KR101105015B1 - 폴리올 폐기물의 재생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리올의 생산시에 발생하는 폐기물을 극성 용매와 비극성 용매를 사용하여 중화제와 촉매 및 폴리올 등으로 분리하여 재활용할 수 있도록 하는 폴리올 폐기물의 재생 방법을 구현하고자 한다.

폴리올폐기물, 중화제, 촉매, 극성용매, 비극성용매

Description

폴리올 폐기물의 재생 방법{method of recycled polyol waste}

본 발명은 폴리올 폐기물의 재생 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 극성 용매와 비극성 용매를 이용하여 폴리올 폐기물로부터 중화제와 촉매 및 폴리올을 각각 분리하여 생산할 수 있는 폴리올 폐기물의 재생 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 폴리올을 생산하는 방법은 원료에 촉매를 활성화시켜 일정한 온도와 일정한 압력을 유지하면서 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌 등을 일정한 몰(mole) 수량을 부가하여 제품을 생산한다.

한편, 상기의 폴리올을 생산할 때에는 반응공정에서 사용되었던 촉매를 제거하는 과정에서 폴리올 폐기물이 발생하는데, 구체적으로는 폴리올의 생산공정에서 사용되는 촉매를 제거하기 위해서는 중화제를 사용하고, 상기 촉매를 제거하기 위해서 중화제를 반응기에 투입하여 교반 처리하면 반응공정에서 사용되었던 촉매는 중화제에 염의 형태로 흡착되어 중화제염을 형성해서 반응기 내에 존재한다. 이때 발생한 촉매를 흡착한 중화제염을 폴리올 폐기물이라 한다.

그러나, 이와 같은 폴리올 폐기물은 산업 폐기물로 분류되어 있으며, 현재는 폴리올 생산시에 발생하는 폴리올 폐기물은 재활용하기보다는 전량 폐기 처분되기 때문에 제품의 손실 및 환경오염을 유발시킬 뿐만 아니라 자원을 낭비하는 결과를 초래하고 있다.

본 발명은 폴리올의 생산시에 발생하는 폐기물을 극성 용매와 비극성 용매를 사용하여 중화제와 촉매 및 폴리올 등으로 분리하여 재활용할 수 있도록 하는 폴리올 폐기물의 재생 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 폴리올 폐기물과 용제를 반응기에 넣어 교반시켜 폴리올과 중화제염으로 분리시킨 후, 상기 폴리올과 중화제염으로 분리된 폴리올 폐기물을 여과기를 사용하여 여과시켜 폴리올과 용제로 이루어진 여액과 중화제염으로 분리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 폐기 처리되는 폴리올 폐기물을 중화제와 촉매 및 폴리올로 재생할 수 있기 때문에 환경오염을 방지할 수 있으며, 또한 상기 폴리올 폐기물의 재활용으로 인해 부가가치를 높일 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 폴리올 폐기물을 재생할 때 사용된 용제(즉, 극성 용매 또는 비극성 용매)를 회수하여 재사용할 수 있으며, 이는 환경오염을 방지하고 원가절감효과를 가져올 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 본 발명의 폴리올 폐기물의 재생방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명에서는 폴리올 폐기물을 재생하기 위하여, 바람직하게는 폴리올과 촉매 및 중화제를 효과적으로 분리하기 위해서 폴리올 폐기물을 용제에 분산시켜 중화제염과 폴리올을 분리해 내는 방법을 구현하고자 한다.

특히, 효과적으로 폴리올을 추출하기 위해서는 용제의 선택이 중요한데, 본 발명에서는 폴리올과는 극성용매 촉매와는 비극성 용매를 사용한다. 이는 상기 촉매에 대하여 극성 용매를 사용해서 분리할 때보다 비극성 용매를 사용해서 폴리올 폐기물을 분리시킬 때 폴리올의 회수율이 높기 때문이고, 또한 상기 촉매에 대하여 극성 용매를 사용하여 폴리올 폐기물을 분산시키면 중화제염이 분해되어 촉매가 폴리올과 함께 회수가 되므로 복잡한 공정을 거치게 된다. 그리고 상기 촉매에 대하여 비극성 용매는 촉매인 KOH와는 비극성이고, 폴리올 폐기물 내의 폴리올과는 극성 용매이므로 폴리올은 용해를 시키고 촉매는 용해를 시킬 수 없으며, 상기 촉매는 비극성 용매에 용해되지 않고 중화제와 함께 중화제염의 형태로 반응기 내에 존재하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 중화제염이 부착되어 있는 촉매(KOH)를 비극성 용매가 녹일 수 없으므로 폐기물을 여과한 후 취한 여액은 순수에 가까운 폴리올을 얻 을 수 있으며, 고형물 형태로 남아있는 중화제염은 용제를 사용하여 교반 및 분산시킨 후 여과기를 통하여 중화제와 용제로 분리할 수 있다.

여기서, 극성 용매란 메탄올, 에탄올, 프로판올 등이 있으며, 폴리올에 대한 극성 용매는 알코올류, MEK, MC(Methyl chloride), TC, 아세톤, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 화합물이고, 촉매에 대한 극성 용매는 물, 알코올류 등이다. 또한 비극성 용매란 아세톤, 메틸에틸케톤, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등이며, 폴리올에 대한 비극성 용매는 물이고, 촉매에 대한 비극성 용매는 아세톤, MEK, MC, TC, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 화합물이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시예 1}

본 발명에 따른 폴리올 폐기물의 재생방법은 폴리올 폐기물과 용제(바람직하게는, 비극성 용매)를 반응기에 넣어 교반시키면 폴리올과 중화제염으로 분리되고, 상기 폴리올과 중화제염으로 분리된 폴리올 폐기물을 여과기를 사용하여 여과하게 되면 여액과 중화제염으로 분리된다. 이때 여과를 통과한 성분은 폴리올과 용제이고, 여과기 내에 잔류되어 있는 고형성분은 중화제염이다.

하기에서는, 여액(폴리올과 용제)을 분리하는 방법과 중화제염을 분리하는 방법을 각각 구별하여 구체적으로 설명한다.

1. 여액을 분리하는 방법(구체적으로는, 폴리올을 재생하는 방법)

반응기에 비극성 용매가 포함되어져 있는 폴리올과 중화제(바람직하게는, 마그네슘실리케이트)를 각각 투입한 다음, 50rpm~400rpm의 속도로 교반시킨 후, 이를 65℃ 이상의 온도를 유지하면서 가열하여 상기 비극성 용매를 증발시킨다. 이때 증발되는 용제는 냉각기를 통하여 응축되어 용기에 회수하여 재활용한다.

이후, 상기 비극성 용매를 증류하게 되면 반응기 내에는 폴리올이 남게 되고, 상기 폴리올을 여과기에 투입하여 여과하면서 상기 중화제를 제거한다. 이로써 폴리올 폐기물로부터 폴리올이 생산되고, 상기 폴리올을 용기에 수집하고, 규격 검사를 하여 상품화한다.

2. 중화제염의 분리방법

중화제염과 용제(바람직하게는 극성 용매)를 반응기에 넣어 교반 및 분산시z키고, 여과기를 사용하여 여과하게 되면 상기 여과기를 통과한 여액(촉매와 극성 용매)과 여과기 내에 잔류되어 있는 중화제로 분리된다.

상기 여액이 담겨져 있는 반응기를 가열하면 상기 극성 용매는 증류되어 냉각 응축되어 회수되고 회수된 극성 용매는 재활용된다. 이때 상기 반응기 내에는 촉매가 남아 있으며, 상기 여과기 내에 남아있는 중화제는 건조하고 파쇄하여 중화제로 재사용한다.

한편, 상기 중화제는 순도를 높이기 위하여 반응기에서 극성 용매와 함께 교반시키면서 가열하게 되고, 상기 여과기를 사용하여 순도가 높은 중화제와 극히 소 량의 여액(촉매와 극성 용매)으로 분리한다. 이후 상기 중화제를 탈수하고 건조시킴으로써 순도가 높은 중화제를 생산할 수 있다.

또한, 상기 중화제를 분리할 때 발생된 여액(촉매와 극성 용매)을 반응기에 투입한 다음, 상기 반응기를 가열해서 잔류 용제(즉, 극성 용매)를 증발시킨다. 이때 상기 반응기에는 일정한 순도를 가지는 촉매가 남게 되고, 농도에 따라서 무수수산화칼륨, 45% 수용액 수산화칼륨 등이다. 한편 상기 증발되는 용제는 냉각장치를 이용하여 응축시켜 회수한 후, 재활용한다.

상기한 바와 같은 방법으로 재생된 폴리올 폐기물은 폴리올 30~40중량%와 촉매 10~15중량% 및 중화제 45~55중량%로 생산되어진다.

Claims (5)

1. 폴리올 폐기물의 재생 방법에 있어서,

   촉매와 흡착된 중화제염과 물을 반응기어 넣어 교반시켜 폴리올과 중화제염으로 분리시킨 후, 이를 여과기를 사용하여 여과시켜 폴리올과 물로 이루어진 여액과 중화제염으로 분리하는 단계와;

   통상의 반응기에 상기 여액과 중화제염을 각각 투입한 다음, 이를 50~400rpm의 속도로 교반시킨 후, 이를 다시 65℃ 이상의 온도를 유지하면서 가열하여 상기 물을 증발 및 응축시켜 회수하고 상기 반응기 내의 잔류물질인 폴리올을 여과기에 투입하여 여과하면서 상기 중화제염을 제거하면서 상기 폴리올을 추출하는 단계와;

   상기 중화제염과 알콜류를 반응기에 넣어 교반 및 분산시키고, 여과기를 사용하여 여과하여 상기 여과기를 통과한 촉매와 알콜류로 이루어진 여액과 상기 여과기 내에 잔류되어 있는 중화제로 분리하는 단계와;

   상기 여액이 담겨져 있는 반응기를 가열하여 상기 알콜류를 증류시켜 냉각 응축하여 회수한 다음, 상기 반응기에 남아있는 촉매를 추출하고, 상기 여과기 내에 남아있는 중화제를 건조하여 추출하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 폴리올 폐기물의 재생 방법.
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