KR101762414B1 - Preparation method of propylene glycol - Google Patents

Preparation method of propylene glycol Download PDF

Info

Publication number
KR101762414B1
KR101762414B1 KR1020100080282A KR20100080282A KR101762414B1 KR 101762414 B1 KR101762414 B1 KR 101762414B1 KR 1020100080282 A KR1020100080282 A KR 1020100080282A KR 20100080282 A KR20100080282 A KR 20100080282A KR 101762414 B1 KR101762414 B1 KR 101762414B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
weight
parts
reaction
glycerin
Prior art date
Application number
KR1020100080282A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120017591A (en
Inventor
오인철
김창국
이대용
김이호
김준수
김수현
황찬구
노명훈
정진수
라경원
신은영
Original Assignee
이수화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이수화학 주식회사 filed Critical 이수화학 주식회사
Priority to KR1020100080282A priority Critical patent/KR101762414B1/en
Publication of KR20120017591A publication Critical patent/KR20120017591A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101762414B1 publication Critical patent/KR101762414B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C277/00Preparation of guanidine or its derivatives, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C277/02Preparation of guanidine or its derivatives, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of guanidine from cyanamide, calcium cyanamide or dicyandiamides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/04Dispersions; Emulsions
    • A61K8/046Aerosols; Foams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/60Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by elimination of -OH groups, e.g. by dehydration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/02Preparation of ethers from oxiranes
    • C07C41/03Preparation of ethers from oxiranes by reaction of oxirane rings with hydroxy groups

Abstract

본 발명은 프로필렌 글리콜의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매와, 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 제조 방법은 전환율이 높을 뿐 아니라, 프로필렌 글리콜의 선택도가 높아 프로필렌 글리콜의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
The present invention relates to a process for producing propylene glycol. More specifically, it comprises reacting a reactant comprising glycerin in the presence of a catalyst comprising Cu, Cr and Ba as active components or a catalyst comprising Cu and Ca as active components in the presence of hydrogen gas.
Such a production method not only has a high conversion rate but also has a high selectivity for propylene glycol, and thus can be usefully used in industrial fields relating to the production of propylene glycol.

Description

프로필렌 글리콜의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF PROPYLENE GLYCOL}PREPARATION METHOD OF PROPYLENE GLYCOL [0002]

본 발명은 프로필렌 글리콜의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing propylene glycol.

프로필렌 글리콜 중, 특히 1,2-프로판디올은 불포화 폴리에스터 수지, 화장품, 연고 등의 의약품, 부동액, 계면활성제, 고급 극성 용제의 원료 등 그 응용 분야가 광범위한 원료이다. 이와 같은 프로필렌 글리콜은 주로, 프로필렌 옥사이드(proplylene oxide)로부터 제조되고 있다.Among propylene glycol, especially 1,2-propanediol, are widely used as raw materials for pharmaceuticals such as unsaturated polyester resin, cosmetics, ointment, antifreeze, surfactant, and high-polar solvent. Such propylene glycol is mainly produced from propylene oxide.

한편, 최근 들어 재생 가능한 에너지원에 대한 개발이 활발히 진행되고 있고, 그 일환으로 특히 바이오 디젤에 대한 관심이 증폭되고 있다. 바이오디젤(biodiesel)은 석유 기반인 경유의 대안으로 식물성 기름이나 동물성 지방과 같이 재생 가능한 자원을 바탕으로 제조된다. 이와 같은 바이오디젤의 제조 과정 중 부산물로 다량의 글리세린이 생산되고 있으며, 따라서 바이오디젤 산업의 성장에 따라 부산물인 글리세린의 생산량도 점차 증가할 것으로 보인다.In recent years, development of renewable energy sources has been actively underway, and as a result, interest in biodiesel has been amplified. Biodiesel is an alternative to petroleum-based diesel oil and is based on renewable resources such as vegetable oils and animal fats. A large amount of glycerin is produced as a by-product in the process of manufacturing such biodiesel, and thus the production of glycerin, a by-product, will gradually increase with the growth of the biodiesel industry.

한편, 본 발명의 발명자들은 종래의 프로필렌 옥사이드로부터 프로필렌 글리콜을 제조하는 방법 대신 대체 원료를 출발물질로 하여, 프로필렌 글리콜의 제조 방법에 관한 연구를 거듭하던 중 본 발명을 완성하였다.Meanwhile, the inventors of the present invention completed the present invention while repeating researches on a process for producing propylene glycol using an alternative raw material as a starting material in place of the conventional process for producing propylene glycol from propylene oxide.

이에, 본 발명은 글리세린을 반응물로 하여, 전환율이 높고 선택도가 높은 프로필렌 글리콜의 제조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a process for producing propylene glycol having high conversion and high selectivity by using glycerin as a reactant.

본 발명은 전환율이 높고 선택도가 높은 프로필렌 글리콜의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a process for producing propylene glycol having high conversion and high selectivity.

구체적으로, 본 발명의 구현예에 따른 프로필렌 글리콜의 제조 방법은 Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매와, 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 포함한다.Specifically, the process for producing propylene glycol according to the embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a catalyst containing Cu, Cr, and Ba as an active ingredient, a catalyst containing Cu and Ca as an active ingredient, and glycerin in the presence of hydrogen gas And reacting the reactants.

한편, 명시적인 다른 기재가 없는 한, 본 명세서 전체에서 사용되는 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의된다.On the other hand, unless expressly stated otherwise, some terms used throughout this specification are defined as follows.

본 명세서 전체에서, "반응기 유효 부피"는 "반응기 전체 부피" 또는 "반응기에 충진된 촉매의 부피"로 정의한다. 그리고, 본 명세서 전체에서 "LHSV"는 "Liquid Hourly Space Velocity"를 의미하는 것으로, 특히 프로필렌 글리콜의 제조에 관한 본 발명에서는 "글리세린의 공간속도"로 정의되며, "시간 당 처리할 수 있는 반응기 유효 부피당 글리세린의 부피"를 의미한다. 또한, "화학 원소 X", "화학 원소 Y" 및 "화학 원소 Z"를 활성성분으로 포함하는 촉매라 함은 촉매의 활성 성분의 화합물들 각각이 상기 화학 원소 X, 화학 원소 Y, 및 화학 원소 Z를 적어도 하나 이상을 포함한 화합물이거나, 촉매의 활성 성분의 화합물들 각각이 상기 화학 원소들인 경우로 정의한다.Throughout this specification, "reactor effective volume" is defined as "total reactor volume" or "volume of catalyst loaded in reactor ". The term "LHSV" as used throughout the present specification means "Liquid Hourly Space Velocity". In particular, in the present invention relating to the production of propylene glycol, "LHSV" is defined as "space velocity of glycerin" Volume of glycerin per volume ". Also, the catalyst containing the chemical element X, the chemical element Y and the chemical element Z as the active component means that each of the compounds of the active ingredient of the catalyst contains the chemical element X, the chemical element Y, Z, or each of the compounds of the active component of the catalyst is the above chemical elements.

이와 같이 Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 포함하는 제조 방법은, 글리세린의 전환율이 높게 나타날 뿐 아니라, 프로필렌 글리콜의 선택도도 높게 나타나는 것을 알아내어 본 발명을 완성하였다.Reacting a reactant comprising glycerin in the presence of a catalyst comprising Cu, Cr and Ba as active components and hydrogen gas, or in the presence of hydrogen and a catalyst comprising Cu and Ca as active components The present inventors have found that the conversion of glycerin is not only high but also the selectivity of propylene glycol is high, thus completing the present invention.

한편, 상기 반응 단계는 구체적으로 글리세린을 탈수화(dehydration)하여 아세톨을 얻는 단계; 및 상기 아세톨을 수소화(hydrogenation)하여 프로필렌 글리콜을 얻는 단계를 포함한다. 한편, 바람직하게는 상기 반응 단계들은 한 반응기에서 연속적으로 일어날 수 있다. 구체적인 반응 스킴을 나타내면 하기와 같다.In the reaction step, specifically, dehydration of glycerin to obtain acetol; And hydrogenating the acetol to obtain propylene glycol. On the other hand, preferably the reaction steps can take place continuously in one reactor. The specific reaction scheme is as follows.

반응 스킴Reaction Scheme

Figure 112010053452138-pat00001
Figure 112010053452138-pat00001

이와 같은 반응 스킴 중에 생성될 수 있는 불순물로는 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 1-프로판올(1-propanol), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르(Propylene glycol ethyl ether)와 같은 150℃이하의 끓는점을 갖는 화합물 및 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 또는 1,3-프로판디올(1,3-propanediol)과 같이 190℃이상의 끓는점을 갖는 화합물을 들 수 있다. 또한, 중간체로는 상기 반응 스킴에 나타난 바와 같은 아세톨(Acetol)을 들 수 있다.Examples of the impurities that can be generated in the reaction scheme include acetone, ethanol, dipropylene glycol, 1-propanol, propylene glycol ethyl ether, A compound having a boiling point of not higher than 150 占 폚, and a compound having a boiling point of 190 占 폚 or higher such as ethylene glycol or 1,3-propanediol. As the intermediate, acetol (acetal) as shown in the above reaction scheme can be mentioned.

한편, 본 발명의 상술한 구현예에 따른 방법으로 프로필렌 글리콜을 제조하는 경우, 상술한 바와 같은 불순물의 함량이 적어, 프로필렌 글리콜의 선택도가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 참고로, 본 명세서 전체에서, 최종 목표로 하는 목적 화합물인 프로필렌 글리콜은 별다른 정의가 없는 한, "1,2-프로판디올"로 정의한다.On the other hand, when propylene glycol was prepared by the above-described method of the present invention, it was confirmed that the content of impurities as described above was small and propylene glycol selectivity was high. For reference, throughout this specification, propylene glycol as the final target compound is defined as "1,2-propanediol" unless otherwise defined.

그리고, 상술한 구현예의 제조 방법에 있어서 사용되는 Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매, 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매는 담지체를 포함할 수도 있는데, 구체적인 담지체 종류의 한정은 없으나, 가장 널리 사용되는 알루미나 또는 실리카 등의 담지체를 포함할 수 있다. 한편, 이와 같은 반응은 연속 반응기에서 진행되는 경우 전환율 및 선택도가 더욱 높게 나타나 바람직하게 사용될 수 있다. 프로필렌 글리콜의 제조에 사용될 수 있는 연속 반응기의 일예를 간단히 도 1에 도시하였으나, 이와 같은 도 1의 연속 반응기에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The catalyst containing Cu, Cr and Ba as the active component or the catalyst containing Cu and Ca as the active component used in the production method of the above embodiment may include a carrier, But is not limited to, the most widely used carrier such as alumina or silica. On the other hand, when the reaction proceeds in a continuous reactor, such a reaction can be preferably used since conversion and selectivity are higher. An example of a continuous reactor that can be used for the production of propylene glycol is shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to the continuous reactor shown in FIG.

이때, 상술한 Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매, 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매는 이와 같은 금속 물질을 포함하는 촉매이면 그 구성의 한정은 없으나, 보다 구체적으로 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 산화칼슘(calcium oxide, CaO)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 및 Cu, Cr, Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 후술할 실시예 등에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 발명자들은 이와 같은 촉매 등을 사용하여, 글리세린의 전환율이 95% 이상이고, 프로필렌 글리콜의 선택도가 적어도 60% 이상임을 알 수 있었다.At this time, the catalyst comprising Cu, Cr, and Ba as the active ingredient or the catalyst containing Cu and Ca as the active ingredient is not limited as long as it is a catalyst containing such a metal substance, but more specifically, copper (copper Chromite, Cu 2 Cr 2 O 5), copper oxide (copper oxide, CuO) and barium chromate (barium chromate, BaCrO 4) a catalyst comprising as an active ingredient; A catalyst comprising copper oxide (CuO) and calcium oxide (CaO) as active ingredients; And at least one selected from the group of catalysts containing Cu, Cr, and Ba as active components. As shown in the following Examples and the like, the inventors of the present invention have found that the conversion of glycerin is 95% or more and the selectivity of propylene glycol is at least 60% or more, by using such a catalyst or the like.

한편, 보다 바람직하게는 상기 촉매는 전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 35 내지 50 중량부의 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 10 내지 20 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO), 및 5 내지 15 중량부의 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 전체 촉매 함량 100 중량부에 대하여 40 내지 50 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 5 내지 15 중량부의 산화칼슘(calcium oxide, CaO)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 및 전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 30 내지 45 중량부의 Cu 및 25 내지 35 중량부의 Cr, 1 내지 10 중량부의 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. More preferably, the catalyst comprises 35 to 50 parts by weight of copper chromate (Cu 2 Cr 2 O 5 ), 10 to 20 parts by weight of copper oxide (CuO) with respect to 100 parts by weight of the total catalyst, ) And 5 to 15 parts by weight of barium chromate (BaCrO 4 ) as an active ingredient; A catalyst comprising 40 to 50 parts by weight of copper oxide (CuO) and 5 to 15 parts by weight of calcium oxide (CaO) as an active ingredient per 100 parts by weight of the total catalyst content; And at least one selected from the group consisting of 30 to 45 parts by weight of Cu, 25 to 35 parts by weight of Cr, and 1 to 10 parts by weight of Ba as the active ingredient, based on 100 parts by weight of the total catalyst.

또한, 상기 촉매는 구조적 안정성을 확보하기 위하여, 담지체를 통상적인 함량 범위 내에서 더 포함할 수 있다. 상기 담지체의 종류는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으므로, 특별히 그 종류가 한정되지 않는다. 바람직하게는, 상기 담지체는 알루미나 및 실리카 중에서 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하는 촉매의 경우, 담지체로 알루미나를 사용할 수 있고, 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 산화칼슘(calcium oxide, CaO)을 활성성분으로 포함하는 촉매는 실리카를 담지체로 사용할 수 있다. 한편, 상기 Cu, Cr, Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매는 실리카 또는 알루미나를 담지체로 사용할 수 있다.In addition, the catalyst may further contain a carrier within a conventional content range in order to secure structural stability. The kind of the carrier is not particularly limited because it can use a carrier which is customary in the technical field to which the present invention belongs. Preferably, the support may be at least one selected from alumina and silica. More preferably copper chromite (Copper Chromite, Cu 2 Cr 2 O 5), the case of a catalyst containing a copper oxide (Copper Oxide, CuO) and chromic acid barium (Barium Chromate, BaCrO 4) as an active ingredient, the alumina body carrying , And a catalyst containing copper oxide (CuO) and calcium oxide (CaO) as an active component can be used as a support. On the other hand, as the catalyst containing Cu, Cr and Ba as an active component, silica or alumina can be used as a support.

그리고, 상기 촉매는 가장 바람직하게는 전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 35 내지 50 중량부의 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 10 내지 20 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO), 및 5 내지 15 중량부의 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하고, 잔부로 알루미나 담지체를 포함하는 촉매; 전체 촉매 함량 100 중량부에 대하여 40 내지 50 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 5 내지 15 중량부의 산화칼슘(calcium oxide, CaO)를 활성성분으로 포함하고, 잔부로 실리카 담지체를 포함하는 촉매; 및 전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 30 내지 45 중량부의 Cu, 25 내지 35 중량부의 Cr, 1 내지 10 중량부의 Ba을 활성성분으로 포함하고, 잔부로 실리카 또는 알루미나 담지체를 포함하는 촉매 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The catalyst is most preferably used in an amount of 35 to 50 parts by weight of copper chromate (Cu 2 Cr 2 O 5 ), 10 to 20 parts by weight of copper oxide (CuO ) And 5 to 15 parts by weight of barium chromate (BaCrO 4 ) as an active ingredient, and the balance comprising an alumina carrier; (CuO) and 5 to 15 parts by weight of calcium oxide (CaO) as an active ingredient in an amount of 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total catalyst, catalyst; And 30 to 45 parts by weight of Cu, 25 to 35 parts by weight of Cr, and 1 to 10 parts by weight of Ba as active components relative to 100 parts by weight of the total catalyst, and the balance being a catalyst group containing silica or alumina carrier It can be one or more selected.

또한, 본 발명에 따른 촉매의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 제조될 수 있다.The method for producing the catalyst according to the present invention is not particularly limited, and can be manufactured by a person having ordinary skill in the art.

그리고, 상술한 촉매 등은 반응 전에 활성화하는 단계를 거쳐 반응기에 공급될 수 있는데, 이와 같은 활성화 단계를 거친 촉매를 사용하는 경우, 반응 중 촉매의 온도 폭등을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 이로 인한 촉매의 불활성화 등을 방지할 수 있다.The above-described catalyst may be supplied to the reactor through the activation step before the reaction. In the case of using the catalyst after the activation step, it is possible not only to prevent the temperature rise of the catalyst during the reaction, And the like can be prevented.

구체적으로, 상술한 촉매 등을 수소와 질소 기체의 존재 하에 210℃ 미만의 온도에서 환원하는 단계; 및 수소 기체의 존재 하에 180 내지 220℃의 온도에서 활성화하는 단계를 거쳐 활성화할 수 있다. 이때, 상술한 활성화 단계는 더욱 바람직하게는 190 내지 210℃의 온도 조건에서, 촉매 부피의 1배 내지 3배에 해당하는 수소 기체를 주입하여 진행할 수 있다. 이와 같은 조건 하에서 촉매를 활성화하여, 프로필렌 글리콜의 선택도를 높일 수 있었고, 또한 촉매의 불활성화도 지연시킬 수 있음을 알아내었다.Specifically, the above-mentioned catalyst and the like are reduced in the presence of hydrogen and nitrogen gas at a temperature of less than 210 캜; And in the presence of hydrogen gas at a temperature of 180-220 < 0 > C. At this time, the above-mentioned activation step may be carried out by injecting hydrogen gas corresponding to 1 to 3 times the catalyst volume at a temperature of 190 to 210 DEG C, more preferably. It has been found that the catalyst can be activated under such conditions to increase the selectivity of propylene glycol and also to delay the deactivation of the catalyst.

그리고, 상기 반응은 글리세린 1 몰당 수소 기체를 1 내지 50몰 공급하여 진행할 수 있는데, 글리세린 1 몰당 공급되는 수소 기체가 1 몰 미만인 경우, 글리세린의 탈수화 후 수소화 반응이 완전하게 일어나지 못해 전환율이 낮고 선택성이 떨어질 수 있으며, 글리세린 1 몰당 공급되는 수소 기체가 50몰을 초과하는 경우, 과량의 수소 기체로 인해 반응기 내에 온도 분포가 고르게 일어나지 않아 전환율이 낮아질 수 있고, 과량의 수소를 회수하여 재활용하는 비용이 높아져 경제성이 떨어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 글리세린 1 몰당 수소 기체를 1 내지 40몰 공급할 수 있고, 가장 바람직하게는 글리세린 1 몰당 수소 기체를 1 내지 32몰 공급하여 반응을 진행할 수 있다.The reaction can be carried out by supplying 1 to 50 moles of hydrogen gas per mole of glycerin. When the amount of hydrogen gas supplied per mole of glycerin is less than 1 mole, the hydrogenation reaction does not occur completely after dehydration of glycerin, If the amount of the hydrogen gas supplied per 1 mole of glycerin is more than 50 mol, the excess hydrogen gas does not cause a uniform temperature distribution in the reactor, so that the conversion rate may be lowered, and the cost of recycling excess hydrogen may be lowered The economy may be lowered. More preferably 1 to 40 moles of hydrogen gas per mole of glycerin can be supplied, and most preferably, 1 to 32 moles of hydrogen gas per mole of glycerin can be supplied to the reaction.

이때, 상기 반응의 바람직한 반응조건을 예로 들면, 200 내지 260℃의 온도 및 1 내지 50 kg/cm2의 압력 하에서 진행되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the reaction is carried out at a temperature of 200 to 260 DEG C and a pressure of 1 to 50 kg / cm < 2 >

즉, 상기 반응온도는 최소한의 반응 활성화 에너지를 공급하기 위하여 200℃ 이상인 것이 바람직하며, 온도가 높으면 글리세린의 분해현상 및 촉매의 소결(Sintering)현상이 발생할 수 있으므로 260℃ 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 반응은 210 내지 250℃에서, 가장 바람직하게는 230 내지 250℃의 조건에서 일어날 수 있다.That is, the reaction temperature is preferably 200 ° C. or higher to supply the minimum reaction activation energy, and when the temperature is high, decomposition of glycerin and sintering of the catalyst may occur. More preferably, the reaction may occur at 210 to 250 ° C, most preferably at 230 to 250 ° C.

또한, 상기 반응압력은 최소한의 전환율을 고려하여 1 kg/cm2 이상인 것이 바람직하며, 고압을 유지시키기 위한 비용 등의 경제성 및 전환율 상승효과를 고려하여 50 kg/cm2 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 반응압력은 1 kg/cm2 내지 40 kg/cm2 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 2 kg/cm2 내지 30 kg/cm2 일 수 있다.The reaction pressure is preferably 1 kg / cm < 2 > Or more, and it is preferably 50 kg / cm 2 or less in consideration of economical efficiency such as cost for maintaining high pressure and synergistic effect of conversion ratio. More preferably, the reaction pressure is 1 kg / cm < 2 > To 40 kg / cm < 2 > And most preferably 2 kg / cm < 2 > To 30 kg / cm 2 Lt; / RTI >

선택되는 촉매의 종류에 따라 반응 온도 및 압력 조건은 상술한 범위 내에서 조절하여 사용할 수 있다.Depending on the type of catalyst selected, the reaction temperature and pressure conditions can be adjusted within the ranges described above.

또한, 상기 반응은 연속 반응기에서 글리세린의 공간속도(LHSV)가 0.1 내지 2.0 hr-1이 되도록 진행하는 것이 바람직하다. 글리세린의 공간속도가 0.1 hr-1 미만이 되도록 연속 반응기에서 진행하는 경우, 반응기에 투입되는 반응물의 양이 적어 경제적인 생산성을 달성하기 어려우며, 글리세린의 공간속도가 2.0 hr-1을 초과하는 조건 하에서 연속반응을 진행하는 경우, 반응기 내에서의 반응물 흐름속도가 너무 빨라 반응물의 전환율이 떨어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 글리세린의 공간속도는 0.1 내지 1.5 hr-1일 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1.0hr-1일 수 있다.Further, the reaction is preferably conducted so as to provide a space velocity (LHSV) of glycerol from 0.1 to 2.0 hr -1 in a continuous reactor. When the space velocity of glycerin held in the continuous reactor is less than 0.1 hr -1, a note of the amount of the reactants that are introduced into the reactor is difficult to achieve economical production, under the conditions that the space velocity of the glycerol exceeds 2.0 hr -1 If a continuous reaction is carried out, the reactant flow rate in the reactor may be too fast to reduce the conversion of the reactants. More preferably, the space velocity of glycerin may be from 0.1 to 1.5 hr < -1 >, and most preferably from 0.1 to 1.0 hr <" 1 >.

한편, 상술한 반응 조건의 범위 내에서 구체적인 촉매의 종류에 따른 반응 결과는 하기와 같다.On the other hand, reaction results according to the specific catalyst types within the range of the above-described reaction conditions are as follows.

우선 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에서 반응을 진행하는 경우, 글리세린의 전환율은 95%이상이고, 프로필렌 글리콜의 선택도는 75%이상으로 나타남을 확인할 수 있었다.
When the reaction is carried out in the presence of a catalyst containing copper chromate (Cu 2 Cr 2 O 5 ), copper oxide (CuO) and barium chromate (BaCrO 4 ) as an active ingredient, It was confirmed that the conversion of glycerin was 95% or more and the selectivity of propylene glycol was 75% or more.

그리고, 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 산화칼슘(calcium oxide, CaO)을 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에서 진행되는 경우, 글리세린의 전환율은 95%이상이고, 프로필렌 글리콜의 선택도는 80%이상으로 나타나는 등 전환율 및 선택도가 동시에 높게 나타나, 프로필렌 글리콜의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.When the reaction is carried out in the presence of a catalyst containing copper oxide (CuO) and calcium oxide (CaO) as an active ingredient, the conversion of glycerin is 95% or more, the selectivity of propylene glycol is 80% The conversion and the selectivity are high at the same time, and it is expected to be usefully applied to industrial fields related to the production of propylene glycol.

그리고, Cu, Cr, Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에서 진행되는 경우, 글리세린의 전환율은 95% 이상이고, 프로필렌 글리콜의 선택도는 60% 이상으로 나타남을 확인할 수 있었다.It was confirmed that the conversion of glycerin was 95% or more and the selectivity of propylene glycol was 60% or more when proceeding in the presence of a catalyst containing Cu, Cr, and Ba as active components.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 글리세린의 전환율 및 프로필렌 글리콜의 선택도가 높게 나타나, 프로필렌 글리콜의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the conversion of glycerin and the selectivity of propylene glycol are high, and it is expected that they can be usefully used in industry related to the production of propylene glycol.

도1은 본 발명의 일실시예에 따라 프로필렌 글리콜을 제조할 수 있는 연속 반응기를 간단히 도시한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a simplified illustration of a continuous reactor in which propylene glycol can be prepared according to one embodiment of the present invention.

이하, 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 보다 명확히 이해시키기 위한 것일 뿐이고, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples in order to facilitate understanding. However, the following examples are only for the purpose of clarifying the present invention, and the present invention is not limited thereto.

우선, 후술할 실시예들에 따라, Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매와, 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 거쳐 프로필렌 글리콜을 제조하였다.First, according to Examples to be described later, a step of reacting a reaction product containing glycerin in the presence of a catalyst comprising Cu, Cr and Ba as an active ingredient or a catalyst containing Cu and Ca as an active ingredient in the presence of hydrogen gas To prepare propylene glycol.

한편, 반응 후의 조성 분석은 가스크로마토그래피로 하기와 같은 조건에서 측정하였다.On the other hand, the composition after the reaction was analyzed by gas chromatography under the following conditions.

가) 분석기기: 가스크로마토그래피(Gas chromatograph; HP-6890N)A) Analytical instrument: Gas chromatograph (HP-6890N)

나) 컬럼: FFAP (극성) 25m*0.2mm*030㎛B) Column: FFAP (polarity) 25 m * 0.2 mm * 030 탆

다) 분석기기 조건: C) Analysis instrument conditions:

i) 초기 온도(Initial Temperature): 80℃i) Initial Temperature: 80 ° C

ii) 초기 시간(Initial Time): 6 minii) Initial Time: 6 min

iii) 승온 속도(Rate): 7℃/miniii) Rate of temperature rise (Rate): 7 DEG C / min

iv) 종료 온도(Final Temperature): 240℃iv) Final Temperature: 240 ° C

v) 주입구 온도(Inlet Temperature): 250℃v) Inlet temperature: 250 DEG C

vi) 검출기 온도(Detector Temperature): 250℃
vi) Detector Temperature: 250 ° C

실시예Example 1:  One: CuCu 22 CrCr 22 OO 55 , , CuOCuO  And BaCrOBaCrO 44 를 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에서, 글리세린으로부터 프로필렌 글리콜의 제조In the presence of a catalyst comprising as an active ingredient, the production of propylene glycol from glycerin

직경 3/4 인치이고, 길이가 10인치인 연속 반응기를 준비하였다. Cu2Cr2O5, CuO 및 BaCrO4를 활성성분으로 포함하는 촉매로, BASF 社의 Cu-1230을 준비하였다. 준비된 Cu-1230은 촉매의 온도 폭등을 막기 위해 질소와 수소를 사용하여 3 내지 4 시간 동안 210℃를 넘지 않는 조건에서 환원을 한 후에, 200℃에서 촉매 부피의 2배가 되는 수소기체를 흘리면서 활성화시킨 후, 상술한 반응기에 50cc를 충진하였다.A 3/4 inch diameter, 10 inch long continuous reactor was prepared. Cu-1230 from BASF was prepared as a catalyst containing Cu 2 Cr 2 O 5 , CuO and BaCrO 4 as an active ingredient. The prepared Cu-1230 was reduced under the condition of not exceeding 210 캜 for 3 to 4 hours using nitrogen and hydrogen to prevent the temperature rise of the catalyst, and then activated by flowing hydrogen gas at 200 캜 twice as much as the catalyst volume Then, the above-mentioned reactor was filled with 50 cc.

하기 표 1에 나타난 조건에서와 같은 조건 하에서 연속 반응을 진행하여, 표 2와 같은 조성의 생성물을 얻었고, 이들의 반응 종결 후, 전환율을 및 선택도를 표 3에 나타내었다.The continuous reaction was carried out under the same conditions as those shown in Table 1 below to obtain the products having the compositions shown in Table 2. The conversions and the selectivities were shown in Table 3 after completion of the reaction.

반응 조건 Reaction conditions 온도(℃)Temperature (℃) 압력 (kg/cm2)Pressure (kg / cm 2 ) 반응몰비 (글리세린: H2)The reaction mole ratio (glycerin: H 2 ) LHSV (주)(hr-1)LHSV (share) (hr -1 ) 실시예1-1Example 1-1 250250 33 1:31: 3 1.01.0 실시예1-2Examples 1-2 250250 33 1:81: 8 0.30.3 실시예1-3Example 1-3 250250 33 1: 321: 32 0.10.1 실시예1-4Examples 1-4 250250 3030 1:81: 8 0.50.5 (주) LHSV: 글리세린의 공간 속도를 의미함(Liquid Hourly Space Velocity)LHSV: Liquid Hourly Space Velocity (LHSV)

반응 종료 후, 조성 분석 (중량%)After completion of the reaction, composition analysis (% by weight) L'T (주) L'T Co., Ltd. 아세톨Acetol 1,2-PDO1,2-PDO Hvy (주) Hvy Co., Ltd. Gly (주) Gly Co. 실시예1-1Example 1-1 4.514.51 11.1811.18 77.5277.52 6.796.79 0.000.00 실시예1-2Examples 1-2 4.444.44 7.887.88 82.9682.96 4.724.72 0.000.00 실시예1-3Example 1-3 4.294.29 4.574.57 86.8786.87 4.274.27 0.000.00 실시예1-4Examples 1-4 14.2614.26 0.450.45 78.5978.59 6.706.70 0.000.00 (주) L'T: 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 1-프로판올(1-propanol), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르(Propylene glycol ethyl ether)와 같은 150℃이하의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
Hvy: 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 및 1,3-프로판디올(1,3-propanediol)과 같이 190℃이상의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
(Note) L'T: A liquid such as acetone, ethanol, dipropylene glycol, 1-propanol, propylene glycol ethyl ether, Indicates an impurity having a boiling point.
Hvy: Represents an impurity having a boiling point of 190 ° C or higher, such as ethylene glycol and 1,3-propanediol.

반응 종결 후, 전환율 및 선택도After termination of the reaction, conversion and selectivity 전환율 (%)Conversion Rate (%) 1,2-PDO 의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO (%) 아세톨의 선택도
(%)
Selectivity of acetol
(%)
1,2-PDO와 아세톨의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO and acetol (%)
실시예1-1Example 1-1 100.00100.00 77.5277.52 11.1811.18 88.7088.70 실시예1-2Examples 1-2 100.00100.00 82.9682.96 7.887.88 90.8490.84 실시예1-3Example 1-3 100.00100.00 86.8786.87 4.574.57 91.4491.44 실시예1-4Examples 1-4 100.00100.00 78.5978.59 0.450.45 79.0479.04

상기 표 2 및 표 3에 나타난 바와 같이, Cu2Cr2O5, CuO 및 BaCrO4를 활성성분으로 포함하는 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시켜 1,2-프로필렌 글리콜을 얻는 반응은, 전환율이 100%로 높게 나타났으며, 1,2-프로필렌 글리콜의 선택도도 최하 77.52%로 매우 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Tables 2 and 3, a reaction product containing glycerin was reacted with a catalyst containing Cu 2 Cr 2 O 5 , CuO and BaCrO 4 as an active ingredient in the presence of hydrogen gas to prepare 1,2-propylene glycol Was found to have a high conversion rate of 100% and a selectivity of 1,2-propylene glycol of at least 77.52%.

실시예Example 2:  2: CuOCuO  And CaOCaO 를 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에, 글리세린으로부터 프로필렌 글리콜 제조In the presence of a catalyst comprising as an active ingredient propylene glycol production from glycerin

직경 3/4 인치이고, 길이가 10인치인 연속 반응기를 준비하였다. CuO 및 CaO를 활성성분으로 포함하는 촉매로, BASF 社의 Cu-0860을 준비하였다. 준비된 Cu-0860은 촉매의 온도 폭등을 막기 위해 질소와 수소를 사용하여 3 내지 4 시간 동안 210℃를 넘지 않는 조건에서 환원을 한 후에, 200℃에서 촉매 부피의 2배가 되는 수소기체를 흘리면서 활성화시킨 후, 상술한 반응기에 48cc를 충진하였다. A 3/4 inch diameter, 10 inch long continuous reactor was prepared. Cu-0860 from BASF was prepared as a catalyst containing CuO and CaO as active components. The prepared Cu-0860 was subjected to reduction under the condition of not exceeding 210 캜 for 3 to 4 hours by using nitrogen and hydrogen to prevent the temperature rise of the catalyst, and then activated by flowing hydrogen gas at 200 캜 twice the catalyst volume Thereafter, 48 cc of the above-mentioned reactor was charged.

하기 표 4에 나타난 조건에서와 같은 조건 하에서 연속 반응을 진행하여, 표 5와 같은 조성의 생성물을 얻었고, 이들의 반응 종결 후, 전환율을 및 선택도를 표 6에 나타내었다.Continuous reaction was carried out under the same conditions as those shown in Table 4 below to obtain products having the compositions shown in Table 5. The conversions and the selectivities were shown in Table 6 after completion of the reaction.

반응 조건Reaction conditions 온도(℃)Temperature (℃) 압력 (kg/cm2)Pressure (kg / cm 2 ) 반응몰비 (글리세린: H2)The reaction mole ratio (glycerin: H 2 ) LHSV (주)(hr-1)LHSV (share) (hr -1 ) 실시예2Example 2 250250 33 1:81: 8 0.30.3 (주) LHSV: 글리세린의 공간 속도를 의미함(Liquid Hourly Space Velocity)LHSV: Liquid Hourly Space Velocity (LHSV)

반응 종료 후, 조성 분석 (중량%)After completion of the reaction, composition analysis (% by weight) L'T (주) L'T Co., Ltd. 아세톨Acetol 1,2-PDO1,2-PDO Hvy (주) Hvy Co., Ltd. Gly (주) Gly Co. 실시예2Example 2 6.596.59 2.942.94 84.3284.32 6.156.15 0.000.00 (주) L'T: 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 1-프로판올(1-propanol), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르(Propylene glycol ethyl ether)와 같은 150℃이하의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
Hvy: 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 및 1,3-프로판디올(1,3-propanediol)과 같이 190℃이상의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
(Note) L'T: A liquid such as acetone, ethanol, dipropylene glycol, 1-propanol, propylene glycol ethyl ether, Indicates an impurity having a boiling point.
Hvy: Represents an impurity having a boiling point of 190 ° C or higher, such as ethylene glycol and 1,3-propanediol.

반응 종결 후, 전환율 및 선택도After termination of the reaction, conversion and selectivity 전환율 (%)Conversion Rate (%) 1,2-PDO 의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO (%) 아세톨의 선택도
(%)
Selectivity of acetol
(%)
1,2-PDO와 아세톨의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO and acetol (%)
실시예2Example 2 100.00100.00 84.3284.32 2.942.94 87.2687.26

상기 표 5 및 표 6에 나타난 바와 같이, CuO 및 CaO를 활성성분으로 포함하는 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시켜 1,2-프로필렌 글리콜을 얻는 반응은, 전환율이 100%로 높게 나타났으며, 1,2-프로필렌 글리콜의 선택도도 84.32%로 매우 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Tables 5 and 6, the reaction of reacting glycerin-containing reactants in the presence of hydrogen gas and a catalyst containing CuO and CaO as active components to obtain 1,2-propylene glycol has a conversion rate of 100 %, And the selectivity of 1,2-propylene glycol was also very high at 84.32%.

실시예Example 3:  3: CuCu , , CrCr , , BaBa 을 활성성분으로 포함하는 촉매의 존재 하에, 글리세린으로부터 프로필렌 글리콜 제조In the presence of a catalyst comprising as an active ingredient propylene glycol production from glycerin

직경 3/4 인치이고, 길이가 10인치인 연속 반응기를 준비하였다. Cu, Cr, Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매로, Shell社의 KL-1970을 준비하였다. 준비된 KL-1970은 촉매의 온도 폭등을 막기 위해 질소와 수소를 사용하여 3 내지 4 시간 동안 210℃를 넘지 않는 조건에서 환원을 한 후에, 200℃에서 촉매 부피의 2배가 되는 수소기체를 흘리면서 활성화시킨 후, 상술한 반응기에 45cc를 충진하였다.A 3/4 inch diameter, 10 inch long continuous reactor was prepared. KL-1970 from Shell was prepared as a catalyst containing Cu, Cr and Ba as active ingredients. The prepared KL-1970 was subjected to reduction at 210 ° C for 3 to 4 hours using nitrogen and hydrogen to prevent the temperature rise of the catalyst, and then activated by flowing hydrogen gas at 200 ° C twice the catalyst volume Then, the reactor described above was filled with 45 cc.

하기 표 7에 나타난 조건에서와 같은 조건 하에서 연속 반응을 진행하여, 표 8와 같은 조성의 생성물을 얻었고, 이들의 반응 종결 후, 전환율을 및 선택도를 표 9에 나타내었다.The continuous reaction was carried out under the same conditions as those shown in Table 7 below to obtain the products of the compositions shown in Table 8. The conversions and the selectivities were shown in Table 9 after completion of the reaction.

반응 조건Reaction conditions 온도(℃)Temperature (℃) 압력 (kg/cm2)Pressure (kg / cm 2 ) 반응몰비 (글리세린: H2)The reaction mole ratio (glycerin: H 2 ) LHSV (주)(hr-1)LHSV (share) (hr -1 ) 실시예3Example 3 250250 33 1:21: 2 1.01.0 (주) LHSV: 글리세린의 공간 속도를 의미함(Liquid Hourly Space Velocity)LHSV: Liquid Hourly Space Velocity (LHSV)

반응 종료 후, 조성 분석 (중량%)After completion of the reaction, composition analysis (% by weight) L'T (주) L'T Co., Ltd. 아세톨Acetol 1,2-PDO1,2-PDO Hvy (주) Hvy Co., Ltd. Gly (주) Gly Co. 실시예3Example 3 5.955.95 22.9722.97 64.8664.86 6.226.22 0.000.00 (주) L'T: 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 1-프로판올(1-propanol), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르(Propylene glycol ethyl ether)와 같은 150℃이하의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
Hvy: 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 및 1,3-프로판디올(1,3-propanediol)과 같이 190℃이상의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
(Note) L'T: A liquid such as acetone, ethanol, dipropylene glycol, 1-propanol, propylene glycol ethyl ether, Indicates an impurity having a boiling point.
Hvy: Represents an impurity having a boiling point of 190 ° C or higher, such as ethylene glycol and 1,3-propanediol.

반응 종결 후, 전환율 및 선택도After termination of the reaction, conversion and selectivity 전환율 (%)Conversion Rate (%) 1,2-PDO 의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO (%) 아세톨의 선택도
(%)
Selectivity of acetol
(%)
1,2-PDO와 아세톨의 선택도(%)Selectivity of 1,2-PDO and acetol (%)
실시예3Example 3 100100 64.8664.86 22.9722.97 87.8387.83

상기 표 8 및 표 9에 나타난 바와 같이, Cu, Cr, Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매와 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 거쳐 1,2-프로필렌 글리콜을 얻는 반응은, 전환율이 100%로 높게 나타났으며, 1,2-프로필렌 글리콜의 선택도도 최하 64.86% 이상으로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Tables 8 and 9, by reacting a reactant containing glycerin in the presence of a catalyst containing Cu, Cr, and Ba as an active ingredient and hydrogen gas, a reaction for obtaining 1,2- , The conversion rate was 100%, and the selectivity of 1,2-propylene glycol was at least 64.86%.

실시예Example 4 : 촉매  4: Catalyst LifeLife 테스트 Test

한편, 상술한 실시예 1 에서 사용된 Cu-1230 촉매를 가지고, Life 테스트를 실시하였다. 반응 조건은 하기와 같고, 반응 진행에 따른 전환율, 1,2-PDO의 선택도, 및 생성물이 조성을 하기 표 10에 나타내었다.On the other hand, the Cu-1230 catalyst used in Example 1 was subjected to a life test. The reaction conditions are as follows. Conversion ratio, 1,2-PDO selectivity, and product composition are shown in Table 10 below.

온도; 250℃Temperature; 250 ℃

압력; 3 kg/cm2 (H2압)pressure; 3 kg / cm 2 (H 2 pressure)

LHSV(Liquid Hourly Space Velocity); 0.3 hr-1 Liquid Hourly Space Velocity (LHSV); 0.3 hr -1

공급 몰비; 글리세린: H2 = 1 : 8Feed mole ratio; Glycerin: H 2 = 1: 8

반응기 (diameter * height); 3/4인치 * 10인치Reactor (diameter * height); 3/4 inch * 10 inch

촉매 활성화(Activation); 촉매의 온도폭등을 막기 위해 질소와 수소를 사용하여, 하여 3~4시간동안 210 ℃를 넘지 않는 조건에서 환원한 후에, 200 ℃에서 촉매 부피의 2배에 해당하는 H2를 주입하면서, 촉매를 활성화하였다.Activation; In order to prevent the temperature rise of the catalyst, the catalyst was reduced under the condition of not exceeding 210 캜 for 3 to 4 hours by using nitrogen and hydrogen. Thereafter, while feeding H 2 corresponding to twice the catalyst volume at 200 캜, Respectively.

한편, 하루에 6시간씩 전환율이 100%가 되는 조건으로, 하루 평균 6시간씩 18일 동안 운전하였다. 표 10의 반응 시간은 운전 누적 시간을 나타내며, 반응 일수가 넘어갈 때, 촉매는 전일 사용된 촉매를 사용하였고, 새로 충진하지 않았으며, 처음 충진된 촉매의 양은 50cc 였다.On the other hand, the operation was carried out for sixteen hours a day for sixteen hours, with an average conversion rate of 100% per day for six hours. The reaction time in Table 10 represents the cumulative operation time. When the number of reaction days was exceeded, the catalyst was used the previous day, not newly charged, and the amount of the initially charged catalyst was 50 cc.

반응
일수
(day)
reaction
Days
(day)
반응
시간
(hr)
reaction
time
(hr)
전환율Conversion Rate 1,2-PDO
의 선택도
(%)
1,2-PDO
Selectivity of
(%)
아세톨의 선택도
(%)
Selectivity of acetol
(%)
1,2-PDO와 아세톨의 선택도
(%)
Selectivity of 1,2-PDO and acetol
(%)
반응 종료 후, 조성 분석(중량%)After completion of the reaction, composition analysis (% by weight)
L'TL'T 아세톨Acetol 1,2-PDO1,2-PDO Hvy (주) Hvy Co., Ltd. Gly (주) Gly Co. 1One 66 100.00100.00 73.7973.79 2.932.93 76.7276.72 12.9812.98 2.932.93 73.7973.79 10.3010.30 0.000.00 22 1212 100.00100.00 77.6277.62 3.303.30 80.9280.92 10.2810.28 3.303.30 77.6277.62 8.808.80 0.000.00 33 1818 100.00100.00 79.7879.78 3.633.63 83.4183.41 8.658.65 3.633.63 79.7879.78 7.947.94 0.000.00 44 2424 100.00100.00 81.2781.27 3.763.76 85.0385.03 7.797.79 3.763.76 81.2781.27 7.187.18 0.000.00 55 3030 100.00100.00 81.2381.23 3.323.32 84.5584.55 8.558.55 3.323.32 81.2381.23 6.906.90 0.000.00 66 3636 100.00100.00 81.8481.84 3.323.32 85.1685.16 8.028.02 3.323.32 81.8481.84 6.826.82 0.000.00 77 4242 100.00100.00 78.6578.65 4.814.81 83.4683.46 8.998.99 4.814.81 78.6578.65 7.557.55 0.000.00 88 4848 100.00100.00 80.2780.27 4.844.84 85.1185.11 8.068.06 4.844.84 80.2780.27 6.836.83 0.000.00 99 5454 100.00100.00 79.9579.95 4.484.48 84.4384.43 8.388.38 4.484.48 79.9579.95 7.197.19 0.000.00 1010 6060 100.00100.00 79.9879.98 5.055.05 85.0385.03 7.627.62 5.055.05 79.9879.98 7.357.35 0.000.00 1111 6666 100.00100.00 80.2380.23 4.244.24 84.4784.47 8.558.55 4.244.24 80.2380.23 6.986.98 0.000.00 1212 7272 100.00100.00 81.0381.03 4.284.28 85.3185.31 7.757.75 4.284.28 81.0381.03 6.946.94 0.000.00 1313 7878 100.00100.00 81.4281.42 4.804.80 86.2286.22 7.177.17 4.804.80 81.4281.42 6.616.61 0.000.00 1414 8484 100.00100.00 81.9081.90 4.944.94 86.8486.84 6.836.83 4.944.94 81.9081.90 6.336.33 0.000.00 1515 9090 100.00100.00 81.5781.57 4.924.92 86.4986.49 6.666.66 4.924.92 81.5781.57 6.856.85 0.000.00 1616 9696 100.00100.00 81.4781.47 5.435.43 86.9086.90 6.296.29 5.435.43 81.4781.47 6.816.81 0.000.00 1717 102102 100.00100.00 81.3881.38 4.424.42 85.8085.80 7.377.37 4.424.42 81.3881.38 6.836.83 0.000.00 1818 108108 100.00100.00 81.3581.35 5.425.42 86.7786.77 6.716.71 5.425.42 81.3581.35 6.526.52 0.000.00 평균Average 100.00100.00 80.2680.26 4.334.33 84.5984.59 8.158.15 4.334.33 80.2680.26 7.267.26 0.000.00 (주) L'T: 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 1-프로판올(1-propanol), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르(Propylene glycol ethyl ether)와 같은 150℃이하의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
Hvy: 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 및 1,3-프로판디올(1,3-propanediol)과 같이 190℃이상의 끓는점을 갖는 불순물을 나타낸다.
(Note) L'T: A liquid such as acetone, ethanol, dipropylene glycol, 1-propanol, propylene glycol ethyl ether, Indicates an impurity having a boiling point.
Hvy: Represents an impurity having a boiling point of 190 ° C or higher, such as ethylene glycol and 1,3-propanediol.

상기 표 10에 나타난 바와 같이, 전환율이 100%가 되는 경우에는 촉매의 활성도 떨어지지 않고, 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 이와 같은 Cu-1230의 촉매 조건 하에서, 연속 반응기로 운전을 계속하는 경우, 전환율이 100% 가까이 되어, 반응기 내에 잔존하는 글리세린의 함량이 거의 없는 경우, 촉매의 불활성화(deactivation)가 나타나지 않은 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 10, when the conversion was 100%, it was confirmed that the activity of the catalyst did not deteriorate and maintained. Further, when the continuous operation is continued under such a catalyst condition of Cu-1230, when the conversion is close to 100% and the content of glycerin remaining in the reactor is almost zero, deactivation of the catalyst is not observed .

따라서, 본 발명의 상술한 구현예들에 따라 Cu, Cr 및 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매 또는 Cu와 Ca을 활성성분으로 포함하는 촉매;와 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 출발물질로 하여, 프로필렌 글리콜을 제조하는 방법은 프로필렌 글리콜의 제조에 관한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, in accordance with the above-described embodiments of the present invention, a catalyst comprising Cu, Cr, and Ba as an active ingredient or a catalyst containing Cu and Ca as an active ingredient, and a catalyst containing, as a starting material, glycerin in the presence of hydrogen gas, It is expected that the process for producing propylene glycol can be usefully used in industrial fields related to the production of propylene glycol.

Claims (7)

전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 35 내지 50 중량부의 아크롬산 구리(Copper Chromite, Cu2Cr2O5), 10 내지 20 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO), 및 5 내지 15 중량부의 크롬산 바륨(Barium Chromate, BaCrO4)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 전체 촉매 함량 100 중량부에 대하여 40 내지 50 중량부의 산화구리(Copper Oxide, CuO) 및 5 내지 15 중량부의 산화칼슘(calcium oxide, CaO)을 활성성분으로 포함하는 촉매; 및 전체 촉매의 함량 100 중량부에 대하여 30 내지 45 중량부의 Cu, 25 내지 35 중량부의 Cr 및 1 내지 10 중량부의 Ba을 활성성분으로 포함하는 촉매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 촉매와, 수소 기체의 존재 하에, 글리세린을 포함하는 반응물을 반응시키는 단계를 포함하는 프로필렌 글리콜의 제조 방법.(Copper Chromite, Cu 2 Cr 2 O 5 ), 10 to 20 parts by weight of copper oxide (CuO), and 5 to 15 parts by weight of chromic acid based on 100 parts by weight of the total amount of the catalyst A catalyst comprising barium chromate (BaCrO 4 ) as an active ingredient; A catalyst comprising 40 to 50 parts by weight of copper oxide (CuO) and 5 to 15 parts by weight of calcium oxide (CaO) as an active ingredient per 100 parts by weight of the total catalyst content; And at least one catalyst selected from the group consisting of 30 to 45 parts by weight of Cu, 25 to 35 parts by weight of Cr and 1 to 10 parts by weight of Ba as an active ingredient with respect to 100 parts by weight of the total catalyst, Reacting a reactant comprising glycerin in the presence of a catalyst. 제 1 항에 있어서,
상기 반응 단계는 글리세린을 탈수화(dehydration)하여 아세톨을 얻는 단계; 및
상기 아세톨을 수소화(hydrogenation)하여 프로필렌 글리콜을 얻는 단계를 포함하는 프로필렌 글리콜의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The reaction step may include dehydration of glycerin to obtain acetol; And
And hydrogenating the acetol to obtain propylene glycol.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 촉매는 알루미나 및 실리카로 이루어진 담지체군에서 선택되는 1종 이상의 담지체를 포함하는 프로필렌 글리콜의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst comprises at least one carrier selected from the group consisting of alumina and silica.
제 1 항에 있어서,
상기 반응은 글리세린 1 몰당 수소 기체를 1 내지 50 몰 공급하여 진행하는 것인 프로필렌 글리콜의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction is carried out by supplying 1 to 50 moles of hydrogen gas per 1 mole of glycerin.
제 1 항에 있어서,
상기 반응은 200 내지 260℃의 온도 및 1 내지 50 kg/cm2의 압력 하에서 진행되는 것인 프로필렌 글리콜의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction is carried out at a temperature of 200 to 260 DEG C and a pressure of 1 to 50 kg / cm < 2 >.
제 1 항에 있어서,
상기 반응은 연속 반응기에서 글리세린의 공간 속도가 0.1 내지 2.0 hr-1가 되도록 진행되는 것인 프로필렌 글리콜의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction proceeds such that the space velocity of glycerin in the continuous reactor is from 0.1 to 2.0 hr <" 1 >.
KR1020100080282A 2010-08-19 2010-08-19 Preparation method of propylene glycol KR101762414B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080282A KR101762414B1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 Preparation method of propylene glycol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080282A KR101762414B1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 Preparation method of propylene glycol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120017591A KR20120017591A (en) 2012-02-29
KR101762414B1 true KR101762414B1 (en) 2017-07-28

Family

ID=45839472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100080282A KR101762414B1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 Preparation method of propylene glycol

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101762414B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107774271B (en) * 2017-10-25 2020-07-24 宏业生物科技股份有限公司 High-selectivity catalyst for producing 1, 2-propylene glycol

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050244312A1 (en) * 2002-04-22 2005-11-03 Suppes Galen J Method of producing lower alcohols from glycerol
US20080194398A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Eastman Chemical Company Ruthenium-copper chromite hydrogenation catalysts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050244312A1 (en) * 2002-04-22 2005-11-03 Suppes Galen J Method of producing lower alcohols from glycerol
US20080194398A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Eastman Chemical Company Ruthenium-copper chromite hydrogenation catalysts

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120017591A (en) 2012-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2094857B1 (en) Method for making 2-butanol
KR101192930B1 (en) Catalysts of metal phosphide for hydrofined biodiesel and method for preparing the same
Pagliaro et al. Recent advances in the conversion of bioglycerol into value‐added products
CN101087749B (en) A process for the hydrogenation of a lactone or of a carboxylic acid or an ester having a gamma-carbonyl group
EP2200960B1 (en) Method for producing 1,2-propandiol by low-pressure hydrogenation of glycerine
CN102807483B (en) Method for preparing cyclopentanone and/or cyclopentanol by furfural or furfuryl alcohol
WO2013163540A1 (en) Production of alpha, omega-diols
Dziugan et al. Continuous catalytic coupling of raw bioethanol into butanol and higher homologues
CN101412661B (en) Solid-state cardanol and preparation thereof
EP3045436B1 (en) Method for producing 1,3-butadiene and/or 3-buten-2-ol
EP3015446B1 (en) Method for producing allyl alcohol and allyl alcohol produced thereby
KR101762414B1 (en) Preparation method of propylene glycol
CN101912779A (en) Catalyst for catalytic synthesis of N-methylpyrrolidine and application thereof
EP2042588A1 (en) Process for the esterification and transesterification of fats
CN102264680B (en) Method for converting glycerol to propanol
CN102731247B (en) Method for preparing n-propanol from bio-base diol
KR20120114088A (en) Synthesis of glycerol carbonate using high active catalysts
WO2010016462A1 (en) Methods for producing glycol from glycerin and 1-propanol
CN110026191B (en) Catalyst and method for preparing 1, 3-propylene glycol by hydrogenolysis of glycerol
CN101289376B (en) Process for synthesizing 3,3-dimethyl-2-butanone
EP3221285B1 (en) Process for making biobased propylene glycol from lactic acid esters
KR101330183B1 (en) Heterogeneous catalyst for preparing bio-diesel and method for preparing bio-diesel using the same
KR102055927B1 (en) Process for preparing acrolein
KR102253138B1 (en) Catalyst for dehydration of glycerin, preparing method thereof and production method of acrolein using the catalyst
Le et al. The glycerol acetalization into fuel additive solketal over Beta zeolites: Effect of impurities and Si/Al ratio

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant