KR100874775B1 - Process for producing high purity cyclohexanol using hydrogenation reaction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고순도 사이클로헥산올(cyclohexanol)의 연속 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촉매 존재 하에서, 페놀 및 사이클로헥산올의 혼합물에 수소를 공급하여 페놀을 수소화 반응시키는 단계를 포함하며, 상기 수소화 반응은 생성물인 사이클로헥산올을 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 수소화 반응에서 페놀: 재순환된 사이클로헥산올의 부피비가 1:0.1 내지 1:3 인 것인, 사이클로헥산올의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous process for producing high purity cyclohexanol, and more particularly, comprising hydrogenation of a phenol by supplying hydrogen to a mixture of phenol and cyclohexanol in the presence of a catalyst, wherein the hydrogenation The reaction includes recycling cyclohexanol as a product, wherein the volume ratio of phenol: recycled cyclohexanol in the hydrogenation reaction is from 1: 0.1 to 1: 3.

본 발명에 따르면 페놀의 수소화 반응 시 발생하는 고온의 반응열을 생성물인 사이클로헥산올의 일부를 재순환시켜 효과적으로 제어함으로써 고순도의 사이클로헥산올을 연속식 공정으로 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the high-temperature reaction heat generated during the hydrogenation of phenol is effectively controlled by recycling a part of cyclohexanol as a product, thereby producing a large amount of high-purity cyclohexanol in a continuous process.

Description

수소화 반응을 이용한 고순도 사이클로헥산올의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING HIGH PURITY CYCLOHEXANOL BY HYDROGENATION}Process for producing high purity cyclohexanol using hydrogenation {PROCESS FOR PREPARING HIGH PURITY CYCLOHEXANOL BY HYDROGENATION}

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 고순도 사이클로헥산올의 연속 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페놀의 수소화 반응 시 발생하는 고온의 반응열을 생성물인 사이클로헥산올의 재순환을 통하여 효과적으로 제어함으로써 연속식 공정으로 고순도의 사이클로헥산올을 대량 생산할 수 있는 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous process for the production of high purity cyclohexanol, and more particularly to the high-temperature cyclohexane in a continuous process by effectively controlling the high temperature reaction heat generated during the hydrogenation of phenol through the recycling of cyclohexanol as a product It is about a process for mass production of ole.

[종래 기술][Prior art]

사이클로헥산올은 나일론-6와 나일론-66을 제조하기 위한 중간체인 카프로락탐 및 아디프산의 원료로 사용되는 중요한 물질이며, 청정분산제, 바니스, 페인트 박지제, 향료 등의 원료와, 각종 용제 및 에멀션화제 등으로도 이용되는 공업적으로 중요한 중간체이다.Cyclohexanol is an important material used as a raw material for caprolactam and adipic acid, which are intermediates for the production of nylon-6 and nylon-66. It is an industrially important intermediate that is also used as a topical agent.

사이클로헥산올의 상업화된 기존의 제조방법으로는, 사이클로헥산(cyclohexane)을 산화(oxidation) 반응시켜 제조하는 방법과, 페놀을 수소화(hydrogenation) 반응시켜 제조하는 방법 등이 알려져 있다.As a conventional method for producing cyclohexanol, there are known a method of oxidizing cyclohexane and a method of producing phenol by hydrogenation.

미국 등록특허공보 제 2,794,056호에는 니켈 촉매(니켈 함량: 4 내지 6%) 존재 하에 회분식(batch type) 반응기 10개를 연결하여 반-연속식 형태(semi-continuous type)로 페놀을 수소화 반응시켜 사이클로헥산올을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 단지 회분식 반응기 10개를 연결한 것으로써 공정이 복잡하고, 촉매의 재사용이 어려운 단점이 있다.U.S. Patent No. 2,794,056 discloses a cycle by hydrogenating phenol in a semi-continuous type by connecting 10 batch type reactors in the presence of a nickel catalyst (nickel content: 4 to 6%). A method for preparing hexanol is disclosed. However, the process is complicated by only connecting 10 batch reactors, and it is difficult to reuse the catalyst.

또한, 페놀을 수소화 반응시켜 사이클로헥산올을 제조하는 방법은 기본적으로 발열반응이기 때문에 반응기 내부의 온도 제어에 어려움이 따르고, 온도 상승에 의한 부반응으로 부산물이 생성되어 사이클로헥산올의 수율이 떨어질 뿐만 아니라, 반응기 내부의 온도 폭등에 따른 안전성 저하 등의 여러 가지 문제점이 존재한다. 즉, 페놀의 수소화를 통한 사이클로헥산올의 제조 시 이론상 발열량이 약50 kcal/mol인 발열반응으로 반응공정 중 온도제어가 어렵고, 온도상승에 의한 부반응으로 사이클로헥산올의 수율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, the method for producing cyclohexanol by hydrogenating phenol is basically exothermic, which is difficult to control the temperature inside the reactor, and by-products are generated by side reactions due to the temperature rise, resulting in a decrease in the yield of cyclohexanol. However, there are various problems such as deterioration in safety due to temperature increase in the reactor. That is, in the preparation of cyclohexanol through hydrogenation of phenol, the theoretical exothermic reaction is about 50 kcal / mol, which makes it difficult to control the temperature during the reaction process and the yield of cyclohexanol is lowered due to side reactions caused by the temperature rise.

상기와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 목적은 페놀의 수소화 반응 시 발생하는 고온의 반응열을 생성물인 사이클로헥산올을 이용하여 효과적으로 제어함으로써 고순도의 사이클로헥산올을 연속식 공정으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the problems in the prior art as described above, an object of the present invention is to control the high-temperature cyclohexanol in a continuous process by effectively controlling the high temperature reaction heat generated during the hydrogenation reaction of phenol using the product cyclohexanol It is to provide a method that can be produced.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

촉매 존재 하에서, 페놀 및 사이클로헥산올의 혼합물에 수소를 공급하여 페놀을 수소화 반응시키는 단계를 포함하며,Hydrogenation of the phenol by supplying hydrogen to the mixture of phenol and cyclohexanol in the presence of a catalyst,

상기 수소화 반응은 생성물인 사이클로헥산올을 재순환시키는 단계를 포함하고,The hydrogenation reaction comprises recycling cyclohexanol as a product,

상기 수소화 반응에서 페놀: 재순환된 사이클로헥산올의 부피비가 1:0.1 내지 1:3 인 것인, 고순도 사이클로헥산올의 제조방법을 제공한다.The volume ratio of phenol: recycled cyclohexanol in the hydrogenation reaction is 1: 0.1 to 1: 3 to provide a method for producing high purity cyclohexanol.

본 발명에 있어서, 상기 수소화 반응 단계 이후에는,In the present invention, after the hydrogenation step,

수소화 반응 생성물로부터 과량의 기체를 분리시키고, 액체 반응 생성물인 고순도 사이클로헥산올을 수득하는 단계, 및 상기 액체 반응 생성물인 사이클로헥산올 일부를 상기 수소화 반응 단계로 재순환시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Separation of excess gas from the hydrogenation reaction product, obtaining a high purity cyclohexanol as a liquid reaction product, and recycling a portion of the cyclohexanol as the liquid reaction product to the hydrogenation step.

또한, 본 발명은 촉매 존재 하에, 페놀 및 사이클로헥산올의 혼합물을 수소화 반응시켜 고순도의 사이클로헥산올을 제조하는 공정에서,In addition, the present invention is in the process of producing a high purity cyclohexanol by hydrogenation of a mixture of phenol and cyclohexanol in the presence of a catalyst,

상기 수소화 반응의 생성물인 사이클로헥산올 일부를 재순환 시켜 반응 중의 반응열을 제어하는 사이클로헥산올의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing cyclohexanol for controlling the heat of reaction during the reaction by recycling a part of the cyclohexanol product of the hydrogenation reaction.

이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명자들은 페놀을 이용한 사이클로헥산올의 제조방법에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 페놀과 생성물로 얻어진 사이클로헥산올을 적정 함량으로 혼합 후 수소화할 경우, 반응열 제어 효과가 우수하여 부반응을 감소시킬 수 있어 고순도의 사이클로헥산올을 제조할 수 있고, 그에 따라 연속식 대량생산 공정으로의 적용이 용이함을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors in the process of manufacturing a cyclohexanol using a phenol, when the cyclohexanol obtained by mixing the phenol and the product in an appropriate content and then hydrogenated, the reaction heat control effect is excellent to reduce side reactions Therefore, it was possible to produce a high purity cyclohexanol, thereby confirming the ease of application to a continuous mass production process, to complete the present invention based on this.

이때, 본 발명에 있어서, '고순도 사이클로헥산올'이란 정제 전의 순도가 99% 이상인 사이클로헥산올을 의미한다.At this time, in the present invention, 'high purity cyclohexanol' means cyclohexanol having a purity of 99% or more before purification.

본 발명에 따른 고순도 사이클로헥산올의 제조공정은 반응원료인 페놀에 생 성물인 사이클로헥산올을 같이 투입함으로써, 반응 중 발생하는 반응열을 사이클로헥산올이 흡수하는 효과가 있어 반응기내에 전체적으로 일정한 반응온도를 유지할 수 있고, 그에 따라 부반응을 감소시켜 고순도의 사이클로헥산올을 제조할 수 있는 장점이 있다.In the manufacturing process of high purity cyclohexanol according to the present invention, by adding cyclohexanol which is a product to the phenol as a reaction raw material, cyclohexanol absorbs the heat of reaction generated during the reaction, and thus, the reaction temperature is generally constant in the reactor. It is possible to maintain, thereby reducing side reactions to produce a high purity cyclohexanol.

이러한, 본 발명에 따른 고순도 사이클로헥산올의 제조방법은,Such, the production method of high purity cyclohexanol according to the present invention,

촉매 존재 하에, 페놀 및 생성물인 사이클로헥산올의 혼합물을 수소와 함께 혼합시켜 페놀을 수소화 반응시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the presence of a catalyst, preferably, a mixture of phenol and the product cyclohexanol is mixed with hydrogen to hydrogenate the phenol.

상기 단계는 수소화 반응 촉매의 존재 하에 기체인 수소와 액체인 페놀을 기체-액체 접촉 반응시키는 것이다.The step is a gas-liquid contact reaction of hydrogen, a gas, and phenol, a liquid, in the presence of a hydrogenation catalyst.

특히, 본 발명은 페놀의 수소화 반응을 통해 얻어진 사이클로헥산올의 일부를 페놀의 수소화 반응으로 재순환시킴으로써, 반응열을 낮추는 효과가 있다.In particular, the present invention has the effect of lowering the heat of reaction by recycling a part of the cyclohexanol obtained through the hydrogenation of phenol to the hydrogenation of phenol.

즉, 본 발명은 상기 수소화 반응단계 이후에, 수소화 반응 생성물로부터 과량의 기체를 분리시키고, 액체 반응 생성물인 고순도 사이클로헥산올을 수득하는 단계 및 상기 반응 생성물인 사이클로헥산올 일부를 상기 수소화 반응 단계로 재순환시키는 단계를 더 포함하도록 설계된다. 이때, 생성물인 사이클로헥산올의 재순환에 의해 고온의 반응열 제어가 이루어져 고순도 사이클로헥산올을 연속식(continuous type)으로 제조할 수 있다.That is, the present invention, after the hydrogenation step, the excess gas is separated from the hydrogenation reaction product to obtain a high-purity cyclohexanol as a liquid reaction product and a part of the cyclohexanol reaction product to the hydrogenation step It is designed to further include the step of recycling. At this time, by controlling the reaction heat at a high temperature by recycling the cyclohexanol as a product, high-purity cyclohexanol can be produced in a continuous type.

본 발명의 수소화 반응단계에 있어서, 페놀: 생성물로서 재순환되어 투입되는 사이클로헥산올의 부피비는 1:0.1 내지 1:3인 것이 바람직하다.  즉, 최소한의 반응열 제어 효과를 달성하기 위하여 페놀 1 부피에 대하여 사이클로헥산올을 0.1 부피 이상으로 반응시키는 것이 바람직하며, 반응열 제거 효과의 상승률 및 사이클로헥산올의 생산성을 고려하여 페놀 1부피에 대하여 사이클로헥산올을 3 부피 이하로 반응시키는 것이 바람직하다.In the hydrogenation step of the present invention, the volume ratio of phenol: cyclohexanol to be recycled as a product is preferably 1: 0.1 to 1: 3. That is, in order to achieve a minimum reaction heat control effect, it is preferable to react cyclohexanol with 0.1 volume or more with respect to 1 volume of phenol, and cyclone to 1 volume of phenol in consideration of the increase rate of the reaction heat removal effect and the productivity of cyclohexanol. It is preferable to react hexanol to 3 volume or less.

또한, 상기 수소화 반응은 페놀:수소의 몰비가 1:1 내지 1:10이 되도록 하는 것이 바람직하다.  즉, 몰비가 낮을 경우 반응 전환율이 낮고 선택성이 떨어지는 점을 고려하여 페놀:수소의 몰비는 1:1 이상인 것이 바람직하다. 또한, 수소의 비율이 지나치게 높을 경우 이를 회수하여 재활용하는 비용이 높아져 경제성이 떨어지는 점을 고려하여 페놀:수소의 몰비는 1:10 이하인 것이 바람직하다.In addition, the hydrogenation reaction is preferably such that the molar ratio of phenol: hydrogen is 1: 1 to 1:10. That is, when the molar ratio is low, the molar ratio of phenol: hydrogen is preferably 1: 1 or more in consideration of low reaction conversion rate and low selectivity. In addition, in the case where the ratio of hydrogen is too high, the cost of recovering and recycling the hydrogen increases, so that the molar ratio of phenol to hydrogen is preferably 1:10 or less.

상기 수소화 반응 단계의 반응 원료 중, 수소 및 페놀은 불순물을 포함하지 않는 순수한 것을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 불순물을 포함한 것을 사용하더라도 본 발명의 효과에 영향을 미치는 것은 아니기 때문에, 특별히 그 순도가 한정되는 것은 아니다.Among the reaction raw materials of the hydrogenation reaction step, hydrogen and phenol are most preferably used pure ones containing no impurities, and even if the ones containing impurities do not affect the effects of the present invention, the purity thereof is particularly limited. It doesn't happen.

또한, 상기 촉매는 본 발명이 속하는 기술분야에서 수소화 반응에 사용되는 통상적인 촉매를 사용할 수 있으며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 촉매는 니켈, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 활성금속을 포함하는 고체 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 촉매의 구조적 안정성 확보를 위하여 알루미나(alumina) 및 실리카(silica)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 담체를 더 포함하는 촉매를 사용할 수 있다.In addition, the catalyst may use a conventional catalyst used in the hydrogenation reaction in the technical field to which the present invention belongs, the kind is not particularly limited. For example, it is preferable to use a solid catalyst including at least one active metal selected from the group consisting of nickel, platinum and palladium. More preferably, in order to secure structural stability of the catalyst, a catalyst further comprising at least one carrier selected from the group consisting of alumina and silica may be used.

또한, 본 발명의 각 단계는 연속식으로 이루어질 수 있으며, 상기 연속식 반 응단계들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 단계들을 조합할 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, each step of the present invention may be made in a continuous manner, the continuous reaction steps may be combined with a typical step in the art to which the present invention belongs, but is not particularly limited thereto.

상기 연속식 공정의 바람직한 반응 조건으로는, 상기 수소화 반응단계에서 유체공간속도(Liquid Hourly Space Velocity, LHSV) 0.1 내지 5.0 hr-1, 반응온도 100 내지 250 ℃ 및 반응압력 5 내지 50 기압으로 수행하는 것이 바람직하다.Preferred reaction conditions of the continuous process, the liquid hourly space velocity (LHSV) 0.1 to 5.0 hr -1 in the hydrogenation reaction step, the reaction temperature is carried out at 100 to 250 ℃ and the reaction pressure of 5 to 50 atmosphere It is preferable.

상기 LHSV는 반응기에 투입되는 반응물의 양이 적을 경우 경제적인 생산성을 달성하기 어려우므로 0.1 hr-1 이상인 것이 바람직하며, 반응물의 전환율을 고려하여 5.0 hr-1 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.  또한, 상기 반응온도는 최소한의 반응 활성화에너지를 공급하기 위하여 100 ℃ 이상인 것이 바람직하며, 온도가 높을 경우 사이클로헥산올의 변형으로 부산물이 생성될 수 있으므로 250 ℃ 이하인 것이 바람직하다.  또한, 상기 반응압력은 최소한의 전환율을 고려하여 5 기압 이상인 것이 바람직하며, 고압을 유지시키기 위한 비용 등 반응의 경제성 및 전환율 상승효과를 고려하여 50 기압 이하인 것이 바람직하다.The LHSV is preferably at least 0.1 hr -1 or more, since it is difficult to achieve economic productivity when the amount of the reactant introduced into the reactor is small, and it is preferable that the LHSV be 5.0 hr -1 or less in consideration of the conversion rate of the reactants. In addition, the reaction temperature is preferably 100 ℃ or more in order to supply a minimum reaction activation energy, it is preferable that the by-products may be generated by deformation of cyclohexanol when the temperature is high is 250 ℃ or less. In addition, the reaction pressure is preferably at least 5 atm considering the minimum conversion rate, and preferably at most 50 atm considering the economical efficiency of the reaction such as the cost for maintaining the high pressure and the effect of increasing the conversion rate.

이때, 상기 연속식 공정에서 반응물의 흐름은 하단투입-상단제거(bottom-up) 방식 및 상단투입-하단제거(top-down) 방식을 모두 이용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다.At this time, the flow of the reactant in the continuous process may use both a bottom-bottom-up method and a top-bottom-down method, but is not particularly limited.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제조방법은 수소화 반응을 통해 페놀의 전환율이 99% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 제조공정은 페놀과 사이클로헥산올을 적정 함량으로 혼합하여 수소화 반응시킴에 따라 반응열 제어 효 과가 우수하여 연속식 대량생산 공정에의 적용이 용이한 장점이 있다.In the production method of the present invention having the above configuration, the conversion rate of phenol is preferably 99% or more through a hydrogenation reaction. In addition, the manufacturing process according to the present invention has an advantage that the reaction heat control effect is excellent as the hydrogenation reaction by mixing phenol and cyclohexanol in an appropriate content, it is easy to apply to the continuous mass production process.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 표현하기 위한 목적으로 기재하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention are described. The following examples are only described for the purpose of more clearly expressing the present invention, but the contents of the present invention are not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

직경 2.54 cm, 길이 15.24 cm인 관형 반응기에 촉매(니켈 28%, 알루미나 72%, 카타루나[KATA LEUNA]사 제조, 제품명: KL-6564) 74 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도를 140 ℃로 유지시켰다.A tubular reactor of 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length was charged with 74 cc of catalyst (28% nickel, 72% alumina, manufactured by KATA LEUNA, product name: KL-6564), and an electric heating tape outside the reactor. tape) was attached to maintain the reaction temperature at 140 ℃.

이때, 반응물인 페놀과 반응열 제어용 사이클로헥산올을 부피비 1: 1로 혼합한 후 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.5 hr-1의 속도로 반응기 하단으로 주입(bottom-up)하였다.  또한, 페놀과 수소의 몰비는 1:5로 유지하였으며, 반응압력은 10 기압을 유지하였다.At this time, the reactant phenol and the reaction heat control cyclohexanol were mixed at a volume ratio of 1: 1, and then injected into the bottom of the reactor at a rate of fluid space velocity (LHSV) = 0.5 hr -1 through a pressure pump. In addition, the molar ratio of phenol and hydrogen was maintained at 1: 5, and the reaction pressure was maintained at 10 atm.

반응 완료 후, 사이클로헥산올의 순도 및 페놀의 전환율은 기체 크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 순도 99.9%인 사이클로헥산올을 얻었고, 페놀의 전환율은 100% 였다.After completion of the reaction, the purity of cyclohexanol and conversion of phenol were analyzed by gas chromatography. As a result, cyclohexanol having a purity of 99.9% was obtained, and the conversion rate of phenol was 100%.

실시예 2 내지 14Examples 2-14

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, LHSV, 반응압력, 반응온도를 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.As shown in Table 1, except that the LHSV, the reaction pressure, the reaction temperature was carried out in the same manner as in Example 1.

구분division 온도(℃)Temperature (℃) 압력(기압)Pressure (atmospheric pressure) LHSV(hr-1)LHSV (hr -1 ) 전환율(%)% Conversion 순도(%)water(%) 실시예 1Example 1 140140 1010 0.50.5 100100 99.999.9 실시예 2Example 2 140140 2020 0.50.5 100100 99.999.9 실시예 3Example 3 140140 2020 0.750.75 100100 99.199.1 실시예 4Example 4 140140 3030 0.50.5 99.699.6 99.599.5 실시예 5Example 5 140140 3030 0.750.75 100100 99.399.3 실시예 6Example 6 160160 1010 0.50.5 100100 99.899.8 실시예 7Example 7 160160 2020 0.50.5 100100 99.999.9 실시예 8Example 8 160160 2020 0.750.75 100100 99.299.2 실시예 9Example 9 160160 3030 0.50.5 100100 99.999.9 실시예 10Example 10 160160 3030 0.750.75 100100 99.999.9 실시예 11Example 11 160160 3030 1.01.0 100100 99.899.8 실시예 12Example 12 180180 1010 0.50.5 100100 99.399.3 실시예 13Example 13 180180 1010 0.750.75 100100 99.499.4 실시예 14Example 14 180180 1010 1.01.0 100100 99.599.5

상기 표 1의 결과를 보면, 본 발명의 경우 페놀의 전환율이 99.6% 이상이고 순도 99.1% 이상의 고순도의 사이클로헥산올을 연속으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.Looking at the results of Table 1, it can be seen that in the case of the present invention, the conversion rate of phenol is 99.6% or more and a high purity cyclohexanol of 99.1% or more can be obtained continuously.

실험예 1Experimental Example 1

페놀만으로 반응 시 발열정도가 어느 정도인지 확인하기 위하여, 다음의 실험을 진행하였다. 이때, 페놀만으로 반응을 진행하면 페놀의 녹는점이 40℃로 가압펌프 안에서 굳을 수 있기 때문에, 사이클로헥산올의 양을 변화시키는 실험을 통해서 페놀의 발열정도를 파악하였다.In order to check the degree of exotherm during the reaction with phenol only, the following experiment was conducted. At this time, since the melting point of the phenol can be solidified in the pressurized pump at 40 ° C. when the reaction is performed only with phenol, the exothermic degree of phenol was determined through an experiment to change the amount of cyclohexanol.

직경 2.54 cm, 길이 15.24 cm인 관형 반응기에 촉매(니켈 28%, 알루미나 72%, 카타루나[KATA LEUNA]사 제조, 제품명: KL-6564) 74 cc를 채우고, 반응기 외부에 전기 가열 테이프(electrical heating tape)를 부착하여 반응온도 160 ℃를 유지시키기 위하여 외부온도 145 ℃로 가열하였다.A tubular reactor of 2.54 cm in diameter and 15.24 cm in length was charged with 74 cc of catalyst (28% nickel, 72% alumina, manufactured by KATA LEUNA, product name: KL-6564), and an electric heating tape outside the reactor. tape) was heated to an external temperature of 145 ℃ to maintain a reaction temperature of 160 ℃.

이때, 반응물인 페놀과 반응열 제어용 사이클로헥산올을 부피비 1:2.5로 혼합한 후 가압펌프를 통해 유체공간속도(LHSV)= 0.5 hr-1의 속도로 반응기 하단으로 주입(bottom-up)하였다.  또한, 페놀과 수소의 몰비는 1:5로 유지하였으며, 반응압력은 20 기압을 유지하였다.At this time, the reactant phenol and the reaction heat control cyclohexanol were mixed at a volume ratio of 1: 2.5, and injected into the bottom of the reactor at a rate of fluid space velocity (LHSV) = 0.5 hr −1 through a pressure pump. In addition, the molar ratio of phenol and hydrogen was maintained at 1: 5, and the reaction pressure was maintained at 20 atm.

반응 완료 결과 순도 97.1%인 사이클로헥산올을 얻었고, 페놀의 전환율은 100% 였다.As a result of the reaction, cyclohexanol having a purity of 97.1% was obtained, and the conversion rate of phenol was 100%.

실험예Experimental Example 2 2

하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 페놀과 사이클로헥산올의 부피비와 외부온도를 다르게 한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.As shown in Table 2, except that the volume ratio and the external temperature of the phenol and cyclohexanol was different, it was carried out in the same manner as in Experiment 1.

구분division 부피비Volume ratio 외부온도(℃)External temperature (℃) 발열(℃)Fever (℃) 전환율(%)% Conversion 순도(%)water(%) 실험예 1Experimental Example 1 1:2.51: 2.5 145145 1515 100100 97.197.1 실험예 2Experimental Example 2 1:0.51: 0.5 130130 3030 100100 90.290.2

주) 부피비 = 페놀:재순환된 사이클로헥산올Volume ratio = phenol: recycled cyclohexanol

상기 표 2를 보면, 본원의 부피비 안에는 속하지만 사이클로헥산올의 양에 따라 발열량이 달라지는 것을 확인할 수 있다.Looking at Table 2, it can be seen that the calorific value is different depending on the amount of cyclohexanol belongs to the volume ratio of the present application.

이러한 결과로부터, 페놀만으로 반응 시에는 훨씬 큰 발열이 있을 것이라는 것을 예측할 수 있다. 또한, 사이클로헥산올의 양이 많아질수록 발열이 줄다가 3배에 가까울수록 그 효과가 감소하게 된다.From these results, it can be predicted that there will be a much larger exotherm when reacting with phenol alone. In addition, as the amount of cyclohexanol increases, the exotherm decreases, and as the value approaches 3 times, the effect decreases.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 사이클로헥산올의 제조방법은 페놀의 수소화 반응 시 발생하는 고온의 반응열을 생성물인 사이클로헥산올을 이용 하여 효과적으로 제어함으로써 고순도의 사이클로헥산올을 연속식 공정으로 제조할 수 있는 장점이 있다.As described above, the method for preparing cyclohexanol according to the present invention is to produce a high-purity cyclohexanol in a continuous process by effectively controlling the high temperature reaction heat generated during the hydrogenation of phenol using the product cyclohexanol There is an advantage to this.

Claims (9)

촉매 존재 하에서, 페놀 및 사이클로헥산올의 혼합물에 수소를 공급하여 페놀을 수소화 반응시키는 단계를 포함하며,Hydrogenation of the phenol by supplying hydrogen to the mixture of phenol and cyclohexanol in the presence of a catalyst, 상기 수소화 반응은 생성물인 사이클로헥산올을 재순환시키는 단계를 포함하고,The hydrogenation reaction comprises recycling cyclohexanol as a product, 상기 수소화 반응에서 페놀: 재순환된 사이클로헥산올의 부피비가 1:0.1 내지 1:3 인 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The volume ratio of phenol: recycled cyclohexanol in the hydrogenation reaction is 1: 0.1 to 1: 3 method of producing cyclohexanol. 제 1항에 있어서, 상기 수소화 반응 단계 이후에,According to claim 1, After the hydrogenation step, 수소화 반응 생성물로부터 기체를 분리시키고, 액체 반응 생성물인 사이클로헥산올을 수득하는 단계, 및Separating the gas from the hydrogenation reaction product, obtaining cyclohexanol which is a liquid reaction product, and 상기 반응 생성물인 사이클로헥산을 상기 수소화 반응 단계로 재순환시키는 단계Recycling the reaction product cyclohexane to the hydrogenation step 를 포함하는 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.That will include, the manufacturing method of cyclohexanol. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 수소화 반응에서 페놀:수소의 몰비가 1:1 내지 1:10인 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the molar ratio of phenol: hydrogen in the hydrogenation reaction is 1: 1 to 1:10. 제1항에 있어서, 상기 수소화 반응은 반응온도 100 내지 250 ℃, 및 반응압력 5 내지 50 기압에서 수행하는 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The method for preparing cyclohexanol according to claim 1, wherein the hydrogenation reaction is performed at a reaction temperature of 100 to 250 ° C and a reaction pressure of 5 to 50 atmospheres. 제1항에 있어서, 상기 수소화 반응은 유체공간속도(Liquid Hourly Space Velocity)가 0.1 내지 5.0 hr-1인 연속식 공정인 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the hydrogenation reaction is a continuous process having a liquid hourly space velocity of 0.1 to 5.0 hr −1 . 제1항에 있어서, 상기 촉매는 니켈, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 활성금속을 포함하는 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the catalyst comprises at least one active metal selected from the group consisting of nickel, platinum and palladium. 제7항에 있어서, 상기 촉매는 알루미나 및 실리카로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 담체를 더 포함하는 것인, 사이클로헥산올의 제조방법.The method of claim 7, wherein the catalyst further comprises a carrier selected from the group consisting of alumina and silica, cyclohexanol. 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 수소화 반응의 생성물인 사이클로헥산올을 재순환시켜 반응 중의 반응열을 제어하는 단계를 포함하는 사이클로헥산올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the method includes controlling cyclohexanol which is a product of the hydrogenation reaction to control the heat of reaction during the reaction.
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