KR101475386B1 - 증류 잔여물의 흐름성을 개선한 고순도 무수당 알코올의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소화 당을 원료로 하여 무수당 알코올(anhydrosugar alcohol)을 제조하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수소화 당(예컨대, 헥시톨)에 산을 추가하여 무수당 알코올로 전환시킨 후, 전환 반응 결과액을 박막증류기로 증류하는 무수당 알코올의 제조방법에 있어서, 증류 수행시 증류 잔여물 배출 라인에 소포제를 투입하여 증류 잔여물의 흐름성을 개선함으로써 증류 수율 및 후속 정제효율을 향상시켜 저비용, 고효율로 고순도의 무수당 알코올을 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

증류 잔여물의 흐름성을 개선한 고순도 무수당 알코올의 제조방법{Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved flowability of distillation residue}
본 발명은 수소화 당을 원료로 하여 무수당 알코올(anhydrosugar alcohol)을 제조하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수소화 당(예컨대, 헥시톨)에 산을 추가하여 무수당 알코올로 전환시킨 후, 전환 반응 결과액을 박막증류기로 증류하는 무수당 알코올의 제조방법에 있어서, 증류 수행시 증류 잔여물 배출 라인에 소포제를 투입하여 증류 잔여물의 흐름성을 개선함으로써 증류 수율 및 후속 정제효율을 향상시켜 저비용, 고효율로 고순도의 무수당 알코올을 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다.
수소화 당(“당 알코올”이라고도 함)은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미하는 것으로, 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH (여기서, n은 2 내지 5의 정수)의 화학식을 가지며, 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.
무수당 알코올은 분자 내 하이드록시기가 두 개인 디올(diol) 형태를 가지며, 전분에서 유래하는 헥시톨을 활용하여 제조할 수 있다(예컨대, 한국등록특허 제10-1079518호, 한국공개특허공보 제10-2012-0066904호). 무수당 알코올은 재생 가능한 천연자원으로부터 유래한 친환경 물질이라는 점에서 오래 전부터 많은 관심과 함께 그 제조방법에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 무수당 알코올 중에서 솔비톨로부터 제조된 이소소르비드가 현재 산업적 응용범위가 가장 넓다.
무수당 알코올의 용도는 심장 및 혈관 질환 치료, 패치의 접착제, 구강 청정제 등의 약제, 화장품 산업에서 조성물의 용매, 식품산업에서는 유화제 등 매우 다양하다. 또한, 폴리에스테르, PET, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등 고분자 물질의 유리전이온도를 올릴 수 있고, 이들 물질의 강도 개선효과가 있으며, 천연물 유래의 친환경소재이기 때문에 바이오 플라스틱 등 플라스틱 산업에서도 매우 유용하다. 또한, 접착제, 친환경 가소제, 생분해성 고분자, 수용성 락카의 친환경 용매로도 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.
이렇듯 무수당 알코올은 그 다양한 활용가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있으며, 실제 산업에의 이용도도 점차 증가하고 있다. 하지만, 기존의 무수당 알코올 제조방법이 탈수반응에 사용되는 촉매 비용이 높고, 전환율, 증류 및 정제수율 등이 낮은 한계를 지니고 있다.
경제적으로 무수당 알코올을 생산하기 위해서는 수소화 당을 탈수반응시켜 무수당 알코올로 전환한 반응 결과액에서 무수당 알코올을 짧은 시간 안에 높은 수율 및 고순도로 증류하는 기술이 필수적이다.
탈수반응이 완료된 결과액을 증류하는 증류기술로서 회분증류(batch distillation) 또는 전환반응 후 단순히 반응기에서 바로 무수당 알코올을 감압 증류하는 단순증류(simple distillation) 기술이 알려져 있다.
회분증류 또는 단순증류 방식은 증류시간이 오래 걸려 상업적 규모의 경제적인 생산이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 전환 반응액을 낮은 온도(예컨대, 170℃ 이하)에서 증류를 하게 되면 증류시간이 오래 걸리게 되고, 상대적으로 높은 온도(예컨대, 170℃ 이상)에서 증류할 경우에는 증류시간은 단축되나 무수당 알코올이 170℃ 이상의 온도에서 열분해되어 포름산(formic acid), 퍼퓨랄(furfural) 등과 같은 부산물이 발생하므로 결과물의 순도가 낮아지고 증류액의 pH가 저하되는 문제점이 발생한다. 즉, 회분증류 또는 단순증류 방식은 증류액의 체류시간이 상대적으로 길고, 후술하는 박막증류 방식보다 높은 온도에서 증류를 수행해야 하므로 무수당 알코올의 열분해를 유발하여 증류액의 순도 및 수율을 저하시키는 문제점이 있으며, 이러한 열분해를 막기 위해서는 첨가제를 사용해야만 한다.
종래에 박막증류기(단경로 증류기(Short path evaporator)라고도 함)를 이용하여 무수당 알코올 전환액을 증류하는 경우, 증류된 무수당 알코올과 분리된 증류 잔여물(residue)은 증류 잔여물 배출 라인을 통해 박막증류기 밖으로 배출된다. 그러나, 이 과정에서 증류 잔여물 배출 라인에서 많은 기포가 발생하여 증류 잔여물의 흐름성이 떨어지게 되고, 그 결과 잔여물이 배출 라인으로 원활히 빠져 나가지 못하고 내부 응축기 쪽으로 넘쳐 들어가 무수당 알코올 증류액의 색상뿐만 아니라 순도를 떨어뜨리는 원인이 되며, 이는 후속 정제단계들의 효율을 떨어뜨리고 비용을 상승시켜 결국 전체 제조공정의 생산성을 떨어뜨린다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점들을 해결하고자 한 것으로서, 수소화 당을 무수당 알코올로 전환시킨 반응 결과액을 박막증류기로 증류하는 무수당 알코올의 제조방법에 있어서, 증류 수행시 증류 잔여물의 흐름성을 개선함으로써 증류 수율 및 후속 정제효율을 향상시켜 저비용, 고효율로 고순도의 무수당 알코올을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 수소화 당을 탈수 반응시켜 무수당 알코올로 전환시키는 단계 및 상기 전환 단계의 결과액을 증류하는 단계를 포함하며, 상기 증류 단계가 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 소포제 투입 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 포함하는 응축기 내장형 박막증류기 내에서 수행되며, 증류 단계 수행시 상기 소포제 투입 라인을 통해 상기 증류 잔여물 배출 라인으로 소포제를 투입하는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 포함하며, 상기 증류 잔여물 배출 라인에 소포제 투입 라인이 연결된 것을 특징으로 하는, 응축기 내장형 박막증류기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 간단한 방법으로 무수당 알코올 전환 반응액의 증류 결과물의 색상을 개선할 수 있고 순도를 높일 수 있어, 후속 탈색 공정의 탈색제(예: 활성탄)의 수명을 늘릴 수 있고, 결정화 공정의 수율을 높일 수 있는 등 후속 정제효율을 향상시킬 수 있고, 증류 진공도를 보다 높여 운전할 수 있기 때문에 증류 수율의 향상에도 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 무수당 알코올 제조 방법에서 사용가능한 응축기 내장형 박막증류기 구조의 바람직한 일 구체예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 무수당 알코올 제조 방법은 수소화 당을 탈수 반응시켜 무수당 알코올로 전환시키는 단계를 포함한다.
상기 수소화 당(hydrogenated sugar)은 일반적으로 당 알코올(sugar alcohol)로도 불리우며, 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미한다. 수소화 당은 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.
본 명세서에 있어서 상기 ‘무수당 알코올’이라는 표현은 임의의 방식으로 하나 이상의 단계에서 상기 수소화 당(또는 당 알코올)의 원래 내부 구조로부터 하나 이상의 물 분자를 제거하여 얻은 임의의 물질을 의미한다.
본 발명에 있어서 수소화 당으로는 헥시톨이 바람직하게 사용되며, 보다 바람직하게는 소르비톨, 만니톨, 이디톨 및 이들의 혼합물로부터 선택된 수소화 당이 사용된다.
따라서, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 무수당 알코올로서 헥시톨의 탈수물인 디안하이드로헥시톨이 얻어지며, 보다 바람직하게는 이소소르비드(1,4-3,6-디안하이드로소르비톨), 이소만니드(1,4-3,6-디안하이드로만니톨), 이소이디드(1,4-3,6-디안하이드로이디톨) 및 이들의 혼합물로부터 선택된 무수당 알코올이 얻어진다. 그 중에서 이소소르비드는 산업적, 의약적 활용도가 특히 높다.
상기 수소화 당은 탈수 반응에 의하여 무수당 알코올로 전환된다. 수소화 당을 탈수하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 당 분야에 알려진 공지의 방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 활용할 수 있다.
수소화 당을 탈수시켜 무수당 알코올로 전환하는 데에는 산 촉매가 사용되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 제1산 및 제2산의 혼합산을 사용할 수 있다. 산 촉매로는, 단일 산 촉매의 경우 황산, 염산, 인산 등을 사용할 수 있고, 혼합산의 경우 제1산으로 황산, 제2산으로 p-톨루엔 설폰산, 메탄 설폰산, 에탄 설폰산, 벤젠 설폰산, 나프탈렌 설폰산 및 황산 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 황-함유 산 염을 사용할 수 있다. 산 촉매의 사용량은 수소화 당(예컨대, 헥시톨) 100중량부당 0.5 내지 10중량부인 것이 바람직하다. 산 촉매의 양이 이 범위보다 지나치게 적으면 무수당 알코올로의 전환 시간이 너무 길어질 수 있고, 반면 산 촉매의 양이 이 범위보다 지나치게 많으면 당류 고분자의 생성이 많아지고 전환율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계는 상기한 바와 같은 산 촉매의 존재하에 105~200℃의 온도조건(보다 바람직하게는 110~150℃) 및 1 내지 100mmHg의 압력조건(보다 바람직하게는 1 내지 50mmHg) 에서 1~10시간(보다 바람직하게는 2~5시간) 동안 수행될 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
수소화 당의 탈수 반응시 산 촉매를 사용하는 경우, 반응 결과액은 중화되는 것이 바람직하다. 중화는 탈수 반응 완료후 반응 결과액 온도를 낮추고(예컨대, 100℃ 이하) 수산화나트륨과 같은 공지의 알칼리를 첨가하는 것에 의해 수행될 수 있다. 중화된 반응 결과액의 pH는 6~8인 것이 바람직하다.
본 발명의 무수당 알코올 제조 방법의 바람직한 일 구체예에 따르면, 수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계 결과액은 증류 단계에 투입하기 전에 전처리될 수 있다. 이 전처리는 전환 단계 결과액 내에 잔류하는 수분 및 비점이 낮은 물질을 제거하기 위한 것으로, 통상 90℃~110℃의 온도 및 10 mmHg~100 mmHg의 압력조건 하에서 전환 단계 결과액을 1시간 이상(예컨대, 1~4시간) 교반하는 것에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계 결과액(바람직하게는 상기와 같이 전처리된 결과액)은, 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 소포제 투입 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 포함하는 응축기 내장형 박막증류기 내에서 증류되며, 이 때 상기 소포제 투입 라인을 통해 상기 증류 잔여물 배출 라인으로 소포제가 투입된다.
소포제는 넓은 의미로 발생된 기포를 제거하는 용도로 사용되는 물질을 말하며, 작게는 기포 발생을 억제하는 억포제, 발생된 기포를 없애는 파포제 등으로 구분하며, 모두 넓은 의미의 소포제에 해당한다. 무수당 알코올의 증류에 사용시 문제를 일으키지 않는 소포제라면 본 발명에서 특별한 제한없이 사용가능하다. 예컨대, 실리콘 소포제, 고급 알코올계 소포제, 광물유 소포제, 지방산계 소포제 등과 같은 공지의 소포제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
소포제의 투입량은 구체적인 증류 운전 조건, 증류기의 성능 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 증류처리되는 무수당 알코올 전환반응 결과액100중량부에 대하여 소포제 0.001~1중량부(보다 바람직하게는 0.01~0.5중량부)가 투입되면 증류 잔여물 흐름성 개선효과가 얻어지나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 소포제의 투입량이 너무 적으면 증류 잔여물 흐름성 개선효과가 미미할 수 있고, 배출 펌프의 마모를 일으킬 수 있으며, 반대로 너무 많으면 증류 잔류물이 굳지 않고 끈적여 폐기시에 처리가 불편한 문제가 있고 비용 상승한다.
소포제의 투입 방식에 있어서도 특별한 제한은 없으며, 증류가 진행되는 동안 1회, 또는 주기적으로, 또는 연속적으로 투입될 수 있다. 예컨대, 증류 진행 중 어느 시점에 한번에 모두 투입될 수도 있고, 수동으로 미리 정한 시간간격을 두고 정해진 양이 투입될 수도 있고, 다르게는 솔레노이드 밸브 등을 사용하여 일정 시간 간격으로 또는 지속적으로 투입될 수도 있다.
본 발명의 무수당 알코올 제조 방법에서 사용가능한 응축기 내장형 박막증류기 구조의 바람직한 일 구체예를 도 1에 개략적으로 나타내었다. 도 1에 따른 응축기 내장형 박막증류기(1)는 내장형 응축기(5), 원료 투입라인(6), 증류 잔여물 배출 라인(7), 소포제 투입 라인(7-1), 소포제 투입용 밸브(7-2), 진공 라인(8) 및 증류물 배출 라인(9)을 구비하며, 그 외에 가열을 위한 가열 자켓(2), 와이퍼(wiper)(3), 응축기 가드(4) 및 냉각수 유입/유출 라인(각각, 10 및 11)을 포함한다. 본 발명에서 사용가능한 응축기 내장형 박막증류기는 도 1에 나타낸 구조의 것에 한정되지 않으며, 상기한 구성요소들 이외에 필요에 따라 추가의 구성요소들을 더 포함할 수 있으며, 그 형태도 다양할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 증류 잔여물 배출 라인에 진공형성용 곁가지 라인(도 1에는 미도시)을 추가로 연결하여, 증류 단계의 수행시 증류기 내부를 추가로 감압할 수 있다. 이렇게 하면, 증류기 내 압력을 더욱 효과적으로 낮출 수 있고(바람직하게는 1 mmHg 이하로), 이에 따라 증류 온도를 더욱 낮출 수 있어(예컨대, 170℃ 이하 100℃까지) 무수당 알코올 목적물의 열분해를 방지하여 증류물 순도 및 수율을 더욱 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 소포제의 투입에 더하여 증류 잔여물 배출 라인을 통한 추가감압에 의하여 증류 잔여물 흐름(residue stream)의 유동성을 더욱 개선할 수 있다.
증류 단계는 바람직하게는 100~250℃, 더 바람직하게는 100~200℃, 더욱 더 바람직하게는 110~170℃의 온도 조건 하에서 효과적으로 수행될 수 있다. 증류 온도가 100℃ 미만이면 무수당 알코올의 증류가 효과적으로 이루어지지 않을 수 있다. 반면 증류 온도가 250℃ 보다 높으면 무수당 알코올이 탄화되거나 고분자 물질이 생성되고, 발색물질의 형성으로 인해 색상이 진해져 탈색이 어려워질 뿐만 아니라, 무수당 알코올이 고온에서 열분해되어 포름산(formic acid), 퍼퓨랄(furfural) 등의 부산물이 생기고, 이것이 증류 결과액의 순도와 pH를 낮추게 되어 산업적인 측면에서 바람직하지 않다.
상기한 바람직한 온도조건 하에서, 증류 단계의 압력조건(증류기 내부)은 10 mmHg 이하(예컨대, 0.0001~10 mmHg, 보다 구체적으로는 0.0001~8 mmHg)인 것이 바람직하고, 5 mmHg 이하(예컨대, 0.001~5 mmHg)인 것이 더 바람직하며, 1 mmHg 이하(예컨대, 0.01~1 mmHg, 보다 구체적으로는 0.01~0.8 mmHg)인 것이 보다 더 바람직하다. 증류 압력이 10 mmHg 보다 높으면 무수당 알코올을 증류해 내기 위해서는 증류 온도를 높여야만 하고, 그럴 경우 상기한 바와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 반면 증류 압력을 낮추기 위해서는 고진공 장치 비용이 추가로 소요되며, 증류 순도도 낮아지므로 지나치게 낮은 증류 압력은 바람직하지 않다.
본 발명의 무수당 알코올 제조 방법은, 상기 증류 단계 이후에, 증류 결과물인 무수당 알코올에 대하여 결정화, 흡착제 처리, 이온정제 및 이들의 조합으로부터 선택되는 후처리를 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 결정화는 용매(예컨대, 아세톤 용매)를 사용한 결정화 방법에 의해 수행될 수도 있고 용매를 사용하지 않는 용융결정화 방법에 의해 수행될 수도 있다.
상기 흡착제 처리는 탈색을 위한 것으로서, 활성탄과 같은 공지의 흡착제를 사용하여 통상의 흡착제 처리 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 활성탄으로는 목재, 야자 등의 식물계 원료나 갈탄, 유연탄, 역청탄, 무연탄 등의 광물계 원료를 활성화하여 얻어진 활성탄 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 이온정제는 무수당 알코올 내에 존재할 수 있는 이온을 제거하기 위한 것으로서, 존재가능한 이온의 종류에 따라 강양이온성, 약양이온성, 강음이온성 및 약음이온성 이온교환수지 군으로부터 선택되는 이온교환수지를 1종 이상 사용하여 1회 이상 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 증류방법은 무수당 알코올의 증류에 바람직하게 사용되나, 그 외의 물질의 증류에도 적용될 수 있다. 이러한 관점에서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 소포제 투입 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 구비한 응축기 내장형 박막증류기를 사용하여 액상 물질을 증류함에 있어서, 증류 단계 수행시 상기 소포제 투입 라인을 통해 상기 증류 잔여물 배출 라인으로 소포제를 투입하는 것을 특징으로 하는 증류방법이 제공된다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 포함하며, 상기 증류 잔여물 배출 라인에 소포제 투입 라인이 연결된 것을 특징으로 하는, 응축기 내장형 박막증류기가 제공된다. 본 발명의 응축기 내장형 박막증류기의 구체예 및 그 사용예에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
소르비톨 분말(D-소르비톨, ㈜삼양제넥스) 6,000g을 교반기가 부착된 회분식 반응기에 넣고, 110℃로 승온하여 녹인 후, 여기에 황산(덕산화공) 60g과 메탄설폰산(덕산화공) 25g을 투입하고 반응기 온도를 약 140℃로 승온하였다. 약 30 mmHg의 감압 조건 하에 탈수 반응을 진행하여 무수당 알코올로 전환시켰다. 탈수 반응의 완료 후 반응 혼합물 온도를 110℃로 낮추고, 50% 수산화나트륨 용액(㈜삼전순약) 약 180g을 첨가하여 반응 결과액을 중화하였다. 중화된 결과액의 온도를 100℃로 한 후, 60 mmHg이하의 감압조건 하에서 1시간 이상 농축하여 결과액 내에 존재하는 수분 및 끓는점이 낮은 물질을 제거하였다. 중화 및 수분제거 완료후 결과액 분석 결과, 소르비톨의 전환율은 78%이었다.
중화 및 수분제거가 완료된 전환 결과액을, 도 1에 나타낸 바와 같은 응축기 내장형 박막증류기를 이용하여 증류온도 160℃, 증류기 내부압력 5 mmHg 이하의 조건 하에 증류하였다. 증류 수행시, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 소포제 투입 라인을 통하여 소포제(LDC 120A, 다우코닝)를 연속적으로 투입하였다. 투입한 소포제의 총량은 증류처리되는 전환 결과액 100중량부를 기준으로 약 0.1중량부였다. 증류 수행시, 증류 잔여물이 그 배출라인으로부터 넘쳐 무수당 알코올 증류액 배출라인 쪽으로 흘러들어가는 일은 발생하지 않았다.
증류를 통해 수득된 이소소르비드 순도는 98.5%이었고, 증류수율은 92%이었다.
결과물 분석에는 가스크로마토 분석기(GC, gas chromatography, HP)를 이용하였다.
- 전환율: [생성된 무수당 알코올 mole / 투입된 헥시톨(소르비톨) mole] x 100
- 증류 수율: [증류물 내 무수당 알코올 wt% / 전환 결과액 내 무수당 알코올 wt%] x 100
비교예 1
실시예 1에서 얻어진, 중화 및 수분제거가 완료된 전환 결과액을 증류하였다. 증류 조건 및 증류기는 실시예 1과 동일하였으나, 증류 수행시 소포제를 투입하지 않았다. 그 결과, 증류를 시작하자 증류 잔여물에 기포가 발생하면서 그 흐름성이 떨어져 잔여물 배출구가 막히면서 잔여물이 내부 냉각기로 넘어 들어와 무수당 알코올 증류액의 색상이 갈색으로 변하고, 순도가 떨어지는 문제가 발생하였다. 이러한 증류를 통해 수득된 이소소르비드 순도는 95%에 못 미쳤고, 증류수율은 92%이었다.
비교예 2
실시예 1에서 얻어진, 중화 및 수분제거가 완료된 전환 결과액을 증류하였다. 증류 온도 및 증류기는 실시예 1과 동일하였으나, 증류 수행시 소포제를 투입하지 않았으며, 비교예 1의 경우처럼 증류 잔여물이 넘치는 것을 방지하기 위해 증류기 내부압력을 10 mmHg로 하였다. 그 결과, 증류 잔여물이 넘치는 일은 발생하지 않았고, 수득된 이소소르비드 순도는 97.5%로 비교예 1 보다 향상하였으나, 증류수율이 81%로 현저히 낮아졌다.
1: 박막증류기
2: 가열 자켓
3: 와이퍼(wiper)
4: 응축기 가드
5: 내장형 응축기
6: 원료 투입라인
7: 증류 잔여물 배출 라인
7-1: 소포제 투입 라인
7-2: 소포제 투입용 밸브
8: 진공 라인
9: 증류물 배출 라인
10: 냉각수 유입 라인
11: 냉각수 유출 라인

Claims (13)

  1. 수소화 당을 탈수 반응시켜 무수당 알코올로 전환시키는 단계, 및
    상기 전환 단계의 결과액을 증류하는 단계를 포함하며,
    상기 증류 단계가 내장형 응축기, 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 액상 소포제 투입 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 포함하는 응축기 내장형 박막증류기 내에서 수행되며,
    증류 단계 수행시 상기 액상 소포제 투입 라인을 통해 상기 증류 잔여물 배출 라인으로 실리콘 소포제, 고급 알코올계 소포제, 광물유 소포제 또는 지방산계 소포제인 액상 소포제를 투입하는 것을 특징으로 하는,
    무수당 알코올의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 증류처리되는 무수당 알코올 전환반응 결과액100중량부에 대하여 소포제 0.001~1중량부가 투입되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 증류가 진행되는 동안 실리콘 소포제, 고급 알코올계 소포제, 광물유 소포제 또는 지방산계 소포제인 액상 소포제의 투입이 1회, 또는 주기적으로, 또는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 증류 잔여물 배출 라인에 진공형성용 곁가지 라인이 추가로 연결되고, 증류 수행시 증류기 내부가 진공 라인을 통한 감압과 함께, 증류 잔여물 배출 라인에 연결된 상기 진공형성용 곁가지 라인을 통하여 추가로 감압되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 증류 수행시 진공 라인의 진공도와 증류 잔여물 배출 라인의 진공도가 동일한 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 수소화 당이 헥시톨이며, 무수당 알코올이 디안하이드로헥시톨인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 수소화 당을 탈수시켜 무수당 알코올로 전환하는 단계에서 산 촉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계 결과액이, 증류 단계 투입 전에 90℃~110℃의 온도 및 10 mmHg~100 mmHg의 압력조건 하에서 1~4시간 교반하는 것에 의해 전처리되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 증류가 100~250℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 증류가 10 mmHg 이하의 압력 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 증류 단계 이후에, 증류 결과물인 무수당 알코올에 대하여 결정화, 흡착제 처리, 이온정제 및 이들의 조합으로부터 선택되는 후처리를 수행하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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