KR101192576B1 - Continuous Preparation Method for Furfural from Xylose - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자일로스로부터 연속적으로 제조되는 푸르푸랄의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 불균일계 촉매를 사용하지 않으면서 용매 상에 녹아 있는 자일로스를 연속식 관형 반응기를 사용하여 액상 탈수화 반응시킴으로써 푸르푸랄의 선택도를 향상시키고, 반응 과정 중 부산물의 생성을 최소화하며, 경제성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a method for producing furfural continuously produced from xylose, and specifically, by liquid phase dehydration reaction of xylose dissolved in a solvent using a continuous tubular reactor without using a heterogeneous catalyst. It can improve the selectivity of furfural, minimize the production of by-products during the reaction process, and obtain excellent economic effects.

Description

자일로스로부터 푸르푸랄의 연속제조방법 {Continuous Preparation Method for Furfural from Xylose}Continuous Preparation Method for Furfural from Xylose

본 발명은 자일로스로부터 연속적으로 제조되는 푸르푸랄의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing furfural continuously produced from xylose.

푸르푸랄(C5H4O2)은 전형적인 액체 방향족 알데히드로서, furan-2-carbaldehyde, fural 또는 furfuraldehyde로 공지되어 있다. 푸르푸랄은 그 자체로도 최종 생산물의 가치가 있고 그 활용도가 매우 높아 스판텍스의 전구체 및 나일론, 접착제, 살충제 그리고 플라스틱 등의 합성을 위한 중간 매개체로도 이용된다.Furfural (C 5 H 4 O 2 ) is a typical liquid aromatic aldehyde, known as furan-2-carbaldehyde, fural or furfuraldehyde. Furfural is in itself a valuable end product and a very versatile product that is used as a precursor for spantex and as an intermediate for the synthesis of nylon, adhesives, pesticides and plastics.

상업공정에서, 푸르푸랄은 현재 원유 등과 경쟁의 위치에 있는 천연물질 화합물로부터 생산이 가능하며 실제로 1920년대 이후 각종 농업 유기농 폐기물로부터 생산되어오고 있다. 이론적으로, 푸르푸랄은 펜토산을 포함한 식물 예를 들어 옥수수속과 같은 물질을 원료 물질로 하여 이단공정으로 생산하고 있고, 반응 경로는 하기 반응식 1 및 2로 나타낼 수 있다.
In the commercial process, furfural can now be produced from natural compounds that are in competition with crude oil and has actually been produced from various agricultural organic waste since the 1920s. Theoretically, furfural is produced in a two-step process using a plant such as pentosan, for example, corn cob, as a raw material, and the reaction route may be represented by the following schemes (1) and (2).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Pentosan + water → pentose (C5H8O4)n + nH2O → nC5H10O5 Pentosan + water → pentose (C 5 H 8 O 4 ) n + nH 2 O → nC 5 H 10 O 5

[반응식 2]Scheme 2

Pentose → water + furfural (C5H10O5) → C5H4O2 + 3H2O
Pentose → water + furfural (C 5 H 10 O 5 ) → C 5 H 4 O 2 + 3H 2 O

상기 반응식 1 및 2에 따른 경로를 통한 푸르푸랄의 합성의 경우, 고체기질로부터 물로의 푸르푸랄의 확산이 매우 느리고 이로 인해 반응기에서의 체류시간이 길어져서 수율저하 반응이 일어나게 된다. 대표적인 수율저하 반응은 푸르푸랄의 중합 반응과 전구체인 펜토스와의 축합반응이다. 기질로부터 분해되는 과정에서의 부반응으로 인해 아세트알데하이드, 에탄올, 메탄올, 아세트산, 포름산, 5-메칠푸르푸랄, furyl methyl ketone과 같은 부산물들이 생성된다. In the case of the synthesis of furfural through the pathways according to Schemes 1 and 2, the diffusion of furfural from the solid substrate to the water is very slow, which leads to a long residence time in the reactor, resulting in a yield reduction reaction. Typical yield reduction reactions are the polymerization of furfural and the condensation of the precursor pentose. Side reactions in the process of decomposition from the substrate produce by-products such as acetaldehyde, ethanol, methanol, acetic acid, formic acid, 5-methylfurfural and furyl methyl ketone.

또한, 수화반응은 낮은 온도를 선호하는 반면 탈수반응은 흡열반응으로 높은 온도를 선호하기 때문에, 충분한 온도, 압력 및/또는 자일로스의 농도 그리고 산촉매를 통하여, 반응성 및 푸르푸랄의 선택성을 개선하는 공정 시스템의 개발이 요구되고 있다. In addition, because the hydration reaction favors low temperatures while the dehydration reaction favors high temperatures for endothermic reactions, a process that improves reactivity and selectivity of furfural through sufficient temperatures, pressures and / or concentrations of xylose and acid catalysts. Development of the system is required.

따라서, 자일로스에서 푸르푸랄으로의 탈수반응은 액상에서 액체 형태의 산촉매와 고상 형태의 산촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 대표적으로 황산, 염산, 플루오르화 수소산, 아세트산 그리고 인산 등이 있다. Thus, dehydration from xylose to furfural can be prepared using an acid catalyst in liquid form and an acid catalyst in solid form in liquid phase. Typical examples are sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, acetic acid and phosphoric acid.

푸르푸랄 생산을 위한 방법으로는 회분식 혹은 연속식 공정이 사용될 수 있으나, 주로 1920년대에 개발된 Quaker Oats 기술을 바탕으로 하는 회분식 공정을 채용하고 있다. 이러한 회분식 공정은 상당히 비효율적인 것으로 알려져 있으며 이론적인 푸르푸랄 수율은 30~40% 수준이고 반응기 내 체류 시간이 4.5~5.5시간으로 상당히 길며 생산되는 푸르푸랄 1MT당 무려 50MT의 물을 사용해야 하며 방류수에 상당량의 유해물이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다. 또한 조업에 소요되는 비용이 상당히 큰 단점이 있다.Batch or continuous processes may be used for furfural production, but batch processes based on Quaker Oats technology, developed in the 1920s, are employed. This batch process is known to be quite inefficient, the theoretical furfural yield is about 30-40%, the residence time in the reactor is quite long, 4.5-5.5 hours, and 50 MT of water per MT of furfural produced is required and a considerable amount of effluent. It is known to contain harmful substances. In addition, the cost of the operation is a significant disadvantage.

이러한, 단점을 극복하고 높은 생성물의 수율, 선택성 그리고 안정성을 높이기 위해서 연속액상공정이 개발되고 있다. In order to overcome these shortcomings and to improve the yield, selectivity and stability of high products, continuous liquid phase processes have been developed.

미국 특허번호 제6,642,396호는 펜토스를 포함한 리그노술퍼네이트 폐액으로부터의 푸르푸랄의 생산을 위한 과정을 기술 하였다. 펜토스를 푸르푸랄로 변환시키기 위한 충분한 시간이 유지되고, 펜토스, 리그노술퍼네이트 또는 푸르푸랄 그 자체와 반응하는 것을 제거하기 위해 일정한 압력 상태의 유지를 포함한다.US Pat. No. 6,642,396 describes a process for the production of furfural from lignosulfurate waste liquor including pentose. Sufficient time is maintained for converting pentose to furfural and includes maintaining a constant pressure state to eliminate reacting with pentose, lignosulfurate or furfural itself.

미국 특허번호 제4,401,514호는 아황산염, 아세트산 그리고 포름산 수용액을 액체 형태의 산촉매로 사용한 연속액상공정이 개시되어 있다.U. S. Patent No. 4,401, 514 discloses a continuous liquid phase process using an aqueous sulfite, acetic acid and formic acid solution as an acid catalyst in liquid form.

미국 특허번호 제4,533,743호는 미네랄 산, 예를 들어 0.05~0.2N농도의 황산 또는 염산 등을 이용하여 관형 반응기에서 220℃~300℃의 온도 범위 안에서 푸르푸랄을 합성하는 방법을 제시하고 있다.U.S. Patent No. 4,533,743 discloses a method for synthesizing furfural in a tubular reactor in a tubular reactor using mineral acids, such as sulfuric acid or hydrochloric acid at a concentration of 0.05-0.2 N.

그러나 액체 산촉매를 사용할 경우, 공정 부식과 산 폐기물을 발생시키며, 산촉매와 미반응 원료 물질들을 분리 회수하여 재활용하기 어렵다. 그리고 공정 설비 투자 비용의 증가와 낮은 제품 수율에 따라 공정의 경제성이 매우 취약하며, 유기 용매를 이용하는 공정에서도 용매의 환경 독성, 회수 및 재활용 공정의 복잡성 등이 문제가 되고 있다.However, the use of liquid acid catalysts generates process corrosion and acid waste, and it is difficult to separate and recover the acid catalyst and unreacted raw materials. In addition, the economic feasibility of the process is very weak due to the increase in the investment cost of the process equipment and the low product yield, and the environmental toxicity of the solvent, the complexity of the recovery and recycling process, and the like also become a problem in the process using the organic solvent.

대한민국등록특허 제10-0295738호는 고상 형태의 산촉매를 사용하는 초임계 유체 공정 기술 원리를 개시하고 있으며, 구체적으로는 초임계 이산화탄소와 황산화된 고체산 촉매, 자세하게는 0.1~10% 중량%의 황을 포함하는 황산화 개질된 티타니아, 지르코니아, 알루미나, 클레이 촉매 등을 병용함으로써 고전환율 영역에서 고수율로 푸르푸랄을 합성하는 방법을 제시하고 있다.Korean Patent No. 10-0295738 discloses a supercritical fluid process technology principle using an acid catalyst in a solid form, specifically, a supercritical carbon dioxide and a sulfated solid acid catalyst, specifically 0.1-10% by weight A method for synthesizing furfural in high yield in a high conversion region by using sulfurized modified titania, zirconia, alumina, clay catalyst, and the like containing sulfur is proposed.

그러나 불균일계 촉매인 고체산을 활용하여 상기 반응을 진행할 때에는 반응물, 중간 생성물들, 최종생성물 그리고 부반응물들이 사용되는 촉매 내부의 세공 구조 내에 잔류하게 되고 활성점을 차폐함으로써 촉매의 성능을 저하시키게 된다. However, when the reaction is performed using a solid acid, which is a heterogeneous catalyst, reactants, intermediate products, end products, and side reactants remain in the pore structure inside the catalyst used and shield the active point, thereby degrading the performance of the catalyst. .

이처럼, 종래의 액상연속공정에서 촉매 시스템은 공정적인 경제성을 확보하기에는 많은 한계를 가지고 있다. 따라서, 이러한 한계를 극복하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.As such, the catalyst system in the conventional liquid continuous process has a number of limitations to ensure the process economics. Therefore, there is an urgent need for measures to overcome these limitations.

본 발명은 푸르푸랄의 선택도를 향상시키고, 반응 과정 중 부산물의 생성을 최소화하며, 경제성이 우수한 효과를 얻을 수 있는 자일로스로부터 연속적으로 제조되는 푸르푸랄의 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention is to provide a method for producing furfural continuously produced from xylose to improve the selectivity of furfural, minimize the production of by-products during the reaction process, and obtain an excellent economic effect.

본 발명의 일 구현예는 자일로스(xylose)를 사용하여 푸르푸랄을 제조하는 방법에 있어서, 상기 자일로스가 포함된 수용액을 무촉매 하에서 190 내지 210℃의 온도 및 2.5 내지 6MPa의 압력 조건 하에서 액상 탈수화 반응시키는 단계를 포함하는 푸르푸랄의 제조방법이다. In one embodiment of the present invention is a method for producing furfural using xylose, the aqueous solution containing the xylose in a liquid phase at a temperature of 190 to 210 ℃ and 2.5 to 6MPa under a catalyst It is a method for producing furfural comprising the step of dehydration reaction.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 자일로스가 포함된 수용액은 pH가 5 내지 9인 푸르푸랄의 제조방법이다. Another embodiment of the present invention is an aqueous solution containing xylose is a method for producing furfural having a pH of 5 to 9.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 자일로스가 포함된 수용액은 자일로스의 농도가 0.02 내지 0.20M인 푸르푸랄의 제조방법이다.Another embodiment of the present invention is an aqueous solution containing xylose is a method for producing furfural having a concentration of xylose of 0.02 to 0.20M.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 자일로스가 포함된 수용액을 액상 탈수화 반응이 종료된 후, 하기와 같은 분석조건에서 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 측정시 자일로스(xylose)의 피크(peak)만이 11.5 내지 12.1(min.)에서 나타나는 푸르푸랄의 제조방법이다. According to another embodiment of the present invention, after the liquid phase dehydration reaction of the aqueous solution containing xylose is terminated, a peak of xylose is measured in HPLC (High Performance Liquid Chromatography) measurement under the following analysis conditions. Only is a method for producing furfural which appears in 11.5 to 12.1 (min.).

<분석 조건><Analysis condition>

Column: Hi-Plex H, Temperature-60℃Column: Hi-Plex H, Temperature-60 ℃

Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40℃, Filter factor-1Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40 ℃, Filter factor-1

Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 액상 탈수화 반응은 연속식 관형 반응기에서 실시하는 푸르푸랄의 제조방법이다. Another embodiment of the present invention is a liquid dehydration reaction is a method for producing furfural carried out in a continuous tubular reactor.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 연속식 관형 반응기 내에서 자일로스가 포함된 수용액의 액체공간속도(LHSV)는 0.01 내지 100 h-1인 푸르푸랄의 제조방법이다. Another embodiment of the present invention is a liquid space velocity (LHSV) of the aqueous solution containing xylose in the continuous tubular reactor is a method for producing furfural of 0.01 to 100 h -1 .

본 발명에 따른 자일로스로부터 연속적으로 제조되는 푸르푸랄의 제조방법은 불균일계 촉매를 사용하지 않으면서 용매 상에 녹아 있는 자일로스를 연속식 관형 반응기를 사용하여 액상 탈수화 반응시킴으로써 푸르푸랄의 선택도를 향상시키고, 반응 과정 중 부산물의 생성을 최소화하며, 경제성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.The method for producing furfural continuously produced from xylose according to the present invention selects furfural by performing liquid phase dehydration reaction of xylose dissolved in a solvent using a continuous tubular reactor without using a heterogeneous catalyst. It is possible to improve the efficiency, minimize the production of by-products during the reaction process, and obtain an excellent economic effect.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 무촉매 하에서 액상 탈수화 반응시킨 후의 자일로스가 포함된 수용액을 HPLC로 분석한 그래프이다.
도 2는 β-zeolite 촉매 하에서 액상 탈수화 반응시킨 후의 자일로스가 포함된 수용액을 HPLC로 분석한 그래프이다.
1 is a graph of HPLC analysis of an aqueous solution containing xylose after liquid phase dehydration reaction under a non-catalyst according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a graph of HPLC analysis of an aqueous solution containing xylose after liquid phase dehydration reaction under β-zeolite catalyst.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 자일로스(xylose)를 사용하여 푸르푸랄을 제조하는 방법에 있어서, 상기 자일로스가 포함된 수용액을 무촉매 하에서 190 내지 210℃의 온도 및 2.5 내지 6MPa의 압력 조건 하에서 액상 탈수화 반응시키는 단계를 포함하는 푸르푸랄의 제조방법을 제공하는 것이다. According to one embodiment of the present invention, in the method for producing furfural using xylose, the aqueous solution containing xylose is subjected to a temperature of 190 to 210 ° C. and a pressure of 2.5 to 6 MPa under a catalyst. It is to provide a method for producing furfural comprising the step of performing a liquid dehydration reaction under.

본 발명은 자일로스를 출발물질로 사용하여 연속 관형 반응기에서 어떠한 불균일계 촉매 없이 수용액 하에서 액상 탈수화 반응을 시킬 경우, 회분식 반응기를 사용한 것에 비하여 높은 자일로스의 선택도를 달성하고, 특히 반응 과정 중 부산물의 생성을 최소화할 수 있다. In the present invention, when xylose is used as a starting material and the liquid phase dehydration reaction is carried out in an aqueous solution without any heterogeneous catalyst in a continuous tubular reactor, high selectivity of xylose is achieved, especially in the course of the reaction. The production of by-products can be minimized.

상기 액상 탈수화 반응은 190 내지 210℃의 온도 및 2.5 내지 6MPa의 압력 조건 하에서 실시한다. The liquid phase dehydration reaction is carried out under a temperature of 190 to 210 ℃ and pressure conditions of 2.5 to 6MPa.

상기 반응 온도가 190℃ 미만일 경우에는 반응 활성이 낮고, 반응 시간 또는 접촉 시간 역시 증가하므로 푸르푸랄의 수율이 저하되고, 220℃ 초과일 경우에는 푸르푸랄의 축합반응의 생성으로 푸르푸랄의 선택도가 감소하게 되고, 액상을 유지하기 위한 공정압력이 급격하게 증가하기 때문에, 상기 범위 내에서 반응을 수행하는 것이 고수율 및 고선택성으로 목적물인 푸르푸랄을 제조하는데 유리하다. If the reaction temperature is less than 190 ℃ reaction activity is low, the reaction time or contact time also increases, so the yield of furfural is lowered, and if it is above 220 ℃, the furfural selectivity is generated by the condensation reaction of furfural Since it is reduced, and the process pressure for maintaining the liquid phase is rapidly increased, it is advantageous to carry out the reaction within the above range to produce the desired furfural with high yield and high selectivity.

상기 반응을 진행시키는 반응기 내의 높은 온도에서 액상으로 유지하려면 증기압 이상의 압력을 가해 주어야 하기 때문에 상기 반응 압력이 2.5MPa 미만일 경우 액상 탈수화 반응이 일어나지 않으며, 6MPa 초과일 경우에는 공정의 handling에 어려움이 있어, 상기 범위 내에서 반응을 수행하는 것이 바람직하다. In order to maintain the liquid phase at the high temperature in the reactor in which the reaction proceeds, a pressure higher than the vapor pressure must be applied. When the reaction pressure is less than 2.5MPa, the liquid phase dehydration reaction does not occur. When the reaction pressure is more than 6MPa, the handling of the process is difficult, and it is preferable to carry out the reaction within the above range.

이 때, 상기 자일로스가 포함된 수용액을 고온의 반응기 안에 첨가하기 전에 가열 처리를 해는 전처리 공정을 실시할 수 있다. 상기 전처리 공정은 고온의 반응기 안에 상온의 수용액이 들어갈 경우 승온 속도가 느리고 충분히 열전도가 일어나지 않을 것을 고려하여 미리 열을 가하여 전처리 해주는 것이다. At this time, before the aqueous solution containing xylose is added to the high temperature reactor, the pretreatment step may be performed to heat the solution. The pretreatment process is to pre-treat by applying heat in advance in consideration that the temperature rise rate is low and the thermal conductivity does not occur sufficiently when the aqueous solution of room temperature in the high temperature reactor.

상기 전처리 공정의 온도는 100 내지 140℃의 범위가 반응 전 수용액이 충분히 가열되어야 하는 점에서 바람직하다. The temperature of the pretreatment step is preferably in the range of 100 to 140 ° C in that the aqueous solution must be sufficiently heated before the reaction.

상기 자일로스가 포함된 수용액은 pH가 5 내지 9, 바람직하게는 6 내지 8인 범위 내에 있는 것이 좋다. 상기 pH가 5 미만인 경우 상기 자일로스가 포함된 수용액에 사용되는 용매의 부식성이 증가하여 고가의 반응장치를 사용해야 하고 또한 별도로 폐산처리를 해야 하는 단점이 있으며, pH가 9를 초과하는 경우 반응성이 현저히 저하되는 단점이 있다.The aqueous solution containing xylose is preferably in the range of 5 to 9, preferably 6 to 8 pH. If the pH is less than 5, the solvent used in the aqueous solution containing xylose increases the corrosiveness of the solvent, which requires the use of an expensive reactor, and additionally, waste acid treatment, and if the pH exceeds 9, the reactivity is remarkably high. There is a disadvantage of deterioration.

상기 자일로스가 포함된 수용액은 자일로스의 농도가 0.02 내지 0.20M, 바람직하게는 0.1 내지 0.10M인 범위 내에 있는 것이 좋다. 상기 자일로스의 농도가 상기 범위 내에 있는 경우 푸르푸랄의 선택도 면에서 유리하며, 높은 생성속도로 목적물인 푸르푸랄을 얻을 수 있다. 상기 자일로스의 농도가 0.02M 미만인 경우 생성물의 분리에 비용이 과다하게 소모되어 비경제적이며 자일로스의 농도가 0.20M를 초과하는 경우 부반응이 과다하게 진행되는 단점이 있다. The aqueous solution containing xylose is preferably in the range of the concentration of xylose is 0.02 to 0.20M, preferably 0.1 to 0.10M. When the concentration of xylose is within the above range, it is advantageous in terms of selectivity of furfural, and the desired product furfural can be obtained at a high production rate. If the concentration of xylose is less than 0.02M is excessively expensive to separate the product is uneconomical, there is a disadvantage that the side reaction proceeds excessively if the concentration of xylose exceeds 0.20M.

상기 자일로스가 포함된 수용액을 액상 탈수화 반응이 종료된 후, 하기와 같은 분석조건에서 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 측정시 자일로스(xylose)의 피크(peak)만이 11.5 내지 12.1(min.)에서 나타난다.
After completion of the liquid dehydration reaction of the aqueous solution containing xylose, HPLC (High Performance Liquid Chromatography) measurement of the peak (xylose) peak only 11.5 to 12.1 (min.) Under the following analytical conditions Appears in the.

<분석 조건><Analysis condition>

Column: Hi-Plex H, Temperature-60℃Column: Hi-Plex H, Temperature-60 ℃

Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40℃, Filter factor-1Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40 ℃, Filter factor-1

Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2
Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2

도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따라 하기와 같이 연속공정의 반응조건으로 무촉매 하에서 액상 탈수화 반응시킨 후의 자일로스가 포함된 수용액을 HPLC로 분석한 그래프이다. 1 is a graph of HPLC analysis of an aqueous solution containing xylose after liquid phase dehydration reaction under a non-catalyst under the reaction conditions of a continuous process according to a preferred embodiment of the present invention.

<연속공정 반응조건><Continuous process reaction condition>

D-xylose concentration=0.2M, Preheating T=140℃ D-xylose concentration = 0.2M, Preheating T = 140 ℃

Reaction T=200℃Reaction T = 200 ℃

Pressure=3MPa, Ffeed=0.032ml/min
Pressure = 3MPa, F feed = 0.032ml / min

도 2는 아래와 같은 연속공정의 반응조건으로 β-zeolite(SiO2/Al2O3=25) 촉매 하에서 액상 탈수화 반응시킨 후의 자일로스가 포함된 수용액을 HPLC로 분석한 그래프이다. FIG. 2 is a graph of HPLC analysis of an aqueous solution containing xylose after liquid phase dehydration reaction under a β-zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 = 25) catalyst under the reaction conditions of the following continuous process.

<연속공정 반응조건><Continuous process reaction condition>

D-xylose concentration=0.2M, Preheating T=140℃, D-xylose concentration = 0.2M, Preheating T = 140 ℃,

Reaction T=200℃Reaction T = 200 ℃

Pressure=3MPa, Ffeed=0.032ml/minPressure = 3MPa, F feed = 0.032ml / min

Catalyst=0.1g β-zeolite(SiO2/Al2O3=25)
Catalyst = 0.1 g β-zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 = 25)

도 1에서 보는 바와 같이, 무촉매 하에서 상기자일로스가 포함된 수용액을 액상 탈수화 반응시킨 경우 자일로스의 피크가 12(min.) 부근에서 나타남을 알 수 있다. 그러나 도 2에서 보는 바와 같이 촉매를 사용하여 도 1과 동일한 조건으로 실시한 경우 자일로스 피크 이외에 푸르푸랄의 이성질체인 릭소오스(lyxose)의 피크가 나타남을 알 수 있다. As shown in FIG. 1, it can be seen that the peak of xylose appears in the vicinity of 12 (min.) When the aqueous solution containing the xylose under the non-catalyst was subjected to liquid phase dehydration. However, as shown in FIG. 2, when the catalyst is used under the same conditions as in FIG. 1, it can be seen that a peak of lyxose, which is an isomer of furfural, appears in addition to the xylose peak.

이러한 릭소오스는 반응 부산물로서 촉매를 사용하여 반응시키는 경우 나타나는데, 릭소오스가 생성되면 푸르푸랄의 선택도 감소와 반응시간의 증가가 필요하기에 많은 문제가 있다. Such lyxose appears when the reaction is carried out using a catalyst as a reaction by-product. When lyxose is produced, there are many problems because the selectivity of furfural and the increase of reaction time are required.

본 발명에서는 촉매를 사용하지 않고 최적의 반응 조건으로 자일로스가 포함된 수용액을 액상 탈수화 반응시켜 릭소오스와 같은 반응 부산물이 생성되지 않으면서 고순도 푸르푸랄을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다. In the present invention, it is possible to obtain an effect of obtaining high-purity furfural without generating a reaction by-product such as lyxose by performing liquid phase dehydration reaction of an aqueous solution containing xylose under optimum reaction conditions without using a catalyst.

상기 출발물질인 자일로스에서 탈수화시키는 액상 탈수화 반응은 연속식 액상, 바람직하게는 연속식 관형 반응기에서 실시하는 것이 푸르푸랄의 높은 선택도를 얻을 수 있는 점에서 좋으나, 이에 한정된 것은 아니다.Dehydration of the liquid phase from the starting material xylose is preferably carried out in a continuous liquid phase, preferably in a continuous tubular reactor, in that the high selectivity of furfural is obtained, but is not limited thereto.

상기 연속식 관형 반응기 내에서 자일로스가 포함된 수용액의 액체공간속도(LHSV)는 0.01 내지 100 h-1, 바람직하게는 0.1 내지 10h-1인 것이 바람직하다. The continuous liquid space velocity (LHSV) of containing the xylose in the tubular reactor an aqueous solution that is from 0.01 to 100 h -1, preferably from 0.1 to 10h -1 is preferred.

상기 액체공간속도는 입구에 유입되는 부피유량에 반응기의 부피로 나눈 값이다. 상기 액체공간속도가 0.01 h-1 미만인 경우 매우 낮은 공간속도로 인하여 경제성 확보가 어려우며 100 h-1을 초과하는 경우 전환율이 매우 낮게 되어 분리공정에 비용이 과다한 단점이 있다.The liquid space velocity is a value obtained by dividing the volume flow rate flowing into the inlet by the volume of the reactor. When the liquid space velocity is less than 0.01 h -1, it is difficult to secure economic feasibility due to a very low space velocity, and when the liquid space velocity exceeds 100 h -1 , the conversion rate is very low, resulting in excessive cost in the separation process.

한편, 본 발명에 따른 푸르푸랄의 제조방법의 적용에 있어서 바람직한 사양은 하기와 같다. 다만, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니다. On the other hand, preferred specifications in the application of the furfural production method according to the invention are as follows. However, the present invention is not limited thereto.

통상적으로 푸르푸랄의 수율을 최대한 높이기 위해서, 부산물인 아세트알데하이드, 에탄올, 메탄올, 아세트산, 포름산, 5-메칠푸르푸랄, 푸릴메칠케톤과 같은 물질을 반응계 외로 제거하면서 반응을 진행시킬 수 있다. 공지된 방법인, 반응식 2(본 발명의 배경기술 참조)의 평형상수를 조절하여 평형을 푸르푸랄을 생성시키는 쪽으로 진행시키는 방법을 본 발명에서 적용할 수 있다. 이 경우, 자일로스가 포함된 수용액으로 사용되는 용매로서 물 외에 소수성의 용매, 구체적으로 톨루엔을 사용하여 푸르푸랄의 선택성을 증가시킬 수 있다.
Typically, in order to maximize the yield of furfural, the reaction may be performed while removing by-products such as acetaldehyde, ethanol, methanol, acetic acid, formic acid, 5-methylfurfural, and furyl methyl ketone to the outside of the reaction system. A method of adjusting the equilibrium constant of Scheme 2 (see Background of the Invention), a known method, to advance the equilibrium towards producing furfural can be applied in the present invention. In this case, the selectivity of furfural may be increased by using a hydrophobic solvent, specifically toluene, in addition to water as a solvent used as an aqueous solution containing xylose.

상술한 푸르푸랄의 제조방법은 연속식 관형 반응기 안에서 어떠한 불균일계 촉매 없이 반응물의 pH가 5 내지 9인 조건에서 반응을 진행하는데, 이는 종래에 보고되어 왔던 액상 산촉매가 갖는 반응기 부식, 환경오염, 재활용 공정의 복잡성 및 고체 산촉매가 갖는 촉매의 비활성과 촉매재생에 따른 어려움을 극복할 수 있다. 상기 촉매로 사용한 것에 비하여 비교적 낮은 반응 온도 대역에서 높은 푸르푸랄 선택성을 달성하고, 특히 반응 과정 중 부산물의 생성을 최소화할 수 있는 등의 개선된 효과를 얻을 수 있다. The method for producing furfural described above proceeds in a continuous tubular reactor without any heterogeneous catalyst under the conditions of pH 5-9 of the reactants, which is a reactor corrosion, environmental pollution, and recycling of the liquid acid catalyst, which has been reported in the prior art. The complexity of the process and the difficulty of catalyst reactivation and catalyst regeneration of the solid acid catalyst can be overcome. Compared with the catalyst, improved furfural selectivity can be achieved at a relatively low reaction temperature range, and in particular, the production of by-products can be minimized during the reaction.

특히, 본 발명에 따른 푸르푸랄의 제조방법은 푸르푸랄의 선택성을 높이는 효과를 얻을 수 있는데, 이를 구체적으로 설명하면, 푸르푸랄의 합성 결과를 평가하는 척도로서 자일로스의 전환율과 푸르푸랄의 선택성 이 두 가지 요소를 보게 된다. 자일로스의 전환율이란 계에 공급된 자일로스 수용액이 다른 생성물로 얼마만큼 전환되었는가의 척도를 의미한다. 푸르푸랄의 선택도란 자일로스 수용액에서 생성된 생성물 중에서 푸르푸랄의 비율을 나타내는 것을 의미한다. In particular, the method for producing furfural according to the present invention can obtain the effect of increasing the selectivity of furfural. Specifically, the conversion rate of xylose and the selectivity of furfural are measured as a measure for evaluating the synthesis result of furfural. You see two elements. The conversion rate of xylose refers to the measure of how much of the aqueous solution of xylose supplied to the system is converted to other products. Selectivity of furfural means to represent the ratio of furfural in the product produced in the aqueous solution of xylose.

자일로스의 전환율(XXylose)과 푸르푸랄의 선택도(SFurfural)는 하기 식 1 및 2와 같이 계산을 하여 얻을 수 있다.
Xylose conversion (X Xylose ) and furfural selectivity (S Furfural ) can be obtained by calculating the following equations (1) and (2).

<식 1><Formula 1>

XXylose = (CXylose , in ? CXylose , out )÷ CXylose , in X Xylose = (C Xylose , in ? C Xylose , out ) ÷ C Xylose , in

SFurfural= CFurfural ÷ (CXylose , in ? CXylose , out )S Furfural = C Furfural ÷ (C Xylose , in ? C Xylose , out )

(상기 식에서, CXylose , in 은 자일로스의 초기농도이고, CXylose , out은 반응 후의 자일로스의 농도이고, CFurfural은 반응 후의 푸르푸랄의 농도이다.)
( Wherein , C Xylose , in Is the initial concentration of xylose, C Xylose , out is the concentration of xylose after the reaction, and C Furfural is the concentration of furfural after the reaction.)

반응 조건의 변화, 촉매의 사용 등으로 자일로스의 전환은 쉽게 조절할 수 있다. 그러나 자일로스 전환으로 인한 생성물 중에는 푸르푸랄 이외에도 여러 종류의 다른 생성물이 포함되어 있다. 따라서 고순도의 푸르푸랄을 선택적으로 제조하는 점에서 자일로스의 전환율보다는 푸르푸랄의 선택성이 중요하며, 본 발명에서는 상술한 제조방법에 의하여 이러한 푸르푸랄의 선택성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
By changing the reaction conditions, the use of a catalyst, the conversion of xylose can be easily controlled. However, the product resulting from the xylose conversion contains several other products in addition to furfural. Therefore, the selectivity of the furfural is more important than the conversion rate of xylose in the selective production of high purity furfural. In the present invention, it is possible to obtain the effect of improving the selectivity of the furfural by the above-described manufacturing method.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다.  그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

실시예Example 1 One

길이가 15.2cm 이고, 내경이 5.5mm 인 스텐레스 재질의 관형 반응기에 3 MPa의 압력 하에서 진행하였다. 이 반응기는 반응 온도로 유지된 가열로에 수직으로 위치된다. 0.2M의 자일로스가 포함된 수용액(이하, '반응물'이라 함)을 부피유량 0.016 ml/min(공간속도 0.266h-1)가 되도록 유지하였다. 반응물이 반응기 온도에서 균일하게 반응을 진행하기 위하여 반응기를 통과하기 전에 적어도 140℃의 온도에서 유지되게 하였다. 자일로스의 몰유량은 192μmol?h-1가 되도록 유지하였다. 반응실험의 지속시간은 약 3일 이고, 약 8시간 간격으로 샘플을 회수하였다. 반응이 완료된 후의 생성물은 20℃의 온도가 유지되는 트랩을 통하여 회수하는 과정을 통해 자일로스의 탈수화 반응을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
A stainless steel tubular reactor having a length of 15.2 cm and an inner diameter of 5.5 mm was operated under a pressure of 3 MPa. This reactor is located perpendicular to the furnace maintained at the reaction temperature. An aqueous solution containing 0.2 M of xylose (hereinafter referred to as 'reactant') was maintained at a volume flow rate of 0.016 ml / min (space velocity 0.266 h −1 ). The reactants were allowed to be maintained at a temperature of at least 140 ° C. before passing through the reactor in order to proceed uniformly at the reactor temperature. The molar flow rate of the xylose was maintained to be 192 μmol · h −1 . The duration of the reaction experiment was about 3 days, and samples were collected at about 8 hour intervals. After the reaction was completed, the product was subjected to a dehydration reaction of xylose through the recovery process through a trap maintained at a temperature of 20 ℃, the results are shown in Table 1 below.

반응온도(℃)Reaction temperature (℃) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 140140 19.53 19.53 48.30 48.30 150150 22.89 22.89 55.86 55.86 160160 27.84 27.84 56.28 56.28 170170 34.38 34.38 62.56 62.56 180180 44.9244.92 65.6965.69 190190 55.34 55.34 73.67 73.67 200200 66.59 66.59 79.28 79.28 210210 77.36 77.36 66.99 66.99 220220 88.1488.14 60.4060.40 230230 89.5189.51 54.1154.11 240240 97.2797.27 43.9243.92

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 반응물 내에서 0.2M의 자일로스 농도 조건에서 실험을 수행하였을 때, 반응 온도가 증가함에 따라서 자일로스의 전환율은 증가하였다. 또한, 반응 온도가 증가함에 따라 자일로스의 선택도도 증가하는데, 190℃일 때 자일로스의 선택도가 현저하게 증가함을 알 수 있었다. 그러나 220℃ 이후에는 푸르푸랄의 선택성이 현저하게 감소함을 알 수 있었고, 이는 푸르푸랄의 중합반응에 의함을 알 수 있다. As shown in Table 1, when the experiment was carried out in the reaction conditions of xylose concentration of 0.2M in the reaction, the conversion of xylose increased with increasing reaction temperature. In addition, as the reaction temperature increases, the selectivity of xylose increases, but it can be seen that the selectivity of xylose increases significantly at 190 ° C. However, after 220 ℃ it can be seen that the selectivity of furfural is significantly reduced, it is due to the polymerization of furfural.

이로부터 상기 자일로스가 포함된 수용액을 무촉매 하에서 액상 탈수화 반응시키는 경우 최적의 온도 범위가 190 내지 210℃임을 알 수 있었다.
From this, it was found that the optimum temperature range is 190 to 210 ° C. when the aqueous solution containing xylose is subjected to liquid dehydration reaction under a non-catalyst.

실시예Example 2 2

0.2M의 자일로스 농도 조건인 반응물을 부피유량 0.032 ml/min(공간속도 0.532h-1)로 변화한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자일로스 탈수화 반응을 진행하여 푸르푸랄을 합성하는 방법을 수행하였다. 자일로스의 몰유량은 384mol?h-1가 되도록 유지하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
The furfural was synthesized by performing the xylose dehydration reaction in the same manner as in Example 1, except that the reactant having a 0.2M xylose concentration condition was changed to a volume flow rate of 0.032 ml / min (space velocity 0.532h −1 ). The method was performed. The molar flow rate of xylose was maintained to be 384 mol · h −1 . The results are shown in Table 2 below.

반응온도(℃)Reaction temperature (℃) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 190190 45.0445.04 62.0662.06 195195 49.8649.86 62.6762.67 200200 50.2950.29 81.6481.64 205205 57.0557.05 73.6673.66 210210 62.8062.80 75.2175.21

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 표 1과 동일 수준으로 온도 범위가 190 내지 210℃의 범위 내에서 자일로스의 선택도가 우수함을 알 수 있었다.
As shown in Table 2, it was found that the selectivity of xylose was excellent in the temperature range of 190 to 210 ℃ to the same level as in Table 1.

실시예Example 3 3

반응물 내에서 자일로스의 농도 조건을 달리하고 부피유량을 0.032ml/min로 변화한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자일로스 탈수화 반응을 200℃에서 진행하여 푸르푸랄을 합성하는 방법을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
A method of synthesizing furfural by proceeding the xylose dehydration reaction at 200 ° C. in the same manner as in Example 1 except for changing the concentration condition of xylose in the reactant and changing the volume flow rate to 0.032 ml / min. Was performed. The results are shown in Table 3 below.

자일로스 농도(M)Xylose concentration (M) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 0.010.01 46.8146.81 100.00100.00 0.020.02 57.3957.39 86.9286.92 0.050.05 56.7556.75 75.3575.35 0.100.10 58.6558.65 64.5364.53 0.150.15 57.7857.78 66.8166.81 0.200.20 60.0360.03 63.8163.81 0.500.50 64.1564.15 52.1552.15 1.001.00 64.2164.21 41.3541.35

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 자일로스의 농도가 증가함에 따라 자일로스의 전환율은 증가하나, 선택도는 감소함을 알 수 있었고, 특히 0.50M 이후로 자일로스의 선택도가 급격히 저하됨을 알 수 있었다. As shown in Table 3, as the concentration of xylose increases, the conversion rate of xylose increases, but it can be seen that the selectivity decreases, in particular, that the selectivity of xylose rapidly decreases after 0.50M. there was.

이로부터 상기 자일로스가 포함된 수용액을 무촉매 하에서 액상 탈수화 반응시키는 경우 최적의 자일로스의 농도 범위는 0.01 내지 0.20M임을 알 수 있었다.
From this, it was found that the optimum concentration of xylose was 0.01 to 0.20 M when the aqueous solution containing xylose was subjected to liquid dehydration reaction under a non-catalyst.

실시예Example 4 4

반응물의 pH를 묽은 황산 수용액 혹은 암모니아 수용액을 이용하여 pH를 달리하고 부피유량을 0.032 ml/min로 변화한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자일로스 탈수화 반응을 200℃에서 진행하여 푸르푸랄을 합성하는 방법을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
The xylose dehydration reaction was carried out at 200 ° C. in the same manner as in Example 1 except that the pH of the reactant was changed to pH using a diluted sulfuric acid solution or an aqueous ammonia solution and the volume flow rate was changed to 0.032 ml / min. A method of synthesizing fural was performed. The results are shown in Table 4 below.

반응물의 pHPH of the reactants 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 6(acetic acid)6 (acetic acid) 63.2063.20 57.8757.87 77 60.0360.03 63.8163.81 8(ammonia solution)8 (ammonia solution) 62.1762.17 59.0959.09

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 상기 표 1 내지 3과 동일 수준으로 pH가 6 내지 7인 범위, 특히 pH가 7에서 자일로스의 전환율 및 푸르푸랄의 선택성이 우수함을 알 수 있었다.
As shown in Table 4, it was found that the conversion level of xylose and selectivity of furfural were excellent in the range of pH 6 to 7, especially pH 7, at the same level as Tables 1 to 3.

비교예Comparative example 1 One

100㎖ 용량의 회분식 반응기에 0.2M의 자일로스 수용액을 30ml를 투입하여 혼합하고, 반응기 안을 질소로 10분간 흘려주어 비활성화 분위기에서 반응을 수행하였다. 상온을 기준으로 압력은 대기압 하에서 진행하였으며, 반응온도에 대한 영향을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
30 ml of 0.2 M aqueous xylose solution was added to a 100 ml batch reactor, and the mixture was poured into the reactor with nitrogen for 10 minutes to carry out the reaction in an inert atmosphere. Based on the room temperature, the pressure was carried out under atmospheric pressure, and the effect on the reaction temperature was analyzed. The results are shown in Table 5 below.

반응 온도(℃)Reaction temperature (℃) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 160160 14.5414.54 51.8351.83 180180 42.0542.05 59.3259.32 220220 97.8597.85 48.1048.10

상기 표 5에서 보는 바와 같이 실시예 1에서 표 1의 0.2M의 자일로스 수용액의 액상 연속 관형 반응에서의 동일 반응온도에서의 결과와 비교하였을 때, 푸르푸랄 선택성이 저하됨을 알 수 있었다.
As shown in Table 5, when compared with the results at the same reaction temperature in the liquid-phase continuous tubular reaction of 0.2M aqueous solution of xylose of Table 1 in Example 1, it can be seen that the furfural selectivity is reduced.

반응물의 농도를 변화한 것을 제외하면 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 자일로스 탈수화 반응을 1시간 동안 200℃에서 진행하여 푸르푸랄을 합성하는 방법을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Except for changing the concentration of the reactants Xylose dehydration was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 for 1 hour at 200 ℃ to perform a method for synthesizing furfural. The results are shown in Table 6 below.

반응 농도(M)Reaction concentration (M) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 0.20.2 83.9383.93 60.0560.05 0.40.4 87.1087.10 57.9557.95 0.60.6 87.1487.14 57.6157.61

표 6에서 보는 바와 같이, 실시예 3에서 표 3의 자일로스 수용액의 액상 연속 관형 반응의 결과와 비슷하게 농도가 증가할수록 푸르푸랄의 선택성은 감소함을 알 수 있었다. 또한 연속 관형 반응의 결과와 비교하여 보면 자일로스의 전환율이 높은 반면 선택성은 저하됨을 확인하였다.
As shown in Table 6, it can be seen that the selectivity of furfural decreases with increasing concentration, similar to the result of the liquid phase continuous tubular reaction of the aqueous solution of xylose of Table 3 in Example 3. In addition, when compared with the results of the continuous tubular reaction, it was confirmed that the conversion of xylose was high while the selectivity was lowered.

촉매 사용과 반응 온도를 변화한 것을 제외하면 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 자일로스 탈수화 반응을 1시간 동안 진행하여 푸르푸랄을 합성하는 방법을 수행하였다. 촉매로 β-zeolite(SiO2/Al2O3=25) 0.3g을 사용하였고 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
Except for changing the use of the catalyst and the reaction temperature, the xylose dehydration reaction was performed for 1 hour in the same manner as in Comparative Example 1 to perform furfural synthesis. 0.3 g of β-zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 = 25) was used as a catalyst and the results are shown in Table 7 below.

반응 온도(℃)Reaction temperature (℃) 자일로스 전환율(%)Xylose Conversion Rate (%) 푸르푸랄 선택성(%)Furfural Selectivity (%) 170170 90.2090.20 44.0044.00 200200 96.6596.65 44.6944.69

표 7에서 보는 바와 같이, 촉매의 사용은 자일로스의 전환율을 상승시키나 다른 부반응으로 인하여 푸르푸랄의 선택성은 감소함을 알 수 있었다. As shown in Table 7, the use of the catalyst increases the conversion of xylose, but it can be seen that the selectivity of furfural decreases due to other side reactions.

상기 실시예 및 비교예의 결과로부터, 연속 관형 반응기에서 어떠한 촉매 없이 수용액 상에서 반응을 진행시켜 푸르푸랄을 제조하는 경우, 회분식 반응기를 사용한 것에 비해서 높은 자일로스 선택도를 나타냄을 확인하였다.
From the results of the above examples and comparative examples, it was confirmed that when furfural was prepared by reacting in an aqueous solution without any catalyst in a continuous tubular reactor, xylose selectivity was higher than that of a batch reactor.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. 
All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (6)

자일로스(xylose)를 사용하여 푸르푸랄을 제조하는 방법에 있어서, 상기자일로스가 포함된 수용액을 무촉매 하에서 190 내지 210℃의 온도 및 2.5 내지 6MPa의 압력 조건 하에서 액상 탈수화 반응시키는 단계를 포함하는 푸르푸랄의 제조방법.A method for producing furfural using xylose, the method comprising: liquid-dehydrating a reaction of the xylose-containing aqueous solution under a catalyst at a temperature of 190 to 210 ° C. and a pressure of 2.5 to 6 MPa. Method for producing furfural. 제1항에 있어서, 상기 자일로스가 포함된 수용액은 pH가 5 내지 9인 푸르푸랄의 제조방법. The method of claim 1, wherein the aqueous solution containing xylose has a pH of 5 to 9. 제1항에 있어서, 상기 자일로스가 포함된 수용액은 자일로스의 농도가 0.02 내지 0.20M인 푸르푸랄의 제조방법. The method according to claim 1, wherein the aqueous solution containing xylose has a concentration of xylose of 0.02 to 0.20M. 제1항에 있어서, 상기 자일로스가 포함된 수용액을 액상 탈수화 반응이 종료된 후, 하기와 같은 분석조건에서 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 측정시 자일로스(xylose)의 피크(peak)만이 11.5 내지 12.1(min.)에서 나타나는 푸르푸랄의 제조방법.
<분석 조건>
Column: Hi-Plex H, Temperature-60℃
Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40℃, Filter factor-1
Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2
According to claim 1, After the liquid phase dehydration reaction of the aqueous solution containing xylose, when the HPLC (High Performance Liquid Chromatography) measurement under the following analysis conditions only peaks of xylose (xylose) 11.5 To 12.1 (min.) A process for producing furfural.
<Analysis condition>
Column: Hi-Plex H, Temperature-60 ℃
Refractometer Detector: Sensitivity-512, Temperature-40 ℃, Filter factor-1
Wavelength Absorbance Detector: Wavelength-280 nm, Sensitivity-2
제1항에 있어서, 상기 액상 탈수화 반응은 연속식 관형 반응기에서 실시하는 푸르푸랄의 제조방법. The method for preparing furfural according to claim 1, wherein the liquid phase dehydration reaction is carried out in a continuous tubular reactor. 제5항에 있어서, 상기 연속식 관형 반응기 내에서 자일로스가 포함된 수용액의 액체공간속도(LHSV)는 0.01 내지 100 h-1인 푸르푸랄의 제조방법. The method according to claim 5, wherein the liquid space velocity (LHSV) of the aqueous solution containing xylose in the continuous tubular reactor is 0.01 to 100 h −1 .
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