KR102484658B1 - Process for hydrogenation of phthalate compound - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차가 각각 특정 범위를 만족하도록 조절함으로써, 방향족성(Aromaticity)이 2.5 내지 5.5 %로 제어된 수소화 반응 생성물을 수득하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for hydrogenating phthalate compounds. Specifically, in one embodiment of the present invention, the average temperature inside the reactor and the maximum-minimum temperature deviation during the hydrogenation reaction of the phthalate compound are adjusted to satisfy a specific range, respectively, so that the aromaticity is controlled to 2.5 to 5.5%. It provides a method for obtaining a hydrogenated reaction product.

Description

프탈레이트 화합물의 수소화 방법{PROCESS FOR HYDROGENATION OF PHTHALATE COMPOUND}Method for hydrogenating phthalate compounds {PROCESS FOR HYDROGENATION OF PHTHALATE COMPOUND}

본 발명은 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for hydrogenating phthalate compounds.

프탈레이트(phthalate)계 화합물은 플라스틱, 특히 폴리염화비닐(PVC)의 가소제로 널리 사용되는 물질이다. 예를 들면 전기전자제품, 의약품, 페인트 안료, 윤활제, 바인더, 계면활성제, 접착제, 타일, 식품용기, 포장재 등 실로 그 사용 용도가 매우 다양하다.A phthalate-based compound is a material widely used as a plasticizer for plastics, particularly polyvinyl chloride (PVC). For example, electrical and electronic products, pharmaceuticals, paint pigments, lubricants, binders, surfactants, adhesives, tiles, food containers, packaging materials, and the like are indeed very diverse.

그러나 몇몇 프탈레이트 화합물이 환경오염 및 인간의 내분비계 장애 문제를 초래할 수 있는 물질로 알려지면서 유럽, 미국 등 선진국을 중심으로 사용 규제가 강화되고 있다. 특히 프탈레이트계 가소제 중 디(2-에틸헥실)프탈레이트 (di(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)), 부틸 벤질 프탈레이트(butyl benzyl phthalate, BBP), 디-n-부틸 프탈레이트 (di-n-butyl phthalate, DBP)와 같은 일부 제품은 사람의 호르몬 작용을 방해하거나 혼란시키는 내분비계 교란물질(endocrine disrupter)로서 환경 호르몬으로 의심받고 있어 이를 규제하는 움직임이 있다.However, as some phthalate compounds are known as substances that can cause environmental pollution and human endocrine disorders, regulations on their use are being strengthened, especially in developed countries such as Europe and the United States. In particular, among phthalate-based plasticizers, di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)), butyl benzyl phthalate (BBP), di-n-butyl phthalate (di-n-butyl phthalate) , DBP) is an endocrine disrupter that interferes with or disrupts human hormone activity, and is suspected of being an endocrine disruptor, and there is a movement to regulate it.

이에, 종래의 가소제와 동등한 성능을 나타내면서 환경 호르몬 논쟁에서 자유로운 친환경 가소제를 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있는데, 그 중 프탈레이트 화합물에 포함되어 있는 벤젠 고리를 수소화한(hydrogenation) 화합물을 이용하는 방안이 있다. Accordingly, efforts have been made to develop eco-friendly plasticizers free from the endocrine disruptor controversy while exhibiting performance equivalent to those of conventional plasticizers.

프탈레이트 화합물의 수소화 반응 생성물은, 출발 물질인 프탈레이트 화합물에 대비하여 점도와 표면 이행도(migration)가 감소되어, 이를 가소제로 포함하는 수지 조성물의 분산성, 가공성 등의 개선에 기여할 수 있다. The hydrogenation reaction product of the phthalate compound has reduced viscosity and surface migration compared to the phthalate compound as a starting material, and may contribute to improving dispersibility and processability of a resin composition including the same as a plasticizer.

다만, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응에 따라 휘발 감량(volatiles loss)이 증가할 수 있는데, 휘발 감량이 높은 수소화 반응 생성물을 가소제로 사용하면 수지 조성물로부터 이탈되는 가소제의 양이 증가할 수 있다.However, volatilization loss may increase according to the hydrogenation reaction of the phthalate compound. When a hydrogenation reaction product having a high volatilization loss is used as a plasticizer, the amount of the plasticizer released from the resin composition may increase.

따라서, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응을 통해 친환경 가소제를 제조함에 있어서, 생성물의 점도, 표면 이행도, 휘발 감량 등의 물성을 두루 적정 범위로 통제할 필요가 있다. Therefore, in preparing an eco-friendly plasticizer through a hydrogenation reaction of a phthalate compound, it is necessary to control physical properties such as viscosity, surface migration, and volatilization loss of the product within an appropriate range.

본 발명은, 점도, 표면 이행도, 휘발 감량 등의 물성이 두루 적정 범위 내에 있는 친환경 가소제를 제공하기 위해, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차를 동시에 조절하여, 방향족성(Aromaticiry)이 특정 범위로 제어된 생성물을 얻는 방법에 관한 것이다. The present invention, in order to provide an eco-friendly plasticizer whose physical properties such as viscosity, surface migration, and volatilization loss are all within an appropriate range, the average temperature and maximum-minimum temperature deviation inside the reactor during the hydrogenation reaction of a phthalate compound are simultaneously controlled, It relates to a method for obtaining a product whose aromaticity is controlled within a specific range.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 하기 식 1에 따른 방향족성(Aromaticity)이 2.5 내지 5.5 %인 수소화 반응 생성물을 수득하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법을 제공한다:Specifically, in one embodiment of the present invention, a hydrogenation method of a phthalate compound is provided to obtain a hydrogenation reaction product having an aromaticity of 2.5 to 5.5% according to the following formula 1:

[식 1] 방향족성(%)= 100*(B/A)[Equation 1] Aromaticity (%) = 100 * (B / A)

상기 식 1에서, A 및 B는 각각 상기 수소화 반응 생성물에 대한 H-NMR 측정값으로, A는 상기 수소화 반응 생성물에 포함된 전체 수소 원자의 개수이고, B는 상기 수소화 반응 생성물 중 방향족 작용기에 포함된 수소 원자의 개수이다.In Equation 1, A and B are H-NMR measurement values of the hydrogenation reaction product, respectively, A is the total number of hydrogen atoms included in the hydrogenation reaction product, and B is included in the aromatic functional group in the hydrogenation reaction product. is the number of hydrogen atoms present.

보다 구체적으로, 방향족성(Aromaticity)이 상기 범위로 제어된 수소화 반응 생성물을 수득하기 위하여, 반응기 내에서 수소화 촉매 존재 하에 프탈레이트 화합물을 수소와 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 중, 반응기 내부의 평균 온도를 125 내지 160 ℃의 범위 내로 제어함과 동시에, 최대-최소 온도 편차는 4.5 내지 9.0 ℃의 범위 내로 제어한다.More specifically, during the hydrogenation reaction of a phthalate compound comprising reacting a phthalate compound with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst in the reactor to obtain a hydrogenation product whose aromaticity is controlled within the above range, inside the reactor The average temperature of is controlled within the range of 125 to 160 ° C, and the maximum-minimum temperature deviation is controlled within the range of 4.5 to 9.0 ° C.

상기 일 구현예에 따라, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차가 각각 특정 범위를 만족하도록 조절함으로써, 방향족성(Aromaticity)이 2.5 내지 5.5 %로 제어된 수소화 반응 생성물을 수득할 수 있다. According to the above embodiment, the hydrogenation reaction product having aromaticity controlled to 2.5 to 5.5% by controlling the average temperature and the maximum-minimum temperature deviation inside the reactor during the hydrogenation reaction of the phthalate compound to satisfy a specific range, respectively. can be obtained.

방향족성(Aromaticity)이 상기 범위로 제어된 수소화 반응 생성물은, 점도, 표면 이행도, 휘발 감량 등의 물성을 두루 적정 범위로 발현하므로, 향상된 품질의 가소제로써 제공될 수 있다.Since the hydrogenation reaction product, whose aromaticity is controlled within the above range, exhibits physical properties such as viscosity, surface migration, and volatilization loss throughout an appropriate range, it can be provided as a plasticizer of improved quality.

도 1은 본 발명의 수소화 방법에 사용되는 수소화 반응 장치를 간략히 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing a hydrogenation reaction apparatus used in the hydrogenation method of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second to be used below may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 도면을 참조하여 상기 일 구현예의 프탈레이트 화합물의 수소화 방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for hydrogenating a phthalate compound according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은, 반응기 내에서 수소화 촉매 존재 하에 프탈레이트 화합물을 수소와 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for hydrogenating a phthalate compound comprising reacting the phthalate compound with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst in a reactor.

일반적으로, 수소화 촉매 존재 하에 프탈레이트 화합물을 수소와 반응시키면, 그 수소화 반응 생성물은, 출발 물질인 프탈레이트 화합물에 대비하여 방향족성(Aromaticity)이 감소된다.In general, when a phthalate compound is reacted with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst, the hydrogenation reaction product has reduced aromaticity compared to the phthalate compound as a starting material.

상기 수소화 반응 생성물의 방향족성이 감소할수록, 점도와 표면 이행도(migration)가 감소하는 반면, 휘발 감량(volatiles loss)은 증가하는 경향이 있다. 여기서 '휘발 감량'은, 화합물의 분자량, 분자 구조, 극성 등 여러 가지 요인들에 의한 영향을 받을 수 있다. As the aromaticity of the hydrogenation reaction product decreases, viscosity and surface migration decrease, while volatiles loss tends to increase. Here, the 'volatility loss' may be affected by various factors such as molecular weight, molecular structure, and polarity of the compound.

상기 수소화 반응 생성물의 점도와 표면 이행도가 감소할수록, 이를 가소제로써 적용한 수지 조성물의 분산성, 가공성 등을 개선하기에 유리할 수 있다. As the viscosity and surface migration of the hydrogenation reaction product decrease, it may be advantageous to improve dispersibility, processability, etc. of a resin composition to which it is applied as a plasticizer.

다만, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응에 따라 휘발 감량(volatiles loss)이 증가할 수 있는데, 휘발 감량이 높은 수소화 반응 생성물을 가소제로 사용하면 수지 조성물로부터 이탈되는 가소제의 양이 증가할 수 있다.However, volatilization loss may increase according to the hydrogenation reaction of the phthalate compound. When a hydrogenation reaction product having a high volatilization loss is used as a plasticizer, the amount of the plasticizer released from the resin composition may increase.

따라서, 상기 수소화 반응 생성물의 방향족성을 적정 범위로 제어하여 점도와 표면 이행도를 낮추면서도, 적정 범위의 휘발 감량을 구현할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to control the aromaticity of the hydrogenation reaction product within an appropriate range to reduce the viscosity and surface migration while reducing volatilization loss within an appropriate range.

본 발명의 일 구현예는, 위와 같은 필요에 따라 도출된 것으로, 방향족성(Aromaticity)이 2.5 내지 5.5 %인 수소화 반응 생성물을 수득하는 방법을 제공한다. 이 범위로 방향족성이 제어된 수소화 반응 생성물은, 점도, 표면 이행도, 휘발 감량 등의 물성을 두루 적정 범위로 발현하며, 향상된 품질의 가소제로써 제공될 수 있다.One embodiment of the present invention, which was derived in accordance with the above needs, provides a method for obtaining a hydrogenation product having an aromaticity of 2.5 to 5.5%. The hydrogenation reaction product whose aromaticity is controlled within this range expresses physical properties such as viscosity, surface migration, and volatilization loss throughout an appropriate range, and can be provided as a plasticizer of improved quality.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 상기 범위로 방향족성(Aromaticity)이 제어된 수소화 반응 생성물을 수득하기 위하여, 반응기 내에서 수소화 촉매 존재 하에 프탈레이트 화합물을 수소와 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 중, 반응기 내부의 평균 온도를 125 내지 160 ℃의 범위 내로 제어함과 동시에, 최대-최소 온도 편차는 4.5 내지 9.0 ℃의 범위 내로 제어한다.Specifically, in one embodiment of the present invention, a phthalate compound comprising the step of reacting a phthalate compound with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst in a reactor to obtain a hydrogenation product whose aromaticity is controlled within the above range. During the hydrogenation reaction, the average temperature inside the reactor is controlled within the range of 125 to 160 °C, and the maximum-minimum temperature deviation is controlled within the range of 4.5 to 9.0 °C.

실제로, 후술되는 실험예에서는, 프탈레이트 화합물의 반응 중 반응기 내부의 평균 온도를 125 내지 160 ℃의 범위 내로 제어함과 동시에, 최대-최소 온도 편차는 4.5 내지 9.0 ℃의 범위 내로 제어할 때; 평균 온도는 동일하지만 최대-최소 온도 편차는 상기 범위 상한을 초과하는 경우와 달리, 방향족성(Aromaticity)이 2.5 내지 5.5 %인 수소화 반응 생성물이 수득되며, 이 범위의 방향족성을 만족할 경우 점도, 표면 이행도 및 휘발 감량이 적정 범위 수준임을 확인하였다.In fact, in the experimental examples described later, when the average temperature inside the reactor during the reaction of the phthalate compound is controlled within the range of 125 to 160° C., and the maximum-minimum temperature deviation is controlled within the range of 4.5 to 9.0° C.; Unlike the case where the average temperature is the same but the maximum-minimum temperature deviation exceeds the upper limit of the above range, a hydrogenation reaction product having an aromaticity of 2.5 to 5.5% is obtained, and when the aromaticity within this range is satisfied, the viscosity, surface It was confirmed that the degree of implementation and loss of volatilization were within the appropriate range.

이는, 일반적인 수소화 반응과 대비하여, 반응기 내부의 평균 온도(T)가 동일할 때 최대-최소 온도 편차(Δt)를 더 낮춤으로써, 반응기 전 영역에서 균일한 반응이 일어나게끔 하여, 방향족성이 적정 범위로 제어된 생성물을 수득하는 방법에 해당된다. 여기서 온도 편차는 반응기 내 최대 온도와 최소 온도 간 차이를 의미하는 것으로서, 반응기의 높이에 따라 설치된 다수의 온도 센서로부터 측정될 수 있다.Compared to a general hydrogenation reaction, this lowers the maximum-minimum temperature difference (Δt) when the average temperature (T) inside the reactor is the same, so that a uniform reaction occurs in the entire reactor area, so that the aromaticity is appropriate. It corresponds to a method for obtaining a product with a controlled range. Here, the temperature deviation means the difference between the maximum temperature and the minimum temperature in the reactor, and can be measured from a plurality of temperature sensors installed according to the height of the reactor.

상기 일 구현예에 따라 수득되는 생성물의 방향족성은, 상기 제시된 범위 내에서 반응기 내부의 평균 온도, 최대-최소 온도 편차, 또는 이들 둘 모두를 변화시킴으로써 조절 가능한 인자이다.The aromaticity of the product obtained according to the above embodiment is a factor controllable by changing the average temperature inside the reactor, the maximum-minimum temperature deviation, or both within the ranges given above.

예컨대, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도를 125 ℃ 이상, 126 ℃ 이상, 127 ℃ 이상, 128 ℃ 이상, 129 ℃ 이상, 또는 130 ℃ 이상으로 하면서, 160 ℃ 이하, 159 ℃ 이하, 158 ℃ 이하, 157 ℃ 이하, 156 ℃ 이하, 또는 155 ℃ 이하로 할 수 있다.For example, while the average temperature inside the reactor during the hydrogenation reaction is 125 ° C or higher, 126 ° C or higher, 127 ° C or higher, 128 ° C or higher, 129 ° C or higher, or 130 ° C or higher, 160 ° C or lower, 159 ° C or lower, 158 ° C or lower, It can be 157°C or less, 156°C or less, or 155°C or less.

또한, 수소화 반응 중 반응기 내부의 최대-최소 온도 편차를 4.5 ℃ 이상, 4.6 ℃ 이상, 4.7 ℃ 이상, 4.8 ℃ 이상, 4.9 ℃ 이상, 5.0 ℃ 이상, 또는 5.1 ℃ 이상으로 하면서, 9.0 ℃ 이하, 8.9 ℃ 이하, 8.8 ℃ 이하, 8.7 ℃ 이하, 8.6 ℃ 이하, 8.5 ℃ 이하, 8.4 ℃ 이하, 8.3 ℃ 이하, 8.2 ℃ 이하, 8.1 ℃ 이하, 8.0 ℃ 이하, 또는 7.9 ℃ 이하로 할 수 있다.In addition, while the maximum-minimum temperature deviation inside the reactor during the hydrogenation reaction is 4.5 ° C or more, 4.6 ° C or more, 4.7 ° C or more, 4.8 ° C or more, 4.9 ° C or more, 5.0 ° C or more, or 5.1 ° C or more, 9.0 ° C or less, 8.9 ° C or more °C or less, 8.8 °C or less, 8.7 °C or less, 8.6 °C or less, 8.5 °C or less, 8.4 °C or less, 8.3 °C or less, 8.2 °C or less, 8.1 °C or less, 8.0 °C or less, or 7.9 °C or less.

상기 각 예시된 범위 내에서 반응기 내부의 평균 온도, 최대-최소 온도 편차, 또는 이들 둘 모두를 변화시킴으로써, 수득되는 생성물의 방향족성을 2.5 % 이상, 2.6 % 이상, 2.7 % 이상, 2.8 % 이상, 2.9 % 이상, 또는 3.0 % 이상이면서 5.5 % 이하, 5.4 % 이하, 5.3 % 이하, 5.2 % 이하, 5.1 % 이하, 또는 5.1 % 이하인 범위 내로 조절 가능하다.By changing the average temperature inside the reactor, the maximum-minimum temperature deviation, or both within each of the above exemplified ranges, the aromaticity of the obtained product is 2.5% or more, 2.6% or more, 2.7% or more, 2.8% or more, 2.9% or more, or 3.0% or more, and can be adjusted within the range of 5.5% or less, 5.4% or less, 5.3% or less, 5.2% or less, 5.1% or less, or 5.1% or less.

보다 구체적으로, 상기 각 예시된 범위 내에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도를 높이면서 최대-최소 온도 편차를 높일수록, 수득되는 생성물의 방향족성이 감소하고, 방향족성이 감소된 만큼 초기 점도 및 표면 이행도가 감소하며, 휘발 감량(volatiles loss)은 증가할 수 있다.More specifically, within each of the above exemplified ranges, as the maximum-minimum temperature deviation increases while increasing the average temperature inside the reactor during the hydrogenation reaction, the aromaticity of the obtained product decreases, and the initial viscosity as much as the aromaticity decreases and surface migration is reduced, and volatiles loss may be increased.

이와 관련하여, 점도, 표면 이행도, 휘발 감량 등 물성 목표치를 고려하여, 생성물의 방향족성을 설계하고, 그에 맞춰 상기 각 예시된 범위 공정 조건(즉, 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차)을 조절할 수 있을 것이다.In this regard, the aromaticity of the product is designed in consideration of physical property targets such as viscosity, surface migration, and volatilization loss, and process conditions in each of the above exemplified ranges accordingly (i.e., average temperature inside the reactor and maximum-minimum temperature deviation) ) can be adjusted.

한편, 상기 수소화 반응 시 반응기 내의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차를 보다 민감하게 조절하여 하기 식 2의 관계를 만족하게끔 할 때, 원하는 범위의 생성물의 방향족성 및 이에 따른 물성을 가지는 생성물을 수득하기에 더욱 유리할 수 있다:On the other hand, when the average temperature and maximum-minimum temperature deviation in the reactor are more sensitively adjusted during the hydrogenation reaction to satisfy the relationship of Equation 2 below, to obtain a product having aromaticity of the product within the desired range and physical properties accordingly It may be more advantageous to:

[식 2] 0.13*T-12.3 ≤ Δt ≤ 0.13*T-10.3[Equation 2] 0.13*T-12.3 ≤ Δt ≤ 0.13*T-10.3

상기 식 2에서, T는 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도(℃)이고; Δt는 상기 반응 중 반응기 내부의 최대 온도 및 최소 온도의 편차(℃)이다.In Equation 2, T is the average temperature inside the reactor (° C.) during the reaction; Δt is the difference (° C.) between the maximum temperature and the minimum temperature inside the reactor during the reaction.

상기 식 2의 관계를 만족시키기 위해, 수소화 반응 중 반응기의 단위 길이(m) 당 온도 편차가 3 ℃이하, 예컨대 2 ℃이하로 유지되도록 반응기를 제어함으로써, 국부적인 발열을 회피할 수 있도록 운전할 수 있다. 상기 반응기의 단위 길이 당 온도 편차 값은 낮을수록 좋으므로 그 하한값은 제한되지 않으나, 일례로 1 ℃이상일 수 있으며, 바람직하게는 0 ℃일 수 있다. 이러한 온도 편차는 반응기의 높이에 따라 설치된 다수의 온도 센서로부터 측정될 수 있다.In order to satisfy the relationship of Equation 2, the reactor can be operated to avoid local heat generation by controlling the temperature deviation per unit length (m) of the reactor during the hydrogenation reaction to be maintained at 3 ° C or less, for example, 2 ° C or less. there is. Since the lower the temperature deviation value per unit length of the reactor, the better, the lower limit is not limited, but may be, for example, 1 ° C. or more, and preferably 0 ° C. This temperature deviation can be measured from a number of temperature sensors installed along the height of the reactor.

또한, 상기 수소화 반응 중 촉매가 충진된 반응기의 실제 반응 부피(m3) 당 최대 반응량을 20 kmol/h 이하, 예컨대 15 kmol/hr 이하로 유지되도록 함으로써, 반응기 내 국부적인 발열이 발생하지 않도록 할 수 있다. 여기서, 반응량은 반응기 높이에 따른 생성물을 각각 샘플링 하여 농도 변화 값을 통해 계산할 수 있다.In addition, during the hydrogenation reaction, the maximum reaction amount per actual reaction volume (m 3 ) of the reactor filled with the catalyst is maintained at 20 kmol/h or less, for example, 15 kmol/hr or less, so as not to generate local heat in the reactor. can do. Here, the amount of reaction can be calculated through the concentration change value by sampling each product according to the height of the reactor.

이와 같이 반응기 내 반응량을 조절하기 위해서는, 상술한 바와 같이 반응물의 유량이나 농도를 조절하거나, 또는 이를 위하여 반응물과 함께 불활성 기체 (Inert Gas) 또는 불활성 액체(Inert Liquid) 를 첨가하고, 그 양을 조절하는 방법 등이 사용될 수 있다.In order to adjust the reaction amount in the reactor, as described above, the flow rate or concentration of the reactants is adjusted, or for this purpose, an inert gas or an inert liquid is added together with the reactants, and the amount is adjusted. A method of adjusting and the like may be used.

예컨대, 상기 반응기에 투입되는 프탈레이트 화합물의 질량 유량, 즉, 촉매가 충진된 반응기의 단위 면적(m2)당 유량(mass flux)은 10,000 내지 15,000 kg*hr-1*m-2 일 수 있고, 구체적으로 10,000 내지 13,000 kg*hr-1*m-2 일 수 있다. For example, the mass flow rate of the phthalate compound introduced into the reactor, that is, the flow rate per unit area (m 2 ) of the reactor filled with the catalyst (mass flux) may be 10,000 to 15,000 kg*hr -1 *m -2 , Specifically, it may be 10,000 to 13,000 kg*hr -1 *m -2 .

만일 프탈레이트 화합물의 질량 유량이 단위 면적(m2)당 10,000 kg*hr-1*m-2 미만이면 원료 투입량이 충분치 않아 생산성이 저하되는 문제가 발생하며, 15,000 kg*hr-1*m-2 를 초과하면 일시에 반응기에 투입되는 액상 원료의 양이 지나치게 많아져 촉매 표면에 액상 원료의 막 두께가 증가하게 되고, 이에 따라 수소의 침투가 어려워져 수소 첨가 반응이 일어나기 어렵게 되며, 부반응이 증가하고, 국부적인 발열이 일어나 반응기 온도 편차가 심화되는 문제가 발생한다.If the mass flow rate of the phthalate compound is less than 10,000 kg*hr -1 *m -2 per unit area (m 2 ), the input amount of the raw material is not sufficient, resulting in a decrease in productivity, and 15,000 kg*hr -1 *m -2 If it exceeds, the amount of liquid raw material injected into the reactor at once becomes too large, and the film thickness of the liquid raw material on the surface of the catalyst increases, and accordingly, hydrogen penetration becomes difficult, making it difficult for hydrogenation to occur, and side reactions increase. , local heat generation occurs, causing a problem in that the temperature deviation of the reactor intensifies.

한편, 부반응을 최소화 하고, 반응 물질 간 비율을 최적화하여 공정 생산성을 향상시키기 위하여, 반응기에 투입되는 수소의 양은 프탈레이트 화합물 1몰에 대하여 3 몰 이상, 또는 4 몰 이상이면서, 300 몰 이하, 또는 100몰 이하, 또는 50 몰 이하, 또는 30 몰 이하일 수 있다. Meanwhile, in order to minimize side reactions and improve process productivity by optimizing the ratio between reactants, the amount of hydrogen introduced into the reactor is 3 moles or more, or 4 moles or more, and 300 moles or less, or 100 moles or less, based on 1 mole of the phthalate compound. may be up to 50 moles, or up to 50 moles, or up to 30 moles.

수소의 양이 프탈레이트 화합물 1 몰에 대하여 3 몰 미만으로 너무 적으면 반응 전환율이 낮아져 95 % 이상의 전환율을 얻을 수가 없고, 300 몰을 초과하여 너무 많으면 수소에 의해 액상 원료의 액적들의 반응기 내 체류시간이 짧아져서 전환율이 낮아지거나, 혹은 부생성물이 증가하거나, 촉매 수명이 급격히 낮아 질 수가 있다. 이러한 관점에서, 상기 수소의 양은 상술한 범위로 제어할 수 있다.If the amount of hydrogen is too small, less than 3 moles relative to 1 mole of the phthalate compound, the conversion rate of the reaction is low and a conversion rate of 95% or more cannot be obtained. It may be shortened, resulting in a lower conversion rate, an increase in by-products, or a rapid decrease in catalyst life. From this point of view, the amount of hydrogen can be controlled within the above range.

이 외, 상기 반응기 내 온도 편차 및 반응량을 제어하기 위한 방법으로, 상기 반응기 내부 또는 외부에 냉매가 순환되는 냉각부재를 설치하여 반응열을 분산시키는 방법을 사용할 수 있다. In addition, as a method for controlling the temperature deviation and reaction amount in the reactor, a method of dispersing reaction heat by installing a cooling member through which a refrigerant circulates inside or outside the reactor may be used.

이때, 상기 냉매로는 냉각수, 메탄계 냉매, 불소로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 저급 알칸과 에테르의 혼합 냉매 등, 당 업계에 공지된 냉매가 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 냉각부재의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 열 교환기, 쿨링 자켓 등 간접 냉각 방식과, 불활성 기체, 불활성 액체 등 직접 냉각 방식이 사용될 수 있다.At this time, as the refrigerant, a refrigerant known in the art may be used without limitation, such as cooling water, a methane-based refrigerant, a mixed refrigerant of ether and a lower alkane having 1 to 5 carbon atoms substituted or unsubstituted with fluorine. The type of the cooling member is not particularly limited, but an indirect cooling method such as a heat exchanger or a cooling jacket or a direct cooling method such as an inert gas or an inert liquid may be used.

이처럼 반응기 내 온도 편차를 제어하여 수소화 반응을 수행할 경우, 반응기 내에서 균일하게 반응이 일어나게 되어 수소화 반응 생성물의 방향족성이 제어될 뿐만 아니라, 반응기 상/하부 촉매에 골고루 부하가 일어나므로 촉매 수명이 향상될 수 있다. In this way, when the hydrogenation reaction is performed by controlling the temperature deviation in the reactor, the reaction occurs uniformly in the reactor, which not only controls the aromaticity of the hydrogenation product, but also increases the catalyst lifespan because the catalysts above and below the reactor are evenly loaded. can be improved

상기 수소화 반응 대상물은 프탈레이트 화합물이며, 수소화 반응(hydrogenation)에 의해 상기 프탈레이트 화합물의 벤젠 고리에 수소가 첨가되어 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환되는 반응이다.The subject of the hydrogenation reaction is a phthalate compound, and hydrogen is added to the benzene ring of the phthalate compound by hydrogenation to convert it into a cyclohexane dicarboxylate compound corresponding thereto.

상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트(phthalate), 테레프탈레이트(terephthalate), 이소프탈레이트(isophthalate) 및 이에 상응하는 카르복실산 화합물(carboxylic acid) 중 선택되는 1종 이상일 수 있다. The phthalate compound may be at least one selected from phthalate, terephthalate, isophthalate, and a carboxylic acid corresponding thereto.

먼저, 상기 프탈레이트 화합물은 하기와 같은 화학식 1로 표시될 수 있다. First, the phthalate compound may be represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019095775973-pat00001
Figure 112019095775973-pat00001

상기 화학식 1에서, R1 및 R1'는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.In Formula 1, R1 and R1' are each independently different from or the same, and contain hydrogen, 1 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, and still more preferably 5 to 10 carbon atoms. is a straight-chain or branched-chain alkyl group of

상기 프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 프탈레이트(DBP; dibutyl phthalate), 디헥실 프탈레이트(DHP; dihexyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(DOP; dioctyl phthalate), 디-n-옥틸 프탈레이트(DnOP; di-n-octyl phthalate), 디이소노닐 프탈레이트(diisononyl phthalate), 또는 디이소데실 프탈레이트(DIDP; diisodecyl phthalate) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Specific examples of the phthalate compound include dibutyl phthalate (DBP), dihexyl phthalate (DHP), dioctyl phthalate (DOP), di-n-octyl phthalate (DnOP; di-n- octyl phthalate), diisononyl phthalate, or diisodecyl phthalate (DIDP; diisodecyl phthalate), but is not limited thereto. These compounds may be used alone or in combination.

상기 테레프탈레이트 화합물은 하기와 같은 화학식 2로 표시될 수 있다. The terephthalate compound may be represented by Chemical Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112019095775973-pat00002
Figure 112019095775973-pat00002

상기 화학식 2에서, R2 및 R2'는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.In Formula 2, R2 and R2' are each independently different from or the same, and contain hydrogen, 1 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, and still more preferably 5 to 10 carbon atoms. is a straight-chain or branched-chain alkyl group of

상기 테레프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 테레프탈레이트(DBTP; dibutyl terephthalate), 디옥틸 테레프탈레이트(DOTP; dioctyl terephthalate), 디이소노닐 테레프탈레이트(DINTP; diisononyl terephthalate), 또는 디이소데실 테레프탈레이트(DIDTP; diisodecyl terephthalate) 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Specific examples of the terephthalate compound include dibutyl terephthalate (DBTP), dioctyl terephthalate (DOTP), diisononyl terephthalate (DINTP), or diisodecyl terephthalate (DIDTP). ; diisodecyl terephthalate), but is not limited thereto. These compounds may be used alone or in combination.

상기 이소프탈레이트 화합물은 하기와 같은 화학식 3로 표시될 수 있다. The isophthalate compound may be represented by Chemical Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019095775973-pat00003
Figure 112019095775973-pat00003

상기 화학식 3에서, R3 및 R3'는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.In Formula 3, R3 and R3' are each independently different from or the same, and contain hydrogen, 1 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, and still more preferably 5 to 10 carbon atoms. is a straight-chain or branched-chain alkyl group of

상기 이소프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 이소프탈레이트(DBIP; dibutyl isophthalalate), 디옥틸 이소프탈레이트(DOIP; dioctyl isophthalate), 디이소노닐 이소프탈레이트(DINIP; diisononyl isophthalate), 또는 디이소데실 이소프탈레이트(DIDIP; diisodecyl isophthalate) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Specific examples of the isophthalate compound include dibutyl isophthalate (DBIP), dioctyl isophthalate (DOIP), diisononyl isophthalate (DINIP), or diisodecyl isophthalate (DIDIP). ; diisodecyl isophthalate) and the like, but is not limited thereto. These compounds may be used alone or in combination.

바람직하게는, 상기 프탈레이트 화합물로 디옥틸 테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)를 사용할 수 있다.Preferably, dioctyl terephthalate (DOTP) may be used as the phthalate compound.

상기 프탈레이트 화합물의 순도는 약 99% 이상, 바람직하게는 약 99.5% 이상, 보다 바람직하게는 약 98% 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상업적으로 이용 가능한 모든 품질 및 순도의 프탈레이트 화합물을 사용할 수 있다.The purity of the phthalate compound may be about 99% or more, preferably about 99.5% or more, and more preferably about 98% or more, but is not limited thereto, and commercially available phthalate compounds of any quality and purity may be used. .

프탈레이트 화합물의 수소화 공정은 액체상 또는 기체상에서 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물은 액체 상태로, 수소는 기체 상태로 수소화 반응이 진행될 수 있다. The hydrogenation process of phthalate compounds can be carried out in liquid phase or gas phase. According to one embodiment of the present invention, the hydrogenation reaction may proceed with the phthalate compound in a liquid state and the hydrogen in a gaseous state.

상기 반응기에 투입되는 기상 원료 및 액상 원료의 온도 및 압력 조건은 특별히 제한되는 것은 아니나, 기상 원료는 약 100 내지 약 200 bar, 바람직하게는 약 130 내지 약 160 bar의 압력 및 약 100 내지 약 200 ℃, 바람직하게는 약 130 내지 약 180 ℃의 범위가 되도록 조절할 수 있으며, 액상 원료는 약 100 내지 약 200 bar, 바람직하게는 약 130 내지 약 160 bar의 압력 및 약 100 내지 약 200 ℃, 바람직하게는 약 130 내지 약 180 ℃의 범위가 되도록 조절할 수 있다.The temperature and pressure conditions of the gaseous raw material and liquid raw material introduced into the reactor are not particularly limited, but the gaseous raw material is at a pressure of about 100 to about 200 bar, preferably about 130 to about 160 bar and about 100 to about 200 ° C. , Preferably it can be adjusted to be in the range of about 130 to about 180 ℃, the liquid raw material is about 100 to about 200 bar, preferably about 130 to about 160 bar pressure and about 100 to about 200 ℃, preferably It can be adjusted to be in the range of about 130 to about 180 °C.

이와 관련하여, 상기 반응 전 액상의 프탈레이트 화합물을 승압 및 승온하는 단계;를 더 포함하여, 상기 승압 및 승온된 액상의 프탈레이트 화합물 및 기상의 수소를 상기 수소화 촉매가 충진된 반응기에 공급하고, 상기 반응기 내에서 상기 수소화 촉매 하에 상기 승압 및 승온된 액상의 프탈레이트 화합물 및 기상의 수소를 반응시킬 수 있다. 물론 여기서 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차는 전술한 바와 같이 조절되어야 한다.In this regard, the step of increasing the pressure and temperature of the liquid phthalate compound before the reaction; further comprising supplying the increased pressure and temperature of the liquid phthalate compound and gaseous hydrogen to the reactor filled with the hydrogenation catalyst, and the reactor It is possible to react the liquid phthalate compound and gaseous hydrogen under the hydrogenation catalyst in the elevated pressure and temperature. Of course, the average temperature and the maximum-minimum temperature deviation inside the reactor must be controlled as described above.

상기 수소화 촉매는 활성 성분으로써 전이금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The hydrogenation catalyst may include a transition metal as an active component, preferably at least one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), palladium (Pd), rhodium (Rh), and platinum (Pt). there is.

이러한 수소화 촉매는 담체에 담지시켜 사용할 수 있으며, 이때 담체로는 당 업계에 알려져 있는 담체가 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 지르코니아(ZrO2), 타이타니아(TiO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 등의 담체가 사용될 수 있다.Such a hydrogenation catalyst may be used by being supported on a carrier, and at this time, a carrier known in the art may be used without limitation as the carrier. Specifically, carriers such as zirconia (ZrO 2 ), titania (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and silica (SiO 2 ) may be used.

상기 수소화 촉매가 담체에 담지된 경우, 수소화 촉매의 활성 성분의 양은 담체 100 중량부에 대하여 3 중량부 이하인 것이 바람직하며, 2 중량부 이하, 또는 1 중량부 이하이면서, 0.1 중량부 이상, 또는 0.3 중량부 이상일 수 있다. 만일 수소화 촉매의 양이 담체 100 중량부에 대해 3 중량부를 초과하면, 촉매 표면에서 반응이 급격하게 진행되며, 이 과정에서 부반응 또한 증가하여 부생성물량이 급증하는 문제가 발생할 수 있고, 0.1 중량부 미만이면 촉매량이 부족하여 수소화 반응의 수율이 떨어질 수 있으므로 상기 범위가 바람직하다.When the hydrogenation catalyst is supported on a carrier, the amount of the active ingredient of the hydrogenation catalyst is preferably 3 parts by weight or less, 2 parts by weight or less, or 1 part by weight or less, and 0.1 parts by weight or more, or 0.3 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the carrier. It may be more than one part by weight. If the amount of the hydrogenation catalyst exceeds 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carrier, the reaction proceeds rapidly on the surface of the catalyst, and in this process, side reactions also increase, resulting in a rapid increase in the amount of by-products. If it is less than the above range, the yield of the hydrogenation reaction may decrease due to insufficient catalyst amount, so the above range is preferable.

본 발명에서 수소화 반응 조건은 특별히 제한되는 것은 아니나, 일례로 반응압력은 50 bar 이상, 또는 100 bar 이상, 또는 130 bar 이상이면서, 220 bar 이하, 또는 200 bar이하, 또는 180 bar 이하일 수 있다. 만일 반응압력이 50 bar 미만이면 반응이 잘 일어나지 않아, 과도한 양의 촉매가 소모되고, 체류시간이 너무 길이져서 부생성물이 증가하는 등의 여러 가지 문제가 있을 수 있고, 200 bar를 초과하면 공정 운전 시 과도한 전력 등의 에너지가 필요로 하며, 또한 반응기 등의 설비 제작비용이 크게 증가하는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위가 바람직하다.In the present invention, the hydrogenation reaction conditions are not particularly limited, but for example, the reaction pressure may be 50 bar or more, or 100 bar or more, or 130 bar or more, and 220 bar or less, or 200 bar or less, or 180 bar or less. If the reaction pressure is less than 50 bar, the reaction does not occur well, and there may be various problems such as consumption of an excessive amount of catalyst and increase of by-products due to the residence time being too long. The above range is preferable because energy such as excessive electric power is required and the manufacturing cost of equipment such as a reactor may greatly increase.

이러한 수소화 반응에 의해, 상기 프탈레이트 화합물의 방향족 고리가 수소화되어 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환된다.By this hydrogenation reaction, the aromatic ring of the phthalate compound is hydrogenated and converted into the corresponding cyclohexane dicarboxylate compound.

반응이 종료된 후, 생성된 액상의 수소화 반응 생성물과, 미반응된 기상의 원료를 분리한다. 상기 분리된 기상의 원료는 수소화 공정으로 재순환 될 수 있다. 또한, 회수된 수소화 반응 생성물은 감압 및 냉각 과정을 거쳐 최종적으로 분리할 수 있다.After the reaction is completed, the resulting liquid hydrogenation reaction product and the unreacted gaseous raw material are separated. The separated gaseous raw material may be recycled to the hydrogenation process. In addition, the recovered hydrogenation reaction product can be finally separated through a process of reducing pressure and cooling.

도 1은 본 발명의 수소화 방법에 사용되는 수소화 반응 장치를 예시한 도면이다. 도 1에 따르면, 상기 수소화 반응 장치는 열 교환기(a, b), 반응기(c) 및 기상-액상 분리기(d) 등으로 이루어질 수 있다. 1 is a diagram illustrating a hydrogenation reaction apparatus used in the hydrogenation method of the present invention. According to FIG. 1, the hydrogenation reaction device may include heat exchangers (a, b), a reactor (c), and a gas-liquid phase separator (d).

상기 열 교환기(a, b)는 기상 원료(1) 및 액상 원료(3)를 반응기(c)에 투입하기 전 승온시키는 역할을 하는 것으로서, 필요에 따라 생략 가능하다. The heat exchangers (a, b) serve to increase the temperature of the gaseous raw material 1 and the liquid raw material 3 before being introduced into the reactor (c), and may be omitted if necessary.

기상 원료(2) 및 액상 원료(4)는 내부에 수소화 촉매가 충진된 관 형태의 반응기(c)로 투입되어, 수소화 반응이 진행된다. 상기 반응기는 반응열을 제어하기 위하여 제열용 외부 자켓을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 기상 원료(2)는 반응기의 상부 또는 하부에서 공급될 수 있으며, 액상 원료(4)는 반응기의 상부에서 공급될 수 있다. The gaseous raw material 2 and the liquid raw material 4 are introduced into a tubular reactor c filled with a hydrogenation catalyst, and a hydrogenation reaction proceeds. The reactor may further include an outer jacket for heat removal in order to control reaction heat. At this time, the gaseous raw material 2 may be supplied from the top or bottom of the reactor, and the liquid raw material 4 may be supplied from the top of the reactor.

프탈레이트 화합물의 수소화 반응은 기상의 반응원료와 액상의 반응원료가 고상의 촉매 표면에서 반응을 일으키기 때문에 액상의 고상의 촉매 표면에 필름을 형성할 수 있는 정도의 유량을 흘려주어야 한다. 때문에 액상원료를 상단에서 중력에 의해 조금씩 흘려주는 방식의 운전형태가 적절하다. 반면 하단부로 액상을 투입 시 고상의 촉매가 액상의 반응물에 의해 잠기기 때문에 기상의 반응물이 고상의 촉매에 침투하기 어려워져 적절하지 못할 수 있다. In the hydrogenation reaction of the phthalate compound, since gaseous reaction raw materials and liquid reaction raw materials react on the surface of the solid catalyst, a flow rate sufficient to form a film on the surface of the solid catalyst in the liquid phase must flow. Therefore, it is appropriate to operate in a way in which liquid raw materials are gradually shed by gravity from the top. On the other hand, when the liquid phase is introduced into the lower part, since the solid phase catalyst is submerged by the liquid phase reactant, it is difficult for the gas phase reactant to penetrate the solid phase catalyst, which may not be appropriate.

상기 반응기(c)로부터 나온 반응 혼합물(5)는 기상-액상 분리기(d)로 전달되며, 여기서 액상의 반응 생성물(7)과 기상의 미반응물(6)이 분리된다. 분리된 반응 생성물(7)은 회수되어 추가의 정제 작업을 거칠 수 있으며, 기상의 미반응물(6)은 배출 또는 재사용을 위하여 순환된다. The reaction mixture (5) from the reactor (c) is passed to a gas-liquid separator (d), where a liquid reaction product (7) and a gaseous unreacted material (6) are separated. The separated reaction product 7 can be recovered and subjected to additional purification, and the gaseous unreacted material 6 is recycled for discharge or reuse.

단, 상기 도 1에서 각 장치의 위치는 변경 가능하며 필요에 따라 도 1에 도시되지 않은 다른 장치도 포함 가능하므로, 본 발명의 수소화 방법이 도 1에 도시한 장치 및 공정 순서로 한정되는 것은 아니다.However, since the location of each device in FIG. 1 can be changed and other devices not shown in FIG. 1 can be included as needed, the hydrogenation method of the present invention is not limited to the devices and process sequences shown in FIG. .

상기 일 구현예의 수소화 방법에 따라 방향족성이 제어된 생성물은 점도 및 표면이동도가 낮고, 장기간 사용에도 제품 표면으로의 침출 발생이 비교적 적어 플라스틱 가소제로서 우수한 특성을 나타낸다.The product whose aromaticity is controlled according to the hydrogenation method of the embodiment has low viscosity and surface mobility, and relatively little leaching to the product surface even after long-term use, and thus exhibits excellent properties as a plastic plasticizer.

이와 같이 제조된 수소화된 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물은 가소제로서 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물을 포함하는 가소제는 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 실리콘, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 공중합체 중에서 선택된 수지의 가소제로서 적합하게 사용될 수 있다.The hydrogenated phthalate or terephthalate compound prepared in this way can be usefully used as a plasticizer. Specifically, the plasticizer containing the phthalate or terephthalate compound may be suitably used as a plasticizer for a resin selected from polystyrene, polyurethane, polybutadiene, silicone, thermoplastic elastomer, or copolymers thereof.

상기 수지를 포함하는 수지 조성물은 다양한 제품에 사용될 수 있다. 예컨대, 안정제, 도료, 잉크, 액상 발포제(Masterbatch 류), 접착제 등의 제품에 사용될 수 있다. 또한, 식품 포장용 필름(예를 들어, 랩), 공업용 필름, 컴파운드, 데코시트, 데코타일, 연질시트, 경질시트, 전선 및 케이블, 벽지, 발포매트, 레자, 바닥재, 타포린, 장갑, 실란트, 냉장고 등의 가스켓, 호스, 의료기기, 지오그리드, 메쉬타포린, 완구용품, 문구용품, 절연테이프, 의류 코팅제, 의류 또는 문구용 등으로 사용되는 PVC 라벨, 병마개 라이너, 공업용 또는 기타 용도의 마개, 인조 미끼, 전자기기 내 부품(예를 들어, sleeve), 자동차 내장재, 접착제, 코팅제 등의 제조에 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A resin composition containing the resin may be used in a variety of products. For example, it can be used for products such as stabilizers, paints, inks, liquid foaming agents (Masterbatch type), adhesives, and the like. In addition, food packaging film (eg, wrap), industrial film, compound, decorative sheet, decorative tile, soft sheet, hard sheet, wire and cable, wallpaper, foam mat, leather, flooring, tarpaulin, gloves, sealant, refrigerator Gaskets, hoses, medical devices, geogrids, mesh tarpaulins, toys, stationery, insulation tapes, clothing coatings, PVC labels used for clothing or stationery, bottle cap liners, stoppers for industrial or other purposes, artificial baits, It may be used in the manufacture of electronic device parts (eg, sleeves), automobile interior materials, adhesives, coatings, etc., but is not limited thereto.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, these embodiments are only presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not determined thereby.

<실시예><Example>

실시예 1Example 1

순도 99 %인 디옥틸 테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)를 반응기에 주입하여, 반응 압력 150 bar에서 수소화 반응을 수행하였다. Dioctyl terephthalate (DOTP) having a purity of 99% was injected into the reactor, and a hydrogenation reaction was performed at a reaction pressure of 150 bar.

DOTP의 단위 면적(m2) 당 질량 유량은 12,000 kg*hr-1*m-2, 수소의 양은 수소/DOTP 몰 비가 6 몰 비로 투입되었다. The mass flow rate per unit area (m 2 ) of DOTP was 12,000 kg*hr -1 *m -2 , and the amount of hydrogen was added at a hydrogen/DOTP molar ratio of 6.

상기 반응기는 단일관 형태로, 관 내 촉매가 채워져 있는 부분의 길이는 총 2.0 m 이었으며, 반응기 외부 자켓에 냉각 유체(Therminol 55)를 흘려주어 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 155 ℃ 이되, 최대-최소 온도 편차는 7.9 ℃를 만족하도록 제어하였다. 또한, 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량을 20 kmol/h 이하로 하였다.The reactor was in the form of a single tube, and the length of the part filled with the catalyst in the tube was 2.0 m in total, and the average temperature inside the reactor during the reaction was 155 ° C. The minimum temperature deviation was controlled to satisfy 7.9 °C. In addition, the reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction was 20 kmol/h or less.

반응기에 사용된 촉매는 루테늄(Ru) 촉매이며, 알루미나(Al2O3) 담체 100 중량부 대비 루테늄 함량이 0.5 중량부로 제조된 촉매로, 실린더형으로 직경 3 mm, 높이 3 mm의 사이즈를 사용하였다.The catalyst used in the reactor is a ruthenium (Ru) catalyst, and the ruthenium content is 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of an alumina (Al 2 O 3 ) carrier. It is a cylindrical shape with a diameter of 3 mm and a height of 3 mm. did

참고로, 실시예 1을 비롯하여, 이하의 실시예 2 및 3, 비교예 1 내지 9의 각 반응 중 반응기 평균 온도와 최대-최소 온도 편차를 하기 표 1에 기록하고, 각각의 조건이 식 2를 만족하는지 평가하였다.For reference, the reactor average temperature and maximum-minimum temperature deviation among each reaction of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 9 below, including Example 1, are recorded in Table 1 below, and each condition corresponds to Equation 2 Satisfaction was evaluated.

실시예 2Example 2

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 140 ℃, 최대-최소 온도 편차는 6.4 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, the average temperature inside the reactor during the hydrogenation reaction was changed to 140 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 6.4 °C, and the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as the rest.

실시예 3Example 3

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 130 ℃, 최대-최소 온도 편차는 5.1 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, during the hydrogenation reaction, the average temperature inside the reactor was changed to 130 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 5.1 °C, and the rest of the hydrogenation reactions were carried out in the same manner.

비교예 1Comparative Example 1

순도 99 %인 디옥틸 테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)를 수소화하지 않고, 비교예 1로 사용하였다.Dioctyl terephthalate (DOTP) having a purity of 99% was used as Comparative Example 1 without hydrogenation.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 100 ℃, 최대-최소 온도 편차는 1.8 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, during the hydrogenation reaction, the average temperature inside the reactor was changed to 100 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 1.8 °C, and the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as the rest.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 110 ℃, 최대-최소 온도 편차는 2.8 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, during the hydrogenation reaction, the average temperature inside the reactor was changed to 110 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 2.8 °C, and the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as the rest.

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 120 ℃, 최대-최소 온도 편차는 3.9 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, during the hydrogenation reaction, the average temperature inside the reactor was changed to 120 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 3.9 °C, and the rest of the hydrogenation reactions were carried out in the same manner.

비교예 5Comparative Example 5

실시예 1에서, 수소화 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 180 ℃, 최대-최소 온도 편차는 13 ℃로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, the average temperature inside the reactor during the hydrogenation reaction was changed to 180 °C and the maximum-minimum temperature deviation was changed to 13 °C, and the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as the rest.

비교예 6Comparative Example 6

실시예 1에서, DOTP의 단위 면적(m2) 당 질량 유량은 20,000 kg*hr-1*m-2로 하고, 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 140 ℃, 최대-최소 온도 편차는 10.6 ℃, 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량을 30 kmol/h 이하로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, the mass flow rate per unit area (m 2 ) of DOTP was 20,000 kg*hr -1 *m -2 , the average temperature inside the reactor during the reaction was 140 °C, and the maximum-minimum temperature deviation was 10.6 °C. , The reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction was changed to 30 kmol/h or less, and the hydrogenation reaction was performed in the same manner as the rest.

비교예 7Comparative Example 7

실시예 1에서, DOTP의 단위 면적(m2) 당 질량 유량은 20,000 kg*hr-1*m-2로 하고, 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 155 ℃, 최대-최소 온도 편차는 13.1 ℃, 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량을 30 kmol/h 이하로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, the mass flow rate per unit area (m 2 ) of DOTP was 20,000 kg*hr -1 *m -2 , the average temperature inside the reactor during the reaction was 155 °C, and the maximum-minimum temperature deviation was 13.1 °C. , The reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction was changed to 30 kmol/h or less, and the hydrogenation reaction was performed in the same manner as the rest.

비교예 8Comparative Example 8

실시예 1에서, DOTP의 단위 면적(m2) 당 질량 유량은 20,000 kg*hr-1*m-2로 하고, 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 165 ℃, 최대-최소 온도 편차는 14.3 ℃, 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량을 30 kmol/h 이하로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다.In Example 1, the mass flow rate per unit area (m 2 ) of DOTP was 20,000 kg*hr -1 *m -2 , the average temperature inside the reactor during the reaction was 165 °C, and the maximum-minimum temperature deviation was 14.3 °C. , The reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction was changed to 30 kmol/h or less, and the hydrogenation reaction was performed in the same manner as the rest.

비교예 9Comparative Example 9

실시예 1에서, DOTP의 단위 면적(m2) 당 질량 유량은 20,000 kg*hr-1*m-2로 하고, 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도는 175 ℃, 최대-최소 온도 편차는 15.2 ℃, 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량을 30 kmol/h 이하로 변경하고, 나머지는 동일한 방법으로 수소화 반응을 수행하였다. In Example 1, the mass flow rate per unit area (m 2 ) of DOTP was 20,000 kg*hr -1 *m -2 , the average temperature inside the reactor during the reaction was 175 °C, and the maximum-minimum temperature deviation was 15.2 °C. , The reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction was changed to 30 kmol/h or less, and the hydrogenation reaction was performed in the same manner as the rest.

수소화 반응 조건Hydrogenation reaction conditions 수소화 반응 조건의 식 2 만족 여부 평가Evaluation of whether equation 2 of hydrogenation reaction conditions is satisfied 평균 온도
(℃)
average temperature
(℃)
최대-최소
온도 편차
(℃)
maximum minimum
Temperature range
(℃)
0.13*T-12.3
(℃)
0.13*T-12.3
(℃)
0.13*T-10.3
(℃)
0.13*T-10.3
(℃)
평가evaluation
실시예 1Example 1 155155 7.97.9 7.857.85 9.859.85 OO 실시예 2Example 2 140140 6.46.4 5.95.9 7.97.9 OO 실시예 3Example 3 130130 5.15.1 4.64.6 6.66.6 OO 비교예 1Comparative Example 1 (수소화 반응 진행하지 않음)(Hydrogenation reaction does not proceed) 비교예2Comparative Example 2 100100 1.81.8 0.70.7 2.72.7 OO 비교예 3Comparative Example 3 110110 2.82.8 22 44 OO 비교예 4Comparative Example 4 120120 3.93.9 3.33.3 5.35.3 OO 비교예 5Comparative Example 5 180180 1313 11.111.1 13.113.1 OO 비교예 6Comparative Example 6 140140 10.610.6 5.95.9 7.97.9 XX 비교예 7Comparative Example 7 155155 13.113.1 7.857.85 9.859.85 XX 비교예 8Comparative Example 8 165165 14.314.3 9.159.15 11.1511.15 XX 비교예 9Comparative Example 9 175175 15.215.2 10.4510.45 12.4512.45 XX

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 및 비교예의 수소화 반응 완료 후, 반응 혼합물로부터 미반응된 기상 원료를 분리하고, 각 수소화 반응 생성물을 얻었다.After completion of the hydrogenation reaction in Examples and Comparative Examples, unreacted gaseous raw materials were separated from the reaction mixture, and each hydrogenation reaction product was obtained.

각 수소화 반응 생성물에 대해, 다음과 같은 방법으로 물성을 평가하고, 그 물성 평가 결과를 하기 표 2에 기록하였다. For each hydrogenation reaction product, the physical properties were evaluated by the following method, and the physical property evaluation results were recorded in Table 2 below.

방향족성(Aromaticity): 각 수소화 반응 생성물을 H-NMR로 분석하여, 하기 식 1에 따라 방향족성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 기록하였다. Aromaticity : Each hydrogenation reaction product was analyzed by H-NMR, and aromaticity was evaluated according to Equation 1 below, and the results were recorded in Table 2 below.

[식 1] 방향족성(%)= 100*(B/A)[Equation 1] Aromaticity (%) = 100 * (B / A)

상기 식 1에서, A 및 B는 각각, 상기 수소화 반응 생성물에 대한 H-NMR 측정값이고; A는 상기 수소화 반응 생성물에 포함된 전체 수소 원자의 개수이고; B는 상기 수소화 반응 생성물 중 방향족 작용기에 포함된 수소 원자의 개수이다.In Equation 1, A and B are H-NMR measurement values of the hydrogenation reaction product, respectively; A is the total number of hydrogen atoms included in the hydrogenation reaction product; B is the number of hydrogen atoms included in the aromatic functional group in the hydrogenation reaction product.

수소화 반응 조건Hydrogenation reaction conditions 수소화 반응 생성물hydrogenation reaction product 평균 온도
(℃)
average temperature
(℃)
최대-최소 온도 편차
(℃)
Maximum-minimum temperature difference
(℃)
방향족성
(%)
aromaticity
(%)
실시예 1Example 1 155155 7.97.9 3.03.0 실시예 2Example 2 140140 6.46.4 4.24.2 실시예 3Example 3 130130 5.15.1 5.05.0 비교예 1Comparative Example 1 (수소화 반응 진행하지 않음)(Hydrogenation reaction does not proceed) 10.510.5 비교예2Comparative Example 2 100100 1.81.8 8.48.4 비교예 3Comparative Example 3 110110 2.82.8 7.47.4 비교예 4Comparative Example 4 120120 3.93.9 6.36.3 비교예 5Comparative Example 5 180180 1313 2.12.1 비교예 6Comparative Example 6 140140 10.610.6 6.16.1 비교예 7Comparative Example 7 155155 13.113.1 5.35.3 비교예 8Comparative Example 8 165165 14.314.3 5.15.1 비교예 9Comparative Example 9 175175 15.215.2 5.15.1

<실험예 2><Experimental Example 2>

폴리염화비닐 100 중량부, 상기 실시예 및 비교예의 각 가소제 조성물(수소화 반응 생성물) 65 중량부, 충전제(OMYA-10) 140 중량부, 지당(TiO2) 4 중량부, 안정제(LFX-035H) 1.6 중량부, 분산제 0.5 중량부, 희석제(D240R) 5 중량부, 점도저하제(BYK 5130) 8.8 중량부를 Mathis mixer에서 10분 동안 혼합하여 플라스티졸을 제조하였다. 이에 따라 제조된 실시예 및 비교예의 각 플라스티졸을 이용하여, 하기와 같이 평가하였다.100 parts by weight of polyvinyl chloride, 65 parts by weight of each plasticizer composition (hydrogenation reaction product) of the above examples and comparative examples, 140 parts by weight of filler (OMYA-10), 4 parts by weight of fat sugar (TiO 2 ), stabilizer (LFX-035H) Plastisol was prepared by mixing 1.6 parts by weight, 0.5 parts by weight of a dispersant, 5 parts by weight of a diluent (D240R), and 8.8 parts by weight of a viscosity lowering agent (BYK 5130) for 10 minutes in a Mathis mixer. Each plastisol of Example and Comparative Example prepared according to this method was evaluated as follows.

초기 점도 및 점도 경시 변화율: 상기 각 플라스티졸을 25℃ 항온 오븐에서 1시간 동안 숙성시킨 후 Brookfield 점도계(spindle #4, 20 RPM)를 이용하여 측정하였다. 또, 동일 조건에서 1일 경과 후 변화된 점도를 측정하고, 하기 식 3에 따라 점도 경시 변화율을 산출하였다. Initial viscosity and viscosity change rate with time: each plastisol was aged in a constant temperature oven at 25° C. for 1 hour, and then measured using a Brookfield viscometer (spindle #4, 20 RPM). In addition, the change in viscosity after 1 day under the same conditions was measured, and the rate of change in viscosity over time was calculated according to Equation 3 below.

[식 3] [Equation 3]

1 일 후 점도 경시 변화율(%) = {(플라스티졸의 초기 점도)/ (플라스티졸의 1일 후 점도)}Change rate (%) of viscosity after 1 day = {(initial viscosity of plastisol)/(viscosity of plastisol after 1 day)}

이행 손실량: Mathis Oven을 이용하여, KSM-3156에 따라 상기 각 플라스티졸의 두께 2 mm 이상인 시편으로 제조하고, 시편 양면에 기름종이를 붙인 후 5kg 추를 올린 후 60℃ Oven에서 7일 간 보관하였다. 이후 Oven에서 꺼낸 각 시편의 양면에 부착된 기름종이를 제거한 후 오븐에 방치하기 전과 후의 중량을 측정하고, 하기 식 4에 따라 이행 손실량을 산출하였다. Migration loss : Using Mathis Oven, prepare a specimen with a thickness of 2 mm or more of each plastisol according to KSM-3156, attach oil paper to both sides of the specimen, place a 5 kg weight on it, and store in an oven at 60 ° C for 7 days. did Then, after removing the oil paper attached to both sides of each specimen taken out of the oven, the weight before and after being left in the oven was measured, and the migration loss was calculated according to Equation 4 below.

[식 4] [Equation 4]

이행 손실량 (%) = [(상온에서의 시편의 초기 중량 - 오븐 방치 후 시편의 중량) / 상온에서의 시편의 초기 중량] x 100Migration loss (%) = [(initial weight of specimen at room temperature - weight of specimen after leaving in oven) / initial weight of specimen at room temperature] x 100

가열 감량: 한편, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 가소제 조성물(수소화 반응 생성물) 30g을 200℃ 오븐에서 1시간 동안 보관한 후, 무게 변화로부터 하기 식 5에 따라 가열 감량을 산출하였다. Heating loss : On the other hand, after storing 30 g of each plasticizer composition (hydrogenation reaction product) prepared in the above Examples and Comparative Examples in an oven at 200 ° C. for 1 hour, the heating loss was calculated from the weight change according to Equation 5 below.

[식 5] 가열 감량(중량%) = [(초기 가소제 조성물의 무게- 200℃에서 1시간 동안 보관한 후 가소제 조성물의 무게) / 초기 가소제 조성물의 무게] Х100[Equation 5] Heating loss (% by weight) = [(weight of initial plasticizer composition-weight of plasticizer composition after storage at 200 ° C. for 1 hour) / weight of initial plasticizer composition] Х100

수소화 반응 조건Hydrogenation reaction conditions 수소화 반응 생성물의 물성 평가Evaluation of physical properties of hydrogenation reaction products 평균 온도
(℃)
average temperature
(℃)
최대-최소
온도 편차
(℃)
maximum minimum
Temperature range
(℃)
방향족성
(%)
aromaticity
(%)
초기 점도
(1hr, 20rpm)
initial viscosity
(1hr, 20rpm)
1일 후
점도
(20rpm)
1 day later
viscosity
(20rpm)
점도
경시 변화
viscosity
change over time
표면
이행도
(%)
surface
degree of fulfillment
(%)
휘발감량
(%)
volatilization loss
(%)
실시예 1Example 1 155155 7.97.9 3.03.0 32403240 33103310 1.021.02 9.109.10 0.410.41 실시예 2Example 2 140140 6.46.4 4.24.2 34603460 35003500 1.011.01 9.259.25 0.390.39 실시예 3Example 3 130130 5.15.1 5.05.0 36003600 37003700 1.031.03 9.299.29 0.380.38 비교예 1Comparative Example 1 -- 10.510.5 57705770 59405940 1.031.03 10.4410.44 0.340.34 비교예 2Comparative Example 2 100100 1.81.8 8.48.4 45504550 47504750 1.041.04 9.889.88 0.360.36 비교예 3Comparative Example 3 110110 2.82.8 7.47.4 41104110 43504350 1.061.06 9.819.81 0.370.37 비교예 4Comparative Example 4 120120 3.93.9 6.36.3 38603860 40604060 1.051.05 9.809.80 0.380.38 비교예 5Comparative Example 5 180180 1313 2.12.1 30603060 31803180 1.041.04 8.988.98 0.440.44 비교예 6Comparative Example 6 140140 10.610.6 6.16.1 38203820 40104010 1.051.05 9.799.79 0.380.38 비교예 7Comparative Example 7 155155 13.113.1 5.35.3 36803680 38303830 1.041.04 9.739.73 0.390.39 비교예 8Comparative Example 8 165165 14.314.3 5.15.1 36403640 37903790 1.041.04 9.709.70 0.390.39 비교예 9Comparative Example 9 175175 15.215.2 5.15.1 36403640 37903790 1.041.04 9.709.70 0.390.39

상기 표 2에 따르면, 실시예 1 내지 3뿐만 아니라, 비교예 2 내지 9의 수소화 반응 생성물은 공통적으로, 출발 물질인 프탈레이트 화합물(즉, 비교예 1)에 대비하여 감소된 방향족성(Aromaticity)을 나타내며 점도와 표면 이행도가 감소하며, 이는 프탈레이트 화합물에 포함된 벤젠에 수소가 첨가된 것에 기인한다.According to Table 2, the hydrogenation products of Examples 1 to 3 as well as Comparative Examples 2 to 9 have reduced aromaticity compared to the phthalate compound (ie, Comparative Example 1) as a starting material. , and the viscosity and surface migration rate decrease, which is due to the addition of hydrogen to benzene included in the phthalate compound.

다만, 수소화 생성물의 방향족성이 감소할 수록, 휘발 감량(volatiles loss)이 증가할 수 있고, 이 휘발감량이 적절한 범위 내로 제어되어 다른 물성과 조화를 이룬 가소제를 얻는 것이 중요하다.However, as the aromaticity of the hydrogenated product decreases, the volatiles loss may increase, and it is important to control the volatiles loss within an appropriate range to obtain a plasticizer in harmony with other physical properties.

구체적으로, 비교예 2 내지 9에서는, 방향족성이 5.0 % 초과인 생성물이 수득되었는데, 각 생성물의 휘발 감량은 0.36 내지 0.44 % 범위 내로 적절한데, 초기 점도가 최소 3640로부터 최대 4550에 달하며, 1일 후 점도는 더 증가되어 최소 3790 최대 4750에 달하고, 표면 이행도는 최소 9.70 이상 최대 9.88에 달하는 것으로 확인되었다.Specifically, in Comparative Examples 2 to 9, products having an aromaticity of more than 5.0% were obtained, and the volatilization loss of each product was appropriate within the range of 0.36 to 0.44%, with an initial viscosity ranging from a minimum of 3640 to a maximum of 4550, After that, the viscosity was further increased to reach a minimum of 3790 and a maximum of 4750, and the surface transition rate was confirmed to reach a minimum of 9.70 and a maximum of 9.88.

그에 반면, 실시예 1 내지 3에서는 방향족성이 3.0 내지 5.0 % 범위 내인 생성물이 수득되었는데, 각 생성물의 휘발 감량은 비교예 2 내지 9와 대동소이한 수준이지만, 초기 점도 3600 이하, 1일 후 점도 3700 이하, 표면 이행도가 9.29 % 이하로, 점도 및 표면 이행도 측면에서 현저히 개선된 것으로 확인된다.On the other hand, in Examples 1 to 3, products having an aromaticity in the range of 3.0 to 5.0% were obtained, and the volatilization loss of each product was the same as that of Comparative Examples 2 to 9, but the initial viscosity was 3600 or less, and the viscosity after 1 day 3700 or less, the surface migration rate is 9.29% or less, and it is confirmed that the viscosity and surface migration rate are significantly improved.

이러한 실시예 1 내지 3은, 비교예 2 내지 9와 달리, 프탈레이트 화합물의 수소화 공정 조건을 특정 범위로 조절함으로써 생성물의 휘발 감량을 적정 수준으로 제어하면서도 점도와 표면 이행도는 낮출 수 있다는 점에서 의의가 있다. Unlike Comparative Examples 2 to 9, these Examples 1 to 3 are significant in that the viscosity and surface migration can be lowered while controlling the volatilization loss of the product to an appropriate level by adjusting the hydrogenation process conditions of the phthalate compound within a specific range there is.

다만, 실시예 1 내지 3는 전술한 일 구현예의 예시이며, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응이 일어나는 반응기 내부의 평균 온도를 반 125 내지 160 ℃의 범위 내로 제어함과 동시에, 반응기 내부의 최대-최소 온도 편차(Δt)를 4.5 내지 9.0 ℃의 범위 내로 제어하여 반응기 전 영역에서 균일한 반응이 일어나게끔 하면, 2.5 내지 5.5 %의 방향족성을 가져 점도와 표면 이행도가 낮고, 휘발 감량도 적정 범위에 해당되는 생성물을 수득할 수 있을 것이다.However, Examples 1 to 3 are examples of the above-described embodiment, and the average temperature inside the reactor where the hydrogenation reaction of the phthalate compound occurs is controlled within the range of 125 to 160 ° C., and the maximum-minimum temperature deviation inside the reactor When (Δt) is controlled within the range of 4.5 to 9.0 ° C so that a uniform reaction occurs in the entire reactor area, a product with 2.5 to 5.5% aromaticity, low viscosity and surface migration, and a suitable range of volatilization loss will be able to obtain

보다 구체적으로, 상기 수소화 반응 생성물의 방향족성은, 상기 제시된 범위 내에서 반응기 내부의 평균 온도, 최대-최소 온도 편차, 또는 이들 둘 모두를 변화시킴으로써 조절 가능한 인자에 해당되며, 특히 상기 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차의 관계가 상기 식 2을 만족하도록 상기 반응 조건을 민감하게 조절함으로써 원하는 물성의 생성물을 제조하는 것도 가능할 것이다.More specifically, the aromaticity of the hydrogenation reaction product corresponds to a factor controllable by changing the average temperature inside the reactor, the maximum-minimum temperature deviation, or both within the ranges indicated above, and particularly the average temperature and the maximum-minimum temperature difference. It will also be possible to manufacture a product with desired physical properties by sensitively adjusting the reaction conditions so that the relationship between the minimum temperature deviation satisfies Equation 2 above.

a, b: 열교환기
c: 반응기
d: 기상-액상 분리기
1, 2: 기상 원료
3, 4: 액상 원료
5: 반응 혼합물
6: 기상의 미반응물
7: 액상의 반응 생성물
a, b: heat exchanger
c: reactor
d: gas-liquid separator
1, 2: vapor phase raw material
3, 4: liquid raw material
5: reaction mixture
6: vapor phase unreacted
7: liquid reaction product

Claims (16)

반응기 내에서 수소화 촉매 존재 하에 프탈레이트 화합물을 수소와 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법으로서,
상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도를 130 내지 155 ℃의 범위 내로 제어함과 동시에, 최대-최소 온도 편차는 5.1 내지 7.9 ℃의 범위 내로 제어하여,
하기 식 1에 따른 방향족성(Aromaticity)이 3.0 내지 5.0 %인 수소화 반응 생성물을 수득하고,
상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도 및 최대-최소 온도 편차는 하기 식 2의 관계를 만족하는,
프탈레이트 화합물의 수소화 방법:
[식 1]
방향족성(%)= 100*(B/A)
상기 식 1에서,
A 및 B는 각각, 상기 수소화 반응 생성물에 대한 H-NMR 측정값이고,
A는 상기 수소화 반응 생성물에 포함된 전체 수소 원자의 개수이고,
B는 상기 수소화 반응 생성물 중 방향족 작용기에 포함된 수소 원자의 개수이고,
[식 2]
0.13*T-12.3 ≤ Δt ≤ 0.13*T-10.3
상기 식 2에서,
T는 상기 반응 중 반응기 내부의 평균 온도(℃)이고,
Δt는 상기 반응 중 반응기 내부의 최대 온도 및 최소 온도의 편차(℃)이다.
A method for hydrogenating a phthalate compound comprising reacting a phthalate compound with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst in a reactor,
During the reaction, the average temperature inside the reactor is controlled within the range of 130 to 155 ° C, and the maximum-minimum temperature deviation is controlled within the range of 5.1 to 7.9 ° C,
Obtaining a hydrogenation reaction product having an aromaticity of 3.0 to 5.0% according to Formula 1 below,
The average temperature and maximum-minimum temperature deviation inside the reactor during the reaction satisfy the relationship of Equation 2 below,
Method for hydrogenating phthalate compounds:
[Equation 1]
Aromaticity (%) = 100*(B/A)
In Equation 1 above,
A and B are H-NMR measurement values of the hydrogenation reaction product, respectively,
A is the total number of hydrogen atoms included in the hydrogenation reaction product,
B is the number of hydrogen atoms included in the aromatic functional group in the hydrogenation reaction product,
[Equation 2]
0.13*T-12.3 ≤ Δt ≤ 0.13*T-10.3
In Equation 2 above,
T is the average temperature inside the reactor (° C.) during the reaction,
Δt is the deviation (° C.) between the maximum temperature and the minimum temperature inside the reactor during the reaction.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응 중 반응기의 단위 부피(m3) 당 반응량은 20 kmol/h 이하인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The reaction amount per unit volume (m 3 ) of the reactor during the reaction is 20 kmol / h or less, a method for hydrogenating a phthalate compound.
제1항에 있어서,
상기 반응기는 외부에 냉매가 순환되는 냉각부재가 설치된 것인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The reactor is a method for hydrogenating a phthalate compound, in which a cooling member through which a refrigerant is circulated is installed outside.
제1항에 있어서,
상기 반응기에 투입되는 프탈레이트 화합물의 단위 면적(m2)당 질량 유량은 10,000 내지 15,000 kg*hr-1*m-2 인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법
According to claim 1,
The mass flow rate per unit area (m 2 ) of the phthalate compound introduced into the reactor is 10,000 to 15,000 kg*hr −1 *m −2 , a method for hydrogenating a phthalate compound
제1항에 있어서,
상기 반응기에 투입되는 수소의 양은 프탈레이트 화합물 1몰에 대하여 3 내지 300몰인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The amount of hydrogen introduced into the reactor is 3 to 300 moles per mole of the phthalate compound, a method for hydrogenating a phthalate compound.
제1항에 있어서,
상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트, 테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 이들의 카르복실산 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The phthalate compound is at least one selected from the group consisting of phthalates, terephthalates, isophthalates, and carboxylic acid compounds thereof, a method for hydrogenating a phthalate compound.
제1항에 있어서,
기상 원료는 반응기의 상부 또는 하부에서 공급되고, 액상 원료는 반응기의 상부에서 공급되는, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
A method for hydrogenating a phthalate compound, wherein the gaseous raw material is supplied from the top or bottom of the reactor, and the liquid raw material is supplied from the top of the reactor.
제1항에 있어서,
상기 수소화 촉매는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The hydrogenation catalyst is at least one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd) and platinum (Pt), a method for hydrogenating a phthalate compound.
제1항에 있어서,
상기 수소화 촉매는 담체 100 중량%에 대하여 촉매가 3 중량% 이하인, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
According to claim 1,
The hydrogenation catalyst is a method for hydrogenating a phthalate compound, wherein the catalyst is 3% by weight or less based on 100% by weight of the carrier.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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