KR100884401B1 - Selective separating method of xylene and ethyl benzene from their mixture - Google Patents

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Abstract

A selective separation method of xylene and ethyl benzene from their mixture is provided to refine xylene and ethylbenzene of the high purity due to high selectiveity to xylene and a simple process with high efficiency. A selective separation method of xylene and ethyl benzene from their mixture comprises a step for mixing guanidinium 4,4'- biphenyl sulfonate with a mixture of xylene and ethylbenzene. The xylene is ortho-xylene, and meta-xylene or para-xylene. The guanidinium 4,4'- biphenyl sulfonate is the crystalline powder or 4,4'- biphenyl sulfonate solution dissolved in an organic solvent such as methanol or ethanol.

Description

자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리방법{Selective separating method of xylene and ethyl benzene from their mixture}Selective separating method of xylene and ethyl benzene from their mixture}

본 발명은 자일렌과 에틸벤젠(ethylbenzene)의 혼합물로부터 자일렌 및 에틸벤젠의 선택적 분리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자일렌과 선택적으로 친화력을 가지는 액상의 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트(guanidinium biphenyl disulfonate)를 숙주분자(host)로서 사용하여 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 손님분자(guest)인 자일렌을 선택적으로 포접(inclusion)하거나 고체상으로 첨가된 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트의 결정 내부에 자일렌을 선택적으로 포접(inclusion)시켜서 혼합물에서 자일렌과 에틸벤젠을 선택적으로 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the selective separation of xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethylbenzene, and more particularly, liquid guanidinium 4,4'- which has an affinity selectively with xylene. Guanidinium optionally contained or added to the solid xylene, which is a guest molecule, from a mixture of xylene and ethylbenzene using guanidinium biphenyl disulfonate as a host molecule A method for selectively separating xylene and ethylbenzene from a mixture by selectively inclusion of xylene inside a crystal of 4,4'-biphenyl disulfonate.

자일렌 이성질체들은 나프타 분해장치(naphtha craker)나 개질장치(reformer)로부터 생산되는 중요한 산업원료들로 일반적으로 오쏘-자일렌(o-xylene), 메타-자일렌(m-xylene), 파라-자일렌(p-xylene)과 에틸벤젠 등의 혼합물로 수득되어진다. 그리고 특히, 이들 이성질체 혼합물 중에서 오쏘-, 메타-, 그리 고 파라-자일렌은 프탈산(phthalic acid), 이소-프탈산(iso-phthalic acid), 그리고 폴리에스테르(polyester)를 만드는 원료로 각각 사용되고 있으며, 에틸벤젠은 스티렌(styrene)을 합성하기 위한 단량체(monomer)로서 산업적으로 널리 이용되고 있는 실정이다.Xylene isomers are important industrial raw materials produced from naphtha crakers or reformers, which are typically o -xylene, m -xylene and para-xyl. It is obtained with a mixture of lene ( p- xylene) and ethylbenzene. And in particular, from these isomer mixtures ortho, meta-, very high para-xylene is phthalic acid (phthalic acid), iso-phthalic acid, and (iso -phthalic acid), and each being used as a raw material to make the polyester (polyester), Ethylbenzene is widely used industrially as a monomer for synthesizing styrene.

그러나 이들 자일렌 및 에틸벤젠은 이성질체로서 물리화학적 특성이 매우 유사하기 때문에 통상적으로 사용되는 분별증류법과 같이 단순 끓는점의 차이를 이용한 방법들에 의해서는 그 분리가 매우 어려울 뿐만 아니라 최근 벤젠(benzene)으로부터 에틸벤젠을 합성하는 비용이 지속적으로 상승하고 있는 상황이다.However, since these xylenes and ethylbenzenes are very similar in physical and chemical properties as isomers, they are very difficult to separate by methods using simple boiling point differences such as the conventionally used fractional distillation method. The cost of synthesizing ethylbenzene continues to rise.

따라서 이상에서와 같이 자일렌 및 에틸벤젠의 분리기술의 개발은 석유화학분야에서 매우 중요하게 검토되고 있으며, 이들 이성질체들의 분리방법을 개선하기 위한 많은 연구 및 선행기술들이 오래전부터 보고되어 오고 있다. 미국특허 제5,135,620호에서는 추출증류의 방법을 통하여 에틸벤젠을 분리하는 방법을 제안하고 있으며, 미국특허 제4,778,946호, 제4,613,725호, 제4,593,149호, 제5,227,570호, 제5453560호 등에서는 제올라이트(zeolite)를 이용한 분리기술들도 공지하고 있다. 이외에, 분자각인 생분해성 고분자를 숙주분자로 이용하여 이성질체를 분리하기 위한 방법도 시도되고 있다 [대한민국특허 10-0637683]. 그러나 이들 선행기술들은 상대적으로 설비 및 유지비용이 많이 들거나 공정이 복잡하고, 선택도가 낮은 단점이 있는 등 본 발명에서 이루고자하는 기술과는 상이하다 할 수 있다.Therefore, as described above, the development of the separation technology of xylene and ethylbenzene is very important in the petrochemical field, and many researches and prior arts for improving the separation method of these isomers have been reported for a long time. U.S. Patent No. 5,135,620 proposes a method of separating ethylbenzene through extraction distillation, and U.S. Pat. Separation techniques using are also known. In addition, a method for separating isomers using biodegradable polymers having molecular imprints as host molecules has also been attempted [Korea Patent 10-0637683]. However, these prior art may be different from the technology to be achieved in the present invention, such as relatively high installation and maintenance costs, complicated processes, low selectivity.

구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트는 많은 숙주분자물질 중의 하나로서 마이클 워드 등에 의해 숙주-손님 분자간의 상호인식에 기반을 둔 연구에 이용되어 왔다. 마이클 워드 등은 손님분자로서 메탄올(methanol), 자일렌(xylene), 톨루엔(toluene), 스타이렌(styrene), 1,4-디브로모벤젠 등의 다양한 방향족(aromatic compounds) 등이 숙주분자인 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트에 의해 각각 서로 다른 결정구조를 가지고 포접될 수 있다는 것을 보여 왔다[Science, 1997, 276:575-579: J. Am. Chem . Soc., 1997, 120:5887-5894; Chem . Mater., 1998, 10:4159-4168; Chem . Mater., 2000, 12:1501-1504; Chem . Mater., 2001, 13:3018-3031.]. Guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate is one of many host molecules and has been used by Michael Ward et al for research based on host-guest molecule interaction. Michael Ward et al. Is a guest molecule whose host molecules include various aromatic compounds such as methanol, xylene, toluene, styrene and 1,4-dibromobenzene. It has been shown that guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate can be encapsulated in different crystal structures [ Science , 1997, 276: 575-579: J. Am. Chem . Soc ., 1997, 120: 5887-5894; Chem . Mater ., 1998, 10: 4159-4168; Chem . Mater ., 2000, 12: 1501-1504; Chem . Mater ., 2001, 13: 3018-3031.].

하지만, 상기 손님분자들의 혼합물로부터 각 손님분자의 선택성의 우위를 제시했거나 더욱이 본 발명에서 제안하고자 하는 것과 같은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 높은 선택성을 가지고 자일렌 및 에틸벤젠을 단순공정을 통하여 분리해내는 시도는 없었다.However, xylene and ethylbenzene are separated through a simple process with high selectivity from a mixture of xylene and ethylbenzene, which gives the superiority of the selectivity of each guest molecule from the mixture of the above guest molecules or further proposes the present invention. No attempt was made.

이에, 본 발명자는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에서 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 이용한 단순한 공정을 통해 고순도의 자일렌과 에틸벤젠을 고효율로 선택적 분리할 수 있는 방법을 개발하고자 하였으며, 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트이 에틸벤젠에 비해 자일렌과 높은 선택성을 가지고 포접(inclusion)한다는 사실을 입증함으로써, 자일렌과 에틸벤젠(ethylbenzene)의 혼합물로부터 자일렌 및 에틸벤젠의 선택적 분리방법을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have developed a method to efficiently separate high-purity xylene and ethylbenzene in a simple process using guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate in a mixture of xylene and ethylbenzene. By demonstrating that guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate is included with xylene and higher selectivity compared to ethylbenzene, thereby producing xylene from a mixture of xylene and ethylbenzene. And selective separation of ethylbenzene.

따라서, 본 발명의 목적은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 이용한 단순 공정을 통해 고효율로 고순도의 자일렌과 에틸벤젠을 정제해 낼 수 있는 분리방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to separate high-purity xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethylbenzene through a simple process using guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate. To provide a way.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 혼합하여 반응시키는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a mixture of xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethyl benzene reacted by mixing guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate with a mixture of xylene and ethyl benzene. Provides a selective separation of benzene.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기 로 한다.In addition, repeated description of the same technical configuration and operation as in the prior art will be omitted.

본 발명은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에 숙주분자로서 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 혼합하는 단순 공정을 통하여 자일렌과 에틸벤젠을 고순도로 분리하는 것이다.The present invention is to separate xylene and ethylbenzene with high purity through a simple process of mixing guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate as a host molecule in a mixture of xylene and ethylbenzene.

구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트는 숙주분자로서 에틸벤젠보다는 자일렌에 보다 높은 친화력의 포접 효과를 가지고 있기 때문에, 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에서 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 단순 혼합하면 자일렌은 손님분자(guest)로서 선택적으로 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트에 포접(inclusion)되어, 에틸벤젠과 효율적으로 분리되는 것이다.Specifically, as shown in FIG. 1, in the present invention, guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate has a higher affinity inclusion effect on xylene than ethylbenzene as a host molecule. Simple mixing of guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate in a mixture of and ethylbenzene allows xylene to be optionally encapsulated in guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate as a guest molecule. inclusion, which effectively separates ethylbenzene.

본 발명에서 자일렌은 오쏘-자일렌, 메타-자일렌 또는 파라-자일렌을 말하는 것으로, 상술한 자일렌 이성질체들 간에는 에틸벤젠과는 달리 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트의 친화력에는 거의 차이가 없다.In the present invention, xylene refers to ortho-xylene, meta-xylene or para-xylene, and among the above-mentioned xylene isomers, unlike ethylbenzene, a compound of guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate There is little difference in affinity.

본 발명에서 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트는 결정성 분말의 고상으로 첨가된 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트의 결정 분말이나 메탄올 또는 에탄올 등의 유기용매에 용해시킨 액상의 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트 용액을 사용할 수 있다.In the present invention, guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate is a crystal powder of guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate added as a solid phase of a crystalline powder, or an organic solvent such as methanol or ethanol. A liquid guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate solution dissolved in can be used.

본 발명에서 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트는 친수성을 갖고, 자일렌은 소수성을 갖기 때문에 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트에 포접된 자일렌은 액-액 추출 등의 방법을 통하여 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트 로부터 회수할 수 있다.하지만, 본 발명은 상술한 회수 방법 이외에도 본 발명에 부합되는 것이라면 어떠한 방법을 사용해도 무방하다.In the present invention, since guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate has hydrophilicity and xylene has hydrophobicity, the xylene contained in guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate is a liquid. It is possible to recover from guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate through a method such as liquid extraction. However, the present invention may be used in any method as long as it is compatible with the present invention in addition to the above-mentioned recovery method. Do.

앞서, 설명한 바와 같이, 본 발명은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌에 대한 높은 친화력을 나타내는 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트를 혼합하여 처리함으로써, 단순공정을 통해 고효율적으로 고순도의 자일렌 및 에틸벤젠을 분리 정제할 수 있게 하였다.As described above, the present invention provides a high-quality process through a simple process by mixing and treating guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate which exhibits a high affinity for xylene from a mixture of xylene and ethylbenzene. It was possible to efficiently separate and purify high purity xylene and ethylbenzene.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에서 당업자에게 명백한 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention.

[실시 예 1] 숙주 분자 합성Example 1 Synthesis of Host Molecules

아세톤에 용해시킨 1몰의 4,4'-바이페닐 디술포네이트산 (4,4'-biphenyl disulfonic acid (>98%), 세진시아이(TCI)에서 구입)에, 아세톤에 용해시킨 2몰의 구아니디움 테트라보레이트(guanidinimu tetrafluroborate [G(BF4)])을 서서히 주입하면서 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트(guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate)의 결정을 유도하고, 그 결정화물을 수득하였다. 이때, 구아니디니움 테트라보레이트(guanidinium tetrafluroborate [G(BF4)])는 구아니딘 카보네이 트(guanidine carbonate, 시그마 알드리치사)염 22.5 g(0.5 mol)을 테트라보릭산(tetrafluroboric acid(48% in H2O, 시그마 알드리치사)용액 182.9 g(1 mol)과 1시간 동안 반응시킨 다음, 상기 반응물을 로타리 증발기를 이용하여 용매를 건조시켜서 수득한 구아니디니움 테트라보레이트 분말을 사용하였다.2 moles dissolved in acetone in 1 mole of 4,4'-biphenyl disulfonic acid (> 98%, purchased from Sejin Ci) (TCI) dissolved in acetone Slowly injecting guanidinimu tetrafluroborate [G (BF 4 )] to induce crystals of guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate. The crystallized product was obtained. In this case, guanidinium tetrafluroborate [G (BF 4 )] is 22.5 g (0.5 mol) of guanidine carbonate (sigma aldrich) salt and tetrafluroboric acid (48% in After reacting with 182.9 g (1 mol) of H 2 O, Sigma Aldrich Co., Ltd. for 1 hour, the reaction product was used to obtain a guanidinium tetraborate powder obtained by drying the solvent using a rotary evaporator.

그런 다음, 상기 결정물을 진공오븐에서 2-3일 정도 건조하여 아세톤을 제거시킨 아포 구아니디니움 4,4'-바이페닐디술포네이트(apo guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate)를 최종적으로 수득하였다.Then, the crystals were dried in a vacuum oven for 2-3 days to finally obtain apo guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate from which acetone was removed. It was.

[실시예 2] 선택도 실험-고상 포접 반응Example 2 Selectivity Experiment-Solid Inclusion Reaction

부피 기준으로 0.05대 0.95부터 0.95대 0.05의 비율별로 일정하게 혼합한 각 자일렌과 에틸벤젠의 이성질체 혼합물 10 mL에, 각각 과량의 25g의 고체 아포 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트(apo guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate) 숙주분자를 넣고 혼합하여 현탁액(suspention)을 형성시켰다. Excess 25 g of solid apo guanidium 4,4'-biphenyl disulfonate was added to 10 mL of isomer mixtures of xylene and ethylbenzene, which were uniformly mixed at a ratio of 0.05 to 0.95 to 0.95 to 0.05 by volume. (apo guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate) host molecules were added and mixed to form a suspension.

상기 형성된 현탁액을 뉴테이터(nutator, Clay Adam, Model 1105)를 사용하여 천천히 흔든 다음, 다시 그 현탁액을 여과하여 고상(solid phase)과 액상(liquid phase)을 분리한 뒤, 상기 고상 표면에 붙어있는 손님 분자를 제거하기 위해서 하루 정도 공기 중에서 건조하여 결정물을 수득하였다. The resulting suspension is slowly shaken using a nutator (Clay Adam, Model 1105), and the suspension is filtered again to separate the solid phase and the liquid phase, and then adhere to the surface of the solid phase. Drying in air for one day to remove guest molecules gave crystals.

상기 수득한 결정물을 가스크로마토그래프(gas chromatography)법을 이용하여 결정물(구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트)인 고체 안에 포함되어 있는 손 님 분자(자일렌과 에틸벤젠)의 상대적 양을 결정하였다.The obtained crystals were subjected to gas chromatographic analysis (gas chromatography) and included in the solid molecule (guanidium 4,4'-biphenyldisulfonate) as a solid molecule (xylene and ethylbenzene). The relative amount of was determined.

이의 결과를 하기 표 1과 도 2에 나타내었다. 이때, 도 2는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트를 처리한 다음, 초기 반응 전 자일렌과 에틸벤젠의 몰 분율당 반응 후 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트에 내포된 자일렌과 에틸벤젠의 몰 분율로 나타내었다.The results are shown in Table 1 and FIG. 2. At this time, Figure 2 is treated with guanidium 4,4'-biphenyl disulfonate to a mixture of xylene and ethylbenzene, and after the reaction per mole fraction of xylene and ethylbenzene before the initial reaction, the guanidium 4, The molar fraction of xylene and ethylbenzene contained in 4'-biphenyldisulfonate is shown.

Figure 112007073360549-pat00001
Figure 112007073360549-pat00001

이의 결과, 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 자일렌 및 에틸벤젠의 선택적 분리방법에서 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트은 에틸벤젠에 비해 자일렌과의 선택적 포접효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.As a result, in the selective separation method of xylene and ethylbenzene according to the present invention, guanidium 4,4'-biphenyl disulfonate has a very selective selective inclusion effect with xylene as compared to ethylbenzene. It was found to be excellent.

[[ 실시예Example 3] 선택도 실험-액상  3] selectivity experiment-liquid phase 포접Inclusion 반응 reaction

부피 기준으로 0.1대 0.9에서 0.9대 0.1의 비율로 일정하게 혼합한 자일렌과 에틸벤젠 혼합물 1 mL를 1회용 시험관에 넣고, 상기 시험관에 고체 아포 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트(apo guanidinium 4,4'-biphenyldisulfonate) 숙주분자 25g을 메탄올로 용해시킨 용액(1mL)을 상기 자일렌과 에틸벤젠 혼합물의 층과 섞이지 않게 매우 천천히 넣어 포접 반응을 수행하였다. 이때 숙주 분자를 용해시킨 메탄올 용액은, 숙주 분자가 메탄올 용액에 더 이상 녹지 않을 때까지 용해시켜 포화용액을 만든 다음, 녹지 않고 남아있는 숙주 분자는 여과하여 제거한 용액을 사용하였다.1 mL of a mixture of xylene and ethylbenzene mixed at a constant ratio of 0.1 to 0.9 to 0.9 to 0.1 by volume is placed in a disposable test tube, and the solid apo guanidium 4,4'-biphenyl disulfonate is added to the test tube. (apo mLanidineium 4,4'-biphenyldisulfonate) A solution of 25 g of a host molecule dissolved in methanol (1 mL) was added very slowly so as not to mix with a layer of the xylene and ethylbenzene mixture to perform an inclusion reaction. At this time, the methanol solution in which the host molecule was dissolved was dissolved until the host molecule was no longer dissolved in the methanol solution to make a saturated solution, and the remaining host molecule was dissolved by filtration.

반응이 종료되어 결정이 형성되면, 이를 여과하여 고상과 액상을 분리한 다음, 상기 분리하여 수득한 고형물은 표면에 붙어 있는 손님 분자를 제거하기 위해 차가운 메탄올 용액을 사용하여 3번 세척해 주고 건조하여 결정물을 수득하였다. When the reaction is complete and crystals are formed, the solids and liquid phases are separated by filtration, and the obtained solids are washed three times with cold methanol solution and dried to remove the guest molecules adhering to the surface. Crystals were obtained.

상기 수득한 결정물은 가스크로마토그래프(gas chromatography)법을 이용하여 고체 안에 포함되어 있는 손님 분자의 상대적 양을 결정하였다.The obtained crystals were determined by gas chromatography to determine the relative amount of guest molecules contained in the solid.

이의 결과를 표 2와 도 3에 나타내었다.이때, 도 3은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트를 처리한 다음, 초기 반응 전 자일렌과 에틸벤젠의 몰 분율당 반응 후 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트에 내포된 자일렌과 에틸벤젠의 몰 분율로 나타내었다.The results are shown in Table 2 and FIG. 3. In this case, FIG. 3 is treated with guanidium 4,4'-biphenyldisulfonate in a mixture of xylene and ethylbenzene, and then xylene and ethyl before the initial reaction. After the reaction per mole fraction of benzene, the molar fraction of xylene and ethylbenzene contained in guanidium 4,4'-biphenyldisulfonate was expressed.

Figure 112007073360549-pat00002
Figure 112007073360549-pat00002

이의 결과, 상기 실시예 2의 결과와 같이 본 발명에 따른 자일렌 및 에틸벤젠의 선택적 분리방법에서 구아니디움 4,4'-바이페닐디술포네이트은 에틸벤젠에 비해 자일렌과의 선택적 포접효과가 매우 우수함을 알 수 있었다. As a result, in the selective separation method of xylene and ethylbenzene according to the present invention, guanidium 4,4'-biphenyl disulfonate has a selective inclusion effect with xylene over ethylbenzene. It was found to be very good.

한편, 종래 에틸 벤젠과 자일렌의 분리 방법에 있어서, 미국등록특허 제 4,299,668호에는 기존의 방법인 오쓰머 기액 증류법을 이용한 분리 효과가 다음과 같이 기재되어 있다.On the other hand, in the conventional separation method of ethyl benzene and xylene, US Patent No. 4,299, 668 describes the separation effect using the conventional method Omermer gas-liquid distillation method as follows.

즉, 50 g의 에틸벤젠과 50 g의 파라 자일렌이 혼합되어 있는 혼합물을 오쓰머 기액 증류법을 이용하여 6시간 동안 환류한 뒤 기체 크로마토그래피를 이용하여 정량 분석을 수행한 결과, 기상에는 51 %의 에틸벤젠과 49 %의 파라 자일렌이 혼합되어 있었고, 액상에는 49.5 %의 에틸벤젠과 50.5 %의 파라 자일렌이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 이는 파라 자일렌보다 에틸벤젠이 상대적 휘발성이 1.06인 것을 의미하는 것이다.In other words, a mixture of 50 g of ethylbenzene and 50 g of para xylene was refluxed for 6 hours using an Osmer gas-liquid distillation method and quantitatively analyzed by gas chromatography. Ethylbenzene and 49% para xylene were mixed, and the liquid phase contained 49.5% ethylbenzene and 50.5% para xylene. This means that ethylbenzene has a relative volatility of 1.06 rather than para xylene.

또한, 상기 동일한 방법으로 50 g의 에틸벤젠과 50 g의 메타 자일렌이 혼합되어 있는 혼합물을 오쓰머 기액 증류법을 이용하여 분리한 다음, 기체 크로마토그래피를 사용하여 정량 분석을 수행한 결과, 기상에는 51.2 %의 에틸벤젠과 48.8 %의 메타 자일렌이 포함되어 있었으며, 액상에는 49.3 %의 에텔벤젠과 50.7%의 메타 자일렌이 포함되어 있는 것으로 나타났다.In addition, a mixture of 50 g of ethylbenzene and 50 g of meta xylene was separated by an osmotic gas-liquid distillation method, and quantitative analysis was performed using gas chromatography. It was found that 51.2% ethylbenzene and 48.8% metaxylene were contained, and the liquid phase contained 49.3% ethbenzene and 50.7% metaxylene.

상술한 결과로부터, 본 발명에 따른 에틸벤젠과 자일렌의 분리 효율은 표 1,2에서 보는 바와 같이 몰 분율이 50%대 50%일 때 액상 포접 반응의 경우는 자일렌이 82.9%로 에틸벤젠의 17.1%였고, 고상 포접 반응은 자일렌이 82%대 에틸벤젠이 18%로 나타났고, 미국 특허에 개시된 종래의 분리 방법에 기재된 에틸벤젠과 자일렌의 분리방법에 따른 분리효율은 기상에서 에틸벤젠이 약 51%로 나타났다. From the above results, the separation efficiency of ethylbenzene and xylene according to the present invention is 82.9% of xylene in case of liquid clathrate reaction when the molar fraction is 50% to 50%, as shown in Table 1 and 2. Solid phase inclusion reaction was 82% of xylene and 18% of ethylbenzene, and the separation efficiency according to the separation method of ethylbenzene and xylene described in the conventional separation method disclosed in the US patent is ethyl in the gas phase. Benzene was found to be about 51%.

따라서, 본 발명에 따른 에틸벤젠과 자일렌의 분리방법은 종래 에틸벤젠과 자인렌의 혼합물에서 에틸벤젠과 자일렌을 분리방법과 비교하여 매우 우수한 분리 효율을 나타낸다는 사실을 입증하였다.Therefore, it was proved that the separation method of ethylbenzene and xylene according to the present invention showed very good separation efficiency compared to the separation method of ethylbenzene and xylene in a mixture of ethylbenzene and xylene.

도 1은 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리하는 것을 도식화하여 나타낸 것이다.1 is a schematic of the selective separation of xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethylbenzene.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 고체상의 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트에 의한 포접 반응의 분리효과를 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the separation effect of the inclusion reaction by the guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate as a solid from a mixture of xylene and ethylbenzene in a preferred embodiment according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 액상의 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트에 의한 포접 반응의 분리효과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the separation effect of the inclusion reaction by guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate in the liquid phase from a mixture of xylene and ethylbenzene in a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 구아니디니움 4,4'-바이페닐 디술포네이트의 화학 구조식을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the chemical structural formula of guanidinium 4,4'-biphenyl disulfonate.

Claims (3)

자일렌과 에틸벤젠의 혼합물에 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트를 혼합하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리방법.A process for selective separation of xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethylbenzene, characterized by reacting a mixture of xylene and ethylbenzene with guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자일렌은 오쏘-자일렌, 메타-자일렌 또는 파라-자일렌인 것을 특징으로 하는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리방법.The xylene is ortho-xylene, meta-xylene or para-xylene characterized in that the selective separation of xylene and ethylbenzene from a mixture of xylene and ethylbenzene. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구아니디니움 4,4'-바이페닐 술포네이트는 결정 분말 또는 용액 상태인 것을 특징을 하는 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 자일렌과 에틸벤젠의 선택적 분리방법.Wherein said guanidinium 4,4'-biphenyl sulfonate is in a crystalline powder or a solution state, wherein the xylene and ethylbenzene are separated from the mixture of xylene and ethylbenzene.
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