KR101168097B1 - 프로필렌옥시드의 정제 방법 - Google Patents

Abstract

알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 수세하여 얻어지는 수상을 추출용 용제와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 프로필렌옥시드의 정제 방법.

프로필렌옥시드, 알데히드류, 정제 방법.

Description

프로필렌옥시드의 정제 방법{Method of Purifying Propylene Oxide}

본 발명은 프로필렌옥시드의 정제 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드로부터 알데히드류를 효율적으로 분리하는 프로필렌옥시드의 정제 방법에 관한 것이다.

프로필렌옥시드를 제조하는 방법으로서, 에폭시화 촉매의 존재하에서 유기 과산화물과 프로필렌을 반응시키는 방법이 알려져 있다.

이러한 반응으로 얻어지는 반응액 중에는 목적물인 프로필렌옥시드 외에 불순물로서 물, 탄화수소, 및 메탄올, 포름알데히드, 프로피온알데히드, 아세톤, 및 포름산메틸과 같은 산소 함유 화합물이 포함되어 있다. 따라서, 반응액으로부터 고순도의 프로필렌옥시드를 분리ㆍ회수하기 위한 다단계 정제 공정이 필요하다.

프로필렌옥시드의 정제에 있어서, 탄화수소를 추출용 용제로서 사용하여 추출 증류하는 것은 공지된 방법이다. 예를 들면, 미국 특허 제3843488호에는 옥탄과 같은 알칸이 탄소수 6을 갖는 탄화수소 불순물의 제거에 효과적이라는 것이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공고 (소)50-007571호 B에는 옥탄과 같은 알칸이 물의 제거에 효과적이라는 것이 개시되어 있다. 또한, 미국 특허 제5133839호 명세서에는 옥탄과 같은 탄화수소가 메탄올, 프로피온알데히드, 및 아세톤과 같은 불 순물 제거에 효과적이라는 것이 개시되어 있다.

그러나, 본 발명자들의 검토에 따르면, 상기 방법에서는 프로필렌옥시드에 포함되는 알데히드류에 대한 분리를 효율적으로 행하는 것이 곤란하였다.

본 발명의 목적은 프로필렌옥시드 중에 포함되는 불순물의 알데히드류를 효율적으로 분리하는 프로필렌옥시드의 정제 방법을 제공하는 데 있다.

즉, 본 발명은 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 수세하고, 그후 얻어진 수상과 추출용 용제를 접촉시키는 것을 포함하는 프로필렌옥시드의 정제 방법에 관한 것이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명에서는, 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 수세한다. 수세 방법은 특별히 한정되지 않지만, 통상 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 물과 혼합하고, 그후 유상과 수상으로 분리함으로써 행해진다. 여기서 알데히드류란 포름알데히드, 아세트알데히드, 및 프로피온알데히드와 같은 수용성 알데히드류를 의미한다. 혼합에 있어서는 충분히 교반을 행하고, 그후 정치 등에 의해 유상과 수상으로 상 분리한다. 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드와 물을 혼합하기 위해 사용되는 혼합 장치로서는, 교반기, 정적 믹서, 라인 믹서, 및 오리피스와 같은 시판 중인 일반적인 혼합 장치를 이용할 수 있다. 알데히드류에 추가하여 메탄올, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, 포름산메틸, 아세트산메틸 등의 수용성 에스테르류, 및 포름산, 아세트산 등의 유기산과 같은 수용성 불순물이 더 포함되어 있는 경우, 이들도 수상에 용해한다. 그러나, 이때 수상에 일부 프로필렌옥시드도 동시에 용해한다.

혼합 후, 혼합물을 정치하여 수상과 유상으로 상 분리한다. 오일-수분 분리 장치로서는 일반적인 드럼이나 코어리서를 이용할 수 있지만, 혼합물을 충분히 정치하여 오일-수분으로 분리시킬 수 있는 장치라면 특별히 한정되지 않는다. 세정 회수는 1단계일 수도 있고, 다단계일 수도 있다. 다단계로 세정하는 경우, 후단계의 수상을 전단계의 유상으로 재순환하여 사용할 수도 있다. 혼합 온도는 5 내지 100 ℃이고, 공급하는 물의 양은 수용성 불순물의 함유량을 고려하여 적절하게 결정할 수 있지만, 통상 공급하는 프로필렌옥시드에 대하여 중량으로 0.001 내지 10배의 양이다.

온도가 지나치게 높은 경우, 프로필렌옥시드의 열 분해에 의한 손실이 커지고, 지나치게 낮으면 오일-수분 분리 성능이 악화된다. 또한, 공급하는 물의 양이 지나치게 적으면 불순물 제거 효율이 감소하고, 지나치게 높으면 배수량이 증가하여 배수량 증가에 따라 폐수 처리 비용이 증가하기 때문에 상기한 범위가 바람직하다.

또한, 공급하는 물로서 프로필렌옥시드를 포함하는 물을 공급하는 것이 수중의 프로필렌옥시드를 회수하는 데 있어서도 효과적이다.

오일-수분 분리 후, 프로필렌옥시드는 대부분 유상에 존재하고, 알데히드류는 수상측으로 이동한다.

얻어진 수상에는 알데히드류 외에 일부 프로필렌옥시드가 용해되어 있다. 본 발명에 있어서는 수상과 추출용 용제를 접촉시킴으로써, 수상 중의 프로필렌옥시드를 선택적으로 추출용 용제 측, 즉 유상 측으로 이동시킨다. 그에 따라, 프로필렌옥시드 중의 알데히드류가 분리된다. 접촉 방법으로서는 프로필렌옥시드가 추출용 용제 측으로 이동하는 방법이라면 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 예로서는 수상과 추출용 용제를 혼합하고, 그후 결과 혼합물을 수상과 유상으로 분리시키는 방법을 들 수 있다. 혼합 장치로서는 상기와 같은 교반기, 정적 믹서, 라인 믹서 등 시판 중인 일반적인 혼합 장치를 이용할 수 있다. 또한, 교반 후의 오일-수분 분리 장치로서, 일반적인 드럼이나 코어리서를 이용할 수 있지만, 충분히 정치하여 오일-수분을 분리시킬 수 있는 장치라면 특별히 한정되지 않는다.

또한, 분리된 수상과 추출용 용제를 혼합하여, 오일-수분 분리 조작을 행할 수도 있다.

세정 회수는 1단계일 수도 있고, 다단계일 수도 있다. 다단계로 세정하는 경우, 후단계의 수상을 전단계의 유상으로 재순환하여 사용할 수도 있다. 혼합 온도는 5 내지 100 ℃이고, 공급하는 추출용 용제의 양은 보통 수상에 포함되는 프로필렌옥시드에 대하여 중량으로 0.001 내지 10배이다.

온도가 지나치게 높은 경우, 프로필렌옥시드의 열 분해에 의한 손실이 커지고, 지나치게 낮으면 오일-수분 분리 성능이 악화된다. 또한, 공급하는 추출용 용제의 양이 지나치게 적으면 수상으로부터 프로필렌옥시드를 분리하는 효율이 저하하고, 반면 지나치게 높으면 추출용 용제량이 증가하여 비용이 상승한다.

사용되는 추출용 용제로서는 프로필렌, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 및 옥탄과 같은 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소, 에틸벤젠, 쿠멘, 톨루엔, 크실렌, 및 벤젠과 같은 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있고, 여기서 탄화수소는 20 ℃에서의 포화 수분량이 5000 중량 ppm 이하인 것이다.

탄소수 3 내지 10의 탄화수소가 포화 수분량도 적으므로 바람직하다.

본 발명에 있어서, 분리에 사용되는 원료액으로서는 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드일 수 있고, 예를 들면 공지된 촉매의 존재하에 유기 과산화물과 프로필렌을 반응시킴으로써 프로필렌옥시드를 얻은 후의, 불순물로서 적어도 알데히드류를 함유하는 반응액이 바람직하다. 또한, 본 발명은 유기 과산화물과 프로필렌을 반응시킴으로써 얻어진, 알데히드류 이외에, 프로필렌, 부탄, 펜탄, 및 헥산 과 같은 탄화수소; 물; 메탄올 및 프로필렌글리콜과 같은 알코올류; 유기산; 아세톤과 같은 케톤류; 포름산메틸 및 아세트산메틸과 같은 에스테르류를 포함하는 프로필렌옥시드에도 적용할 수 있다. 그러나 이 경우에는 수세 전에 증류탑을 이용하여 조 분리한 후의 액체를 사용하는 것이, 수세 효율이 상승하고, 프로필렌옥시드 및 프로필렌과 같은 유효 성분의 손실이 감소될 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 수상 중에 포함된 프로필렌옥시드가 추출용 용제측(유상)으로 이동한 후, 상기 추출용 용제를 증류하여 정제된 프로필렌옥시드를 얻을 수 있다. 또한, 상기 추출용 용제를 수세에 의해 얻어진 상기 유상과 혼합한 혼합물을 증류하여 정제된 프로필렌옥시드를 효율적으로 얻을 수도 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 20 ℃에서 수세하여, 하기 조성의 수상을 얻었다.

수상의 조성

프로필렌옥시드 19 중량％

아세트알데히드 1.0 중량％

메탄올 0.3 중량％

포름알데히드 0.1 중량％

수상 1.9 톤/hr에 대하여 추출용 용제로서 11 톤/hr의 n-헵탄을 혼합한 후, 오리피스를 이용하여 오일-수분 분리를 행했더니, 유상 중의 아세트알데히드 및 포름알데히드의 함유량은 각각 5 ppm 미만 및 10 ppm 미만이었다. 또한, 유상 중의 프로필렌옥시드의 함유량은 3 중량％였다.

본 발명은 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 수세하고, 얻어진 수상을 추출용 용제와 접촉시키는 것을 포함하는 프로필렌옥시드의 정제 방법이며, 본 발명에 따르면 알데히드류를 효율적으로 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 알데히드류를 포함하는 프로필렌옥시드를 수세하여, 프로필렌옥시드를 포함하는 유상과, 알데히드류 및 프로필렌옥시드의 일부를 포함하는 수상을 얻고, 그 후, 얻어진 수상과 추출용 용제를 접촉시켜, 수상 중의 프로필렌옥시드를 선택적으로 추출용 용제 측으로 이동시키는 것을 포함하는 프로필렌옥시드의 정제 방법.
2. 제1항에 있어서, 추출용 용제가 탄소수 3 내지 10의 탄화수소인 정제 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉 후 얻어진 추출용 용제로부터 프로필렌옥시드를 증류 분리하는 것을 추가로 포함하는 정제 방법.