KR101378274B1

KR101378274B1 - 페놀 불순물 제거 방법

Info

Publication number: KR101378274B1
Application number: KR1020100053857A
Authority: KR
Inventors: 이원재; 이동철; 최용진; 이종구
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2014-04-01
Also published as: KR20110134075A

Abstract

본 발명은 페놀 불순물 제거 방법에 관한 것으로, 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리하는 단계; 처리된 페놀 혼합물을 이온교환수지가 충진된 반응기에서 반응시킴으로써, 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 고비점 물질로 전환시키는 단계; 및 생성된 고비점 물질을 증류 공정에 의해 제거하여 고순도 페놀을 생산하는 단계를 포함하는 페놀 불순물 제거 방법을 제공한다.

Description

페놀 불순물 제거 방법{Method for removing impurities from phenol}

본 발명은 페놀 컬럼 탑상으로 분리된 페놀 혼합물에 포함된 불순물을 처리하는 공정에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 염기 및 산화제를 페놀 혼합물에 투입한 후, 이온교환수지를 사용하여 70 내지 90℃의 온도에서 처리함으로써, 불순물인 HA, 2MBF, MO의 제거효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

전 세계에서 사용되는 페놀의 약 95%는 일반적으로 3단계 Hock 공정에 의해 생산된다. 3단계 Hock 공정은 (1) 벤젠을 프로필렌으로 알킬화하여 큐멘을 형성하는 단계, (2) 큐멘을 산소와 결합시켜 큐멘하이드로퍼옥사이드(CHP)로 산화시키는 단계, (3) CHP를 황산 촉매 하에서 페놀과 아세톤으로 분해시키는 단계로 구성된다. 큐멘 산화 단계에서는 CHP 외에 아세토페논(AP), 다이메틸벤질알콜(DMBA), 다이큐밀퍼옥사이드(DCP), 다이큐밀(DC) 등의 부산물이 생성되고, CHP 분해 단계에서는 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF), 알파-메틸스타이렌(AMS), 메시틸옥사이드(MO), 알파-메틸스타이렌 다이머(AMS dimmer), 큐밀페놀(CP) 등이 부산물로 생성된다. 이 중 HA, 2MBF, MO의 농도 수준은 최종 생산품인 페놀의 품질을 결정하는 매우 중요한 인자이다.

위 반응 공정을 통해 생성된 페놀과 아세톤 및 다양한 부산물이 혼합된 스트림 중에서 미반응 큐멘, 아세톤, AMS, HA 등은 아세톤 컬럼에서 탑상으로 분리되고, 페놀과 일부 AMS, 2MBF, 기타 불순물 등은 탑저로 분리된다. 탑저로 분리된 페놀 혼합물은 페놀 컬럼에 투입되어, DCP, CP, AMS 다이머, 타르(tars)와 같은 불순물이 탑저로 분리 제거된다. 페놀 컬럼 탑상으로 분리된 페놀 및 2MBF, 기타 불순물 중에서 2MBF, 기타 불순물은 후단의 분리 공정을 통해 분리 제거된다. 아세톤 컬럼에서 일부 미 제거된 HA는 후단의 이온교환수지가 충진된 반응기를 거쳐 제거된다.

특히 페놀 컬럼 탑상으로 분리된 2MBF는 페놀과 휘발도가 비슷하기 때문에 증류에 의해 분리하기가 매우 어렵다. 2MBF 분리를 위해 증류탑에 물을 일정량 공급하는데, 이때 탑상부에서는 탈수(hydroextraction)에 의해 저비점 물질이 제거되고, 스트립핑(stripping)에 의해 2MBF가 제거되며, 탑저에서는 수분이 거의 포함되지 않은 순수 페놀이 분리된다.

이와 같이 정제된 페놀은 여전히 HA, 2MBF, MO 등을 미량 포함하고 있으므로, 이를 이온교환수지가 충진된 반응기에 통과시켜 불순물을 고비점 물질로 전환시킨다. 생성된 고비점 물질은 후단에 연결된 페놀 정제 컬럼에서 최종적으로 제거된다.

이상과 같이 전통적인 증류 공정에 의해 페놀 내에 미량 포함되어 있는 HA 및 2MBF를 제거하는 방법은 에너지 비용이 크고, 공정 및 운전이 복잡하며, 거대한 증류탑을 사용해야 하기 때문에, 운영 비용 및 투자비가 많이 드는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 다양한 기술들이 특허를 통해 보고되고 있는데, 각 기술에 대한 개략적인 설명과 문제점은 다음과 같다.

미국 특허 제5,414,154호는 강산이온교환수지를 사용하여 2MBF를 고비점 물질로 전환시켜 2MBF의 농도를 감소시키는 방법에 대해 기술하고 있다. 그러나 2MBF와 혼합되어 있는 HA가 페놀과 반응하여 2MBF를 생성하기 때문에, 2MBF 제거효율을 증가시키기 위해서는 아민 등을 사용하여 HA를 먼저 제거할 필요가 있음을 기술하고 있다. 이 특허는 아민 투입에 따른 비용 상승과 투입된 아민을 제거하기 위해, 정제 공정을 추가 혹은 변경해야 한다는 단점을 가지고 있다.

미국 특허 제6,875,898호는 CHP 분해 생성물에 염기 및 산소를 포함하는 기체를 첨가하여 HA를 제거하는 기술을 설명하고 있다. 이 기술은 HA 제거효율이 매우 낮고, 2MBF를 제거할 수 없는 단점이 있다.

미국 특허 제7,034,192호는 HA와 2MBF 제거를 위해 이온교환수지가 충진된 2개의 반응기를 사용하는 기술에 관한 것이다. 최초 반응기는 85℃ 이하의 온도에서 작동하며, 여기서 HA는 2MBF 이외의 고비점 물질로 전환된다. 최초 반응기에서 생성된 고비점 물질이 2MBF로 다시 전환되는 것을 방지하기 위해, 최초 반응기 후단에 증류장치를 설치하여 고비점 물질을 제거한다. 미 제거된 2MBF는 최종 반응기에서 제거된다. 증류장치를 이용하여 고비점 물질을 미리 제거하는 기술을 사용하므로, 이온교환수지 외에 증류장치를 추가로 설치해야 하는 단점이 있다.

국제 특허 공개 WO2007/118600호는 HA와 2MBF 제거를 위해, 2개 이상의 이온교환수지 반응기를 직렬로 연결한 후, 최초 반응기의 온도는 100-200℃, 최종 반응기의 온도는 50-90℃로 운전하는 방법에 대해 기술하고 있다. 그러나 최초 반응기 온도를 100℃ 이상에서 운전할 경우, 이온교환수지의 비활성화 속도가 커져 운전 기간이 단축되는 단점이 있다. 또한 최초 반응기 입구 온도가 100℃ 이하일 경우, 가열을 해야 하기 때문에 열교환기 혹은 히터(heater) 등을 추가로 설치해야 하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 페놀에 포함된 불순물인 HA와 2MBF 및 추가적으로 MO를 제거하기 위해, 기존의 증류 공정 대신 이온교환수지가 충진된 2개 이상의 반응기를 사용하며, 최초 반응기 입구 온도가 낮을 경우 별도의 열교환기 혹은 히터를 설치하지 않고도, HA, 2MBF, MO 제거 효율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 염기 및 산화제를 페놀 혼합물에 투입한 후, 이온교환수지를 사용하여 65 내지 95℃의 온도에서 처리함으로써, HA, 2MBF, MO의 제거효율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리하는 단계; 처리된 페놀 혼합물을 이온교환수지가 충진되고 온도가 65 내지 95℃인 반응기에서 반응시킴으로써, 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 고비점 물질로 전환시키는 단계; 및 생성된 고비점 물질을 증류 공정에 의해 제거하여 고순도 페놀을 생산하는 단계를 포함하는 페놀 불순물 제거 방법을 제공한다.

본 발명에서 반응기의 온도는 65 내지 95℃인 것이 바람직하며, 특히 70 내지 90℃인 것이 보다 바람직하다. 반응기 온도를 100℃ 이상에서 운전할 경우, 이온교환수지의 비활성화 속도가 커져 이온교환수지 사용기간이 단축되는 단점이 있다. 반면 반응기 온도가 너무 낮을 경우, 반응속도가 떨어져 제거효율이 감소하므로, 감소된 제거효율을 다시 증가시키기 위해서 반응기 크기를 증가시켜야 하는 단점이 있다. 즉, 이온교환수지를 최대한 오래 사용하면서, 동시에 반응기 크기를 변화시키지 않고 높은 제거효율을 유지하기 위해서는, 반응기를 65 내지 95℃, 특히 70 내지 90℃에서 운전하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 반응기는 적어도 2개 이상 연속적으로 직렬로 연결되는 것이 바람직하고, 이때 첫 번째 반응기(최초 반응기)의 온도는 65 내지 95℃이되, 첫 번째 반응기의 온도는 두 번째 반응기의 온도와 같거나 이보다 높은 것이 바람직하다. 제거효율 향상을 위해서는, 첫 번째 반응기의 온도는 두 번째 반응기의 온도보다 높은 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서 이온교환수지는 산성 양이온 교환수지인 것이 바람직한데, 이 경우에 페놀 혼합물을 산성 양이온 교환수지로 처리한 후, 염기성 음이온 교환수지로 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 산성 양이온 교환수지에서 떨어져 나오는 유리 산(free acid)을 염기성 음이온 교환수지로 제거함으로써, 페놀 색도(color)를 개선하는 효과가 있다.

본 발명에서 2-메틸벤조퓨란(2MBF)의 최종 농도는 5 ppm 이하인 것이 바람직하다. 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 특히 2MBF의 제거효율이 상대적으로 낮기 때문에, 2MBF의 제거효율을 높이는 것이 바람직하다. 2MBF의 최종 농도가 5 ppm을 초과할 경우, 특히 7 ppm 이상의 농도에서는 최종 페놀 제품의 색도 저하를 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 2MBF의 최종 농도는 5 ppm 이하가 되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 산화제는 산소를 포함하는 가스인 것이 바람직하고, 염기는 수성 소듐 페네이트 용액인 것이 바람직하며, 소듐 페네이트 용액 내의 소듐 페네이트의 농도는 5 내지 50 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법을 사용하면, 이온교환수지 반응기가 에너지 다소비 증류 공정을 대체하므로 에너지 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

또한, 증류 공정 대비 공정이 간단하므로 운전이 용이하며, 투자비, 운전 비용을 최소화할 수 있다.

또한, 염기 및 산화제로 페놀 혼합물을 미리 처리하므로, 저온의 반응기 온도에서도 HA, 2MBF, MO 제거 효율이 높다.

또한, 최초 및 최종 반응기 사이에 중간 증류 공정을 필요로 하지 않기 때문에 투자비, 운전 비용이 저렴하다.

또한, 최종 페놀 정제 컬럼이 산성 분위기일 경우 탑저 고비점 물질이 HA 및 2MBF로 분해될 수 있는데, 본 발명에서 기술된 염기 첨가에 의해 이와 같은 분해 반응이 억제될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 페놀 불순물 제거 방법은 크게 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 HA, 2MBF, MO가 미량 포함된 페놀을 염기 및 산화제로 처리하는 단계이고, 두 번째 단계는 처리된 페놀 혼합물을 이온교환수지가 충진되고 온도가 65 내지 95℃인 반응기에서 반응시킴으로써 HA, 2MBF, MO를 최종적으로 고비점 물질로 전환하는 단계이고, 세 번째 단계는 생성된 고비점 물질을 증류에 의해 페놀로부터 제거하는 단계이다.

본 발명은 페놀 컬럼 탑상으로 분리된 페놀 혼합물에 포함된 불순물을 처리하는 공정에 대한 것이다. 따라서 페놀 혼합물의 조성은 인위적으로 조정할 수 있는 것이 아니라, 전단의 아세톤 및 페놀 컬럼의 운전 조건에 의해 결정된다. 일반적으로 페놀 컬럼 탑상으로 분리된 페놀 혼합물의 조성은 HA 600 ppm 이하, 2MBF 200 ppm 이하, MO 400 ppm 이하, AMS 1% 이하이다.

페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리하는 단계

페놀 컬럼 탑상으로 분리된 페놀 혼합물에는 HA, 2MBF, MO 등의 불순물이 포함되어 있다.

HA, 2MBF, MO를 포함하는 페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리함으로써, HA 등은 중화된 산화 생성물, 예를 들면, 카르복시-기능성 물질에 상응하는 염들로 전환되고, 그 결과로서 HA, 2MBF, MO의 농도가 감소한다.

염기는 산화제로 처리하기 이전에 페놀 혼합물에 첨가되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 염기는 pH 8 이상, 바람직하게는 10 내지 12로 조절하기 위한 양을 첨가한다. 어떠한 수용성 염기라도 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 그러나, 염기는 수성 수산화나트륨 및 수성 펜옥사이드 용액으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 수성 소듐 페네이트 용액을 사용한다. 소듐 페네이트 용액 중에서 소듐 페네이트의 농도는 바람직하게 5 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 45 중량%, 가장 바람직하게는 40 내지 45 중량%이다.

최종 페놀 정제 컬럼이 산성 분위기일 경우 탑저 고비점 물질이 HA 및 2MBF로 분해될 수 있는데, 본 발명에서 기술된 염기 첨가에 의해 이와 같은 분해 반응이 억제될 수 있다.

본 발명의 공정에 따라 사용되는 산화제는 하이드로퍼옥사이드를 산화 생성물로 전환시킬 수 있는 어떠한 산화제라도 적합하게 사용할 수 있다. 바람직하게는, 수소 과산화물, 산소, 공기, 또는 산소와 질소의 혼합물로 선택되는 산화제를 사용할 수 있으며, 여기서 공기가 가장 바람직하다. 산소를 포함하는 가스, 예를 들면, 공기는 상술한 바와 같이, 충분한 고압 또는 산소 포함 가스 하의 시스템을 계속 유지시키는 것에 의해 페놀 혼합물에서 용해되거나, 또한 산소 포함 가스는 가스 액체 반응기 내의 액체에서 분산될 수 있다. 페놀 혼합물을 산화제로 처리하기 위한 온도는 20 내지 150℃, 바람직하게는 80 내지 120℃, 그리고 더욱 바람직하게는 90 내지 110℃이다.

이온교환수지가 충진된 반응기에서 고비점 물질로 전환시키는 단계

상기 단계에서 처리된 페놀 혼합물을 이온교환수지가 충진된 반응기에서 반응시킴으로써, HA, 2MBF, MO를 고비점 물질로 전환시킨다.

본 발명에서는 이온교환수지를 포함하는 복수의 반응기를 연속적으로 사용하고, 반응기의 온도를 바람직하게는 65 내지 95℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 90℃로 설정함으로써, 이온교환수지를 포함하는 두 개의 반응기들 사이에서 에너지를 소모하는 증류 단계 없이, 페놀 혼합물 중 HA, 2MBF, MO를 효율적으로 제거할 수 있다.

반응기를 바람직하게는 65 내지 95℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 90℃에서 운전함으로써, 이온교환수지를 최대한 오래 사용하면서, 동시에 반응기 크기를 변화시키지 않고 높은 제거효율을 유지할 수 있다.

또한, 반응기를 적어도 2개 이상 연속적으로 직렬로 연결하되, 첫 번째 반응기(최초 반응기)의 온도를 바람직하게는 65 내지 95℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 90℃로 설정하고, 첫 번째 반응기의 온도를 두 번째 반응기의 온도와 같거나, 바람직하게는 두 번째 반응기의 온도보다 높게 설정함으로써, 제거효율을 향상시킬 수 있다.

페놀 혼합물을 산성의 이온교환수지와 접촉시킬 때, HA와 2MBF는 반응하여 고비점 물질이 된다. MO는 페놀과 반응하여 고비점 물질 및 물이 된다. 또한 HA 및 페놀 사이의 반응에 의해 형성된 물의 존재하에서, MO의 일부는 산성의 이온교환수지에서 아세톤으로 분해될 수 있다. 아세톤은 페놀과 더 반응하여 비스페놀 A가 된다. HA, 2MBF, MO 이외에 페닐프로피온알데히드, 메틸이소부틸케톤, 아세토페논 및 3-메틸사이클로헥사논과 같은 소량으로 페놀 내에 존재할 수 있는 다른 카르보닐 화합물이 있다. 부가적으로, 페놀은 불포화 탄화수소, 즉, 정제된 페놀에서 원치 않는 화합물인 α-메틸스티렌 및 페놀부텐과 같은 최종적인 미량의 불포화 하이드로카본을 가질 수 있다. 카르보닐기를 포함하는 조성물과 같이, 불포화 탄화수소는 산성의 이온교환수지와 접촉할 때 페놀과 함께 고비점 물질을 형성한다. 비록 이러한 다른 불순물들이 페놀 내에서 발견되더라도 HA, 2MBF, MO의 전환율에 악영향을 미치는 것은 아니다. 게다가, 고비점 물질에서 이러한 추가적인 불순한 조성물의 전환은 HA, 2MBF, MO의 전환이 완성될 때 항상 완성된다. 결과적으로, 페놀 혼합물은 본 발명의 공정에 따른 산성의 이온교환수지와 접촉된 후에, 본 발명의 공정은 페놀 내의 원하지 않는 모든 불순물들을 최종 증류 단계에서 정제된 페놀로부터 쉽게 제거될 수 있는 고비점 물질들로 전환하는 것을 가능하게 한다.

페놀 혼합물을 산성의 이온교환수지와 접촉시킨 후에, 1 ppm 미만의 최종 농도를 가진 HA 및 20 ppm 미만, 바람직하게는 10 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 5 ppm 이하의 농도를 가진 2MBF를 얻을 수 있다. 상술한 바와 같이, 모든 불순물들은 양적으로 모두 고비점 물질들로 전환된다. 그러므로, 본 발명의 따른 공정은 높은 순도의 페놀을 제조하기에 매우 적합하다.

산성의 이온교환수지를 포함하는 반응기는 연속적으로 연결되므로, 본 발명에 따른 반응기의 수는 특히 제한되지 않으나, 투자 비용과 가변 비용의 측면에서 경제적인 사항을 고려해서, 2 내지 4개의 반응기를 연속적으로 연결시키는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 2개의 반응기를 연속적으로 연결시키도록 한다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 반응기들은 고정층 내에서 산성의 이온교환수지를 포함한다. 바람직하게는, 이온 교환 수지의 고정층에서의 표면 액체 속도는 0.5 내지 5 mm/sec이고, 바람직하게는, 1.0 내지 3.0 mm/sec이며, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 mm/sec이다.

본 발명에서 사용되는 산성의 이온교환수지는 수소 형태에서의 양이온교환수지를 의미하고, 여기서 수소 이온들은 용액 내에서 분리되거나, 또는 다른 양이온과 대체하는 것에 의해 제거될 수 있는 활성면에 결합한다. 상기 수지의 활성면은 별개의 이온들에 대하여 별개의 인력을 가지고, 이러한 선택적인 인력은 이온 교환을 위한 수단으로 제공된다. 적합한 산성의 이온교환수지로는 예를 들어, Rohm & Haas로부터 상업적으로 이용할 수 있는 Amberlyst 16, Amberlyst 36, Lanxess로부터 상업적으로 이용할 수 있는 K2431, Purolite로부터 상업적으로 이용할 수 있는 CT-151과 같은 술폰화 디비닐벤젠 가교 스티렌 코폴리머 시리즈를 포함한다. 다른 적합한 수지는 통상 Lanxess, Rohm and Haas 화학회사 및 Dow 화학회사와 같은 생산자들로부터 상업적으로 얻을 수 있다.

고비점 물질을 증류 공정에 의해 제거하는 단계

상기 단계에서 생성된 고비점 물질들은 통상의 증류 공정에 의해 제거되며, 최종적으로 고순도의 페놀을 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 제거효율이 상대적으로 낮은 2MBF을 그 최종 농도가 5 ppm 이하로 되도록 처리할 수 있으며, 이에 따라 고농도(7 ppm 이상)의 2MBF로 인한 최종 페놀 제품의 색도 저하를 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 태양에 따르면, 페놀 혼합물을 산성 양이온 교환수지로 처리한 후, 염기성 음이온 교환수지로 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 산성 양이온 교환수지에서 떨어져 나오는 유리 산을 염기성 음이온 교환수지로 제거함으로써, 페놀 색도를 개선하는 효과가 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

먼저, HA 400 ppm, 2MBF 60 ppm, MO 250 ppm을 포함하는 페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리하였다. 염기로는 소듐 페네이트 용액을 사용하였고, 소듐 페네이트 용액 내의 소듐 페네이트의 농도는 40 중량%이었다. 산화제로는 공기를 사용하였다.

다음, 처리된 페놀 혼합물을 이온교환수지가 충진된 반응기에서 반응시킴으로써, HA, 2MBF, MO를 고비점 물질로 전환시켰다. 반응기는 2개를 연속적으로 직렬로 연결하였고, 최초 반응기의 온도는 90℃, 최종 반응기의 온도는 70℃로 운전하였으며, 이온교환수지로는 산성의 이온교환수지로서 Rohm & Haas의 Amberlyst 36W를 사용하였다. 이때 공간속도(WHSV, Weight Hourly Space Velocity)는 1 hr^-1이었다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하되, 최초 반응기의 온도를 80℃, 최종 반응기의 온도는 70℃로 운전하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일하되, 최초 반응기의 온도를 70℃, 최종 반응기의 온도는 70℃로 운전하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일하되, 최초 반응기의 온도를 60℃, 최종 반응기의 온도는 70℃로 운전하였다.

[시험예]

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 대하여, 각 반응기 후단에서 HA, 2MBF, MO 제거효율을 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다. HA, 2MBF, MO 제거효율은 GC/MS를 사용하여 측정하였다.

	HA 제거효율		2MBF 제거효율		MO 제거효율
	최초반응기	최종반응기	최초반응기	최종반응기	최초반응기	최종반응기
실시예 1	100%	100%	90.0%	97.5%	100%	100%
실시예 2	100%	100%	86.7%	93.3%	100%	100%
실시예 3	100%	100%	85.0%	91.8%	100%	100%
비교예 1	100%	100%	81.7%	88.3%	100%	100%

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예의 경우 HA, 2MBF, MO 제거효율은 모두 우수하였다. 반면에, 반응기 온도가 실시예보다 낮은 비교예의 경우, HA 및 MO의 제거효율은 100%이었지만, 2MBF의 제거효율은 낮았다. 비교예의 최종 반응기 후단에서 2MBF 농도는 7 ppm(제거효율 = (53/60)×100 = 88.3%)이었는데, 이 농도에서는 최종 페놀 제품의 색도(color) 저하를 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 실시예에서 나타낸 바와 같이, 2MBF의 최종 농도는 5 ppm 이하가 되는 것이 바람직하다.

Claims

하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 페놀 혼합물을 염기 및 산화제로 처리하는 단계;
처리된 페놀 혼합물을 산성 양이온 교환수지가 충진되고 온도가 65 내지 95℃인 반응기에서 반응시킴으로써, 하이드록시아세톤(HA), 2-메틸벤조퓨란(2MBF) 및 메시틸옥사이드(MO) 중에서 선택되는 1종 이상을 고비점 물질로 전환시키는 단계;
생성된 고비점 물질을 증류 공정에 의해 제거하여 고순도 페놀을 생산하는 단계; 및
페놀 혼합물을 상기 산성 양이온 교환수지로 처리한 후, 염기성 음이온 교환수지로 처리하는 단계;
를 포함하는 페놀 불순물 제거 방법.
제1항에 있어서, 반응기 온도가 70 내지 90℃인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제1항에 있어서, 반응기는 적어도 2개가 연속적으로 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제3항에 있어서, 첫 번째 반응기의 온도가 65 내지 95℃인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제4항에 있어서, 첫 번째 반응기의 온도는 두 번째 반응기의 온도와 같거나 이보다 높은 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
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제1항에 있어서, 산성 양이온 교환수지에서 떨어져 나오는 유리 산을 염기성 음이온 교환수지로 제거하는 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제1항에 있어서, 2-메틸벤조퓨란(2MBF)의 최종 농도는 5 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제1항에 있어서, 산화제는 산소를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제1항에 있어서, 염기는 수성 소듐 페네이트 용액인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.
제11항에 있어서, 소듐 페네이트 용액 내의 소듐 페네이트의 농도는 5 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 페놀 불순물 제거 방법.