephthalate from a methanolysis vapor stream
KR101966135B1 (en) Vacuum Distillation System for Alkylenecarbonate Purification Associated with Carbon Dioxide Capture Process
KR102444197B1 (en) Method for removing water from PGME, PGMEA and Water mixture
KR101119777B1 (en) Method and Apparatus for the Production of DiarylCarbonates
KR100549449B1 (en) Process for the purification of maleic anhydride
US3174911A (en) Formaldehyde manufacture
KR102140998B1 (en) Method for purifying ethylene glycol to reduce steam consumption
JP3918528B2 (en) (Meth) acrylic acid purification method
JP3551685B2 (en) Preparation of diaryl oxalate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130626

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160627

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 10