KR101531734B1 - 요오드 화합물 제조시스템 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

　본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템(100)은, 요오드 용해 포트(4)의 액체 요오드 및 액상 요오드를 기화시킨 가스상 요오드의 적어도 어느 한편에 수소 함유 가스를 공급하여 혼합가스를 얻는 원료조정 유닛(1)과 도입한 혼합가스를 조 요오드화 수소가스로 하는 촉매층(12a)을 갖는 요오드화 수소 생성탑(12)을 구비한 요오드화 수소 생성 유닛(10)과 도입한 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하여, 요오드화 수소가스를 얻는 요오드화 수소 정제 유닛(20)과 얻어진 요오드화 수소가스와 반응 원료로부터 목적의 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물 생성 유닛(30)을 구비하고 있다. 이로 인해, 고순도의 요오드 화합물을 용이하며, 효율 좋게, 저가격으로 제조하는 것이 가능하다.

Description

요오드 화합물 제조시스템 및 제조 방법{IODINE COMPOUND PRODUCTION SYSTEM AND PRODUCTION PROCESS}

본 발명은 요오드 화합물의 제조시스템 및 제조방법에 관한 것으로, 특히, 간편한 방법으로 고순도의 요오드 화합물을 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래, 요오드 화합물(iodine compound)의 제조방법으로는, 다양한 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 요오드 화합물의 제조방법의 일례로서 이하의 특허문헌 1 내지 7 및 비특허문헌 1 내지 3을 열거할 수 있다.

특허문헌 1에는, 알칼리 수용액에 요오드를 첨가하여 반응시켜, 요오드산염을 알루미늄이나 아연으로 환원하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 알칼리 수용액에 요오드를 첨가한 후, 황화수소로 환원하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 요오드 또는 요오드산염을 알칼리 또는 중성하에서, 알칼리 금속 아말감에 의해 환원하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는, 요오드의 수산화 알칼리 수용액에, 포름산(formic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid) 등의 유기 환원제를 작용하는 방법이 개시되고 있다. 특허문헌 5에는, 수산화칼륨 용액에 요오드를 첨가하고, 여기에 환원제로서 포름산을 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 6에는, 수산화 칼륨 또는, 탄산 알칼리에 환원제로서 히드라진을 사용하여 요오드를 반응시키는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 7에는, 수산화칼륨 용액에 포름산을 첨가하여 중화 후, 이것에 화학양론량보다 많은 량의 요오드를 첨가하여 반응시켜, 생성물 중의 유리 요오드를 황화 칼륨으로 처리하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 8에는, 산화물 또는 활성탄에 고분산시킨 백금족 촉매를 사용하여, 수소 함유 가스와 가스상 요오드를 접촉 환원에 의해 반응시키는 요오드화 수소의 제조방법, 및 생성한 요오드화 수소가스를 물 또는 알칼리 수용액으로 회수하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 비특허 문헌 1에는, 100℃로 가열한 백금 상에 요오드를 포화시킨 수소 기류를 통하게 하는 방법이 기재되어 있다. 비특허 문헌 2에는, 요오드화 수소산을 탄산수소칼륨과 혼합 중화하고, 약알칼리성 상태에서 황화수소로 미반응의 요오드를 처리하여 요오드화 칼륨을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 비특허 문헌 3에는, 요오드와 수산화 칼륨으로부터 요오드화 칼륨을 합성할 때 부생하는 요오드산칼륨을 결정화하여, 600℃의 온도로 가열함으로써 분해하여 제거하는 방법이 개시되어 있다.

종래, 요오드 화합물의 원료로서 사용되는 요오드화 수소의 제조방법으로서는, 붉은 인(red phosphorus)과 물과 요오드를 화학반응시켜 얻는 방법이 일반적이다. 또한, 상기의 요오드화 수소의 제조방법과는 다른 요오드화 수소(또는 요오드화 수소산)의 제조방법으로서 예를 들면, 특허문헌 9~16과 같은 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 9~16에 기재된 기술에 대하여, 이하에 구체적으로 설명한다. 특허문헌 9에는, 아인산 또는 피로인산 등의 수용액을 환원제로서 요오드로부터 요오드화 수소산을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 10에는, 물, 이산화 유황 및 요오드로부터 요오드화 수소산을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 11에는, 철 촉매의 존재 하에, 암모니아 및 요오드로부터 요오드화 수소를 제조하는 제조방법이 개시되어 있다. 특허문헌 12에는, 인산 수용액과 오산화이인과 금속 요오드화물과의 반응에 의해, 무수 요오드화 수소를 제조하는 제조방법이 개시되어 있다. 특허문헌 13에는, 요오드와 테트라히드로나프탈렌으로부터 요오드화 수소를 제조하는 제조방법이 개시되어 있다. 특허문헌 8에는, 수소 함유 가스와 가스상 요오드를 촉매 존재 하에서 접촉 환원함으로써 요오드화 수소를 제조하는 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 14~16에는, 전기 화학적 수법을 사용하여 고순도의 요오드화 수소를 제조하는 제조방법이 개시되어 있다.

1. 미국 특허 제2,828,184호 명세서 2. 미국 특허 제3,402,995호 명세서 3. 일본 공개특허 공보 「특공소 31－8013호 공보」 4. 일본 공개특허 공보 「특개평 1－261224호 공보」 5. 러시아 특허 제560826호 명세서 6. 일본 공개특허 공보 「특개소 61－48403호 공보」 7. 러시아 특허 제497233호 명세서 8. 일본 공개특허 공보 「특개 2005－255514호 공보」 9. 일본 공개특허 공보 「특개평 8－59205호 공보(1996년 3월 5일 공개)」 10. 미국 특허 제4,150,094호 명세서(1979년 4월 17일 공개) 11. 미국 특허 제3,278,264호 명세서(1966년 10월 11일 공개) 12. 일본 공개특허 공보 「특개평 9－86902호 공보(1997년 3월 31일 공개)」 13. 미국 특허 제4,357,309호 명세서(1982년 11월 2일 공개) 14. 일본 공개특허 공보 「특표평 11－503203호 공보(1999년 3월 23일 공표)」 15. 미국 특허 제4,053,376호 명세서(1977년 10월 11일 공개) 16. 일본 공개특허 공보 「특개평 9－54197호 공보(1997년 2월 25일 공개)」 17. 유럽 특허 제0714849호 명세서(1996년 6월 5일 공개) 18. 일본 공개특허 공보 「특개 2005－289936호 공보(2005년 10월 20일 공개)」

1. 화학 대사전 편집 위원회편, 「화학 대사전」, 축쇄판 제28판, 공동설립 출판 주식회사, 1984년 3월 15일 발행, 제9권, p.410 2. 사회법인 일본화학회편, 「신 실험 화학 강좌」, 마루젠 주식회사, 1977년 3월 20일 발행, 제8권, p.522 3. Jacqueline I. Kroschwitz 저, 「Encyclopedia of Chemical Technology」, 제4판, JOHN WILEY & SONS, 1996년, 제19권, p.1084 그러나, 상기 특허 문헌 1 내지 7 및 비특허 문헌 2 및 3에 기재된 요오드 화합물의 제조방법에서는, 모두 요오드 분자를 출발물질로서 사용하기 때문에, 환원제를 사용할 필요가 있다. 이 때문에, 목적으로 하는 요오드 화합물을 단리하는 경우에, 환원제나 부생성물의 제거를 행할 필요가 있다. 또한, 사용하는 환원제에 따라서는, 독성을 나타내는 등 취급이 곤란한 경우도 있다. 보다 구체적으로는 특허문헌 1, 특허문헌 7 및 비특허 문헌 3에 기재된 방법에서는, 반응 후에 부생성물을 제거하지 않으면 안 되는 문제가 있다. 특허문헌 2, 특허문헌 3 및 특허문헌 6에 기재된 방법에서는, 취급이 곤란한 환원제를 사용하지 않으면 안 되는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 4 및 특허문헌 5에 기재된 방법에서는, 포름산이나 옥살산 등의 취급하기 용이한 환원제를 사용하고 있지만, 환원속도가 늦고, 또 반응계에 투입한 요오드에 대해서 얻어진 요오드 화합물의 양이 적다(즉, 수율이 낮다)는 문제가 있다. 비특허 문헌 2에서는, 미반응의 요오드를 제거할 때에 황화수소를 사용할 필요가 있다. 또한 비특허 문헌 1에는, 요오드화 수소의 구체적인 제조방법에 대해서는 개시되어 있지 않고, 특허문헌 8에는, 접촉 환원 반응에 의한 요오드화 수소의 제조방법에 대해서만 기재되어 있을 뿐이고, 구체적으로 요오드화물 일반에 대해서는 개시되어 있지 않다. 상술한 바와 같이, 환원제나 부생성물의 제거를 하지 않으면 안 되는 것이나, 취급이 곤란한 환원제를 사용하는 것은, 번잡한 공정을 늘리는 원인이 된다. 또한, 번잡한 공정이 많아지는 것은, 제조비용의 증가를 초래하고, 나아가서는 최종 생성물의 가격상승으로 연결된다. 그러므로, 간편하고, 효율이 좋으며, 제조비용을 억제한 요오드 화합물의 제조방법의 개발이 요구되고 있다. 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 간편하며, 효율이 좋고, 또한 염가로 요오드 화합물을 제조할 수 있는 제조방법 및 제조시스템을 제공하는 것이다. 또한, 붉은 인과 물과 요오드를 화학반응시켜 요오드화 수소를 얻는 방법에서는, 반응 종료 후, 반응에 의해 생성되는 부생성물 및 반응에서 잔류하는 미반응의 요오드를 제거하는 처리가 필요하다. 미반응의 요오드를 제거하기 위한 방법으로는, 일반적으로, 요오드화 수소를 함유하는 가스를 냉각하여 제거하는 방법, 또는 요오드화 수소를 함유하는 용액에 환원제를 이용하여 환원처리하는 방법이 있다. 그러나, 이들 처리방법은 매우 번잡하며 처리조건도 극히 엄격하고, 또한 요오드화 수소의 손실이 크기 때문에 효율적이지 않다. 따라서 이들 처리방법을 이용함으로써, 효율 좋은 고순도의 요오드화 수소를 얻는 것은 곤란하다. 또한, 특허문헌 9에 기재된 방법에서는, 증류에 의한 부생성물의 제거 및 환원 또는 활성탄에 의한 미반응 요오드의 제거를 행할 필요가 있다. 특허문헌 10에 기재된 방법에서는, 부생하는 황산 및 미반응의 요오드를 제거하는 제거 처리를 행할 필요가 있다. 특허문헌 11에 기재된 방법에서는, 생성된 요오드화 수소, 미반응의 요오드 및 암모니아를 수산화 칼륨에 통과시킴으로써 미반응의 요오드 및 암모니아를 제거하는 제거 처리를 행할 필요가 있다. 특허문헌 12에 기재된 방법에서는, 부생하는 금속 인산염을 제거하는 제거 처리를 행할 필요가 있다. 특허문헌 13에 기재된 방법에서는, 생성된 부생성물인 나프탈렌을 제거하는 제거 처리가 필요하다. 특허문헌 8에 기재된 방법에서는 미반응의 요오드를 제거하는 제거 처리를 행할 필요가 있다. 즉, 특허문헌 8~13에 기재된 방법이더라도 미반응의 요오드, 및 요오드화 수소가 분해함으로써 생기는 요오드를, 생성된 요오드화 수소(또는 요오드화 수소산)로부터 제거하는 것이 번잡하며, 또한 비효율적인 처리는 여전히 필요하다. 또한, 반응에서 생기는 부생성물을 제거하기 위한 처리조건 및 번잡함에 대해서도 요오드의 제거와 같이 용이하지 않다. 따라서, 이들 기술을 이용하여 효율 좋고 고순도의 요오드화 수소를 얻는 것은 여전히 곤란하다. 　요오드화 수소를 생성하는 반응에서 잔류하는 미반응의 요오드, 및 상기 화학반응에서 생성되는 부생성물의 적어도 어느 하나를 제거하는 방법에 대해서는, 조 요오드화 수소를 제올라이트에 의해 처리하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 17 참조), 및 요오드화 수소, 물 및 고비점물 성분으로부터, 요오드를 분리하는 방법이 있다(예를 들면, 특허문헌 18 참조). 그러나, 특허문헌 17에 기재된 방법에서 사용하는 제올라이트는 비교적 고가이고, 재생하여 재사용할 필요가 있음과 동시에, 제올라이트 자체가 강산성인 요오드화 수소에 의해 손상된다는 문제를 가진다. 또한, 특허문헌 18에 기재된 방법에서는, 사용된 메탄올 등을 증류하여 회수할 필요가 있다. 즉, 특허문헌 18에 기재된 방법이더라도, 사용된 물질을 회수하고 재생하기 위한 번잡한 처리를 필요로 한다는 문제를 가지고 있다. 또한, 특허문헌 14~16에 기재된 기술에서는, 요오드화 수소의 제조에 전기를 사용하기 때문에, 공업적으로 생산을 하려면, 막대한 제조비용이 필요하고, 전기 화학적 수법을 사용한 요오드화 수소의 제조방법을 공업생산에 응용하는 것은 매우 곤란하다. 　아울러, 종래의 붉은 인과 물과 요오드를 화학반응시켜 요오드화 수소를 얻는 방법에서는, 요오드화 수소산을 얻는 것을 주목적으로 하고 있으며, 요오드화 수소가스 및 미반응의 요오드가 생성되지 않도록 반응시키고 있다. 따라서, 요오드화 수소 함유 가스로부터 요오드를 제거하는 연구는 거의 이루어지지 있지 않다. 예를 들면, 특허문헌 8에 기재된 기술에서는, 생성시킨 요오드화 수소 함유 가스를 회수하는 회수방법에 대해서는 기재되어 있지만, 요오드화 수소 함유 가스로부터 미반응의 요오드를 제거(분리)하는 방법에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 고순도의 요오드화 수소를 매우 용이하게 효율 좋게 제조하는 것이다. 또한 상기 제조방법을 사용하여 제조한 요오드화 수소, 및 상기 요오드화 수소를 물에 용해한 요오드화 수소산도 함께 제공한다.

본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 수소가스와 가스상 요오드를 촉매의 존재 하에 접촉시킴으로써 생성되는 조 요오드화 수소가스(crude hydrogen iodide gas)에 대해서, 상기 조 요오드화 수소가스에 함유된 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하며 또한 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제용액을 접촉시킴으로써, 요오드화 수소가스를 얻는 정제기를 구비한 요오드화 수소정제 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의하면, 요오드화 수소를 용해하지 않고, 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하는 정제용액을 사용하기 때문에, 기액 접촉(gas-liquid contact)을 수행할 때에, 조 요오드화 수소가스로부터 요오드화 수소 이외의 물질만을 효율 좋게 제거할 수 있다.

또한, 상기 구성에서의 요오드화 수소정제 유닛은, 기체와 액체와의 기액접촉에 의해 정제를 수행한다. 이 때문에, 종래와 같은, 피정제 물질과 정제 물질이 동일한 상태(기체와 기체, 또는 액체와 액체)인 경우에 필요했던, 정제 후에 정제 물질의 분리 처리를 필요로 하지 않는다. 따라서, 종래의 요오드화 수소정제 유닛에 비하여 지극히 용이하게, 정제된 요오드화 수소를 얻을 수 있다.

즉, 상기 구성에 의하면, 단순히 조 요오드화 수소가스와 정제 용액을 접촉시킬 뿐임에도 불구하고, 조 요오드화 수소가스에 함유된 요오드화 수소를 거의 손실하지 않고, 고순도의 요오드화 수소를 얻을 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 「고순도의 요오드화 수소」란, 조 요오드화 수소가스를 생성하는 반응에서 생성되는 부반응물 및 요오드화 수소정제 공정에 의해 얻어진 요오드화 수소를 사용한 다른 반응 프로세스에 악영향을 미치는 물질을 거의 함유하지 않는 요오드화 수소를 가리킨다.

본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에서는, 고체 요오드를 용해하고, 액화시킨 액상 요오드를 저장하는 요오드 저장조(iodine reservoir tank), 및 수소를 포함하는 수소 함유 가스를 공급하는 수소 공급기를 구비한 원료조정 유닛(raw material adjusting unit)이며, 상기 요오드 저장조에 저장되어 있는 액상 요오드 및 상기 액상 요오드를 기화시킴으로써 얻어진 가스상 요오드의 적어도 어느 하나에 대하여, 상기 수소 공급기로부터 공급된 수소 함유 가스를 공급함으로써, 가스상 요오드 및 수소를 포함하는 혼합가스를 얻는 원료조정 유닛과, 상기 원료조정 유닛에서 얻어진 혼합가스가 조 요오드화 수소가스로 하는 촉매로부터 이루어진 촉매부(catalyst section)를 갖는 요오드화 수소 생성기를 구비한 요오드화 수소 생성 유닛과, 상기 요오드화 수소정제 유닛에서 얻어진 요오드화 수소가스와, 상기 요오드화 수소가스에 반응성을 갖는 반응원료를 접촉시킴으로써, 요오드 화합물을 생성하는 요오드 화합물 생성기(iodine compound producer)를 구비한 요오드 화합물 생성 유닛을 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 가스상 요오드와 수소를 사용한 기상 접촉 환원 반응에서 요오드화 수소를 생성할 수 있다. 요오드화 수소의 합성에 기상 반응을 사용함으로써, 액상반응에서의 부생성물의 생성을 억제할 수가 있고, 간편하며 효율 좋게 요오드화 수소를 생성할 수 있다.

또한, 상기 구성에 의하면, 조 요오드화 수소가스의 생성 반응에서의 부생성물의 생성을 거의 완전하게 억제할 수 있기 때문에, 조 요오드화 수소가스의 정제에 있어서, 부생성물을 제거하는 처리가 불필요할 수가 있다. 즉, 기상 접촉 환원 반응에서 미반응인 요오드(또는 수소)를 제거하는 것만으로 고순도의 요오드화 수소를 얻을 수 있다.

또한, 상기 구성으로부터 얻어진 고순도의 요오드화 수소를 사용하여 요오드 화합물을 생성함으로써, 요오드 화합물을 간편하며 효율 좋게 생성할 수 있는 효과를 나타낸다. 또한, 요오드화 수소의 생성에 필요한 비용을 삭감할 수가 있기 때문에, 요오드화 수소, 또한 상기 요오드화 수소로부터 제조되는 요오드 화합물의 가격을 염가로 할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 가스상 요오드에 대해서 수소를 공급하는 경우에는, 기상 접촉 환원 반응에서의 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비를 용이하게 원하는 비율로 할 수 있다. 이로 인해, 기상 접촉 환원 반응에서, 미반응 물질을 거의 생성하지 않고, 요오드화 수소를 합성할 수 있는 효과도 또한 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드 저장조는, 상기 요오드 저장조를 가열하는 요오드 저장조 가열기를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 고체의 요오드로부터 액상 요오드를 생성할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 요오드 저장조의 온도가 융점(114℃정도) 내지 150℃의 범위가 되도록 가열함으로써, 요오드를 가스화시키지 않고, 액체 그대로 유지할 수 있다. 이로 인해, 요오드의 온도 및 접촉시키는 가스량에 따른 양의 요오드를 가스화할 수가 있기 때문에, 원하는 양의 가스상 요오드를 용이하게 얻을 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에서 있어서, 상기 요오드화 수소 생성 유닛은, 상기 촉매부를 가열하는 촉매부 가열기를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 요오드화 수소 생성 유닛에서의 요오드화 수소 생성기 중의 혼합가스의 온도를 매우 적합한 값으로 유지할 수 있다. 이로 인해, 수소 및 가스상 요오드를 활성화시킴과 동시에, 생성된 조 요오드화 수소가스의 촉매표면으로부터의 이탈이 불충분해 지는 것을 방지할 수 있는 효과를 나타낸다. 또한 요오드의 전환율(conversion ratio)의 저하에 의한 조 요오드화 수소가스의 수율 저하, 및 촉매 활성의 저하를 억제할 수 있는 효과도 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제 유닛은 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제용액을 순환시키는 순환기구를 구비하고 있으며, 상기 순환기구는, 상기 정제기에 되돌려지는 상기 정제용액을 냉각하는 냉각기를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 정제된 요오드화 수소에 함유되는 수분을 더욱더 줄일 수 있다는 효과를 나타낸다. 즉, 얻어진 요오드화 수소를 더욱더 고순도화 할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에서, 상기 요오드 화합물 생성기는 상기 반응 원료용액이 흐르는 유로(flow path)가 설치되고 있음과 동시에, 상기 유로에 상기 요오드화 수소가스를 도입하는 가스노즐이 접속되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 생산성이 좋은 요오드 화합물을 제조할 수 있음과 동시에, 효율 좋게 요오드 화합물을 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 원료조정 유닛은 상기 혼합 가스에서의 상기 가스상 요오드와 상기 수소와의 조성을 균일하게 하는 가스 혼합기를 더욱 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 원료조정 유닛에서, 혼합가스에서의 가스상 요오드와 수소와의 조성을 균일하게 하고, 조성을 균일하게 한 혼합가스를 요오드화 수소 생성기에 보낼 수 있다. 이 때문에, 요오드화 수소 생성 유닛에서의 요오드화 수소의 합성을 매우 적합하게 진행시킬 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 원료조정 유닛은 상기 혼합가스를 가열하는 혼합가스 가열기를 더욱 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 요오드화 수소생성 유닛에서 반응이 개시되기 전까지, 혼합가스의 온도를 반응에 있어서 매우 적합한 온도로 할 수 있다. 이로 인해, 요오드화 수소 생성탑 내의 촉매층에 혼합가스가 도달했을 때, 가장 적합한 온도 상태로 요오드화 수소의 합성을 개시할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템에서 있어서, 상기 혼합 가스 가열기는 상기 가스 혼합기와 일체를 이루도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 가스 혼합기에서 혼합가스에 있는 가스상 요오드와 수소와의 조성을 균일하게 하면서, 요오드화 수소 생성기에서의 반응에 매우 적합한 온도로 가열할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 가스 혼합기와 혼합가스 가열기를 각각 구비할 필요가 없어지기 때문에, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템을 소형, 경량화할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 혼합가스 가열기 및 상기 가스혼합기는 상기 요오드화 수소 생성기와 일체를 이루도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 요오드화 수소 생성유닛에서의 반응에 있어서 매우 적합한 온도로 가열된 혼합가스의 온도를 변화시키지 않고, 요오드화 수소 생성탑 내의 촉매층에 공급할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 가스 혼합기 및 혼합가스 가열기를 요오드화 수소 생성기와 별도로 설치할 필요가 없어지기 때문에, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템을 소형, 경량화 할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 원료조정 유닛의 재질은 하스텔로이(Hastelloy, 상표명), 유리, 세라믹, 메탈탄탈, 백금, 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 선택된 적어도 1종으로부터 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드화 수소 생성유닛의 재질은, 하스텔로이(상표명), 내열유리, 세라믹 및 백금으로부터 선택된 적어도 1종으로부터 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제 유닛 및 상기 요오드 화합물 생성 유닛의 재질은 하스텔로이(상표명), 유리, 세라믹, 메탈탄탈, 백금, 폴리염화비닐 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 선택된 적어도 1종으로부터 이루어지는 것이 바람직하다.

원료조정 유닛, 요오드화 수소 생성유닛, 요오드화 수소 정제유닛 및 요오드 화합물 생성유닛의 재질을 상기한 바와 같은 재질로 함으로써, 각 유닛이 부식성을 갖는 요오드 및 요오드화 수소에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템의 수명을 연장할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 요오드화 수소 생성 유닛의 재질을 상기의 재질로 함으로써, 350℃ 정도의 온도로 가열된 혼합가스 및 조 요오드화 수소가스에 의해 유닛이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템의 수명을 더욱더 연장할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제유닛에서의 정제기는, 충전물을 충전한 충전탑(filling tower)을 구비하며, 상기 충전탑에는, 상기 조 요오드화 수소가스 및 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제용액을 도입하는 도입구가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 조 요오드화 수소가스에 포함되는 미반응의 요오드는, 포화 요오드화 수소 용액에 흡수된다. 이로 인해, 번잡한 처리를 수행하지 않고, 매우 용이하게 고순도의 요오드화 수소를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제 유닛에서의 정제기는, 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제 용액을 저장하는 정제조와, 상기 정제조에 상기 조 요오드화 수소가스를 공급하는 공급기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 조 요오드화 수소가스에 함유되는 미반응의 요오드는, 포화 요오드화 수소용액에 흡수된다. 이로 인해, 번잡한 처리를 수행하지 않고, 매우 용이하게 고순도의 요오드화 수소를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 요오드 화합물 제조방법은, 상기 과제를 해결하기 위해서,

요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물의 제조 방법에 있어서, 수소가스와 가스상 요오드를 촉매의 존재하에 접촉시킴으로써 생성되는 조 요오드화 수소가스에 대해서, 상기 조 요오드화 수소가스에 함유된 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하며 또한 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제 용액을 접촉킴으로써, 요오드화 수소가스를 얻는 요오드화 수소정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의하면, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템과 마찬가지의 작용 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제공정에서의 정제용액은 포화 요오드화 수소용액인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 조 요오드화 수소가스에 함유되는 미반응의 요오드를 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 요오드화 수소에 함유되는 요오드를 제거하는 처리를 매우 용이하게 할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 포화 요오드화 수소용액의 용매는 물, 케톤류, 에테르류, 알코올류 및 방향족 화합물의 적어도 어느 1종인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조 방법에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제 공정에서는, 충전물로 충전한 충전탑 내에서, 상기 조 요오드화 수소가스와 상기 정제 용액을 기액접촉(gas-liquid contact)시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 요오드화 수소 정제 공정에서는, 상기 조 요오드화 수소가스를 상기 정제 용액 중에 취입함으로써 기액접촉시키는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 고가의 설비가 필요하지 않으며, 매우 용이한 처리에 의해, 요오드화 수소 함유 가스로부터 요오드화 수소를 정제할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 촉매는, 적어도 1종류 이상의 백금족 원소를 산화물 및 활성탄의 적어도 어느 하나에 분산 담지시킨 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 요오드와 수소를 활성화시킬 수 있다. 이로 인해, 비교적 낮은 반응 온도라도 요오드화 수소의 생성속도가 향상 가능한 효과를 나타낸다. 또한, 상기 구성에 의하면, 요오드의 전환율 및 생성된 요오드화 수소의 수율이 향상 가능한 효과도 나타낸다.

본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조 방법에 있어서, 고체의 요오드를 가열하여 얻어진 액상 요오드에, 상기 액상 요오드에 불활성인 가스 및 수소의 적어도 어느 하나를 포함하는 가스를 접촉시켜, 가스상 요오드를 얻는 가스상 요오드 생성 공정과, 상기 가스상 요오드 및 수소를 포함하는 혼합가스를 촉매 존재하에 접촉 환원시켜, 조 요오드화 수소가스를 생성하는 요오드화 수소생성 공정과 상기 요오드화 수소정제 공정에서 얻어진 요오드화 수소가스를 사용하여, 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물 생성 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템과 마찬가지의 작용 효과를 나타낸다.

또한, 상기 구성에 의하면, 요오드화 수소 생성 공정에서 생성되는 조 요오드화 수소는 가스로서 생성된다. 따라서, 조 요오드화 수소가스를 생성하기 위해서, 요오드화 수소를 주성분으로 하는 요오드화 수소 함유 용액을 가열 증류하는 처리를 생략할 수 있기 때문에, 고순도의 요오드화 수소를 더욱더 용이하게 얻을 수 있다는 효과도 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조 방법에서는,상기 혼합가스 중의 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비를, 상기 요오드화 수소 생성 공정 전까지, 0. 5~10의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

혼합 가스에서, 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비를 상기 범위내로 함으로써, 요오드의 수소화 반응을 원활하게 진행시키는 효과를 나타낸다.

몰비가 0. 5 미만에서는, 요오드 가스에 대한 수소가스량이 적기 때문에, 요오드화 수소의 생산성이 낮아짐과 동시에, 고가의 요오드를 회수하는 공정이 필요하다. 한편, 몰비가 10을 넘으면 과량의 수소를 사용하게 되기 때문에, 요오드화 수소의 제조에 필요한 비용이 높아지게 되어, 불리하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조 방법에 있어서, 상기 요오드 화합물 생성 공정에서는, 무기염기 화합물 용액에 대해서, 상기 요오드화 수소가스를 접촉시키는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 요오드화 수소가스와 무기염기 화합물 용액을 기액접촉시키고 있기 때문에, 반응원료의 접촉효율을 향상할 수 있다. 이 때문에, 무기 요오드화물의 생산성을 향상할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에서는, 상기 요오드 화합물 생성 공정에서 얻어진 무기 요오드화물 수용액을 건조하는 건조공정을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 고체의 무기 요오드화물을 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조 방법에서는, 상기 요오드 화합물 생성 공정에서는, 알코올류 함유 용액 또는 방향족 디아조늄 용액에 대해서, 상기 요오드화 수소가스 또는 상기 요오드화 수소가스를 용질로 하는 용액을 접촉시키는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 요오드화 수소가스 또는 요오드화 수소용액과 알코올류 함유 용액 또는 방향족 디아조늄 용액을 접촉시키는 것만으로 간편하게 효율 좋게 유기 요오드화물을 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 요오드화 수소가스를 사용하는 경우에는, 요오드화 수소가스와 알코올류 함유 용액 또는 방향족 디아조늄 용액을 기액접촉시킬 수 있기 때문에, 반응 원료의 접촉효율을 향상할 수 있다. 이 때문에, 유기 요오드화물의 생산성을 향상할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에서는, 상기 요오드 화합물 생성 공정에서 얻어진 유기 요오드화물 용액을 정제하는 유기 요오드화물 정제 공정을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 고순도의 유기 요오드화물을 제조할 수 있다는 효과를 나타낸다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 이해할 것이다. 또한 본 발명의 이점은, 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로 명백하게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법에서의 요오드화 수소 생성 공정에서 얻어진 요오드화수소도 또한 본 발명의 범주에 포함된다.

또한, 상기 요오드화 수소에 함유되는 요오드의 함유량은, 상기 요오드화 수소에 함유되는 전체 성분의 중량을 100 중량%로 했을 경우, 적어도 2 중량% 이하인 것인 것이 바람직하다.

상기 구성으로 함으로써, 얻어진 고순도의 요오드화 수소를 다른 반응에 적용할 때에, 요오드화 수소에 포함되는 요오드의 영향을 최소한으로 할 수 있다는 효과를 나타낸다.

또한, 상기 요오드화 수소를 물에 용해함으로써 얻어진 요오드화 수소산도 또한 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명에 따르면, 고순도의 요오드화 수소를 매우 용이하고 효율 좋게 제조할 수 있다. 또한 상기 제조방법을 사용하여 제조한 요오드화 수소, 및 상기 요오드화 수소를 물에 용해한 요오드화 수소산도 함께 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템을 개략적으로 나타내는 블럭 다이어그램이다.

〔실시 형태 1〕

본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조방법의 하나의 실시형태에 대하여, 이하에 설명한다.

(요오드 화합물의 제조방법의 개요)

본 실시형태에서는, 요오드 화합물의 제조방법으로서 요오드의 기상접촉 환원반응을 사용하여 생성한 요오드화 수소를 사용하여 요오드 화합물을 제조하는 경우를 예로 들어 설명한다. 본 실시형태에 따른 요오드 화합물의 제조방법은, 주로, 가스상 요오드 생성공정, 요오드화 수소 생성공정, 요오드화 수소 정제공정, 요오드 화합물 생성공정의, 4개의 공정을 포함하고 있다. 이들 4개의 공정에 대해서, 이하에 각각 설명한다.

여기서, 본 명세서 등에서의 「요오드화 수소」 및 「수소」는, 특별한 언급이 없는 한, 기체의 요오드화 수소 및 기체의 수소, 즉 요오드화 수소가스 및 수소가스를 가리킨다. 또한, 「조 요오드화 수소」란, 요오드화 수소 이외에, 요오드화 수소의 생성반응에서 잔류하는 미반응의 요오드, 요오드화 수소가 분해함으로써 생성되는 요오드, 또는 요오드화 수소를 생성하는 반응에서 생겨난 부생성물인 불순물을 포함하는 가스인 것을 의미하고 있다. 또한 「요오드」 및 「수소」는, 특별한 언급이 없는 한, 각각 요오드 분자(I₂) 및 수소 분자(H₂)를 가리킨다.

(가스상 요오드 생성공정)

우선, 가스상 요오드 생성공정에 대하여 이하에 설명한다. 가스상 요오드 생성공정은, 고체의 요오드를 가열함으로써, 그의 적어도 일부를 가스상 요오드로 하는 공정이다.

요오드는 융점 113.7℃, 비점 184.5℃의 승화성을 갖는 물질이다. 따라서 가스상 요오드 생성 공정에서는, 고체의 요오드를 융점 이상 비점 이하의 온도 범위내가 되도록 가열하면 좋다. 이것에 의해, 고체의 요오드로부터 가스상 요오드를 생성할 수 있다.

그러나, 하기에 설명하는 요오드화 수소 반응공정에서는, 가스상 요오드 및 수소를 혼합하여 이루어진 혼합가스에서의 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비가, 0.5~10의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5~6의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비를 상기의 범위 내로 함으로써, 요오드화 수소를 생산성 좋게 제조하는 것이 가능하다. 즉, 몰비가 0.5 미만인 경우에는, 요오드가스에 대한 수소가스량이 적기 때문에, 요오드의 소비가 줄어들고, 요오드화 수소의 생산성이 낮아진다. 또한, 고가인 요오드를 회수하는 공정이 필요하게 된다. 한편, 몰비가 10을 넘으면 쓸데없는 수소를 사용하게 되기 때문에, 요오드화 수소의 제조에 필요한 비용(제조비)을 높일 수 있어 불리하다.

이 때문에, 고체의 요오드를 가스상 요오드로 하는 것이 아니라, 일단, 액상 요오드로 한다. 그리고 그의 일부를 가스상으로 하는 것이 바람직하다. 따라서 고체의 요오드의 가열 온도는 요오드의 융점(114℃정도)~150℃의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 120~150℃의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 액상 요오드로부터 가스상 요오드를 생성하는 경우에는, 액상 요오드에 수소를 함유하는 수소 함유 가스를 접촉시키는 것이 바람직하다. 액상 요오드는 수소 함유 가스와 접촉했을 때의 가스 유량 및 액상 요오드 온도에 따른 양의 가스상 요오드를 생성한다. 즉, 접촉시키는 수소 함유 가스의 가스 유량 및 액상 요오드 온도를 조정함으로써, 기화하는 요오드 가스의 양을 조정할 수 있다. 이때, 액상 요오드에 접촉시키는 수소 함유 가스에 함유되는 수소의 양은, 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비가 상술한 소정의 비율이 되는 것 같은 양인 것이 바람직하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 액상 요오드를 가스상 요오드로 한 후에, 소정의 비율이 되도록 수소를 더욱 추가해도 좋다.

또한, 수소 함유 가스는, 소정량의 가스상 요오드를 생성하게 할 수 있으면, 수소 이외의 가스(기체)를 포함하고 있어도 좋다. 수소 함유 가스에 함유되는 수소 이외의 가스로는, 요오드에 불활성의 가스인 것이 바람직하다. 예를 들면, 질소, 아르곤, 헬륨 등을 들 수 있다.

가스상 요오드 및 수소를 혼합하여 이루어진 혼합가스는, 요오드화 수소 생성공정 전까지 균일하게 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 가스상 요오드를 생성할 때에, 수소 함유 가스에서의 수소의 양이 원하는 몰비가 될 것 같은 양이 아닌 경우에는, 혼합가스를 균일하게 혼합하기 전까지 수소와 가스상 요오드와의 몰비를 소정의 몰비로 하는 것이 바람직하다. 혼합가스를 균일하게 하는 구성에 대해서는, 실시형태 2에서 상세하게 설명하기 때문에, 여기에서는 그의 설명을 생략한다.

또한 사용하는 고체 요오드의 순도는, 90%이상인 것이 바람직하고, 95%이상인 것이 더욱 바람직하고, 99%이상인 것이 더더욱 바람직하다.

또한, 사용하는 수소는 순수한 수소, 수증기 및 이산화탄소의 적어도 어느 하나에 의해 메탄을 개질함으로써 얻어진 수소 함유 가스, 상기 수소 함유 가스로부터 분리된 수소, 메탄의 부분 산화반응에 의해 얻어진 수소 함유 가스, 메탄올을 수증기 개질함으로써 얻어진 수소 함유 가스, 및 메탄올의 분해에 의해 얻어진 수소 함유 가스 등을 사용할 수 있다. 또한 석탄, 석유 코크스, 및 중질 잔사유를 원료로서, 가스화 프로세스에 의해 얻어진 수소를 수소원(hydrogen source)으로서 사용해도 좋다. 또한, 요오드화 수소 생성탑의 출구에서의 가스에 함유되어 있는 미반응의 수소를 분리 회수한 수소를 재사용(recycle)하여도 좋다.

(요오드화 수소 생성 공정)

다음에, 요오드화 수소 생성공정에 대하여 이하에 설명한다. 요오드화 수소 생성공정은, 요오드를 기상 접촉 환원하여 얻어진, 요오드화 수소를 주성분으로서 함유하는 조 요오드화 수소가스를 생성하는 공정이다. 또한 본 명세서 등에서 「주성분」이란, 조 요오드화 수소가스 또는 요오드화 수소에 함유된 전체 성분 가운데, 50 중량%를 넘는 성분인 것을 의미하고 있다.

요오드화 수소 생성공정은, 종래 공지된 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들면, 촉매의 존재하에, 가스상 요오드와 수소를 기상 접촉 환원함으로써 조 요오드화 수소가스를 생성할 수 있다.

이와 같이, 촉매의 존재하에, 가스상 요오드 및 수소가스를 사용한 기상 접촉 환원 반응에 의해 요오드화 수소 함유 가스를 생성하는 경우, 조 요오드화 수소가스 중에는 기상 접촉 환원 반응에서 반응하지 않고, 잔류하는 요오드 및 수소 이외의 물질, 특히 부생성물은 거의 포함되어 있지 않다. 즉, 조 요오드화 수소가스를 가스상 요오드 및 수소를 사용한 기상 접촉 환원 반응에 의해 수득함으로써, 액상반응에서 필요한 요오드화 수소 함유 용액을 가열 증류하는 처리를 생략할 수 있다. 이것에 의해, 고순도의 요오드화 수소를 용이하게 얻을 수 있다.

여기서, 수소는 후속 반응 공정, 예를 들면 무기 요오드화물의 제조공정에 영향을 미치지 않기 때문에, 수소를 분리하는 처리를 별도로 실시할 필요는 없다. 그러나, 조 요오드화 수소가스로부터 수소를 제거하고 싶은 경우에는, 조 요오드화 수소가스로부터 요오드를 제거한 후에, 요오드화 수소가스를 냉각하고, 액화시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 조 요오드화 수소가스에 함유된 수소를 용이하게 제거할 수 있다.

(요오드화 수소 생성 공정에서의 촉매)

가스상 요오드 및 수소가스를 사용한 기상 접촉 환원 반응에서의 촉매로는, 백금족 원소를 산화물 및 활성탄의 적어도 어느 하나에 분산 담지시킨 촉매인 것이 바람직하다. 백금족 원소를 산화물 및 활성탄의 적어도 어느 하나에 분산 담지시킴으로써, 요오드와 수소를 활성화시킬 수 있다. 이것에 의해, 비교적 낮은 온도에서도 요오드화 수소의 생성 속도를 향상할 수 있다. 또한, 요오드의 전환율 및 생성되는 요오드화 수소의 수율도 향상할 수 있다.

백금족 원소로는, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir) 및 로듐(Rh)을 들 수가 있다. 또한, 산화물의 구체적인 예로서는, 산화 마그네슘, 산화 티탄, 실리카, 알루미나, 코디어라이트(cordierite), 지르코니아, 실리카 알루미나 및 제올라이트를 들 수가 있고, 활성탄의 구체적인 예로는, 목편, 목분, 야자껍질 및 호두껍질 등을 원료로서 활성화하여 얻은 식물계 활성탄, 토탄, 석탄 코크스 및 타르 등을 원료로서 활성화하여 얻은 광물계 활성탄, 및 재생섬유, 레이온 등의 천연 소재, 및 페놀 수지, 아크릴 수지 등의 합성 소재를 원료로서 활성화하여 얻은 활성탄 등을 들 수가 있다.

촉매의 형상(즉, 백금족 원소를 분산 담지시키는 지지체의 형상)은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 지지체는, 분체 상태라도 좋고, 미리 환상(링상), 구형상, 벌집상으로 성형한 다음, 거기에 백금족 원소를 담지시켜도 좋고, 또는 지지체에 백금족 원소를 담지시킨 후에 환상(링 상), 구형상, 벌집상으로 성형해도 좋다. 또한, 산화물 분체에 백금족 원소를 담지시킨 분체를 환상(링상), 구형상, 벌집 상으로 성형한 탄화 규소(SiC) 또는 질화물에 담지시켜도 좋다.

또한, 촉매로서 사용하는 백금족 원소는, 상술한 백금족 원소 가운데 1 종류만을 사용해도 좋고, 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 백금족 원소의 담체로서 사용되는 산화물 및 활성탄도 또한, 1 종류만을 사용해도 좋고, 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 게다가 산화물 및 활성탄을, 단독으로 사용해도 좋고, 양자를 병용하여 사용해도 좋다.

(요오드화 수소 생성 공정에서의 조건)

기상 접촉 환원 반응에서의 반응온도는, 200~1000℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 250~900℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 250~850℃의 범위 내인 것이 더더욱 바람직하다. 또한, 가스 공간속도는 300~10000hr^-1의 범위 내인 것이 바람직하고, 500~4000hr^-1의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또한 본 명세서 등에서의 「가스 공간속도」란, 표준상태에서 단위시간 당 반응가스 용적과 촉매용적과의 비율을 의미하고 있다. 더욱이 반응압력은 상압 내지 10MPa의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한 기상 접촉 환원반응을 사용하여 조 요오드화 수소가스를 생성하는 경우에서의 상세한 조건에 대해서는, 특허문헌 8에 기재된 내용 전체를 참조해도 좋다.

(요오드화 수소 정제공정)

다음에, 요오드화 수소 정제공정에 대하여 이하에 설명한다. 요오드화 수소 정제공정은, 요오드화 수소 생성공정에서 생성한, 요오드화 수소를 주성분으로 하는 조 요오드화 수소가스에서의 요오드화 수소 이외의 물질(이하, 불순물이라고도 한다)을 제거하는 공정이다. 즉, 조 요오드화 수소가스에 함유되는 불순물을 용해하지만, 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제용액과 조 요오드화 수소가스를 기액접촉시키는 공정이다.

요오드화 수소정제공정을 이용함으로써, 요오드화 수소 생성공정에서 합성된 요오드화 수소를 거의 손실하지 않고, 조 요오드화 수소가스에 함유되어 있는 불순물을 매우 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 요오드화 수소 정제공정은, 가스 상태인 조 요오드화 수소가스와 액체인 정제용액과의 기액접촉이기 때문에, 종래와 같이 동일한 상태, 예를 들면 액체와 액체에 의해 정제를 수행하는 경우와는 달리, 정제 후에 정제에 사용한 물질을 분리하는 분리처리를 필요로 하지 않는다. 즉, 효율 좋고, 매우 용이하게 불순물을 함유하는 조 요오드화 수소가스로부터 요오드화 수소만을 정제하여, 고순도의 요오드화 수소로서 얻을 수 있다.

요오드화 수소정제공정은, 정제한 후의 요오드화 수소에 함유된 요오드의 함유량이, 요오드화 수소에 함유되는 전체성분의 중량을 100 중량%로 했을 경우, 적어도 2 중량% 이하가 되도록 처리하는 것이 바람직하고, 1 중량% 이하가 되도록 처리하는 것이 더욱 바람직하고, 0.5 중량% 이하가 되도록 처리하는 것이 더더욱 바람직하고, 0.1 중량% 이하가 되도록 처리하는 것이 가장 바람직하다.

바꾸어 말하면, 얻어진 고순도의 요오드화 수소는, 요오드화 수소에 함유되는 전체성분의 중량을 100 중량%로 했을 경우, 요오드의 중량이 적어도 2 중량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하이며, 더더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하이며, 가장 바람직하게는, 0.1 중량% 이하이다. 또한 이 요오드화 수소정제 공정으로 얻어진 고순도의 요오드화 수소가스는 물에 흡수시키면 고순도로 임의 농도의 요오드화 수소를 얻을 수 있고, 또한 냉각에 의해 고순도의 액상 요오드화 수소를 얻을 수 있다.

요오드화 수소가스에 함유된 미반응의 요오드가 상기 범위내이면, 얻어진 고순도의 요오드화 수소를 다른 반응, 예를 들면 아래에 설명하는 요오드 화합물 생성공정에 적용하는 경우에, 요오드화 수소에 함유되는 요오드의 영향을 최소한으로 할 수 있다.

여기서, 수소 및 질소 등의 불활성 가스는, 조 요오드화 수소가스에 함유되는 요오드화 수소 이외의 물질에는 포함하지 않는다. 따라서, 요오드화 수소에 함유되는「전체 성분」이란, 수소 및 질소 등의 불활성 가스를 제외한 요오드화 수소의 전체성분을 의미하고 있다. 또한, 본 명세서 등에서의 「고순도의 요오드화 수소」란, 요오드화 수소의 「전체성분」의 중량을 100 중량%로 했을 때에, 요오드의 중량이 상술한 범위인 것을 의미하고 있다. 바꾸어 말하면, 「고순도의 요오드화 수소」란, 요오드화 수소의 「전체성분」의 중량을 100 중량%로 했을 때에, 「불순물」의 중량이 상술한 범위인 것을 의미하고 있다.

(정제 용액에 대하여)

정제 용액은, 조 요오드화 수소가스에 함유되는 불순물을 용해하지만, 요오드화 수소를 용해하지 않는 용액이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 그들 중에서도, 요오드화 수소로부터의 분리가 곤란하며, 또 생성된 요오드화 수소를 다른 반응에 사용할 경우에 문제가 되는 미반응의 요오드를 제거할 수 있는 용액인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 성질을 갖는 정제 용액으로는, 예를 들면, 포화 요오드화 수소용액을 들 수 있다. 포화 요오드화 수소용액은, 요오드를 매우 잘 용해하는 용액이지만, 요오드화 수소는 포화상태이기 때문에, 거의 용해하지 않는다. 또한 본 실시형태에서는, 이하, 정제용 용액으로서 포화 요오드화 수소용액을 사용할 경우를 예로 들어 설명한다.

포화 요오드화 수소용액은, 용매에 요오드화 수소를 포화상태가 될 때까지 용해시킴으로써 제조할 수 있다. 포화요오드화 수소용액을 제조하기 위한 용매로서는, 요오드화수소를 용해할 수 있는 용매이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 물, 케톤류, 할로겐 화합물, 방향족 화합물, 에테르류, 알코올류 등의 용매를 들 수 있다. 또한, 알칼리금속의 요오드화물을 함유하는 수용액 또는 알칼리 토류 금속의 요오드화물을 함유하는 수용액이라도 좋다. 용매의 보다 구체적인 예로서는, 증류수, 아세톤, 클로로포름, 사염화탄소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 석유 에테르, 디옥산, 에틸에테르, 메탄올, 요오드화 칼륨 수용액 및 요오드화 바륨 수용액 등을 들 수가 있다. 이들 중에서도, 물, 알칼리 금속의 요오드화물을 함유하는 수용액, 케톤류 및 방향족 화합물인 것이 바람직하며, 용이하게 염가로 얻을 수 있는 물인 것이 보다 바람직하다.

또한 포화 요오드화 수소 용액의 온도는, 엄격하게 제어할 필요는 없다. 본래, 요오드화 수소를 포화용액에 용해할 경우에는, 용해열에 의한 발열을 수반하지만, 본 발명에 따른 요오드화 수소 정제공정에서는, 조 요오드화 수소가스가 포화 요오드화 수소용액과의 기액접촉 시에, 요오드화 수소의 용해가 생기지 않기 때문이다.

이 점에 대해서도, 본 발명은, 요오드화 수소 정제공정에서 사용하는 용액의 온도를 제어하는 번잡한 처리를 생략할 수 있으며, 고순도의 요오드화 수소를 매우 용이하게 얻을 수 있다. 그러나, 예를 들면, 반도체 제조에 사용하는 등의 이유에 의해, 정제한 요오드화 수소 중의 수분을 가능한 한 줄이고 싶은 경우에는, 포화 요오드화 수소 용액의 온도를 가능한 한 낮게 하는 것이 바람직하다. 포화 요오드화 수소 용액의 매우 적합한 온도로서는, 구체적으로는 100℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 50℃이하인 것이 더더욱 바람직하고, 20℃이하인 것이 가장 바람직하다.

또한, 요오드화 수소 정제공정에 의해 정제한 요오드화 수소의 일부를, 포화 요오드화 수소용액의 용질로서 사용해도 좋다.

(요오드 화합물 생성공정)

다음에, 요오드 화합물 생성공정에 대하여 이하에 설명한다. 요오드 화합물 생성공정은, 상술한 요오드화 수소 정제공정에서 얻어진 고순도의 요오드화 수소가스를 사용하여 다양한 요오드 화합물을 제조하는 공정이다. 본 실시형태에서는, 일례로서 무기 요오드화물, 지방족 요오드화물 및 방향족 요오드화물을 제조하는 경우에 대하여, 각각 설명한다. 또한 상기 각 공정을 거쳐 얻어진 요오드화 수소의 용도는, 상술한 요오드 화합물의 제조로 한정되는 것은 아니고, 요오드화 수소를 원료로 하는 그 외의 반응에서도 매우 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 요오드 화합물 생성공정에서 사용되는 요오드화 수소가스란, 요오드화 수소가스를 함유하는 기체이다. 즉, 요오드 화합물 생성공정에서, 요오드화 수소가스란, 그의 전체 용량이 요오드화 수소가스인 경우로 한정되는 것은 아니다. 요오드화 수소가스 중의 요오드의 함유량은, 그의 전체 중량에 대해서, 요오드의 함유량이 2 중량% 이하인 것이 바람직하다. 요오드화 수소가스 중의 요오드를 상기 범위 내로 함으로써, 요오드 화합물을 제조한 후, 정제처리 및 미반응의 요오드 분자를 제거하기 위한 환원처리 등을 수행하지 않고, 고순도의 요오드화물를 제조할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서, 요오드화 수소가스는, 그의 전체 중량을 100%로 했을 때, 불순물의 함유량이 2 중량% 이하인 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태에서, 고순도의 요오드화 수소가스란, 전체중량 100%로 했을 때에, 불순물의 함유량이 2 중량% 이하의 요오드화 수소가스라도 좋다.

(무기 요오드화물의 제조)

우선, 무기 요오드화물의 제조에 대하여 이하에 설명한다. 무기 요오드화물은, 요오드화 수소와 무기 염기화합물과의 접촉에 의해 제조할 수 있다. 여기서, 본 실시형태에서 사용되는 무기염기 화합물은, 요오드화 수소와의 사이에 중화반응을 일으킬 수 있는 화합물이다. 바꾸어 말하면, 수용액 중에서 해리 또는 평형반응을 일으켜, 수산화물 이온(OH－)을 생성하는 화합물이다.

이러한 무기염기 화합물의 구체적인 예로서는, 금속 수산화물, 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리 토류금속, 희토류 원소, 천이금속, 알루미늄이나 아연 등의 전형원소의 수산화물, 금속의 염기성 산화물, 금속의 탄산염, 예를 들면 알칼리 금속의 탄산염, 금속의 탄산수소염, 예를 들면, 알칼리 금속의 탄산수소염, 및 암모이나를 들 수 있다. 이들 중에서도, 낮은 가격으로 입수가 용이하기 때문에, 알칼리금속 또는 알칼리 토류금속의 수산화물, 및 암모니아를 사용하는 것이 바람직하다.

무기염기 화합물은, 고체상태, 또는, 예를 들면 물 등의 용매에 완전히 용해시킨 수용액상태, 혹은, 물에 분산시킨 슬러리(slurry) 상태로 반응에 제공된다. 이들 중에서도, 물에 용해시킨 수용액 상태로 반응에 제공되는 것이 바람직하다. 이 점에 대해서는, 후술하는 반응의 설명에서 상세히 설명한다.

(무기 요오드화물의 생성)

본 실시형태에 따른 무기 요오드화물의 제조에서는, 요오드화 수소가스와 무기염기 화합물을 접촉시키는 중화반응을 일으킴으로써 목적으로 하는 무기 요오드화물을 얻는다. 예를 들면, 무기염기 화합물이 수산화 칼륨인 경우, 반응은 하기 반응식(1)에 따른다.

HI ＋ KOH　→　KI ＋ H₂O …(1)

무기 요오드화물의 제조에 있어서, 요오드화 수소가스와 무기염기 화합물과의 접촉은, 액체의 무기염기 화합물(이하,「무기염기 용액」이라고도 한다)을 사용하여, 기액접촉에 의해 반응을 진행시키는 것이 바람직하다. 기액접촉을 이용하는 경우, 기고접촉의 경우와 비교하여, 접촉 효율이 좋고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

무기 요오드화물을 용액으로서 사용하는 경우의 농도는, 용질의 용매에의 용해도에도 의존하지만, 일반적으로, 1~95 중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 5~90 중량%의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 10~80 중량%의 범위 내인 것이 더더욱 바람직하다. 무기 요오드화물 용액의 농도를 상기 범위 내로 함으로써, 원료비의 삭감 및 반응액으로부터 무기 요오드화물의 분리 회수에 필요한 에너지의 절감으로 연결된다. 따라서 무기 요오드화물의 제조에 필요한 비용을 삭감할 수가 있다. 또한, 용매로서는 물 및 알코올류를 사용하는 것이 바람직하고, 물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

기액접촉(gas-liquid contact)의 방법으로서는, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 충전물을 충전한 반응탑 내에서, 요오드화 수소가스와 무기염기 용액을 기액접촉시켜도 좋고, 또한 무기염기 용액을 저장한 저장조 중에 요오드화 수소가스를 도입함으로써 기액접촉시켜도 좋다.

또한, 기고접촉(gas-solid contact)을 수행할 경우에는, 입상의 무기 수산화물을 충전한 유리관에 요오드화 수소가스를 도입함으로써 이들을 반응시킬 수 있다.

무기 요오드화물의 생성반응에서의 반응온도는, 반응을 진행시킬 수 있는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 여기서 반응계의 pH값을, 무기 요오드화물의 생성 반응에서의 반응종료 후에 1.50~11.00의 범위 내로 하도록 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 기액접촉의 경우에는 반응액의 최종 pH값이 상기 범위 내인 것이 바람직하다. 반응종료 시의 pH가 1.50보다 작은 경우, 제품 중에 요오드 또는 요오드화 수소가 포함되기 쉬워져서, 고품질의 무기 요오드화물을 얻을 수 없다. 또한, 반응 종료시의 pH값이 11.00을 넘는 경우, 요오드산염이 제품 중에 포함되기 쉽게 되며, 고품질의 무기 요오드화물을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

반응계의 pH값은, 계측된 pH값에 따라서, 적절히 산성화합물 또는 알칼리성 화합물을 반응계에 첨가함으로써 제어할 수 있다. 예를 들어, pH값이, 1.50보다 작은 경우에는, 무기염기 용액을 첨가하면 좋고, pH가 11.00을 넘는 경우에는, 요오드화수소 혹은 유기산을 첨가하면 좋다.

첨가하는 유기산으로는, 환원성을 갖는 산을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유기산의 예로서는 포름산, 히드라진, 아황산, 아인산 등을 들 수가 있다. 이와 같이, 환원성을 갖는 산을 이용하여 pH를 조정함으로써, 요오드화 칼륨의 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 환원성을 갖는 산을 사용하는 경우에는, 이 산이 pH를 조정할 뿐만 아니라, 미반응 요오드를 제거하고 또한 무기 요오드화물의 분해에 의한 요오드의 유리를 방지하는 역할을 담당한다.

또한 반응종료 후에는, 필요에 따라, 미반응의 요오드 분자를 제거하기 위한 환원처리를 수행하여도 좋다. 이 환원처리는, 포름산이나 옥살산 등의 환원제의 첨가 등, 종래 공지된 환원 처리를 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 요오드화 수소가스와 무기염기 화합물을 접촉시킴으로써, 간편하고 효율 좋게 고순도의 무기 요오드화물을 제조할 수 있다. 특히, 고순도의 요오드화 수소가스를 사용한 경우에는, 무기 요오드화물을 얻은 후에, 특별한 정제 공정을 거치지 않더라도, 고순도의 무기 요오드화물을 제조할 수 있다.

또한, 무기 요오드화물을 기액접촉에 의해 무기 요오드화물 용액으로서 제조한 경우에는, 용매를 증류제거하고, 무기 요오드화물의 결정을 건조시키는 건조 공정을 거침으로써, 무기 요오드화물을 고체로서 얻을 수 있다. 이때에 사용하는 건조공정은, 종래 공지된 건조공정을 이용할 수가 있다. 이 중에서, 예를 들면 이배퍼레이터(evaporator)에 의한 감압농축 건조, 또는 동결건조 등을 이용함으로써, 단시간에 고체의 무기 요오드화물을 얻을 수 있다.

(지방족요오드화물의 생성)

이하, 지방족 요오드화물을 제조하는 경우에 대하여 설명한다. 본 명세서 등에서의 지방족 요오드화물이란, 요오드화 알킬을 의미하고 있다. 즉, 목적으로 하는 지방족요오드화물은, 요오드화 수소가스와 알코올류 함유 용액을 접촉시킴으로써 얻을 수 있다. 지방족 요오드화물의 제조는, 상술한 무기 요오드화물의 제조와 거의 동일하게 수행한다.

예를 들면, 알코올류 함유 용액이 메탄올인 경우, 반응은 하기 반응식(2)에 따른다.

HI ＋ CH₃OH →　CH₃I ＋ H₂O …(2)

따라서, 지방족요오드화물의 제조에 대하여, 무기 요오드화물의 제조에서 설명한 내용은 생략하고, 무기 요오드화물의 제조와 다른 점에 대해서만 이하에 설명한다.

지방족요오드화물의 제조에 있어서, 요오드화 수소가스와 접촉시키는 알코올류 함유 용액은, 탄소수 1~8 정도의 알코올류인 것이 바람직하고, 1~6 정도의 알코올류인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 지방족요오드화물의 제조에 있어서 매우 적합하게 사용할 수 있는 알코올류는, 직쇄상이어도 좋고, 또는 분기쇄을 갖고 있어도 좋다. 또한 매우 적합하게 사용할 수 있는 알코올류는, 1가의 알코올로 한정되는 것은 아니고, 다가의 알코올이어도 괜찮다. 이 중에서 더더욱 적합하게 사용할 수 있는 알코올류 용액은 구체적으로 메탄올, 에탄올, 및 이소프로판올 등을 들 수 있다.

또한 알코올류 용액은, 그의 전체용량이 알코올류로부터 이루어진 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들면 수분 또는 알코올류 이외의 유기용매를 함유하고 있어도 좋다. 함유되어 있는 알코올류가, 50%이상인 알코올류 용액이면 지방족요오드화물의 제조에 매우 적합하게 사용할 수 있다.

또한 지방족요오드화물의 제조에서는, 요오드화 수소가스 대신에, 요오드화 수소가스를 용질로서 용해한 용액(요오드화 수소용액)을 사용해도 좋다. 요오드화 수소용액으로서는, 예를 들면 요오드화 수소를 물에 용해한 요오드화 수소산을 들 수 있다.

또한 요오드 화합물 생성공정에서, 요오드화 수소용액을 사용하는 경우에는, 상술한 요오드화 수소정제 공정에 있어서, 얻어진 요오드화 수소에 함유되는 요오드의 함유량을 요오드화 수소용액의 전체 성분을 100 중량%로 했을 때, 2 중량% 이하가 되도록 정제하는 것이 바람직하고, 1 중량% 이하가 되도록 정제하는 것이 더욱 바람직하고, 0.8 중량% 이하가 되도록 정제하는 것이 더더욱 바람직하고, 0.5 중량% 이하가 되도록 정제하는 것이 가장 바람직하다.

요오드화 수소에 함유되는 요오드의 양을 상기 범위 내로 함으로써, 얻어진 요오드화 수소용액을 다른 반응에 적용할 때에, 요오드화 수소용액에 함유되는 요오드의 영향을 최소한으로 할 수 있다.

또한, 이상과 같이 제조한 지방족 요오드화물 용액을 정제하는 정제 공정을 거침으로써, 지방족 요오드화물을 순도가 높은 액체 또는 고체로서 얻을 수 있다. 이 경우에 사용하는 정제공정은, 예를 들면 증류 등의 종래 공지된 정제 공정을 이용할 수 있다.

(방향족 요오드화물의 생성)

다음에, 방향족 요오드화물을 제조하는 경우에 대하여 설명한다. 목적으로 하는 방향족 요오드화물은, 요오드화 수소가스와 방향족 디아조늄 용액을 접촉시킴으로써 얻을 수 있다. 즉 방향환에 결합하고 있는 디아조늄기가 요오드에 치환되어 방향족 요오드화물로서 얻을 수 있다. 방향족 요오드화물의 제조는, 상술한 무기 요오드화물의 제조와 거의 동일하다. 따라서, 방향족 요오드화물의 제조에 대해서, 무기 요오드화물의 제조에서 설명한 내용은 생략하고, 무기 요오드화물의 제조와 다른 점에 대해서만 이하에 설명한다.

방향족 요오드화물의 제조에서, 매우 적합하게 이용할 수 있는 방향족 디아조늄 용액으로서는, 그의 측쇄에서 디아조늄기(N≡N＋－)를 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 디아조늄기 이외의 치환기를 갖고 있어도 좋다. 구체적으로는, 하기 화학식(1)에 나타내는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 1]

여기서, 상기 화학식(1)의 R은, 탄소수 1~12의 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 탄소수 1~8의 알콕시기, 탄소수 1~6의 아실옥실기, 카르복실기, 알콕시카르복실기, 알콕시카르보닐알킬기, 아미노기, 아실아미노기, 카바모일기, 카르보닐기, 니트릴기, 니트로기 및 할로겐 원자로부터 선택되는 1종이다.

알킬기는 탄소수 1~8인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1~6인 것이 더더욱 바람직하다. 또한, 알킬기는 직쇄상이어도 좋고, 또 분기쇄을 갖고 있어도 좋다. 또한 환상이어도 좋다. 이러한 알킬기로서는 구체적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s－부틸기, t－부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 및 옥틸기 등을 들 수 있다. 또한, 알콕시기는, 탄소수 1~6인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1~4인 것이 더더욱 바람직하다. 이러한 알콕시기로는 구체적으로 메톡시기, 및 에톡시기 등을 들 수 있다.

상기한 치환기를 갖는 방향족 디아조늄 중에서도, 탄소쇄 1~4의 알킬기, 카르복실기, 및 할로겐 원자로부터 선택되는 1종을 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 일반식(1)은 디아조늄기 이외의 치환기가 1개의 2 치환체인 경우를 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 화학식(1)에서 R로 나타내는 치환기 외에 추가로 치환기를 갖고 있는 3치환체 이상의 방향족 디아조늄이어도 좋다.

이 경우, 또 다른 치환기로서는, 예를 들면, 비닐기, 1－프로페닐기, 아릴기 및 부테닐기 등의 알케닐기, 포르밀기, 아세틸기 및 프로피오닐기 등의 탄소수 1~6의 알킬-카르보닐기, 벤조일기를 포함하는 알릴-카르보닐기 등의 아실기, 포르밀옥시기, 아세틸옥시기 및 프로피오닐옥시기 등의 탄소수 1~6의 아실 옥시기, 메틸 아미노기, 디메틸 아미노기 및 디에틸 아미노기 등의 모노- 또는 디알킬아미노기를 포함하는 아미노기, 포르밀아미노기 및 아세틸 아미노기 등의 탄소수 1~6의 아실 아미노기, 카바모일기, 치환 카바모일기, 카르보닐기 및 니트릴기 등을 열거할 수 있다.

또한, 방향족 요오드화물의 제조에 있어서도, 지방족요오드화물의 경우와 마찬가지로, 요오드화 수소가스 대신에 요오드화 수소용액을 사용해도 좋다.

또한, 본 명세서 등에서의 「유기 요오드화물」이란, 지방족요오드화물 및 방향족 요오드화물을 포함하는 요오드화물의 총칭이다.

[실시형태 2]

본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에 대하여, 실시형태 2로서 도 1을 참조하여 이하에 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 따라서, 도 1은 요오드 화합물의 제조시스템에서의 각 유닛을 연결하는 라인의 형상, 각 유닛 치수 등을 정확하게 나타내는 것은 아니다. 이들은 장치를 제조할 때에 적절히 변경할 수 있다. 또한 본 실시형태에 있어서 실시형태 1과 동일한 용어는 특별한 언급이 없는 한 동일한 의미로서 사용하고 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템 100은, 주로 원료조정 유닛 1, 요오드화 수소생성 유닛 10, 요오드화 수소정제 유닛 20 및 요오드 화합물 생성유닛 30의 4개의 유닛를 구비하고 있다. 원료조정 유닛 1과 요오드화 수소생성 유닛 10, 요오드화 수소생성 유닛 10과 요오드화 수소정제 유닛 20, 및 요오드화 수소정제 유닛 20과 요오드 화합물 생성유닛 30은, 라인을 통하여 각각 물리적으로 접속되어 있다. 상기의 각 유닛에 대하여 이하에 설명한다.

(원료조정 유닛 1)

원료조정 유닛(raw material adjusting unit) 1은, 요오드 화합물의 제조에 사용하는 요오드화 수소를 생성하기 위한 원료를 조정하기 위한 유닛이다. 보다 구체적으로는 가스상 요오드 및 수소를 소정의 몰비 및 온도가 되도록 조정하기 위한 유닛이다.

원료조정 유닛 1은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수소 함유 가스 공급기(수소 공급기) 2, 요오드 용해 포트(가스상 요오드 생성기) 4, 믹서부(가스 혼합기, 혼합 가스 가열기) 8을 구비하고 있다. 수소 함유 가스 공급기 2는, 요오드화 수소의 합성에 사용하는 수소를 저장하고 있다. 또한, 실시형태 1에 있어서도 설명한 바와 같이, 가스상 요오드의 생성에 불활성 가스를 사용할 때에는, 수소 함유 가스 공급기 2 뿐만 아니라, 사용하는 불활성 가스를 저장하는 불활성 가스 저장기를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다.

(요오드 용해 포트 4)

요오드 용해 포트(iodine melting pot) 4에서는, 고체의 요오드를 융점~150℃정도로 가열하여 얻어진 액체 요오드 5에 대해서 수소 함유 가스 공급기 2로부터 라인 3을 통하여 공급되는 수소 함유 가스를 접촉시킴으로써, 가스상 요오드가 생성된다. 생성된 가스상 요오드는 라인 6을 거쳐 믹서부 8로 보내진다.

요오드 용해 포트 4는, 고체의 요오드를 액상 요오드로 용해하기 위한 가열기(요오드 저장조 가열기)를 구비하고 있다. 가열기로서는, 예를 들면, 열풍, 과열 수증기 혹은 오일 등의 가열한 열 매체를 흐르게 하기 위한 쟈켓부, 고체 요오드를 충전한 요오드 용해 포트 4를 외부로부터 가열하는 전열기, 또는 고체의 요오드에 대해서 적외선 혹은 원적외선을 조사하는 적외 혹은 원적외선 조사장치를 열거할 수 있다.

또한, 요오드 용해 포트 4는, 액체 요오드 5로부터 가스상 요오드를 생성시키기 위한 기구를 구비하고 있다. 가스상 요오드를 생성시키기 위한 기구로서는, 상술한 바와 같이 수소 함유 가스를 접촉시킬 수 있는 기구이면 특별히 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 요오드 용해 포트 4 내에 수소 함유 가스를 취입하는 기구이어도 좋고, 가스(예를 들면, 수소 함유 가스 또는 불활성 가스)에 의해 가압 또는 자연 낙하시킨 액체 요오드 5에 대해서 수소 함유 가스를 접촉시켜 가스상 요오드라도 좋다. 또한, 요오드에 부식되지 않는 재질로 이루어진 펌프를 사용하여 필요량의 액체 요오드 5를 공급하고, 공급한 요오드를 가스상 요오드에 변화시켜도 좋다. 또한 수소 함유 가스를 요오드 용해 포트 4 내에 취입하는 구성을 이용한 경우, 취입한 수소 함유 가스는, 액체 요오드 5 내까지 취입하도록 해도 좋고, 또는 액체 요오드 5의 표면에 접촉하도록 취입하도록 해도 좋다.

또한, 요오드 용해 포트 4는, 예를 들면 교반 날개(stirring wing) 등의 액체 요오드 5를 교반하는 교반 기구를 구비하고 있어도 좋다. 또한 교반 날개에 열풍, 수증기, 또는 오일 등의 열 매체를 통과시켜, 교반 날개가 고체의 요오드를 용해하기 위한 열원으로 작용하도록 해도 좋다. 또한, 가스상 요오드에 대해서 접촉시키는 수소 함유 가스를 미리 고온에 가열하여, 고체의 요오드를 용해하는 열원으로 하여도 좋다.

요오드 용해 포트 4는, 장기 연속적으로 가스상 요오드를 얻기 위해, 제조 라인에 대해서 병렬로 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 요오드 용해 포트의 어느 하나에 고체의 요오드가 없어졌을 경우라도, 필요에 따라 라인을 바꿀 수 있다. 이 때문에, 가스상 요오드를 중단하는 일 없이 연속적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

또한 고체의 요오드는, 용매에 용해시킴으로써 액체 요오드 5로 하여도 좋다. 고체 요오드를 용해하기 위한 용매로서는, 예를 들면, 벤젠, 메탄올, 에탄올, 디에틸 에테르 등을 열거할 수 있다.

(믹서부 8)

믹서부(mixer section) 8은, 요오드 용해 포트 4에서 생성된 가스상 요오드에 수소를 혼합한 혼합 가스에서, 요오드와 수소와의 조성이 균일하게 되도록 혼합하는 가스 혼합기, 및 혼합 가스를 120~350℃ 정도로까지 가열하는 가열기를 구비하고 있다. 믹서부 8에서 가열된 혼합가스는, 라인 14를 통하여 요오드화 수소생성 유닛 10으로 보내진다.

가스 혼합기는 구체적으로 충전물을 충전한 충전관인 것이 바람직하다. 가스 혼합기에서 매우 적합하게 사용할 수 있는 충전물은, 요오드에 의해 부식되지 않는 재질로 이루어진 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 하스텔로이(상표명), 유리, 자성 세라믹 등을 들 수가 있다. 또한, 충전물의 형상도 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 구형상, 원주상(실린더상) 및 환상(링 상태) 등의 형상을 들 수 있다. 충전물은, 형상이 동일한 것만을 사용해도 좋고, 형상이 다른 것을 병합하여 사용해도 좋다.

가열기는 혼합가스를 120~350℃ 정도, 바람직하게는 250~350℃ 정도로 가열할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 충전관의 주위에 전열선을 감아 가열해도 좋고, 또한 가열한 열매체를 유동하는 쟈켓부를 설치해도 좋다.

요오드 용해 포트 4에서, 수소 함유 가스를 사용하여 가스상 요오드를 생성시킨 경우에 있어서, 생성된 혼합가스가 소정의 몰비가 되지 않은 경우에는, 믹서부 8의 바로 앞까지 가스상 요오드에 대한 수소의 몰비가 0.5~10의 범위 내가 되도록 라인 7로부터 수소를 보급하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시형태에서는, 가스 혼합기와 가열기가 일체로 되어 있는 믹서부 8을 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 혼합기와 가열기가 독립하여 설치되어 있어도 좋다. 그러나, 가스 혼합기와 가열기를 일체로 한 믹서부 8이면, 가스 혼합기에 있어서 혼합가스에서의 가스상 요오드와 수소와의 조성을 균일하게 하면서, 요오드화 수소 생성기에서의 반응에 매우 적합한 온도로 가열할 수 있다. 요오드 화합물 제조시스템 100 자체를 소형, 경량화할 수도 있다.

(요오드화 수소생성 유닛 10)

요오드화 수소생성 유닛 10은, 수소와 가스상 요오드를 반응시키는 요오드화 수소 생성탑 12를 구비하고 있다. 요오드화 수소 생성탑 12는, 그의 내부에 촉매층(촉매부) 12a를 구비하고 있다. 수소가스 및 가스상의 요오드는, 라인 14를 통하여 요오드화 수소 생성탑 12의 하부로부터 공급된다. 그리고, 조 요오드화 수소가스가, 요오드화 수소 생성탑 12의 상부로부터 얻어진다. 생성된 조 요오드화 수소가스는 라인 16을 통하여 요오드화 수소정제 유닛 20으로 보내진다. 촉매층 12a에는, 실시형태 1에서 설명한 촉매가 충전되어 있다. 또한, 요오드화 수소 생성탑 12의 외면에는, 촉매층 가열기(촉매부 가열기) 13(예를 들면, 전기로, 오일 배스 등)이 구비되어 있다.

또한 요오드화 수소 생성유닛 10은, 요오드화 수소 생성탑 12의 하부로부터 원료를 공급하고, 요오드화 수소 생성탑 12의 상부로부터 생성물을 얻는 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 탑의 정점부로부터 수소가스 및 가스상의 요오드를 공급하는 것과 같은 형태이어도 좋고, 요오드화 수소 생성탑 12(특히 촉매층 12a)를 수평으로 설치하고, 수평 방향으로부터 수소가스 및 가스상의 요오드를 공급하는 것 같은 형태이어도 좋다.

촉매층 가열기 13은, 가열 대상물을 100~1000℃의 범위가 되도록 가열할 수 있다. 그러나, 통상, 촉매층 가열기 13은, 촉매층 12a의 온도가 200~850℃의 범위가 되도록 가열한다. 촉매층 12a의 표면온도를 200~850℃의 범위 내로 함으로써, 혼합 가스에서의 가스상 요오드 및 수소를 활성화시킴과 동시에, 생성한 조 요오드화 수소가스가 촉매 표면으로부터 충분히 이탈하지 않게 되는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 요오드화 수소의 수율 저하, 및 촉매 활성의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 요오드화 수소 생성탑 12는, 상술한 믹서부 8과 일체를 이루고 있어도 좋다. 즉, 요오드화 수소 생성탑 12에서의 촉매층 12a의 앞에 믹서부 8을 구비하도록 하여도 좋다. 요오드화 수소 생성탑 12를 이와 같은 구성으로 함으로써, 요오드화 수소 생성탑 12에서의 반응에 있어서 매우 적합한 온도로 가열된 혼합 가스를, 매우 적합한 온도를 유지한 상태로 요오드화 수소 생성탑 12 내의 촉매층 12a에 공급할 수 있다. 또한, 요오드 화합물 제조시스템 100을 소형, 경량화할 수도 있다.

(요오드화 수소 정제 유닛 20)

요오드화 수소 정제 유닛 20은, 충전물이 충전된 충전탑 22와 정제 용액이 저장된 탱크 24를 구비하고 있다. 충전탑 22는, 요오드화 수소 생성 유닛 10에서 생성되어 라인 16을 통하여 공급된 조 요오드화 수소가스와 정제 용액을 기액접촉시키는 것이다. 정제 용액에 대해서는, 실시형태 1에서 설명하였기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다.

요오드화 수소 정제유닛 20은, 구체적으로, 충전탑 22의 정점부에 접속된 라인 28로부터 정제용액을 적하시키고, 불순물을 함유하는 조 요오드화 수소가스를 탑하류에 접속된 라인 16으로부터 도입하는 향류 기액 접촉장치(counterflow gas-liquid contact device), 또는 정제용액과 조 요오드화 수소가스를 함께 탑 상류로부터 도입하는 병류기액 접촉 장치이다. 또한 도 1에는, 요오드화 수소 정제유닛 20이 향류 기액 접촉장치인 경우를 예로 들어 도시하고 있다.

이렇게 하여, 조 요오드화 수소가스에 포함되는, 예를 들면 요오드 등의 불순물은, 충전탑 22 내부에서 접촉한 정제용액에 흡수되기 때문에, 충전탑 22의 하부에서는, 번잡한 처리를 수행하지 않고, 고순도의 요오드화 수소가스를 용이하게 얻을 수 있다. 얻어진 고순도의 요오드화 수소가스는, 라인 26을 통하여 요오드 화합물 생성유닛 30으로 공급된다.

또한, 요오드 등의 불순물을 흡수한 정제용액은, 요오드, 요오드화 수소, 및 요오드화 수소산에 침식되기 어려운 순환펌프를 사용하여 충전탑 22의 상부로 되돌아올 때에, 라인 28을 냉각기에 의해 냉각하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여, 얻어진 요오드화 수소가스 중의 수분을 한층 더 줄일 수 있다.

충전탑 22에 충전하는 충전물로서는, 요오드, 요오드화 수소 및 요오드화 수소 용액에 침식되지 않거나, 또는 침식되기 어려운 재질이며, 정제용액과 조 요오드화 수소가스와의 접촉 면적을 증가시키는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 충전물의 재질로서는, 구체적으로, 하스텔로이(상표명), 각종 세라믹 및 유리 등을 들 수 있다. 또한, 충전물의 형상에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 구형상, 원주상(실린더 상) 및 환상(링 상) 등의 형상을 열거할 수 있다.

충전물은, 형상이 동일한 것만을 사용해도 좋고, 형상이 다른 것을 병합하여 사용해도 좋다. 또한 충전탑의 재질도 충전물의 재질과 마찬가지로 요오드, 요오드화 수소 및 요오드화 수소 용액에 침식되지 않거나, 또는 침식되기 어려운 재질인 것이 바람직하다.

충전탑 22의 크기는, 정제하는 조 요오드화 수소가스의 양에 따라, 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 정제용액의 양, 및 유속에 대해서도 사용하는 충전탑 22의 크기, 즉 정제하는 조 요오드화 수소가스의 양에 기초하여 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 요오드화 수소 정제유닛 20은, 충전탑 22를 사용하는 장치 외에도, 예를 들면, 배치식의 정제조(batch-type refining tank)를 사용하는 장치의 경우를 들 수 있다. 즉, 예를 들면 요오드 등의 불순물을 함유하는 조 요오드화 수소가스를 정제용액을 저장하고 있는 정제조에 취입하는 장치로 해도 좋다.

이러한 경우에 있어서도, 정제조에 취입된 조 요오드화 수소가스에 함유되는 요오드 등의 불순물은, 정제용액에 흡수되기 때문에, 번잡한 처리를 수행하지 않고, 용이하게 고순도의 요오드화 수소가스를 얻을 수 있다.

정제한 요오드화 수소가스 중의 수분을 가능한 한 줄이고 싶은 경우에는, 정제조를 항상 일정한 온도 이하로 냉각하는 냉각장치를 구비하도록 하거나, 또는 미리 냉각한 정제용액을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 배치식의 정제조를 사용하는 경우라도, 저장조에 저장하는 정제용액의 양, 조 요오드화 수소가스를 취입하는 속도 및 취입량 등은, 정제하는 조 요오드화 수소가스의 양에 따라 적절히 설정할 수 있다.

또한, 요오드 등의 조 요오드화 수소가스에 함유되어 있는 불순물의 정제용액으로의 용해도에는 한도가 있다. 따라서, 충전탑 22를 사용하는 경우 및 배치식의 정제조를 사용하는 경우 중, 어느 하나의 경우라도, 예를 들면 요오드 등의 불순물이 과포화 상태가 되고, 고체로서 석출하는 것과 같은 상태가 되면, 새로운 정제용액과 교환하는 것이 바람직하다. 이때, 정제용액에 용해하고 있는 요오드는, 농축하여, 고체 요오드로서 회수하는 것이 바람직하다. 또한 회수한 요오드는, 요오드화 수소를 생성하는 반응에 재사용하여도 좋다.

(요오드 화합물 생성유닛 30)

요오드 화합물 생성유닛 30은, 라인 26을 통하여 공급된 요오드화 수소가스와 라인 38을 통하여 공급된 반응 원료용액을 접촉시키는 요오드 화합물 생성탑 32와, 반응에 의해 얻어진 생성물을 회수하는 회수조 34를 구비하고 있다. 또한 본 실시형태에서의 「반응 원료용액」이란, 실시형태 1에서 설명한, 무기염기 화합물 수용액, 알코올류 함유 용액, 및 방향족 디아조늄 용액을 총칭하는 용어이다. 또한, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 지방족요오드화물 및 방향족 요오드화물의 제조는, 요오드화 수소용액을 사용해도 좋지만, 본 실시형태에서는 요오드화 수소가스를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.

요오드 화합물 생성탑 32에는, 상류로부터 라인 38을 통하여 반응 원료용액이 도입된다. 한편, 요오드화 수소가스는, 반응 원료용액의 유로(flow path)와 직교하도록 하여 요오드 화합물 생성탑 32에 도입된다. 이들이 요오드 화합물 생성탑 32에서 기액접촉함으로써, 반응이 일어난다. 기액접촉을 효율 좋게 수행하려면, 요오드 화합물 생성탑 32에 요오드, 요오드화 수소, 및 요오드화 수소산에 침식되기 어려운 재질의 충전물을 충전하는 것이 바람직하다. 충전물의 재질로서는, 하스텔로이(상표명), 각종 세라믹, 유리 등을 들 수 있고, 또한 충전물의 형상에 대해서는 구상, 원주상, 환상 등의 형상을 들 수 있다. 얻어진 요오드 화합물은, 라인 36을 통하여 회수조 34에서 용액으로서 회수된다. 요오드 화합물 생성탑 32의 외측에는, 반응계의 온도를 제어하기 위해서 온도 제어기구, 예를 들면 냉각기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 회수조 34에 회수된 요오드 화합물 용액으로부터 용매를 증류제거(distilling and removing)함으로써, 목적으로 하는 요오드 화합물을 고체로서 얻을 수 있다. 용매의 증류제거에 이용하기 위한 장치로서는, 종래 공지된 장치를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 이배퍼레이터, 동결건조기 등을 들 수 있다.

또한, 요오드 화합물 생성 유닛 30은, 반응 원료 용액이 저장된 탱크에, 요오드화 수소가스를 직접 취입하는 구성으로 해도 좋다. 또한 요오드화 수소 반응에서의 잔존가스(경우에 따라서는 사용한 불활성 가스도 포함한다)는, 라인 39로부터 요오드 화합물 제조시스템 100으로부터 계외로 취출된다. 취출된 수소가스는 요오드화 수소 반응에 재사용하여도 좋다.

(요오드 화합물 제조시스템 100의 재질)

요오드화 수소 정제유닛 20 및 요오드 화합물 생성유닛에서, 요오드, 요오드화 수소, 및 요오드화 수소용액에 접촉하는 부재는, 요오드, 요오드화 수소 및 요오드화 수소산에 의해 부식되지 않거나, 또는 부식되기 어려운 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

이러한 재질로서는, 예를 들면, 하스텔로이(상표명), 유리, 각종 세라믹, 메탈 탄 탈, 백금, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 열거할 수 있다.

요오드 화합물 제조시스템 100에서의 각 유닛의 재질을 상기의 재질로 함으로써, 요오드 화합물 제조시스템 100의 요오드 또는 요오드화 수소에 의한 부식을 방지할 수 있다. 이렇게 하여, 요오드 화합물 제조시스템 100은 긴 수명를 가질 수 있다.

또한, 요오드 화합물 제조시스템 100에서의 각 유닛 가운데, 특히 원료조정 유닛 1, 및 요오드화 수소 생성유닛 10은, 요오드 및 요오드화 수소에 의해 부식되지 않거나, 또는 부식되기 어려운 것에 첨가하여, 고온에 대해서의 내구성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 원료조정 유닛 1은 고체 요오드의 용해에 있어서 최고로 200℃정도로 가열되기 때문에, 200℃정도의 온도에 내성을 갖는 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 이러한 재질로서는, 예를 들면, 하스텔로이(상표명), 유리, 각종 세라믹, 메탈 탄탈, 백금, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 열거할 수 있다.

또한, 요오드화 수소 생성유닛 10은, 요오드화 수소의 합성반응에 있어 350℃정도로 가열된 혼합가스 또는 조 요오드화 수소가스에 노출되기 때문에, 350℃이상의 온도에 내성을 갖는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

이러한 재질로서는, 예를 들면, 하스텔로이(상표명), 각종 세라믹, 내열유리 및 백금등을 열거할 수 있다.

이와 같이, 내열성을 갖는 재질을 원료조정 유닛 1 및 요오드화 수소생성 유닛 10의 재질로 함으로써, 고온에 의한 각 유닛의 열화(deterioration)를 억제할 수 있다. 이렇게 하여, 요오드 화합물 제조시스템 100은 한층 더 긴 수명을 가질 수 있다.

또한, 원료조정 유닛 1에서의 요오드 용해 포트 4는, 요오드(액상 또는 가스상)와 접촉하는 표면을, 하스텔로이(상표명), 내열유리, 세라믹, 메탈 탄탈, 백금 및 폴리 테트라플루오로에틸렌으로부터 선택되는 재질에 의해, 예를 들면 라이닝 처리, 또는 코팅 처리해도 좋다. 또한, 요오드화 수소 정제유닛 20 및 요오드 화합물 생성 유닛 30에서의 충전탑 22 (또는 정제조), 탱크 24, 및 요오드 화합물 생성탑 32는, 요오드 및 요오드화 수소와 접촉하는 표면을, 하스텔로이(상표명), 유리, 세라믹, 메탈 탄탈, 백금, 폴리염화비닐 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 선택되는 재질에 의해, 예를 들면 라이닝 처리, 또는 코팅 처리해도 좋다. 추가로, 요오드화 수소 생성유닛 10에 있어서 하스텔로이(상표명), 내열유리, 세라믹 및 백금으로부터 선택되는 재질이 사용되는 것은 요오드화 수소 생성탑 12만으로 좋고, 촉매층 가열기 13에는, 상기 재질을 사용하지 않아도 좋다.

또한, 각 유닛에 접속되어 있는 각 라인에 대해서도, 접속하고 있는 각 유닛와 같은 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

또한 요오드 화합물 제조시스템 100에서의 각 라인은, 요오드가 석출하여, 고화하는 것에 의한 라인의 막힘(clog)을 방지하지 위해서, 요오드 및 요오드화 수소의 로점 온도 이상으로 가열되어 있는 것이 바람직하다.

(본 제조시스템 및 제조방법을 사용하는 이점)

이상과 같이, 본 발명에 따른 요오드 화합물의 제조시스템 및 제조방법은, 가스상 요오드와 수소를 사용한 기상 접촉 환원반응에 있어서 조 요오드화 수소가스를 생성하고 있다. 이렇게 하여, 조 요오드화 수소가스로부터 요오드화 수소를 정제할 때에, 부생성물의 제거 등의 번잡한 처리 공정을 필요로 하지 않을 수 있다. 이로 인해, 고순도의 요오드화 수소를 간편하고 효율 좋게 얻을 수 있음과 동시에, 제조에 필요한 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 이와 같이 얻어진 요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조하면, 다양한 요오드 화합물을 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있음과 동시에, 제조한 요오드 화합물을 염가로 제공할 수 있다.

본 발명은 상술한 각 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타난 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합하여 얻을 수 있는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

이하, 실시예를 나타내며, 요오드 화합물의 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 물론, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니고, 그의 상세한 사항은 다양한 양태로 변화할 수 있다.

[실시예]

[실시예 1]

(고체요오드의 용해)

본 실시예에서는, 요오드 용해 포트 4로서 쟈켓 부착 유리 라이닝 된 내부용적 2L의 용기를 사용했다. 용기에는, 용해 요오드 액에 수소 함유 가스를 취입하기 위한 취입관(drain tube)과 수소 함유 가스 및 가스상 요오드의 배출관을 설치했다.

요오드 용해 포트 4에, 고체 요오드 1.5kg을 넣고, 이어서, 쟈켓 내에 실리콘 오일을 통하여 고체요오드를 용해하고, 용해 요오드의 온도가 수소 함유 가스를 용해 요오드 내에 취입된 상태에서 120℃로 유지되도록 했다. 다음에, 용해한 액체 요오드 중에 수소를 450ml/분의 양으로 공급하여, 75ml/분의 가스상 요오드를 얻었다.

또한 본 실시예에서는 부족한 공급 요오드를 보충할 수 있도록 동일한 고체 요오드 용해 포트를 또 하나 병렬로 라인에 조입하여, 일정 시간마다 바꾸어, 접촉 환원 반응을 연속하여 실시할 수 있도록 했다.

(혼합가스의 조정)

얻어진 수소 및 가스상 요오드의 혼합 가스를 입경 3mm의 유리구슬을 충전한 내경 20mm, 길이 50mm의 하스텔로이제 원통(믹서부 8)에 도입하여, 균일한 혼합 가스로 조정했다.

믹서부 8의 외부에는 시이드 히터(sheathed heater)가 구비되어 있으며, 믹서부 8의 내부에서의 혼합가스의 온도가 200℃로 유지되도록 했다. 또한 믹서부 8과 요오드 용해 포트 4를 접속하는 라인은, 요오드의 응축이 일어나지 않게 외부로부터 보온했다.

(접촉 환원 반응)

믹서부 8에서 조정한 수소 유량 450ml/분, 가스상 요오드 유량 75ml/분의 균일 혼합가스를 요오드화 수소 생성부 10에서 기상 접촉 환원 반응시켜, 요오드화 수소를 생성했다. 이때 사용한 촉매는, 입경 3mm의 구상 알루미나에 백금을 1g/L(담체 1리터 당의 담지량이 1g인 것을 나타낸다)를 담지시킨 백금족 촉매이다. 또한, 촉매는 외부 가열형 하스텔로이제 원통에 충전하여 사용했다. 또한 촉매의 온도는 350℃으로 했다. 또한 촉매층 12a의 입구부에는, 입경 5mm의 유리구(glass bead)을 충전하여, 균일 혼합 가스의 예열을 행하였다.

여기서, 요오드화 수소 생성탑 출구의 조 요오드화 수소가스의 일부를 물에 흡수시켜, 화학분석을 사용하여, 생성한 요오드화 수소 및 미반응의 요오드의 정량을 행하였다. 그 결과, 요오드의 전화율은 98.0%이며, 요오드화 수소의 수율은 98.0%이며, 미반응 요오드와 생성 요오드화 수소와의 중량비는 2/98 이었다.

이 접촉환원 반응을 100시간 연속으로 실시했다. 그 결과, 요오드 전화율 97.9%, 요오드화 수소 수율 97.9%이며, 촉매의 활성은 안정적으로 유지되었다.

(미반응 요오드 제거처리)

20ml의 충전관에 링 상의 자성 충전물을 충전한 종형 유리 흡수관을 준비하고, 펌프를 사용하여 포화 요오드화 수소수용액을 유리 흡수관의 상부에서 하부로 유하하도록 순환시켰다. 또한 포화 요오드화 수소수용액의 유속도는 50ml/분으로 했다. 이어서, 접촉 환원반응에 의해 얻어진 조 요오드화 수소가스를 유리 흡수관의 상부로부터 도입하고, 병류기액 접촉시켜, 미반응 요오드를 포화 요오드화 수소 수용액에 흡수시켰다. 유리 흡수관으로부터의 배출가스의 일부를 물에 흡수시켜, 화학분석을 사용하여 요오드와 요오드화 수소의 양을 정량했다.

그 결과, 요오드의 전환율은 98.0%이며, 요오드화 수소의 수율은 98.0%이며, 미반응 요오드와 생성 요오드화 수소와의 중량비는 0.01/99.99였다. 이렇게 하여, 미반응의 요오드를 조 요오드화 수소가스로부터 충분히 제거할 수 있다는 것이 확인되었다.

(요오드 화합물의 제조)

본 실시예에서는, 배치식의 장치를 사용하여 요오드화 칼륨의 제조를 실시했다. 200ml의 4개구 플라스크에, 순도 96 중량%의 수산화 칼륨을 사용하여 조정한 48 중량%의 수산화칼륨 수용액 20.1g, 및 이온교환수 100g을 준비했다. 그리고, 이 4개구 플라스크에 정제한 요오드화 수소가스를 취입하여, 요오드화 수소와 수산화 칼륨을 중화반응시켰다. 요오드화 수소가스의 취입은, 반응액의 pH값을 pH미터계를 사용하여 추적하면서 행하고, 반응수용액의 pH값이 5.72가 되었을 때 종료하여, 고순도의 요오드화칼륨 수용액을 제조했다.

얻어진 요오드화 칼륨의 순도를 확인하기 위해, 반응액을 회전 이배퍼레이터에 의해 전부 농축하고, 이어서, 충분히 건조시켜 고체의 요오드화 칼륨으로서 취출했다. 분석한 결과, 순도는 99.8 중량% 였다.

〔비교예 1〕

1L 플라스크에 요오드 200g를 넣고, 47.6%의 수산화칼륨 수용액 92.9g, 이온 교환수 20.5g를 첨가하여 요오드를 용해했다. 이것에 87.1% 포름산수용액 43.7g를 소량씩 첨가했다. 2시간에 걸쳐 모든 포름산수용액을 첨가하여, 반응액이 발포하지 않게 된 후, 가열하면서 1시간 교반하여 반응을 행하였다. 반응 후, 활성탄 층의 용액을 통해, 미반응의 포름산을 흡착시켜 요오드화 칼륨의 수용액을 얻었다.

얻어진 요오드화 칼륨의 순도를 조사하기 위해서, 요오드화 칼륨 수용액을 전량 농축하여, 결정을 석출시켜 건조했다. 그의 순도는 99.5%였다.

비교예 1의 제조방법에서는 환원 반응에 포름산을 사용하고 있지만, 포름산에 의한 환원 반응은 반응속도가 느리기 때문에, 반응의 완결, 즉 요오드화 칼륨의 제조에는 시간이 필요했다. 한편, 실시예 1에 나타난 요오드화 수소와 수산화 칼륨과의 중화반응은 반응속도가 빠르기 때문에, 반응의 완결에는 시간이 필요하지 않았다. 즉, 비교예 1의 방법은 실시예 1의 방법보다 매우 낮은 생산성을 가진다는 것이 확인되었다.

또한, 포름산에 의한 환원반응은, 반응속도가 느리므로, 제조장치를 배치식 으로 할 수밖에 없다. 또한 실시예 1에서는 비교예 1과의 비교를 위해, 요오드화 칼륨 수용액의 제조방법을 배치식으로 예시하였지만, 요오드 화합물 생성탑 내에 충전물을 충전하여 기액접촉 효율을 좋게 하고, 수산화칼륨 수용액의 농도나 공급 속도를 조정하여, 반응액의 pH값을 관리함으로써, 요오드화칼륨 수용액을 연속적으로 제조할 수 있다. 이러한 연속식 제조방법에서는, 배치식보다 요오드화 칼륨 수용액의 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

〔실시예 2〕

(요오드화 수소 함유 가스의 생성방법)

수소 유량 450ml/분, 가스상 요오드 유량 75ml/분의 혼합가스를, 350℃로 가열한, 입경 3mm의 구상 알루미나에 담체 1L당 1g의 백금을 담지시킨 백금족 촉매에 접촉시켜, 요오드화 수소 함유 가스(조 요오드화 수소가스)를 생성했다. 또한 요오드화 수소 함유 가스에서의 미반응 요오드와 생성된 요오드화 수소와의 중량비는, 2/98이었다(나머지는 수소가스였다).

(요오드화 수소 함유 가스의 정제)

20ml의 충전관에 링 상의 자성 충전물을 충전한 종형 유리 흡수관(이하, 간단히 흡수관이라고 한다)을 준비하고, 펌프를 사용하여 포화 요오드화 수소 수용액을 흡수관의 상부에서 하부로 유하하도록 순환시켰다. 또한 포화 요오드화 수소 수용액의 유속도(flow rate)는 50ml/분으로 했다. 이어서, 생성한 요오드화 수소 함유 가스를 흡수관의 하부로부터 도입하고, 미반응 요오드를 포화 요오드화 수소수용액에 흡수시켰다.

(요오드화 수소에 함유된 요오드농도의 측정)

흡수관을 통과한 후의 요오드화 수소 함유 가스(즉, 요오드화 수소)는, 물에 흡수시켜, 수용액으로서 회수하였다. 회수한 요오드화 수소의 수용액 중의 요오드량 및 요오드화 수소량은, 각각 티오 황산나트륨 및 수산화 나트륨 수용액에 의한 적정 분석에 의해 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소수용액에 함유되어 있는 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화 수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

〔참고예 3〕

(요오드화 수소 함유 가스의 생성방법)

300ml의 4개구 플라스크에 물(100g；5.556mol), 붉은 인(9g; 0.290mol)를 넣고 교반하면서 0℃로 냉각했다. 여기에, 요오드(200g；0.788mol)를 4회로 나누어 첨가하여 2시간 반응시켜 요오드화수소를 합성하였다. 다음에, 상압 하에서, 4개구 플라스크내에 질소가스를 30ml/분으로 흘리면서 가열하고, 상압하에서의 요오드화 수소와 물과의 공비조성(중량비)인 57.6%에 대해서 과잉인 요오드화 수소를 요오드화 수소 함유 가스로서 발생시켰다.

발생시킨 요오드화 수소 함유 가스를 물에 흡수시켜, 요오드화 수소 함유 가스에서의 요오드량과 요오드화 수소량을 각각 티오 황산나트륨 및 수산화 나트륨에 의한 적정분석에 의해 측정했다. 결과적으로, 요오드화 수소 함유 가스에서의 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.9/99.1이었다.

(요오드화 수소 함유 가스의 정제)

20ml의 충전관에 링 상의 자성 충전물을 충전한 종형 유리 흡수관(이하, 간단히 흡수관이라고 한다)을 준비하여, 펌프를 사용하여 포화 요오드화 수소 수용액을 흡수관의 상부에서 하부로 유하하도록 순환시켰다. 또한 포화 요오드화 수소수용액의 유속도는 50ml/분으로 했다. 이어서, 생성한 요오드화 수소 함유 가스를 흡수관의 하부로부터 도입하여, 미반응 요오드를 포화 요오드화 수소수용액에 흡수시켰다.

(요오드화 수소에 함유된 요오드 농도의 측정)

흡수관을 통과한 후의 요오드화 수소 함유 가스(즉, 요오드화 수소)는 물에 흡수시켜 수용액으로서 회수했다. 회수한 요오드화 수소의 수용액 중의 요오드량 및 요오드화 수소량은 각각 티오 황산나트륨 및 수산화나트륨 수용액에 의한 적정 분석에 의해 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소수용액에 함유되어 있는 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화 수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

〔실시예 4〕

포화 요오드화 수소용액의 용매를, 물로부터 아세톤으로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 사용하여 요오드화 수소를 제조하고, 제조한 요오드화 수소를 물에 용해하여 얻을 수 있는 요오드화 수소 수용액에 함유되어 있는 요오드의 양을 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

〔실시예 5〕

포화 요오드화 수소용액의 용매를, 물로부터 10 중량%의 요오드화 칼륨을 함유한 포화 요오드화 수소수용액으로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 사용하여 요오드화 수소를 제조하고, 제조한 요오드화 수소를 물에 용해하여 얻을 수 있는 요오드화 수소 수용액에 함유되어 있는 요오드의 양을 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화 수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것이 나타났다.

〔실시예 6〕

포화 요오드화 수소용액의 용매를, 물로부터 테트라하이드로퓨란으로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 사용하여 요오드화 수소를 제조하고, 제조한 요오드화 수소를 물에 용해하여 얻을 수 있는 요오드화 수소 수용액에 함유되어 있는 요오드의 양을 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

〔실시예 7〕

포화 요오드화 수소용액의 용매를, 물로부터 톨루엔으로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 사용하여 요오드화 수소를 제조하고, 제조한 요오드화 수소를 물에 용해하여 얻을 수 있는 요오드화 수소 수용액에 함유되어 있는 요오드의 양을 측정했다.

그 결과, 요오드화 수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는 0.01/99.99였다. 이로 인해, 고순도의 요오드화 수소를, 극히 용이하고 효율 좋게 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

〔비교예 2〕

포화 요오드화 수소용액을, 이온교환수로 변경한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 사용하여 요오드화 수소를 제조했다. 요오드화 수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는, 요오드화 수소 함유 가스를 흡수관에 도입하고 나서 1시간 후의 이온교환수 중에 포함되는 요오드량과 요오드화 수소량을 실시예 2와 같은 방법에 따라 측정하여 산출했다.

그 결과, 요오드화수소에 함유된 요오드와 요오드화 수소와의 비는 2/98이었다. 즉, 요오드화 수소의 순도에 변화는 관찰되지 않았다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템에서는, 가스상 요오드와 수소를 사용한 기상 접촉 환원반응에서 조 요오드화 수소가스를 생성하고 있다. 이로 인해, 조 요오드화 수소가스로부터 요오드화 수소를 정제할 때에, 부생성물 제거 등의 종래의 번잡한 처리 공정을 필요로 하지 않을 수 있다. 따라서, 고순도의 요오드화 수소를 간편하고 효율 좋게 얻을 수 있음과 동시에, 제조에 필요한 비용을 삭감할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 이와 같이 얻어진 요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조함으로써, 요오드 화합물을 용이하며 효율 좋게 얻을 수 있음과 동시에, 요오드 화합물의 가격을 염가로 할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 명세서 등에서는, 요오드화 수소 함유 가스와 상기 요오드화 수소 함유 가스에 함유된 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하지만, 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제용 용액을 기액접촉시키는 것에 의해, 요오드화 수소 함유 가스로부터 요오드화 수소를 정제하고 있다. 이로 인해, 요오드화 수소 함유 가스에 포함된 요오드화 수소를 거의 손실하지 않고, 고순도의 요오드화 수소를 얻을 수 있는 효과를 나타낸다.

발명의 상세한 설명의 항에 기재된 구체적인 실시형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하는 것이며, 이러한 구체적인 예로만 한정하여 협의적으로 해석하여서는 안되며, 본 발명의 정신과 이하에 기재하는 청구 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수가 있는 것이다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 따른 요오드 화합물 제조시스템은, 고순도의 요오드 화합물을 간편하며, 효율 좋게, 또한 염가로 제조할 수가 있다. 이 때문에, 본 발명에 따른 제조시스템에 의해 얻어진 고순도의 요오드 화합물은, 이를 원료로 하는 다양한 반응에 매우 적합하게 이용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 요오드화 수소의 제조 방법에서는, 고순도의 요오드화 수소를 고효율로 제조할 수 있기 때문에, 요오드화 수소의 공업생산에 매우 적합하다. 또한, 얻어진 고순도의 요오드화 수소 또는 요오드화 수소산은 요오드화 수소 또는 요오드화 수소산을 사용한 또 다른 반응에도 매우 적합하게 적용하는 것이 가능하다.

1　　원료조정 유닛
　2　　수소 함유 가스 공급기(수소 공급기)
　4　　요오드 용해 포트(요오드 저장조)
　5　　액체 요오드
　8　　믹서부(가스 혼합기, 혼합 가스 가열기)
　10　요오드화 수소 생성 유닛
　12　요오드화 수소 생성탑(요오드화 수소 생성기)
　12a　촉매층(촉매부)
　13　　촉매층 가열기(촉매부 가열기)
　20　　요오드화 수소 정제 유닛
　22　　충전탑(정제기)
　24　　탱크
　30　　요오드 화합물 생성 유닛
　32　　요오드 화합물 생성탑(요오드 화합물 생성기)
　34　　회수조
100　요오드 화합물 제조시스템

Claims (30)

1. 요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물의 제조시스템에 있어서,
   수소가스와 가스상 요오드를 촉매의 존재 하에 접촉시킴으로써 생성되는 조 요오드화 수소가스(crude hydrogen iodide gas)에 대하여, 상기 조 요오드화 수소가스에 함유된 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하며 또한 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제용액을 접촉시킴으로써, 요오드화 수소가스를 얻는 정제기를 구비한 요오드화 수소정제 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   고체 요오드를 용해하고, 액화시킨 액상 요오드를 저장하는 요오드 저장조 (iodine reservoir tank), 및 수소를 포함하는 수소 함유 가스를 공급하는 수소 공급기를 구비한 원료조정 유닛에 있어서, 상기 요오드 저장조에 저장되어 있는 액상 요오드 및 상기 액상 요오드를 기화시킴으로써 얻어진 가스상 요오드의 적어도 어느 하나에 대하여, 상기 수소 공급기로부터 공급된 수소 함유 가스를 공급함으로써, 가스상 요오드 및 수소를 포함하는 혼합가스를 얻는 원료조정 유닛과,
   상기 원료조정 유닛에서 얻어진 혼합가스를 조 요오드화 수소가스로 전환하는 촉매로 이루어진 촉매부(catalyst section)를 갖는 요오드화 수소 생성기를 구비한 요오드화 수소 생성 유닛과,
   상기 요오드화 수소정제 유닛에서 얻어진 요오드화 수소가스와, 상기 요오드화 수소가스에 반응성을 갖는 반응원료를 접촉시킴으로써, 요오드 화합물을 생성하는 요오드 화합물 생성기(iodine compound producer)를 구비한 요오드 화합물 생성 유닛,
   을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 요오드 저장조는, 상기 요오드 저장조를 가열하는 요오드 저장조 가열기를 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 요오드화 수소생성 유닛은, 상기 촉매부를 가열하는 촉매부 가열기를 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 요오드화 수소 정제 유닛은, 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제 용액을 순환시키는 순환기구를 구비하며,
   상기 순환기구는, 상기 정제기로 되돌아오는 상기 정제용액을 냉각하는 냉각기를 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 요오드 화합물 생성기에는, 상기 반응원료 용액이 흐르는 유로(flow path)가 설치되어 있으며, 또한 상기 유로에 상기 요오드화 수소가스를 도입하는 가스노즐이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 원료조정 유닛은, 상기 혼합가스에서 상기 가스상 요오드와 상기 수소 사이의 조성을 균일하게 하는 가스 혼합기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 원료조정 유닛은, 상기 혼합가스를 가열하는 혼합가스 가열기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 혼합가스 가열기가, 상기 혼합가스에서 상기 가스상 요오드와 상기 수소 사이의 조성을 균일하게 하는 가스 혼합기에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
   
10. 제2항 또는 제9항에 있어서,
    상기 혼합가스를 가열하는 혼합가스 가열기 및 상기 혼합가스에서 상기 가스상 요오드와 상기 수소 사이의 조성을 균일하게 하는 가스 혼합기가, 상기 요오드화 수소 생성기에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
11. 제2항에 있어서,
    상기 원료조정 유닛의 적어도 요오드와의 접촉면의 재질은, 하스텔로이(Hastelloy, 상표명), 유리, 세라믹, 금속 탄탈, 백금, 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 선택된 적어도 1종으로 이루어진 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
12. 제2항에 있어서,
    상기 요오드화 수소생성 유닛의 요오드화 수소 및 요오드와의 접촉면의 재질은, 하스텔로이(상표명), 내열유리, 세라믹 및 백금으로부터 선택된 적어도 1종으로 이루어진 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
13. 제2항에 있어서,
    추가로, 상기 요오드화 수소 정제유닛 및 상기 요오드 화합물 생성유닛의 재질은, 하스텔로이(상표명), 유리, 세라믹, 금속 탄탈, 백금, 폴리염화비닐 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 선택된 적어도 1종으로 이루어진 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 요오드화 수소정제 유닛에서의 정제기는, 충전물로 충전한 충전탑(filling tower)을 구비하며, 상기 충전탑에는, 상기 조 요오드화 수소가스 및 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제용액을 도입하는 도입구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 요오드화 수소정제 유닛에서의 정제기는, 상기 조 요오드화 수소가스로부터 미반응의 요오드를 제거하는 정제용액을 저장하는 정제조와, 상기 정제조에 상기 조 요오드화 수소가스를 공급하는 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조시스템.
    
16. 요오드화 수소가스를 사용하여 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물의 제조방법에 있어서,
    수소가스와 가스상 요오드를 촉매의 존재 하에 접촉시킴으로써 생성되는 조 요오드화 수소가스에 대하여, 상기 조 요오드화 수소가스에 함유된 요오드화 수소 이외의 물질을 용해하며 또한 요오드화 수소를 용해하지 않는 정제용액을 접촉시킴으로써, 요오드화 수소가스를 얻는 요오드화 수소정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 요오드화 수소정제 공정에서의 정제용액은, 포화 요오드화 수소용액인 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 포화 요오드화 수소용액의 용매는, 물, 케톤류, 에테르류, 알코올류 및 방향족 화합물로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요오드화 수소정제 공정에서는, 충전물로 충전한 충전탑 내에서, 상기 조 요오드화 수소가스와 상기 정제용액을 기액접촉(gas-liquid contact)시키는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요오드화 수소정제 공정에서는, 상기 조 요오드화 수소가스를 상기 정제 용액 중에 취입함으로써 기액접촉시키는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
21. 제16항에 있어서,
    상기 촉매는, 적어도 1 종류 이상의 백금족 원소를 산화물 및 활성탄의 적어도 어느 하나에 분산되게 담지시킨 것인 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
22. 제16항에 있어서,
    고체의 요오드를 가열하여 얻어진 액상 요오드에, 상기 액상 요오드에 불활성인 가스 및 수소의 적어도 어느 하나를 포함하는 가스를 접촉시켜, 가스상 요오드를 얻는 가스상 요오드 생성공정과
    상기 가스상 요오드 및 수소를 포함하는 혼합가스를 상기 촉매 존재 하에 접촉 환원시켜, 조 요오드화 수소가스를 생성하는 요오드화 수소생성 공정과
    상기 요오드화 수소정제 공정에서 얻어진 요오드화 수소가스를 사용하여, 요오드 화합물을 제조하는 요오드 화합물 생성공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
23. 제22항에 있어서,
    상기 혼합가스 중의 가스상 요오드에 대한 수소의 몰 비를, 상기 요오드화 수소 생성공정 전까지, 0.5 내지 10의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 요오드 화합물 생성공정에서는, 무기염기화합물 용액에 대해서, 상기 요오드화 수소가스를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
25. 제24항에 있어서,
    상기 요오드 화합물 생성공정에서 얻어진 무기 요오드화물 용액을 건조하는 건조공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
26. 제22항에 있어서,
    상기 요오드 화합물 생성공정에서는, 알코올 함유 용액 또는 방향족 디아조늄 용액에 대해서, 상기 요오드화 수소가스 또는 상기 요오드화 수소가스를 용질로 하는 용액을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
27. 제26항에 있어서,
    상기 요오드 화합물 생성공정에서 얻어진 유기 요오드화물 용액을 정제하는 유기 요오드화물 정제공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 화합물의 제조방법.
    
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