KR102499842B1 - Process for preparing polyarylene sulfide - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 폴리아릴렌 설파이드를 제조하기 위한 황 공급원을 제공하는 탈수 공정에서 탈수액의 염기도를 조절하여, 탈수액에서 배출되는 황화수소를 황공급원인 알칼리 금속의 황화물로 전환시킨 후, 이를 반응계로 공급함으로써, 황원 손실 방지 및 스크러버 용량을 감소시킬 수 있고, 이와 동시에 인체에 유해하고 대기오염을 유발하는 황화수소도 효과적으로 처리하여 환경친화적이고 수율이 향상된 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법이 제공된다.According to the present invention, in the dehydration process for providing a sulfur source for producing polyarylene sulfide, the basicity of the dehydration liquid is adjusted to convert hydrogen sulfide discharged from the dehydration liquid into sulfide of an alkali metal, which is a sulfur source, and then convert it into a reaction system. By supplying to, it is possible to prevent loss of sulfur source and reduce the capacity of the scrubber, and at the same time effectively treat hydrogen sulfide, which is harmful to the human body and causes air pollution, to provide an environmentally friendly method for producing polyarylene sulfide with improved yield.

Description

폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법 {PROCESS FOR PREPARING POLYARYLENE SULFIDE}Method for producing polyarylene sulfide {PROCESS FOR PREPARING POLYARYLENE SULFIDE}

본 발명은 황화수소 배출량을 줄일 수 있는 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide capable of reducing hydrogen sulfide emissions.

폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide; PPS)로 대표되는 폴리아릴렌 설파이드(Polyarylene sulfide, PAS)는 우수한 강도, 내열성, 난연성 및 가공성으로 인해 자동자, 전기·전자 제품, 기계류 등에서 금속, 특히 알루미늄이나 아연과 같은 다이캐스팅(die casting) 금속을 대체하는 소재로 폭 넓게 사용되고 있다. 특히 PPS 수지의 경우 유동성이 좋기 때문에 유리섬유 등의 필러나 보강제와 혼련하여 컴파운드로 사용하기에 유리하다. Polyarylene sulfide (PAS), represented by Polyphenylene sulfide (PPS), is widely used with metals, especially aluminum and zinc, in automobiles, electrical/electronic products, and machinery due to its excellent strength, heat resistance, flame retardancy, and workability. It is widely used as a material to replace the same die casting metal. In particular, since PPS resin has good fluidity, it is advantageous to use it as a compound by kneading it with fillers or reinforcing agents such as glass fibers.

통상, PAS는 N-메틸 피롤리돈 (NMP)과 같은 극성 유기 화합물 존재 하의 중합 조건에서 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물을 중합반응시켜 제조되고 있으며, 선택적으로 알칼리 금속염과 같은 분자량 개질제가 더 사용되기도 한다. 이와 같은 중합반응의 결과로 수득되는 반응생성물은 수상 및 유기상을 포함하며, 생성된 PAS는 주로 유기상에 용해되어 포함된다. In general, PAS is prepared by polymerization of a sulfur source and a dihalogenated aromatic compound under polymerization conditions in the presence of a polar organic compound such as N-methyl pyrrolidone (NMP), and optionally a molecular weight modifier such as an alkali metal salt may be further used. do. Reaction products obtained as a result of such a polymerization reaction include an aqueous phase and an organic phase, and the produced PAS is mainly dissolved in the organic phase.

이 때, 상기 황공급원을 제공하기 위해, 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물 및 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 반응을 진행하는데, 정반응으로 계속 진행 위해서는, 반응계에서 물을 제거하는 탈수 공정이 진행된다.At this time, in order to provide the sulfur source, the alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide are reacted in a mixed solvent of water and an amide compound. In order to proceed with the forward reaction, dehydration to remove water from the reaction system process proceeds.

그러나, 상기 탈수 공정에서 물, 유기용매와 함께, 부산물인 H2S(황화수소 가스)가 빠져 나오는 문제가 있다. 상기 황화수소 가스는 인체에 유해하므로, 공정 중 별도의 처리가 필요하며, 물에 녹지 않고 기상으로 빠져나가기 때문에, 이를 제거하기 위해서는 별도의 스크러버를 구축해야 한다. However, in the dehydration process, there is a problem in that H2S (hydrogen sulfide gas), a by-product, escapes along with water and organic solvent. Since the hydrogen sulfide gas is harmful to the human body, separate treatment is required during the process, and since it escapes in the gas phase without dissolving in water, a separate scrubber must be constructed to remove it.

하지만, 상기 스크러버 구축을 위해서는 장치 설비를 위한 비용이 증가되는 요인이 되고, 공정도 길어지기 때문에, 황화수소 가스를 효과적으로 처리할 수 있는 방법이 필요하다.However, in order to construct the scrubber, a method for effectively treating hydrogen sulfide gas is required because the cost for equipment equipment increases and the process also becomes long.

본 발명의 목적은 폴리아릴렌 설파이드의 제조에 사용되는 황공급원을 제공하기 위한 탈수 공정에서, 부산물인 황화수소를 포함한 탈수액 자체의 염기도를 조절한 후, 상기 탈수액의 증류를 통해 상기 황화수소를 황원인 알칼리 금속의 황화물로 전환시켜 반응계로 재순환시킴으로써, 황원 손실 방지와 스크러버 용량을 감소시킬 수 있는 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to adjust the basicity of the dehydration solution itself, including hydrogen sulfide as a by-product, in a dehydration process for providing a sulfur source used in the production of polyarylene sulfide, and then distilling the dehydration solution to obtain hydrogen sulfide as a sulfur source. It is to provide a method for producing polyarylene sulfide capable of preventing loss of sulfur sources and reducing scrubber capacity by converting phosphorus alkali metal sulfides and recycling them to the reaction system.

본 명세서에서는, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매 하에 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물의 탈수반응과 반응부산물의 처리단계를 포함한 탈수공정을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 포함한 황 공급원을 제공하는 단계; 및 In the present specification, a dehydration process including a dehydration reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide and a treatment step of a reaction by-product is performed in a mixed solvent of water and an amide-based compound to provide a sulfur source including an alkali metal sulfide. doing; and

상기 황 공급원, 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계;를 포함하고,Preparing polyarylene sulfide by polymerizing the sulfur source, the dihalogenated aromatic compound, and the amide-based compound; Including,

상기 반응부산물의 처리단계는, 상기 탈수 반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함한 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 첨가하여 알칼리 금속의 황화물을 형성하는 단계;를 포함하는,The treatment of the reaction by-products includes forming an alkali metal sulfide by adding an alkali metal hydroxide to a dehydration solution containing hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction.

폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법을 제공한다A method for producing polyarylene sulfide is provided.

상기 탈수 공정은, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매하에 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 탈수 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 물과 아미드계 화합물의 혼합용매, 및 부산물인 황화수소를 포함한 탈수액을 배출하면서, 황 공급원을 제공하는 제1단계; 및The dehydration step is a dehydration reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide-based compound, thereby dehydrating the alkali metal sulfide, a mixed solvent of water and an amide-based compound, and hydrogen sulfide as a by-product. A first step of providing a sulfur source while discharging the liquid; and

상기 배출된 탈수액을 증류하여 상기 혼합용매 중 아미드계 화합물을 분리하여 제1단계로 환류시키고, 상기 탈수액의 증류부산물인 황화수소, 물 및 상기 증류에서 분리되지 않은 아미드계 화합물을 포함한 탈수액을 수집하는 제2단계; 및The discharged dehydration liquid is distilled to separate the amide-based compound in the mixed solvent and refluxed in the first step, and the dehydration liquid including hydrogen sulfide, water, and the amide-based compound not separated in the distillation are distilled by-products of the dehydration liquid The second step of collecting; and

상기 수집된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 투입하여 탈수액의 염기도를 조절한 후, 상기 탈수액을 증류시켜 알칼리 금속의 황화물을 형성하여 반응부산물를 처리하는 제3단계;를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.It may be preferable to include; a third step of injecting an alkali metal hydroxide into the collected dehydration solution to adjust the basicity of the dehydration solution, and then distilling the dehydration solution to form an alkali metal sulfide to treat reaction by-products. there is.

상기 제3단계에서 얻은 알칼리 금속의 황화물을 황 공급원을 제1단계로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include supplying the sulfide of the alkali metal obtained in the third step to the first step as a sulfur source.

상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비로 사용하고, 상기 당량비 범위내에서 탈수 반응 및 황화수소를 처리하는 단계에서 1: 0.1 내지 0.3의 비율로 분할하여 투입할 수 있다.The alkali metal hydroxide is used in an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide, and is divided and introduced at a ratio of 1: 0.1 to 0.3 in the dehydration reaction and hydrogen sulfide treatment step within the equivalent ratio range. can

상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비의 범위 내에서, 탈수 반응에서는 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.8 내지 1.2 당량비로 반응기로 투입하여 사용하고, 상기 황화수소를 처리하는 단계에서는, 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.1 내지 0.3 당량비로 저장조로 투입하여 사용하는 것이 바람직하다.The alkali metal hydroxide is introduced into the reactor at an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide, and in the dehydration reaction, with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide, in an equivalent ratio of 0.8 to 1.2, In the step of treating hydrogen sulfide, it is preferable to use it by introducing it into a storage tank at an equivalent ratio of 0.1 to 0.3 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide.

상기 황화수소를 처리하는 단계에서, 상기 알칼리 금속의 수산화물은 10 내지 50 중량% 농도의 수산화 나트륨 용액을 사용하는 것이 바람직하다.In the step of treating hydrogen sulfide, it is preferable to use a sodium hydroxide solution having a concentration of 10 to 50% by weight as the hydroxide of the alkali metal.

상기 제3단계에서, 알칼리 금속의 수산화물이 투입된 후 탈수액의 pH는 10 내지 15일 수 있다.In the third step, after the alkali metal hydroxide is added, the pH of the dehydration solution may be 10 to 15.

상기 제3단계에서, 상기 탈수액 증류 후 pH는 7 내지 8.5일 수 있다.In the third step, the pH after distillation of the dehydrated liquid may be 7 to 8.5.

본 발명은 폴리아릴렌 설파이드의 탈수 공정에서 발생된 탈수액을 수집한 후, 수집된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 투입하여 pH를 직접 조절함으로써, 탈수 반응에서 생긴 부산물(황화수소) 양을 효과적으로 포집하여 황공급원으로 제공할 수 있다. 따라서, 종래보다 황 공급원의 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 상기 탈수액으로 빠져나가는 황화수소를 알칼리 금속의 수산화물과 반응시키므로, 황원 손실 방지와 스크러버 용량 감소를 실현할 수 있다. 부가하여, 상기 방법으로 얻은 황 공급원을 디할로겐화 방향족 화합물과 중합 반응시켜 종래보다 친환경적이고 생산성이 향상되며 물성이 우수한 폴리아릴렌 설파이드를 용이하게 제공할 수 있다.The present invention effectively collects the amount of by-product (hydrogen sulfide) generated in the dehydration reaction by directly adjusting the pH by directly adjusting the pH by injecting an alkali metal hydroxide into the dehydration solution after collecting the dehydration solution generated in the dehydration process of polyarylene sulfide. Thus, it can be provided as a sulfur supply source. Therefore, it is possible to minimize the loss of the sulfur supply source compared to the prior art. That is, since the hydrogen sulfide passing through the dehydration solution reacts with the hydroxide of an alkali metal, it is possible to prevent loss of sulfur sources and reduce scrubber capacity. In addition, it is possible to easily provide polyarylene sulfide, which is environmentally friendly, has improved productivity, and has excellent physical properties, by polymerizing the sulfur source obtained by the above method with a dihalogenated aromatic compound.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 폴리아릴렌 설파이드 제조시의 탈수 공정도를 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 실시예 1의 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 공정도를 간략히 도시한 것이다.
1 is a schematic diagram of a dehydration process in producing polyarylene sulfide according to an embodiment of the present invention.
2 schematically illustrates a process chart for preparing the polyarylene sulfide of Example 1 according to one embodiment of the present invention.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise", "comprise" or "having" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, component, or combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof is not precluded.

또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be exemplified and described in detail below. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

발명의 일 구현예에 따라, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매 하에 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물의 탈수반응과 반응부산물의 처리단계를 포함한 탈수공정을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 포함한 황 공급원을 제공하는 단계; 및 According to one embodiment of the present invention, a dehydration process including a dehydration reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide and a treatment step of reaction by-products is performed in a mixed solvent of water and an amide-based compound to obtain alkali metal sulfide containing providing a sulfur source; and

상기 황 공급원, 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계;를 포함하고,Preparing polyarylene sulfide by polymerizing the sulfur source, the dihalogenated aromatic compound, and the amide-based compound; Including,

상기 반응부산물의 처리단계는, 상기 탈수 반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함한 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 첨가하여 알칼리 금속의 황화물을 형성하는 단계;를 포함하는,The treatment of the reaction by-products includes forming an alkali metal sulfide by adding an alkali metal hydroxide to a dehydration solution containing hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction.

폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법이 제공될 수 있다.A method for producing polyarylene sulfide may be provided.

본 발명은 폴리아릴렌 설파이드의 제조 공정 중, 황 공급원을 제조하는 탈수 반응(dehydration)에서 발생된 탈수액의 처리과정에서, 탈수액의 pH를 직접 중성 내지 약염기성 범위로 조절함으로써, 상기 탈수 반응의 부산물로 발생된 황화수소를 알칼리 금속의 황화물로 쉽게 전환시킬 수 있다.In the process of treating the dehydration solution generated in the dehydration reaction for preparing a sulfur source during the production process of polyarylene sulfide, the present invention directly adjusts the pH of the dehydration solution to a neutral to weakly basic range, thereby performing the dehydration reaction. Hydrogen sulfide generated as a by-product of can be easily converted into sulfides of alkali metals.

즉, 탈수 반응을 통해 탈수액이 배출되는데, 이러한 탈수액이 제거된 후 상기 탈수액내에는 물, 아미드계 화합물 및 탈수반응의 부산물인 황화수소가 포함된다. 이에, 본 발명은 상기 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 직접 투입 후, 이러한 탈수액을 증류 및 환류시키면 상기 탈수액 내 포함된 황화수소가 알칼리 금속의 수산화물과 반응하여, 황원인 알칼리 금속의 황화물로 전환될수 있다. 이렇게 전환된 알칼리 금속의 황화물은 다시 반응계로 공급되어 황원을 보충할 수 있다. 따라서, 상기 탈수액으로 빠져나가는 황화수소를 알칼리 금속의 수산화물과 반응시키므로, 황원 손실 방지와 스크러버 용량 감소를 실현할 수 있다. 부가하여, 상기 방법으로 얻은 황 공급원을 디할로겐화 방향족 화합물과 중합 반응시켜 종래보다 친환경적이고 생산성이 향상되며 물성이 우수한 폴리아릴렌 설파이드를 용이하게 제공할 수 있다. That is, a dehydration solution is discharged through a dehydration reaction. After the dehydration solution is removed, water, an amide-based compound, and hydrogen sulfide, which is a by-product of the dehydration reaction, are included in the dehydration solution. Accordingly, in the present invention, after directly introducing an alkali metal hydroxide into the dehydration solution, when the dehydration solution is distilled and refluxed, the hydrogen sulfide contained in the dehydration solution reacts with the alkali metal hydroxide, and is converted into an alkali metal sulfide as a sulfur source. can be The alkali metal sulfide converted in this way can be supplied to the reaction system again to supplement the sulfur source. Therefore, since the hydrogen sulfide passing through the dewatering liquid reacts with the hydroxide of an alkali metal, it is possible to prevent a loss of a sulfur source and reduce a scrubber capacity. In addition, it is possible to easily provide polyarylene sulfide, which is environmentally friendly, has improved productivity, and has excellent physical properties, by polymerizing the sulfur source obtained by the above method with a dihalogenated aromatic compound.

이하, 각 단계를 설명한다.Each step is described below.

본 발명은 반응기에서 황 공급원 (알칼리 금속 황화물)을 제공하기 위해, 물 및 아미드계 화합물을 포함한 혼합용매 하에 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물이 탈수 반응을 진행한다.In the present invention, in order to provide a sulfur source (alkali metal sulfide) in a reactor, an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide undergo a dehydration reaction in a mixed solvent including water and an amide-based compound.

이 때, 탈수 반응 중 부산물로 발생된 황화수소 및 물을 포함한 탈수액을 저장조로 수집하는 단계; 저장조에서 탈수액의 염기도를 조절하는 단계; 및 상기 탈수액을 증류 및 환류 처리하는 단계;를 수행할 수 있다.At this time, collecting the dehydration liquid including hydrogen sulfide and water generated as a by-product during the dehydration reaction into a storage tank; Controlling the basicity of the dehydration solution in the storage tank; and distilling and refluxing the dehydrated liquid.

상기 탈수액의 염기도를 조절하는 단계는 저장조에 직접 알칼리 금속의 수산화물을 투입 후, 증류 및 환류를 통해 탈수액의 황화수소가 알칼리 금속의 수산화물과 반응하여 알칼리 금속의 황화물로 전환되며, 이러한 알칼리 금속의 황화물은 반응계로 재순환되어 황원으로 보충될 수 있다.In the step of adjusting the basicity of the dehydration solution, after directly introducing the alkali metal hydroxide into the storage tank, hydrogen sulfide in the dehydration solution reacts with the alkali metal hydroxide to be converted into an alkali metal sulfide through distillation and reflux. Sulfide can be recycled to the reaction system and supplemented with a sulfur source.

또, 상기 방법으로 탈수액의 pH를 조절하면 아래 반응식 1과 같은 반응을 하므로, 초기 탈수액은 중성 내지 약염기성을 띄었다가, 강 염기성이 되고, 이후 강염기성에서 중성 내지 약염기성 사이로 조절될 수 있다.In addition, when the pH of the dehydration solution is adjusted by the above method, the reaction is as shown in Scheme 1 below, so that the initial dehydration solution is neutral to weakly basic, then becomes strongly basic, and then it can be adjusted from strong basicity to neutral to weakly basic. there is.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112018122913416-pat00001
Figure 112018122913416-pat00001

따라서, 종래보다 탈수 공정의 황 공급원의 손실을 최소화할 수 있다. 또, 상기 탈수가 끝나고 나서 이렇게 얻은 황 공급원은 손실이 최소화된 상태로 제공되므로, 디할로겐화 방향족 화합물과 중합 반응을 통해 폴리아릴렌 설파이드의 수율을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the loss of the sulfur source in the dehydration process compared to the prior art. In addition, since the sulfur source thus obtained is provided in a state in which loss is minimized after the dehydration is completed, the yield of polyarylene sulfide can be improved through a polymerization reaction with a dihalogenated aromatic compound.

구체적으로, 본 발명은 상기 탈수 반응의 부산물인 황화 수소를 알칼리 금속의 수산화물에 흡수시켜, 황원으로 만들어 반응액에 사용한다. 이때, 본 발명은 상기 탈수액 자체에 알칼리 금속의 수산화물을 투입한 후, 탈수액이 환류될 때 알칼리 금속의 황화물이 형성되면서 pH가 중성 내지 약염기성 범위로 조절되는 것을 특징으로 한다. Specifically, in the present invention, hydrogen sulfide, a by-product of the dehydration reaction, is absorbed into an alkali metal hydroxide to form a sulfur source and used in the reaction solution. At this time, the present invention is characterized in that, after adding an alkali metal hydroxide to the dehydration solution itself, when the dehydration solution is refluxed, an alkali metal sulfide is formed and the pH is adjusted to a neutral to weakly basic range.

본 발명에서는 상기 탈수 반응을 통해 탈수액이 제거되면서 황 공급원이 만들어진다. 상기 제거된 탈수액에는 물, 아미드계 화합물 및 반응부산물인 황화 수소가 존재하며, 이중 아미드계 화합물과 물의 분리를 위해 환류(재순환)을 하면서 아미드계 화합물은 반응계로 들어가고 물은 최대한 제거된다.In the present invention, a sulfur source is created while the dehydration liquid is removed through the dehydration reaction. Water, amide-based compounds, and hydrogen sulfide as a reaction by-product exist in the removed dehydration solution, and amide-based compounds enter the reaction system and water is removed as much as possible while refluxing (recirculating) is performed to separate the amide-based compounds and water.

이때, 초기 탈수반응후 제거된 탈수액은 중성에서 약염기성 사이가 되며, 탈수과정에서 부산물로 나오는 황화수소는 기상으로 배출되면서 황원 손실로 이어지기 때문에 저장조에 있는 초기 탈수액의 pH를 조절하는 것이 중요하다.At this time, the dehydration liquid removed after the initial dehydration reaction becomes neutral to weakly basic, and since hydrogen sulfide, which is a by-product in the dehydration process, is released into the gas phase and leads to a loss of sulfur sources, it is important to control the pH of the initial dehydration liquid in the storage tank. do.

따라서, 본 발명은 상기 초기 탈수액의 pH 조절을 통해 황원 손실을 줄이고자 하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention is characterized in that the sulfur source loss is reduced by adjusting the pH of the initial dehydration liquid.

이에, 본 발명은 제거된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 투입하며, 이러한 과정으로 pH가 조절된 탈수액을 환류하면 탈수액 속에 일부 녹아있던 황화 수소도 황원으로 전환이 되고 또는 컬럼/탈수 라인에 존재하는 황화 수소도 황원으로 전환이 된다. 이를 다시 아미드계 화합물과 같이 반응계에 넣어 황원 손실을 줄일 수 있다. 또, 상기 알칼리 금속 수산화물은 기존에 사용하던 양만큼을 초기 탈수 반응 단계와 저장조에 분할하여 투입하므로, 효율적으로 황원을 공급하는데 기여할 수 있다.Therefore, in the present invention, alkali metal hydroxide is added to the removed dehydration solution, and when the pH-adjusted dehydration solution is refluxed in this process, hydrogen sulfide partially dissolved in the dehydration solution is also converted to a sulfur source or in the column/dehydration line. Any hydrogen sulfide present is also converted to a sulfur source. It can be put into the reaction system again like an amide-based compound to reduce loss of a sulfur source. In addition, the alkali metal hydroxide can contribute to efficiently supplying a sulfur source because the previously used amount is divided into the initial dehydration reaction step and the storage tank.

또, 상기 탈수가 끝나면, 황원과 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계로 이어질 수 있다.In addition, after the dehydration is completed, a step of preparing polyarylene sulfide by polymerizing a sulfur source, a dihalogenated aromatic compound, and an amide-based compound may be followed.

이러한 방법에 따라, 탈수액을 증류하기 위한 증류탑의 컬럼 내에서 황화수소와 알칼리 금속의 수산화물이 반응하여, 물은 증류탑에서 그대로 빠져나가 저장조로 별도로 수집되도록 하고, 상기 반응을 통해 얻은 황원은 반응기 내부로 투입되도록 한다.According to this method, hydrogen sulfide and alkali metal hydroxides react in the column of the distillation column for distilling the dehydrated liquid, so that the water leaves the distillation column as it is and is collected separately in the storage tank, and the sulfur source obtained through the reaction is introduced into the reactor. to be put in

따라서, 본 발명에서는 부산물로 발생된 황화수소량을 최소화시켜 반응기 내부로 보내기 때문에, 황원 손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 반응 부산물로 빠져나가는 황화 수소로 인한 대기 오염을 막고자 설치하는 스크러버를 설치하지 않아도 되고, 또한 스크러버 용량도 줄일 수 있다.Therefore, in the present invention, since the amount of hydrogen sulfide generated as a by-product is minimized and sent to the inside of the reactor, loss of sulfur source can be reduced. Moreover, the method of the present invention does not require the installation of a scrubber to prevent air pollution caused by hydrogen sulfide escaping as a reaction by-product, and can also reduce the scrubber capacity.

상기 탈수 과정 중에 빠져나가는 황화수소가 많아지면 내부 황원 손실이 많기 때문에, 황화수소가 알칼리 금속 수산화물과의 반응으로 알칼리 금속의 황화물을 만들어 반응계 내로 넣어주고 물은 다시 배출하는 것이다. 즉 아미드계 화합물이 반응기로 환류할 때 같이, 상기 알칼리 금속의 황화물이 함께 반응기로 공급될 수 있다.When the amount of hydrogen sulfide that escapes during the dehydration process increases, the loss of internal sulfur sources increases, so hydrogen sulfide reacts with alkali metal hydroxides to form sulfides of alkali metals, which are introduced into the reaction system and water is discharged again. That is, when the amide-based compound is refluxed into the reactor, the sulfide of the alkali metal may be supplied to the reactor together.

또한 황원 손실이 많이 발생하면 모노머 당량비 (황화물과 디할로겐화 화합물)가 달라져서 중합 문제가 생기고, 최종 물질의 수율 저감 및 용융 속도가 상승될 수 있다.In addition, when a large amount of sulfur loss occurs, the monomer equivalence ratio (sulfide and dihalogenated compound) is changed, causing polymerization problems, reducing the yield of the final material and increasing the melting rate.

바람직하게, 상기 탈수공정에서, 반응부산물은 탈수 반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함하는 것을 의미한다. 이러한 탈수 공정에서 상기 반응부산물의 처리단계는, 상기 탈수 반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함한 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 첨가하여 알칼리 금속의 황화물을 형성하는 단계;를 포함하여, 황화수소를 처리하는 단계일 수 있다.Preferably, in the dehydration process, the reaction by-product means to include hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction. In the dehydration process, the step of treating the reaction by-products includes adding an alkali metal hydroxide to a dehydration solution containing hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction to form an alkali metal sulfide; including, treating hydrogen sulfide may be a step.

예를 들어, 상기 탈수 공정에서 반응부산물인 황화수소를 처리하기 위해, 상기 탈수반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함한 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 직접 첨가하여, 상기 탈수액의 염기도를 조절한 후, 상기 탈수액을 증류시켜 상기 알칼리 금속의 수산화물과 황화수소의 반응을 통해, 알칼리 금속의 황화물을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.For example, in order to treat hydrogen sulfide, which is a reaction by-product in the dehydration process, an alkali metal hydroxide is directly added to the dehydration liquid containing hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction to adjust the basicity of the dehydration liquid, A step of forming an alkali metal sulfide by distilling the dehydrated liquid through a reaction between the alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide may be performed.

더 구체적으로, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매하에 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 탈수 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 물과 아미드계 화합물의 혼합용매, 및 부산물인 황화수소를 포함한 탈수액을 배출하면서, 황 공급원을 제공하는 제1단계; 및More specifically, by dehydrating alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and amide compound, dehydration solution including alkali metal sulfide, water and amide compound solvent, and by-product hydrogen sulfide A first step of providing a sulfur source while discharging; and

상기 배출된 탈수액을 증류하여 상기 혼합용매 중 아미드계 화합물을 분리하여 제1단계로 환류시키고, 상기 탈수액의 증류 부산물인 황화수소, 물 및 상기 증류에서 분리되지 않은 아미드계 화합물을 포함한 탈수액을 수집하는 제2단계; 및The discharged dehydration liquid is distilled to separate the amide-based compound in the mixed solvent and refluxed in the first step, and the dehydration liquid including hydrogen sulfide, water and the amide-based compound not separated in the distillation as a distillation by-product of the dehydration liquid The second step of collecting; and

상기 제2단계에서 수집된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 투입하여, 상기 탈수액의 염기도를 조절한 후, 상기 탈수액을 증류시켜 알칼리 금속의 황화물을 형성하여 반응부산물를 처리하는 제3단계;를 포함할 수 있다.A third step of injecting an alkali metal hydroxide into the dehydration solution collected in the second step to adjust the basicity of the dehydration solution, and then distilling the dehydration solution to form an alkali metal sulfide to treat reaction by-products. can include

이때, 상기 제2단계에서 탈수액의 초기 pH는 중성 내지 약염기성을 띈다. 또, 제3단계에서 알칼리 금속의 수산화물을 투입하면 탈수액은 강염기성을 띄게 된다. 그리고, 강염기성의 탈수액이 증류를 통해 환류되면서, 탈수액 내 황화수소와 반응하여 최종적으로 다시 중성 내지 약염기성을 띄게 된다.At this time, the initial pH of the dehydration solution in the second step is neutral to weakly basic. In addition, when alkali metal hydroxide is added in the third step, the dehydration solution becomes strongly basic. And, while the strongly basic dehydration liquid is refluxed through distillation, it reacts with hydrogen sulfide in the dehydration liquid to finally become neutral or weakly basic again.

따라서, 상기 제2단계의 탈수액은 알칼리 금속의 수산화물이 투입되기 전의 pH를 의미한다. 또, 상기 제3단계의 탈수액은 알칼리 금속의 수산화물이 투입된 후의 pH와 탈수액의 증류를 거친 후의 pH로 구분될 수 있다. Therefore, the dehydration solution in the second step means the pH before the alkali metal hydroxide is introduced. In addition, the dehydration solution in the third step may be divided into a pH after the alkali metal hydroxide is added and a pH after distillation of the dehydration solution.

일례로, 상기 제3단계에서, 알칼리 금속의 수산화물이 투입된 후 pH는 10 내지 15일 수 있다. 또, 상기 제3단계에서, 상기 탈수액의 증류 후 pH는 7 내지 8.5일 수 있다. 따라서, 제3단계의 초기 pH는 강염기성이고, 황화 수소가 반응이 다 끝나면 중성 또는 약염기성이 될 수 있다.For example, in the third step, after the alkali metal hydroxide is added, the pH may be 10 to 15. In addition, in the third step, the pH of the dehydrated liquid after distillation may be 7 to 8.5. Therefore, the initial pH of the third step is strongly basic, and may become neutral or weakly basic when the reaction of hydrogen sulfide is complete.

또, 제3단계에서 탈수액이 증류 및 환류되면, 탈수액 내 포함된 알칼리 금속의 수산화물 및 황화수소가 반응되어 알칼리 금속의 황화물을 형성할 수 있다.In addition, when the dehydration liquid is distilled and refluxed in the third step, an alkali metal hydroxide and hydrogen sulfide contained in the dehydration liquid react to form an alkali metal sulfide.

이후, 상기 제3단계에서 얻은 알칼리 금속의 황화물을 황 공급원을 제1단계로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이렇게 제1단계의 반응계로 공급된 알칼리 금속의 황화물은 황 원으로 보충되어, 폴리아릴렌 설파이드의 제조 수율 향상에 기여할 수 있다.Thereafter, a step of supplying the sulfide of the alkali metal obtained in the third step to the first step as a sulfur source may be further included. The alkali metal sulfide supplied to the reaction system in the first step is replenished as a sulfur source, thereby contributing to an improvement in the production yield of polyarylene sulfide.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 폴리아릴렌 설파이드 제조시의 탈수 공정도를 간략히 도시한 것이다.1 is a schematic diagram of a dehydration process in producing polyarylene sulfide according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 방법에 따르면 물과 유기용매 분리를 위해 도 1과 같이 탈수액을 증류탑 내로 일부 환류시켜 탈수를 진행한다.According to the method of the present invention, dehydration is performed by partially refluxing the dehydration liquid into the distillation column as shown in FIG. 1 to separate water and organic solvent.

이때, 상기 탈수 과정 중 초기 투입 S 대비 1~3mol% 정도 H2S로 빠져나가게 되는데, 본 발명에서는 H2S를 회수 및 재순환하기 위해, 상기 탈수액에 직접 알칼리 금속의 수산화물을 첨가하여 증류탑 내로 환류되는 탈수액의 pH를 중성 내지 약염기성으로 조절한다. 이후, 상기 증류탑내 탈수액의 pH는 7 내지 8.5의 중성 내지 약 염기성으로 조절된 후, 염기도가 낮아진 탈수액 내에서 황화수소와 알칼리 금속의 수산화물의 반응이 진행되며, 이러한 반응으로 황 공급원인 알칼리 금속의 황화물이 생성되어, 반응계로 공급될 수 있다.At this time, during the dehydration process, about 1 to 3 mol% of H2S compared to the initial input S is released. In the present invention, in order to recover and recycle H2S, an alkali metal hydroxide is directly added to the dehydration liquid and the dehydration liquid is refluxed into the distillation column. Adjust the pH to neutral to slightly basic. Thereafter, the pH of the dehydration liquid in the distillation column is adjusted to a neutral to slightly basic level of 7 to 8.5, and then a reaction between hydrogen sulfide and an alkali metal hydroxide proceeds in the dehydration liquid having a lowered basicity. A sulfide of can be generated and supplied to the reaction system.

도 1에서 보면, 먼저 탈수 반응을 진행하기 위한 반응기(1)는, 증류탑 (4)의 라인 (2) 및 라인 (3)에 연결되어 있다. 이는 탈수가 진행되면 증류탑으로 탈수액이 라인 (2)를 통해 올라가며, 증류탑 (4)에서 물과 유기 아미드 용매의 끓는 점에 의해 분리된 유기용매는 다시 라인 (3)를 통해 반응기(1)로 환류된다. 이때, 증류탑 (4)은 물과 유기 아미드 용매를 효율적으로 분리할 수 있도록 설계되어야 한다. 증류탑 (4)에서 빠져나오는 탈수액은 콘덴서 (6)를 거쳐 액상으로 바뀌어 저장조 (7)에 저장된다. 이 때, 액화된 탈수액은 물과 일부 유기 아미드 용매가 포함되어있다. 그러므로 일부 유기 아미드 용매를 탈수액에서 제거하기 위해서는 저장조 (7)의 탈수액을 순환 펌프 (8)을 이용해 다시 증류탑 (4)으로 환류시켜 분별 증류를 진행한다. 이렇게 계속 진행되면 저장조 (7)에 있는 탈수액은 거의 물 (11)만 남게 된다.Referring to FIG. 1, first, the reactor 1 for performing the dehydration reaction is connected to the lines 2 and 3 of the distillation column 4. When dehydration proceeds, the dehydrated liquid goes up to the distillation column through line (2), and the organic solvent separated by the boiling point of water and organic amide solvent in the distillation column (4) is returned to the reactor (1) through line (3). It is refluxed. At this time, the distillation tower (4) should be designed to efficiently separate water and organic amide solvent. The dehydrated liquid coming out of the distillation tower (4) passes through the condenser (6) and is converted into a liquid phase and stored in the storage tank (7). At this time, the liquefied dehydration solution contains water and some organic amide solvent. Therefore, in order to remove some of the organic amide solvent from the dehydration solution, the dehydration solution in the storage tank 7 is refluxed back to the distillation column 4 using the circulation pump 8 to perform fractional distillation. If this continues, only water (11) remains in the dehydration liquid in the storage tank (7).

하지만, 발생하는 황화 수소(10)는 냉각에 의해 응축되지 않고 탈수액에 녹지도 않기 때문에 저장조 (7)에 기상으로 존재하게 된다. 따라서 본 발명에서는 저장조(7)에 알칼리 금속의 수산화물(9)을 첨가하되, 전체 탈수 공정의 사용량 중에서 소량으로 분할하여 첨가한다. 이러한 방법에 따라, 상술한 바대로 탈수액의 pH가 조절될 수 있고, pH가 조절된 탈수액은 순환 펌프 (8)를 이용해 증류탑 (4)으로 환류된다. 상기 증류탑(4)에서는, 환류된 탈수액 내 포함된 알칼리 금속의 수산화물에 의해 황화 수소가 증류탑 (4)내에서 흡착되어 알칼리 금속의 황화물로 전환된다. 이러한 알칼리 금속의 황화물은 라인(3)를 통해 반응기 (1)로 환류되어, 황원의 손실을 줄여줄 수 있어, 폴리아릴렌 설파이드의 수율을 향상시킬 수 있다.However, since the generated hydrogen sulfide 10 is not condensed by cooling and does not dissolve in the dehydration liquid, it exists in the storage tank 7 as a gaseous state. Therefore, in the present invention, the alkali metal hydroxide (9) is added to the storage tank (7), but it is added by dividing it into small amounts among the amount used in the entire dehydration process. According to this method, the pH of the dehydrated liquid can be adjusted as described above, and the pH-adjusted dehydrated liquid is refluxed to the distillation column 4 using the circulation pump 8. In the distillation tower (4), hydrogen sulfide is adsorbed in the distillation tower (4) by the alkali metal hydroxide contained in the refluxed dehydration liquid and converted into an alkali metal sulfide. The sulfide of the alkali metal is refluxed to the reactor 1 through the line 3 to reduce the loss of the sulfur source, thereby improving the yield of polyarylene sulfide.

상기 증류탑 내에서 탈수액의 증류 및 환류 조건은 크게 제한되지 않으며, 이 분야에 잘알려진 방법에 따라 진행될 수 있다.Conditions for distillation and reflux of the dehydrated liquid in the distillation column are not particularly limited, and may be performed according to a method well known in the art.

한편, 상기 알칼리 금속의 수산화물은, 전체 탈수 반응 중 사용되는 함량을 분할하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 처음 탈수 반응하는 함량과 탈수액에 투입되는 함량을 일정 비로 분할하여 공정에 사용할 수 있다.Meanwhile, the alkali metal hydroxide may be used by dividing the content used during the entire dehydration reaction. For example, the content to be initially dehydrated and the content to be added to the dehydration liquid may be divided at a predetermined ratio and used in the process.

일례로, 상기 알칼리 금속의 수산화물은, 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비로 사용하고, 상기 당량비 범위내에서 탈수 반응 및 반응부산물의 처리단계에서 1: 0.1 내지 0.3의 비율로 분할하여 투입할 수 있다.For example, the alkali metal hydroxide is used in an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide, and in the dehydration reaction and reaction by-product treatment step within the equivalent ratio range, in a ratio of 1: 0.1 to 0.3. It can be divided into inputs.

이때, 상기 비율을 벗어나 탈수액에 투입하는 알칼리 금속의 수산화물의 함량이 과량이 되면 황원 대비 알칼리 금속의 수산화물 몰비가 커지므로 유기 아미드 용매의 변질을 증대시키거나 중합 시 부반응을 일으킬 가능성이 있다. 또, 상기 탈수액에 투입하는 알칼리 금속의 수산화물의 함량이 너무 적으면 황화 수소 포집이 제대로 되지 않을 가능성이 있다.At this time, if the content of the alkali metal hydroxide added to the dehydration solution exceeds the above ratio, the molar ratio of the alkali metal hydroxide to the sulfur source increases, which may increase the deterioration of the organic amide solvent or cause side reactions during polymerization. In addition, if the content of the alkali metal hydroxide introduced into the dehydration solution is too small, there is a possibility that hydrogen sulfide collection may not be performed properly.

바람직한 일 구현예에 따라, 상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비의 범위 내에서, 탈수 반응에서는 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.8 내지 1.2 당량비로 반응기로 투입하여 사용하고, 상기 반응부산물의 처리단계에서는, 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.1 내지 0.3 당량비로 저장조로 투입하여 사용하는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment, the alkali metal hydroxide is in an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide, and in the dehydration reaction, in an equivalent ratio of 0.8 to 1.2 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide. In the step of treating the reaction by-products, it is preferable to use them by introducing them into a storage tank at an equivalent ratio of 0.1 to 0.3 to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide.

더 바람직하게, 상기 탈수 반응시 알칼리 금속의 수산화물은, 전체 투입되는 함량 중 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.2의 당량비의 당량비로 사용될 수 있다. 또한, 상기 황화수소를 처리하는 단계에서는, 알칼리 금속의 수산화물은, 전체 투입되는 함량 중 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.2 내지 0.3의 당량비의 당량비로 사용될 수 있다.More preferably, during the dehydration reaction, the alkali metal hydroxide may be used in an equivalent ratio of 0.9 to 1.2 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide among the total amount added. In addition, in the step of treating hydrogen sulfide, the alkali metal hydroxide may be used in an equivalent ratio of 0.2 to 0.3 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide among the total amount added.

또한, 상기 알칼리 금속의 수산화물의 구체적인 예로는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 또는 수산화세슘 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 알칼리 금속의 수산화물은 수산화나트륨일 수 있다. 또한, 상기 반응부산물의 처리단계에서 상기 알칼리 금속의 수산화물은 10 내지 50 중량% 혹은 10 내지 40 중량% 농도의 알칼리 금속의 수산화물의 수용액을 사용할 수 있다. 더 바람직하게, 상기 반응부산물의 처리단계에서 상기 알칼리 금속의 수산화물은 10 내지 50 중량% 혹은 10 내지 40 중량% 농도의 수산화 나트륨 용액을 사용할 수 있다.In addition, specific examples of the hydroxide of the alkali metal include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, or cesium hydroxide, and any one or a mixture of two or more of these may be used. Preferably, the alkali metal hydroxide may be sodium hydroxide. In addition, in the treatment step of the reaction by-product, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide having a concentration of 10 to 50% by weight or 10 to 40% by weight of the alkali metal hydroxide may be used. More preferably, in the treatment step of the reaction by-product, a sodium hydroxide solution having a concentration of 10 to 50% by weight or 10 to 40% by weight of the alkali metal hydroxide may be used.

상기 방법에 따라, 상기 저장조의 탈수액의 pH는 초기 중성 내지 약염기성이 되고, 알칼리 금속의 수산화물 투입 후 강염기성이 된 다음, 증류탑으로 공급될 수 있다. 이후, 증류탑에서 탈수액의 증류를 통해 환류가 진행되면, 탈수액의 강염기성은 황화 수소와 탈수 과정 내내 반응이 진행되고 다시 반응기 내부로 갈 때 중성 내기 악염기성을 띄게 된다. 따라서, 이러한 경우 탈수액의 pH는 일례로 7 내지 8.5로 조절될 수 있다.According to the above method, the pH of the dehydrated liquid in the storage tank becomes neutral to weakly basic at an initial stage, becomes strongly basic after adding alkali metal hydroxide, and then supplied to the distillation column. Thereafter, when reflux proceeds through distillation of the dehydration liquid in the distillation tower, the strong alkalinity of the dehydration liquid proceeds with hydrogen sulfide throughout the dehydration process, and when it goes back to the inside of the reactor, it becomes neutral and acidic. Therefore, in this case, the pH of the dehydration solution may be adjusted to, for example, 7 to 8.5.

또, 상기 저장조의 탈수액은 70% 이상 (V/V%)의 농도의 물을 포함할 수 있다.In addition, the dehydration liquid in the storage tank may contain water at a concentration of 70% or more (V/V%).

한편, 상기 탈수공정을 제외하고, 폴리아릴렌 설파이드를 제공하기 위한 탈수 반응 및 황공급원 이용한 중합 공정은 크게 제한되지 않으며, 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 진행될 수 있다. Meanwhile, except for the dehydration process, the dehydration reaction to provide polyarylene sulfide and the polymerization process using a sulfur source are not particularly limited and may be performed according to methods well known in the art.

예를 들면, 본 발명의 폴리아릴렌 설파이드는, 도 2과 같은 방법에 따라 탈수 반응(제1 단계) 및 중합반응(제2 단계)를 수행할 수 있다.For example, the polyarylene sulfide of the present invention may be subjected to a dehydration reaction (first step) and a polymerization reaction (second step) according to the method shown in FIG. 2 .

또한, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물 및 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 알칼리 금속의 유기산염의 존재 하에 탈수 반응(dehydration)을 수행하고, 상술한 방법으로 탈수액을 처리하는 단계; 및 (b) 상기 황 공급원, 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계;를 포함하여 제공될 수 있다.In addition, the polyarylene sulfide is obtained by dehydrating an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide compound in the presence of an organic acid salt of an alkali metal, and dehydration by the above-described method. processing the liquid; and (b) preparing polyarylene sulfide by polymerizing the sulfur source, the dihalogenated aromatic compound, and the amide-based compound.

구체적으로, 상기 황 공급원은 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매 중에서 탈수 반응(dehydration)을 수행하여 제조된 것이다. 따라서, 상기 황 공급원은 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응에 의해 생성된 알칼리 금속의 황화물과 함께, 탈수 반응 후 잔류하는 물, 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함할 수 있다.Specifically, the sulfur source is prepared by dehydrating an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide-based compound. Accordingly, the sulfur source may include an alkali metal sulfide generated by the reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide, water remaining after the dehydration reaction, and a mixed solvent of an amide-based compound.

한편, 상기 알칼리 금속의 황화물은 반응시 사용되는 알칼리 금속의 수황화물의 종류에 따라 결정될 수 있으며, 구체적인 예로는 황화리튬, 황화나트륨, 황화칼륨, 황화루비듐 또는 황화세슘 등을 들 수 있으며 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 포함될 수 있다. On the other hand, the sulfide of the alkali metal may be determined according to the type of hydrosulfide of the alkali metal used in the reaction, and specific examples include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, or cesium sulfide. One or a mixture of two or more may be included.

상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응에 의한 황 공급원의 제조시, 사용 가능한 알칼리 금속의 수황화물은 구체적인 예로는, 황화수소리튬, 황화수소나트륨, 황화수소칼륨, 황화수소루비듐 또는 황화수소세슘 등을 들 수 있다. 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 이들의 무수물 또는 수화물도 사용 가능하다.In the preparation of the sulfur supply source by the reaction of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide, specific examples of usable alkali metal hydrosulfides include lithium hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, potassium hydrogen sulfide, rubidium hydrogen sulfide, or cesium hydrogen sulfide. can Any one of these or a mixture of two or more thereof may be used, and anhydrides or hydrates thereof may also be used.

또한, 상기 알칼리 금속의 수산화물의 구체적인 예로는, 상술한 바와 같이, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 또는 수산화세슘 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 수산화물은, 탈수 반응 중에는, 전체 투입되는 함량 중 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.9 내지 1.5의 당량비의 범위 내에서 0.8 내지 1.2 당량비로 반응기로 투입하여 사용하는 것이 좋다. 바람직하게, 상기 탈수 반응시 알칼리 금속의 수산화물은, 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.2의 당량비의 당량비로 사용될 수 있다. In addition, specific examples of the hydroxide of the alkali metal, as described above, include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, or cesium hydroxide, and any one or a mixture of two or more of these may be used. . During the dehydration reaction, the alkali metal hydroxide is preferably introduced into the reactor at an equivalent ratio of 0.8 to 1.2 within an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide among the total amount added. Preferably, during the dehydration reaction, the alkali metal hydroxide may be used in an equivalent ratio of 0.9 to 1.2 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide.

한편, 본 발명에 있어서, 당량은 몰 당량(eq/mol)을 의미한다. Meanwhile, in the present invention, equivalent means molar equivalent (eq/mol).

또한, 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응에 의한 황 공급원의 제조시, 중합 조제로서 중합반응을 촉진시켜 단시간 내에 폴리아릴렌 설파이드의 중합도를 높일 수 있는 알칼리 금속의 유기산염이 투입될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 유기산염은 구체적으로, 아세트산 리튬, 또는 아세트산 나트륨 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 유기산염은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대해 0.01 내지 1.0, 보다 구체적으로는 0.01 내지 0.8, 보다 더 구체적으로는 0.05 내지 0.5의 당량비로 사용될 수 있다.In addition, when preparing a sulfur source by the reaction of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide, an organic acid salt of an alkali metal capable of increasing the degree of polymerization of polyarylene sulfide in a short time by accelerating the polymerization reaction is added as a polymerization aid It can be. Specifically, the organic acid salt of the alkali metal may be lithium acetate or sodium acetate, and any one or a mixture of two or more of these may be used. The organic acid salt of the alkali metal may be used in an equivalent ratio of 0.01 to 1.0, more specifically 0.01 to 0.8, and more specifically 0.05 to 0.5, based on 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide.

상기한 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응은, 물과 아미드계 화합물의 혼합용매 중에서 수행될 수 있는데, 이때 상기 아미드계 화합물의 구체적인 예로는 N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드 화합물; N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물; N-메틸-ε-카프로락탐 등의 카프로락탐 화합물; 1,3-디알킬-2-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 화합물; 테트라메틸 요소 등의 요소 화합물; 또는 헥사메틸인산 트리아미드 등의 인산 아미드 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 반응 효율 및 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위한 중합시 중합용매로의 공용매 효과를 고려할 때 상기 아미드계 화합물은 보다 구체적으로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)일 수 있다. The reaction of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide may be carried out in a mixed solvent of water and an amide compound. Specific examples of the amide compound include N,N-dimethylformamide or N,N -amide compounds such as dimethylacetamide; pyrrolidone compounds such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone; caprolactam compounds such as N-methyl-ε-caprolactam; imidazolidinone compounds such as 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone; urea compounds such as tetramethyl urea; or phosphoric acid amide compounds such as hexamethylphosphoric acid triamide, and the like, any one or a mixture of two or more of these may be used. Among them, the amide-based compound may be N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in more detail, considering reaction efficiency and co-solvent effect as a polymerization solvent during polymerization for producing polyarylene sulfide.

또한, 상기 물은 아미드계 화합물 1 당량에 대하여 약 1 내지 8의 당량비로 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 약 1.5 내지 5의 당량비, 보다 더 구체적으로는 약 2.5 내지 5의 당량비로 사용될 수 있다. In addition, the water may be used in an equivalent ratio of about 1 to 8, more specifically, in an equivalent ratio of about 1.5 to 5, and more specifically, in an equivalent ratio of about 2.5 to 5, based on 1 equivalent of the amide-based compound.

한편, 상기 단계에서, 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물 등을 포함하는 반응물은 탈수 반응(dehydration)을 통해 알칼리 금속의 황화물을 생성시킬 수 있다. 이 때, 상기 탈수 반응은 약 130 내지 205 ℃의 온도 범위에서, 약 100 내지 500 rpm의 속도로 교반하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는 약 175 내지 200 ℃의 온도 범위에서 약 100 내지 300 rpm의 속도로 교반하여 수행될 수 있다. 이 때, 상기 탈수 반응의 시간은 약 30 분에서 6 시간 이내, 또는 약 1 시간에서 3 시간 이내로 수행될 수 있다. Meanwhile, in the above step, a reactant including an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide may generate an alkali metal sulfide through dehydration. At this time, the dehydration reaction may be carried out by stirring at a temperature range of about 130 to 205 ℃, at a speed of about 100 to 500 rpm. More specifically, it may be performed by stirring at a speed of about 100 to 300 rpm in a temperature range of about 175 to 200 °C. At this time, the time of the dehydration reaction may be performed within about 30 minutes to 6 hours, or about 1 hour to 3 hours.

이러한 탈수 공정 동안에 반응물 중 물 등의 용매가 증류 등을 통해 제거될 수 있으며, 물과 함께 아미드계 화합물의 일부가 배출되고, 또 황 공급원 내 포함된 일부 황이 탈수 공정 동안의 열에 의해 물과 반응하여 황화수소 기체로서 휘산될 수 있다. During this dehydration process, solvents such as water among the reactants may be removed through distillation, etc., and some of the amide-based compounds are discharged along with water, and some sulfur contained in the sulfur source reacts with water by heat during the dehydration process to obtain It can volatilize as hydrogen sulfide gas.

한편, 상기와 같은 알칼리 금속의 수황화물, 알칼리 금속의 수산화물 및 알칼리 금속염의 반응 결과로, 알칼리 금속의 황화물이 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에 고체상으로 석출된다. 이에 따라 본 발명에 따른 폴리아릴렌 설파이드 제조시 황 공급원으로, 상기한 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물을 반응시켜 제조한 황 공급원이 사용될 경우, 황 공급원의 몰비는 반응 시 투입한 알칼리 금속의 수황화물의 몰비로 한다. Meanwhile, as a result of the reaction of the alkali metal hydrosulfide, alkali metal hydroxide, and alkali metal salt as described above, the alkali metal sulfide is precipitated as a solid in a mixed solvent of water and an amide compound. Accordingly, when a sulfur source prepared by reacting a hydrosulfide of an alkali metal and a hydroxide of an alkali metal is used as a sulfur source in the production of polyarylene sulfide according to the present invention, the molar ratio of the sulfur source is the alkali metal added during the reaction. is taken as the molar ratio of the hydrosulfide of

이어서, 상기한 반응 결과로 생성된 알칼리 금속의 황화물을 포함한 반응 생성물 중의 물 등의 용매를 제거하기 위해, 탈수 공정이 수행된다. 상기 탈수 공정은 상술한 방법에 따라 수행될 수 있다. Subsequently, a dehydration process is performed to remove solvents such as water in the reaction products including alkali metal sulfides produced as a result of the above reaction. The dehydration process may be performed according to the method described above.

또한, 상기 탈수 공정 동안에, 황 공급원내 포함된 황이 물과 반응하여 황화수소와 알칼리 금속 수산화물이 생성되고, 생성된 황화수소는 휘산되기 때문에, 탈수 공정 동안에 계외로 휘산하는 황화수소에 의해 탈수 공정 후 계내에 잔존하는 황 공급원 중의 황의 양은 감소될 수 있다. 일례로, 알칼리 금속 수황화물을 주성분으로 하는 황 공급원을 사용할 경우, 탈수 공정 후에 계내에 잔존하는 황의 양은, 투입한 황 공급원 내 황의 몰 양에서 계 외로 휘산한 황화수소의 몰 양을 뺀 값과 동일하다. 이에 따라 계 외로 휘산한 황화수소의 양으로부터 탈수 공정 후 계내에 잔존하는 황 공급원 중에 포함된 유효 황의 양을 정량하는 것이 필요하다. 구체적으로, 상기 탈수 공정은 유효 황 1몰에 대하여 물이 1 내지 5의 몰비, 보다 구체적으로는 1.5 내지 4의 몰비, 보다 더 구체적으로는 1.75 내지 3.5의 몰비가 될 때까지 수행될 수 있다. 상기 탈수 공정에 의해 황 공급원내 수분량이 지나치게 감소하는 경우에는 중합 공정에 앞서 물을 첨가하여 수분량을 조절할 수 있다. In addition, during the dehydration process, sulfur contained in the sulfur source reacts with water to generate hydrogen sulfide and alkali metal hydroxide, and since the generated hydrogen sulfide is volatilized, the hydrogen sulfide volatilized out of the system during the dehydration process remains in the system after the dehydration process. The amount of sulfur in the sulfur source may be reduced. For example, when a sulfur source containing alkali metal hydrosulfide as a main component is used, the amount of sulfur remaining in the system after the dehydration process is equal to the molar amount of hydrogen sulfide volatilized out of the system minus the molar amount of sulfur in the added sulfur source. . Accordingly, it is necessary to quantify the amount of effective sulfur contained in the sulfur source remaining in the system after the dehydration process from the amount of hydrogen sulfide volatilized out of the system. Specifically, the dehydration process may be performed until the molar ratio of water to 1 mole of available sulfur is 1 to 5, more specifically 1.5 to 4, more specifically 1.75 to 3.5. When the moisture content in the sulfur source is excessively reduced by the dehydration process, the moisture content may be adjusted by adding water prior to the polymerization process.

또한, 본 발명은 이러한 과정에서 휘산되는 황화수소를 처리하기 위해, 상술한 바와 같이 탈수액의 pH 조절을 진행하므로, 종래보다 용이하게 황화수소를 처리하여 황 공급원으로 제공할 수 있다. In addition, in the present invention, since the pH of the dehydration liquid is adjusted as described above to treat the hydrogen sulfide volatilized in this process, it is possible to treat hydrogen sulfide more easily than in the prior art and provide it as a sulfur source.

이에 따라, 상기한 바와 같은 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응 및 탈수에 의해 제조된 황 공급원은, 알칼리 금속의 황화물과 함께, 물 및 아미드계 화합물의 혼합용매를 포함할 수 있으며, 상기 물은 황 공급원내 포함된 황 1몰에 대해 구체적으로 1.75 내지 3.5의 몰비로 포함될 수 있다. 또한, 상기 황 공급원은 황과 물의 반응에 의해 생성된 알칼리 금속의 수산화물을 더 포함할 수 있다. Accordingly, the sulfur source prepared by the reaction and dehydration of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide as described above may include a mixed solvent of water and an amide-based compound together with an alkali metal sulfide, The water may be specifically included in a molar ratio of 1.75 to 3.5 with respect to 1 mole of sulfur included in the sulfur source. In addition, the sulfur source may further include an alkali metal hydroxide produced by a reaction between sulfur and water.

한편, 본 발명의 일 구현예에 따라, 제2 단계는 상기 황 공급원을 디할로겐화 방향족 화합물과 중합반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계이다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the second step is a step of preparing polyarylene sulfide by polymerizing the sulfur source with a dihalogenated aromatic compound.

상기 폴리아릴렌 설파이드의 제조를 위해 사용 가능한 디할로겐화 방향족 화합물은, 방향족 고리에서의 두 개의 수소가 할로겐 원자로 치환된 화합물로서, 구체적인 예로는 o-디할로벤젠, m-디할로벤젠, p-디할로벤젠, 디할로톨루엔, 디할로나프탈렌, 디할로비페닐, 디할로벤조산, 디할로디페닐에테르, 디할로디페닐설폰, 디할로디페닐설폭사이드 또는 디할로디페닐 케톤 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 디할로겐화 방향족 화합물에 있어서, 할로겐 원자는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다. 이중에서도 폴리아릴렌 설파이드 제조시 반응성 및 부반응 생성 감소 효과 등을 고려할 때, p-디클로로벤젠(p-DCB)이 사용될 수 있다.Dihalogenated aromatic compounds usable for the production of the polyarylene sulfide are compounds in which two hydrogens in an aromatic ring are substituted with halogen atoms, and specific examples include o-dihalobenzene, m-dihalobenzene, and p-dihal. lowbenzene, dihalotoluene, dihalonaphthalene, dihalobiphenyl, dihalobenzoic acid, dihalodiphenyl ether, dihalodiphenyl sulfone, dihalodiphenyl sulfoxide, or dihalodiphenyl ketone; any one of these or Mixtures of two or more may be used. In the dihalogenated aromatic compound, the halogen atom may be fluorine, chlorine, bromine or iodine. Among them, p-dichlorobenzene (p-DCB) may be used in consideration of reactivity and side reaction generation reduction effect when producing polyarylene sulfide.

상기 디할로겐화 방향족 화합물은 황 공급원 1 당량을 기준으로 약 0.8 내지 1.2의 당량으로 투입될 수 있다. 상기한 함량 범위 내로 투입될 경우, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 용융점도 저하 및 폴리아릴렌 설파이드 내에 존재하는 클로린 함량의 증가에 대한 우려 없이, 우수한 물성적 특징을 갖는 폴리아릴렌 설파이드를 제조할 수 있다. 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물의 첨가량 제어에 따른 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 보다 구체적으로는 디할로겐화 방향족 화합물은 약 0.9 내지 1.1의 당량으로 투입될 수 있다.The dihalogenated aromatic compound may be added in an equivalent amount of about 0.8 to 1.2 based on 1 equivalent of the sulfur source. When the amount is added within the above range, polyarylene sulfide having excellent physical properties can be prepared without worrying about a decrease in the melt viscosity of the polyarylene sulfide and an increase in the chlorine content present in the polyarylene sulfide. there is. Considering the superiority of the improvement effect by controlling the sulfur source and the addition amount of the dihalogenated aromatic compound, more specifically, the dihalogenated aromatic compound may be added in an equivalent amount of about 0.9 to 1.1.

또한, 상기 제2 단계를 진행하기 전에, 디할로겐화 방향족 화합물의 기화를 막기 위해 상기 황 공급원을 포함하는 반응기의 온도를 약 150 내지 200 ℃의 온도로 하강시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, before proceeding with the second step, a step of lowering the temperature of the reactor including the sulfur source to about 150 to 200 ° C. may be further included to prevent vaporization of the dihalogenated aromatic compound.

또한, 상기한 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물의 중합반응은 비프로톤성 극성 유기용매로서, 고온에서 알칼리에 대해 안정적인 아미드계 화합물의 용매 중에서 수행될 수 있다. In addition, the above-mentioned polymerization reaction between the sulfur source and the dihalogenated aromatic compound is an aprotic polar organic solvent and can be carried out in a solvent of an amide-based compound that is stable against alkali at a high temperature.

상기 아미드계 화합물의 구체적인 예는 앞서 설명한 바와 같으며, 예시된 화합물들 중에서도 반응 효율 등을 고려할 때, 보다 구체적으로 상기 아미드계 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물일 수 있다. Specific examples of the amide-based compound are as described above, and among the exemplified compounds, when considering reaction efficiency, etc., more specifically, the amide-based compound is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclo pyrrolidone compounds such as hexyl-2-pyrrolidone.

상기 제1 단계에서의 황 공급원 중에 포함된 아미드계 화합물이 공용매로서 작용할 수 있으므로, 제2 단계에서 첨가되는 아미드계 화합물은 중합반응계 내에 존재하는 아미드계 화합물에 대한 물(H2O)의 몰비(물/아미드계 화합물의 몰비)가 약 0.85 이상이 되도록 하는 양으로 첨가될 수 있다. Since the amide-based compound included in the sulfur source in the first step can act as a co-solvent, the amide-based compound added in the second step has a molar ratio of water (H 2 O) to the amide-based compound present in the polymerization reaction system (molar ratio of water/amide-based compound) may be added in an amount such that it is about 0.85 or more.

또한, 상기 중합반응시 분자량 조절제, 가교제 등 중합반응이나 분자량을 조절하기 위한 기타 첨가제가 최종 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 물성 및 제조 수율을 저하시키지 않는 범위 내의 함량으로 더 첨가될 수도 있다.In addition, during the polymerization reaction, other additives for controlling the polymerization reaction or molecular weight, such as a molecular weight regulator and a crosslinking agent, may be further added in an amount within a range that does not deteriorate the physical properties and production yield of the finally produced polyarylene sulfide.

상기 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물의 중합 반응은 약 200 내지 300 ℃에서 수행될 수 있다. 또는 상기한 온도 범위 내에서 온도를 변화시키며 다단계로 수행될 수도 있다. 구체적으로는 약 200 ℃ 이상 약 250 ℃ 미만에서의 1차 중합반응 후, 연속하여 1차 중합반응시의 온도보다 높은 온도에서, 구체적으로는 약 250 ℃ 내지 300 ℃에서 2차 중합반응이 수행될 수 있다. The polymerization reaction between the sulfur source and the dihalogenated aromatic compound may be performed at about 200 to 300 °C. Alternatively, it may be performed in multiple steps while changing the temperature within the above temperature range. Specifically, after the primary polymerization reaction at about 200 ° C. or more and less than about 250 ° C., the secondary polymerization reaction is continuously performed at a temperature higher than the temperature during the primary polymerization reaction, specifically at about 250 ° C. to 300 ° C. can

상기한 중합반응의 결과로 생성된 반응생성물은, 수상과 유기상으로 분리되어 있으며, 이때 유기상 중에 중합반응물인 폴리아릴렌 설파이드가 용해되어 포함된다. 이에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드의 석출 및 분리를 위한 공정이 선택적으로 더 수행될 수 있다. The reaction product produced as a result of the polymerization reaction is separated into an aqueous phase and an organic phase, and polyarylene sulfide, which is a polymerization reaction product, is dissolved and included in the organic phase. Accordingly, a process for precipitating and separating the polyarylene sulfide produced may be optionally further performed.

구체적으로, 상기 폴리아릴렌 설파이드의 석출은 황 1 당량에 대하여 물을 약 3 내지 5의 당량비로 반응 혼합물에 첨가하고 냉각함으로써 수행될 수 있다. 상기한 함량 범위로 물이 첨가될 때, 우수한 효율로 폴리아릴렌 설파이드를 석출할 수 있다. Specifically, the precipitation of the polyarylene sulfide may be performed by adding water to the reaction mixture in an equivalent ratio of about 3 to 5 based on 1 equivalent of sulfur, followed by cooling. When water is added in the above content range, polyarylene sulfide can be precipitated with excellent efficiency.

이후 석출된 폴리아릴렌 설파이드에 대해서는 통상의 방법에 따라, 세척 및 여과 건조 공정이 선택적으로 더 수행될 수 있다.Thereafter, the precipitated polyarylene sulfide may be selectively further subjected to washing and filtering and drying processes according to a conventional method.

상기 폴리아릴렌 설파이드의 구체적인 제조 방법은 후술하는 실시예를 참고할 수 있다. 그러나, 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법이 본 명세서에 기술한 내용에 한정되는 것은 아니며, 상기 제조 방법은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 채용하는 단계를 추가로 채용할 수 있고, 상기 제조 방법의 단계(들)는 통상적으로 변경 가능한 단계(들)에 의하여 변경될 수 있다.For a specific method of preparing the polyarylene sulfide, reference may be made to Examples to be described later. However, the manufacturing method of polyarylene sulfide is not limited to the content described herein, and the manufacturing method may additionally employ steps commonly employed in the technical field to which the present invention belongs, and of the manufacturing method The step(s) can be varied by the conventionally variable step(s).

이상과 같이, 본 발명의 방법은 황화수소로 인한 대기오염을 효과적으로 줄일 수 있고, 스크러버 용량도 줄이며, 황원의 손실을 최소화하여, 폴리아릴렌 설파이드의 생산량을 증가시킬 수 있다.As described above, the method of the present invention can effectively reduce air pollution due to hydrogen sulfide, reduce the scrubber capacity, and minimize the loss of sulfur sources, thereby increasing the production of polyarylene sulfide.

또한, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 약 60% 이상 혹은 65 내지 75% 이상의 수율로 생성되며, 10 내지 200 PaS의 용융점도(M.V.)를 가질 수 있다. 상기 폴리아릴렌 설파이드의 용융점도(M.V.)는 ARES-G2 레오미터(rheometer)를 사용하여 N2 분위기 하에서 폴리아릴렌설파이드(예를 들면, PPS)를 용융시키고 프리퀀시 스위핑(frequency sweeping)하여 점도 변화를 확인하고, 주파수(frequency)가 0.10 Hz일 때의 값을 용융점도(M.V., melt viscosity)로 측정하여 얻을 수 있다. 상기 폴리아릴렌 설파이드는 270 내지 300℃의 녹는 용융 온도(Tm) 및 180 내지 250℃의 결정화 온도(Tc)를 가질 수 있다. 또한, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 10,000 g/mol 초과 50,000g/mol 이하의 중량평균분자량(Mw)를 갖는 것일 수 있다. In addition, the polyarylene sulfide is produced in a yield of about 60% or more or 65 to 75% or more, and may have a melt viscosity (MV) of 10 to 200 PaS. The melt viscosity (MV) of the polyarylene sulfide is changed by melting polyarylene sulfide (eg, PPS) in an N 2 atmosphere using an ARES-G2 rheometer and frequency sweeping to change the viscosity It can be obtained by checking and measuring the value when the frequency is 0.10 Hz as melt viscosity (MV). The polyarylene sulfide may have a melting temperature (Tm) of 270 to 300 °C and a crystallization temperature (Tc) of 180 to 250 °C. In addition, the polyarylene sulfide may have a weight average molecular weight (Mw) greater than 10,000 g/mol and less than 50,000 g/mol.

또한, 본 발명의 폴리아릴렌 설파이드는 우수한 유동성을 나타내어 필러나 보강제에 대해 향상된 혼화성을 나타낼 수 있으며. 그 결과 자동차, 전기전자 제품 또는 기계 부품에서의 금속 대체용 성형품의 제조, 특히 우수한 기계적 특성이 요구되는 자동차 램프용 Reflector, base plate 의 제조에 유용할 수 있다.In addition, the polyarylene sulfide of the present invention exhibits excellent fluidity and can exhibit improved miscibility with fillers or reinforcing agents. As a result, it can be useful in the manufacture of molded articles for metal replacement in automobiles, electrical and electronic products, or mechanical parts, especially in the manufacture of reflectors and base plates for automobile lamps requiring excellent mechanical properties.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, this is presented as an example of the invention, and thereby the scope of the invention is not limited in any sense.

비교예 1Comparative Example 1

(a) 탈수 공정(a) dewatering process

1.01 당량의 70% 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH), 0.44 당량의 아세트산나트륨(NaOAc) 분말 및 1.65 당량의 N-메틸-2-파이롤리돈 (NMP), 4.72 당량의 탈이온수(DI water)를 반응기에 넣고, 반응기를 체결하였다. 이때 반응기의 재질은 티타늄(Titanium)이고, 한계 압력은 40 bar이다.1.01 equivalent of 70% sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH), 0.44 equivalent of sodium acetate (NaOAc) powder and 1.65 equivalent of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 4.72 equivalent of deionized Ionized water (DI water) was put into the reactor, and the reactor was fastened. At this time, the material of the reactor is titanium, and the limit pressure is 40 bar.

상기 반응기를 500rpm으로 교반하면서 186.1℃까지 50분동안 가열하여 탈수액 414ml을 수집하였다. H2S가 반응기 내부에서 빠져나가도록, 상기 반응기 내로 N2 가스를 2.5L/min으로 흘려주었다. 탈수 밸브를 열고 서서히 승온하면 반응기 내부에서 탈수물이 나오기 시작한다. 이 후, 반응기 온도가 200℃에 도달하면 탈수 밸브와 N2 가스를 잠그고, 히터를 꺼서 온도를 낮췄다.The reactor was heated to 186.1° C. for 50 minutes while stirring at 500 rpm to collect 414 ml of dehydration liquid. N 2 gas was flowed into the reactor at 2.5 L/min so that H 2 S escaped from the inside of the reactor. When the dehydration valve is opened and the temperature is gradually raised, dehydrated water starts to come out from the inside of the reactor. Thereafter, when the temperature of the reactor reached 200° C., the dehydration valve and the N 2 gas were closed, and the heater was turned off to lower the temperature.

이 때, 칼피셔(Karl-Fisher)로 측정한 탈수액 중의 물의 농도 (v/v%)는 71.80% 이었으며, 탈수액의 pH는 10.32으로 측정되었다. 또한, 탈수액의 S2- 농도는 82mg/L로 나왔으며, 회수되지 못하고 빠져나간 S2- 농도는 748mg/L이었다.At this time, the concentration (v / v%) of water in the dehydration solution measured by Karl-Fisher was 71.80%, and the pH of the dehydration solution was measured as 10.32. In addition, the S 2- concentration of the dehydration solution was 82 mg/L, and the S 2- concentration that was not recovered was 748 mg/L.

(b) 중합 반응(b) polymerization reaction

상기 탈수 반응을 통해 얻어진 황 공급원을 포함한 반응기의 온도를 170 ℃ 미만으로 낮춘 후, 1.10 당량의 파라-디클로로벤젠(p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이 때, NMP/S의 몰비는 2.68로 계산되었다. 그리고, 얻어진 혼합 용액을 230 ℃까지 가열하여 2 시간 반응시키고, 다시 250 ℃까지 가열하여 2 시간 더 반응시켰다. 반응 종료 후, 상기 반응기 내 존재하는 황 1 당량에 대하여 3 당량비의 증류수를 반응기 내로 첨가하고, 충분히 온도를 낮춘 뒤 결과물을 회수하였다. 결과물을 증류수와 NMP의 혼합액(혼합부피비=1:1), 및 증류수를 이용하여 순차로 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 10 분간 NMP로 세척한 후 여과하고, 또 0.4% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 10 분간 증류수로 여과하는 공정을 수행하였다. 세척한 폴리페닐렌 설파이드는 진공 오븐에서 150 ℃, 8 시간 동안 건조하여 회수하였다. After lowering the temperature of the reactor containing the sulfur source obtained through the dehydration reaction to less than 170 ° C., 1.10 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the molar ratio of NMP/S was calculated as 2.68. Then, the obtained mixed solution was heated to 230°C and reacted for 2 hours, and then heated to 250°C and reacted for further 2 hours. After completion of the reaction, distilled water in a ratio of 3 equivalents to 1 equivalent of sulfur present in the reactor was added into the reactor, and the product was recovered after sufficiently lowering the temperature. The resulting product was washed sequentially with a mixture of distilled water and NMP (mixed volume ratio = 1:1) and distilled water, then filtered, washed with NMP for 10 minutes at 90 ° C, filtered, and then washed with 0.4% aqueous acetic acid at 90 °C. After washing at ° C., filtering was performed, followed by filtering with distilled water at 90 ° C. for 10 minutes. The washed polyphenylene sulfide was recovered by drying in a vacuum oven at 150 °C for 8 hours.

이 때 회수한 폴리페닐렌 설파이드의 수율은 82.9%이며, 용융 속도는 660.2g/10min였다.The yield of polyphenylene sulfide recovered at this time was 82.9%, and the melting rate was 660.2 g/10 min.

비교예 2Comparative Example 2

(a) 상기 탈수 공정을 다음과 같이 진행한 것을 제외하고, 비교예 1의 방법을 사용하여 PPS를 제공하였다.(a) PPS was provided using the method of Comparative Example 1, except that the dehydration process was performed as follows.

즉, 1.01 당량의 70% 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH), 0.44 당량의 아세트산나트륨(NaOAc) 분말 및 1.65 당량의 N-메틸-2-파이롤리돈 (NMP), 4.72 당량의 탈이온수(DI water)를 반응기에 넣고, 반응기를 체결하였다. 이때 반응기의 재질은 티타늄(Titanium)이고, 한계 압력은 40 bar이다.That is, 1.01 equivalents of 70% sodium hydrogen sulfide (NaSH), 1.05 equivalents of sodium hydroxide (NaOH), 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder and 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 4.72 equivalents of deionized water (DI water) was put into the reactor, and the reactor was fastened. At this time, the material of the reactor is titanium, and the limit pressure is 40 bar.

상기 반응기를 500rpm으로 교반하면서 179.5℃까지 45분동안 가열하여 탈수액 417ml을 수집하였다. H2S가 반응기 내부에서 빠져나가도록, 상기 반응기 내로 N2 가스를 10L/min으로 흘려주었다. 탈수 밸브를 열고 서서히 승온하면 반응기 내부에서 탈수물이 나오기 시작한다. 이 후, 반응기 온도가 200 ℃에 도달하면 탈수 밸브와 N2 가스를 잠그고, 히터를 꺼서 온도를 낮췄다.The reactor was heated to 179.5° C. for 45 minutes while stirring at 500 rpm to collect 417 ml of dehydrated liquid. N 2 gas was flowed into the reactor at 10 L/min so that H 2 S escaped from the inside of the reactor. When the dehydration valve is opened and the temperature is gradually raised, dehydrated water starts to come out from the inside of the reactor. Then, when the reactor temperature reached 200 °C, the dehydration valve and N2 gas were closed, and the heater was turned off to lower the temperature.

이 때, 칼피셔(Karl-Fisher)로 측정한 탈수액 중의 물의 농도 (v/v%)는 70.21% 이었으며, 탈수액의 pH는 10.33으로 측정되었다. 또한, 탈수액의 S2- 농도는 70mg/L로 나왔으며, 회수되지 못하고 빠져나간 S2- 농도는 994mg/L이었다.At this time, the concentration (v / v%) of water in the dehydration solution measured by Karl-Fisher was 70.21%, and the pH of the dehydration solution was measured to be 10.33. In addition, the S 2- concentration of the dehydration solution was 70 mg/L, and the S 2- concentration that was not recovered was 994 mg/L.

회수한 폴리페닐렌 설파이드의 수율은 81.8%이며, 용융 속도는 688.1g/10min였다.The yield of recovered polyphenylene sulfide was 81.8%, and the melting rate was 688.1 g/10 min.

실시예 1Example 1

(a) 탈수 공정(a) dewatering process

1.01 당량의 70% 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH), 0.44 당량의 아세트산나트륨(NaOAc) 분말 및 1.65 당량의 N-메틸-2-파이롤리돈 (NMP), 4.72 당량의 탈이온수(DI water)를 반응기에 넣고, 반응기를 체결하였다. 이때 반응기의 재질은 티타늄(Titanium)이고, 한계 압력은 40 bar이다.1.01 equivalent of 70% sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH), 0.44 equivalent of sodium acetate (NaOAc) powder and 1.65 equivalent of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 4.72 equivalent of deionized Ionized water (DI water) was put into the reactor, and the reactor was fastened. At this time, the material of the reactor is titanium, and the limit pressure is 40 bar.

상기 반응기를 500rpm으로 교반하면서 195.5℃까지 1시간 동안 가열하여 탈수반응을 통해 탈수액 428ml을 저장조로 수집하였다. 비교예 1 및 2와 달리, H2S가 빠져나가지 않도록 탈수액에 40중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 투입하여 pH를 약염기성으로 조절하였다. 이후, 약염기성으로 조절된 탈수액을 증류 및 환원시킨 후, 반응 결과물(Na2S)을 반응기로 재공급하였다.The reactor was heated to 195.5 ° C. for 1 hour while stirring at 500 rpm, and 428 ml of dehydration liquid was collected in a storage tank through a dehydration reaction. Unlike Comparative Examples 1 and 2, the pH was adjusted to weakly basic by adding a 40% by weight sodium hydroxide solution to the dehydration solution so that H 2 S did not escape. Thereafter, after distilling and reducing the dehydrated liquid adjusted to be weakly basic, the reaction product (Na2S) was supplied back to the reactor.

이 때, 상기 40중량% 농도의 수산화나트륨 용액의 초기 pH는 14.35이었다. 이후, 상기 40중량% 농도의 수산화나트륨 용액과 탈수액 내 황화수소가 NaOH와 반응되어 탈수액의 pH는 7.02로 염기도가 낮아졌다.At this time, the initial pH of the 40% by weight sodium hydroxide solution was 14.35. Thereafter, hydrogen sulfide in the 40% by weight sodium hydroxide solution and the dehydration solution reacted with NaOH to lower the basicity of the dehydration solution to pH 7.02.

상기 결과를 통해, 칼피셔(Karl-Fisher)로 측정한 탈수액 중의 물의 농도 (v/v%)는 73.72% 이었다. 또한, 탈수액의 S2- 농도는 482mg/L로 나왔으며, 회수되지 못하고 빠져나간 S2- 농도는 180mg/L이었다.Through the above results, the concentration (v/v%) of water in the dewatering liquid measured by Karl-Fisher was 73.72%. In addition, the S 2- concentration of the dehydration solution was 482 mg/L, and the S 2- concentration that was not recovered was 180 mg/L.

(b) 중합 반응(b) polymerization reaction

도 2에 도시된 바와 같이, 탈수 반응 후 파라-디클로로벤젠을 황공급원과 반응시켜 폴리페닐렌설파이드를 제조하였다.As shown in FIG. 2, after the dehydration reaction, para-dichlorobenzene was reacted with a sulfur source to prepare polyphenylene sulfide.

상기 탈수 반응을 통해 얻어진 황 공급원을 포함한 반응기의 온도를 170 ℃ 미만으로 낮춘 후, 1.10 당량의 파라-디클로로벤젠(p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이 때, NMP/S의 몰비는 2.68로 계산되었다. 그리고, 얻어진 혼합 용액을 230 ℃까지 가열하여 2 시간 반응시키고, 다시 250 ℃까지 가열하여 2 시간 더 반응시켰다. 반응 종료 후, 상기 반응기 내 존재하는 황 1 당량에 대하여 3 당량비의 증류수를 반응기 내로 첨가하고, 충분히 온도를 낮춘 뒤 결과물을 회수하였다. 결과물을 증류수와 NMP의 혼합액(혼합부피비=1:1), 및 증류수를 이용하여 순차로 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 10 분간 NMP로 세척한 후 여과하고, 또 0.4% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 10 분간 증류수로 여과하는 공정을 수행하였다. 세척한 폴리페닐렌 설파이드는 진공 오븐에서 150 ℃, 8 시간 동안 건조하여 회수하였다. After lowering the temperature of the reactor containing the sulfur source obtained through the dehydration reaction to less than 170 ° C., 1.10 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the molar ratio of NMP/S was calculated as 2.68. Then, the obtained mixed solution was heated to 230°C and reacted for 2 hours, and then heated to 250°C and reacted for further 2 hours. After completion of the reaction, distilled water in a ratio of 3 equivalents to 1 equivalent of sulfur present in the reactor was added into the reactor, and the product was recovered after sufficiently lowering the temperature. The resulting product was washed sequentially with a mixture of distilled water and NMP (mixed volume ratio = 1:1) and distilled water, then filtered, washed with NMP for 10 minutes at 90 ° C, filtered, and then washed with 0.4% aqueous acetic acid at 90 °C. After washing at ° C., filtering was performed, followed by filtering with distilled water at 90 ° C. for 10 minutes. The washed polyphenylene sulfide was recovered by drying in a vacuum oven at 150 °C for 8 hours.

회수한 폴리페닐렌 설파이드의 수율은 90.3%이며, 용융 속도는 458.7 g/10min였다.The yield of recovered polyphenylene sulfide was 90.3%, and the melting rate was 458.7 g/10min.

실시예 2Example 2

상기 탈수 공정에서, 탈수액에 10중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 투입하는 것을 제외하고, 실시예 1의 방법을 사용하여 PPS를 제공하였다.In the dehydration process, PPS was provided using the method of Example 1, except that a 10% by weight sodium hydroxide solution was added to the dehydration solution.

(a) 탈수공정(a) Dehydration process

1.01 당량의 70% 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH), 0.44 당량의 아세트산나트륨(NaOAc) 분말 및 1.65 당량의 N-메틸-2-파이롤리돈 (NMP), 4.72 당량의 탈이온수(DI water)를 반응기에 넣고, 반응기를 체결하였다. 이때 반응기의 재질은 티타늄(Titanium)이고, 한계 압력은 40 bar이다.1.01 equivalents of 70% sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalents of sodium hydroxide (NaOH), 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder and 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 4.72 equivalents of deionized Ionized water (DI water) was put into the reactor, and the reactor was fastened. At this time, the material of the reactor is titanium, and the limit pressure is 40 bar.

또한, 상기 반응기를 500rpm으로 교반하면서 192.6℃까지 1시간 동안 가열하여 탈수액 410ml를 수집하였다. 비교예 1 및 2와 달리, H2S가 빠져나가지 않도록 탈수액에 10중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 투입하여 pH를 약염기성으로 조절하였다.In addition, the reactor was heated to 192.6 ° C. for 1 hour while stirring at 500 rpm to collect 410 ml of dehydration solution. Unlike Comparative Examples 1 and 2, a 10% by weight sodium hydroxide solution was added to the dehydration solution so that H 2 S did not escape, and the pH was adjusted to be weakly basic.

이 때, 상기 10중량% 농도의 수산화나트륨 용액의 초기 pH는 13.40이었다. 이후 상기 40중량% 농도의 수산화나트륨 용액과 탈수액 내 황화수소가 NaOH와 반응되어 탈수액의 pH는 8.37로 염기도가 낮아졌다.At this time, the initial pH of the 10% by weight sodium hydroxide solution was 13.40. Thereafter, hydrogen sulfide in the 40% by weight sodium hydroxide solution and the dehydration solution reacted with NaOH, so that the pH of the dehydration solution was lowered to 8.37 in basicity.

상기 결과를 통해, 칼피셔(Karl-Fisher)로 측정한 탈수액 중의 물의 농도 (v/v%)는 73.72% 이었다. 또한, 탈수액의 S2- 농도는 280mg/L로 나왔으며, 회수되지 못하고 빠져나간 S2- 농도는 253mg/L이었다.Through the above results, the concentration (v/v%) of water in the dewatering liquid measured by Karl-Fisher was 73.72%. In addition, the S 2- concentration of the dehydration solution was 280 mg/L, and the S 2- concentration that was not recovered was 253 mg/L.

(b) 중합 반응(b) polymerization reaction

상기 탈수 반응을 통해 얻어진 황 공급원을 포함한 반응기의 온도를 170 ℃ 미만으로 낮춘 후, 1.10 당량의 파라-디클로로벤젠(p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이 때, NMP/S의 몰비는 2.68로 계산되었다. 그리고, 얻어진 혼합 용액을 230 ℃까지 가열하여 2 시간 반응시키고, 다시 250 ℃까지 가열하여 2 시간 더 반응시켰다. 반응 종료 후, 상기 반응기 내 존재하는 황 1 당량에 대하여 3 당량비의 증류수를 반응기 내로 첨가하고, 충분히 온도를 낮춘 뒤 결과물을 회수하였다. 결과물을 증류수와 NMP의 혼합액(혼합부피비=1:1), 및 증류수를 이용하여 순차로 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 10 분간 NMP로 세척한 후 여과하고, 또 0.4% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 10 분간 증류수로 여과하는 공정을 수행하였다. 세척한 폴리페닐렌 설파이드는 진공 오븐에서 150 ℃, 8 시간 동안 건조하여 회수하였다. After lowering the temperature of the reactor including the sulfur source obtained through the dehydration reaction to less than 170 ° C., 1.10 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the molar ratio of NMP/S was calculated as 2.68. Then, the obtained mixed solution was heated to 230°C and reacted for 2 hours, and further heated to 250°C and reacted for 2 hours. After completion of the reaction, distilled water in a ratio of 3 equivalents to 1 equivalent of sulfur present in the reactor was added into the reactor, and the temperature was sufficiently lowered to recover the product. The resulting product was washed sequentially with a mixture of distilled water and NMP (mixed volume ratio = 1:1) and distilled water, then filtered, washed with NMP for 10 minutes at 90 ° C., filtered, and then washed with 0.4% aqueous acetic acid at 90 After washing at ° C., filtering was performed, followed by filtering with distilled water at 90 ° C. for 10 minutes. The washed polyphenylene sulfide was recovered by drying in a vacuum oven at 150 °C for 8 hours.

회수한 폴리페닐렌 설파이드의 수율은 87.7%이며, 용융 속도는 560.0 g/10min였다.The yield of recovered polyphenylene sulfide was 87.7%, and the melting rate was 560.0 g/10min.

Claims (8)

물 및 아미드계 화합물의 혼합용매 하에 알칼리 금속의 수황화물, 알칼리 금속의 수산화물 및 알칼리 금속의 유기산염의 탈수반응과 반응부산물의 처리단계를 포함한 탈수공정을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 포함한 황 공급원을 제공하는 단계; 및
상기 황 공급원, 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 반응부산물의 처리단계는 상기 탈수반응의 부산물로 발생된 황화수소를 포함한 탈수액을 수집하고, 부산물 및 물의 분리 없이 수집된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 첨가하여 상기 탈수액의 염기도를 pH 10 내지 15로 조절한 후, 상기 탈수액을 증류 및 환류시켜, 알칼리 금속의 황화물을 형성하는 단계;를 포함하는,
폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
A dehydration process including dehydration of alkali metal hydrosulfides, alkali metal hydroxides and organic acid salts of alkali metals and treatment of reaction by-products in a mixed solvent of water and amide-based compounds is performed to obtain a sulfur source including alkali metal sulfides. providing; and
Preparing polyarylene sulfide by polymerizing the sulfur source, the dihalogenated aromatic compound, and the amide-based compound; Including,
In the step of treating the reaction by-products, a dehydration solution containing hydrogen sulfide generated as a by-product of the dehydration reaction is collected, and an alkali metal hydroxide is added to the dehydration solution collected without separation of by-products and water to adjust the basicity of the dehydration solution to a pH of 10 to 10. After adjusting to 15, distilling and refluxing the dehydration liquid to form a sulfide of an alkali metal;
Method for producing polyarylene sulfide.
제1항에 있어서, 상기 탈수공정은
물 및 아미드계 화합물의 혼합용매하에 알칼리 금속의 수황화물, 알칼리 금속의 수산화물 및 알칼리 금속의 유기산염을 탈수 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 물과 아미드계 화합물의 혼합용매, 및 부산물인 황화수소를 포함한 탈수액을 배출하면서, 황 공급원을 제공하는 제1단계와;
상기 배출된 탈수액을 증류시켜 상기 혼합용매 중 아미드계 화합물을 분리하여 제1단계로 환류시키고, 상기 탈수액의 증류부산물인 황화수소, 물 및 상기 증류에서 분리되지 않은 아미드계 화합물을 포함한 탈수액을 수집하는 제2단계; 및
상기 수집된 탈수액에 알칼리 금속의 수산화물을 투입하여 탈수액의 염기도를 pH 10 내지 15로 조절한 후, 상기 탈수액을 증류 및 환류시켜 알칼리 금속의 황화물을 형성하여 반응부산물를 처리하는 제3단계;를 포함하는,
를 포함하는 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the dehydration step
Hydrogen sulfide of alkali metal, hydroxide of alkali metal, and organic acid salt of alkali metal are subjected to dehydration reaction in a mixed solvent of water and amide-based compound to produce sulfide of alkali metal, mixed solvent of water and amide-based compound, and by-product hydrogen sulfide. A first step of providing a sulfur source while discharging the dehydration liquid;
The discharged dehydration liquid is distilled to separate the amide-based compound in the mixed solvent and refluxed in the first step, and the dehydration liquid including hydrogen sulfide, water, and the amide-based compound not separated in the distillation are distilled by-products of the dehydration liquid The second step of collecting; and
A third step of injecting alkali metal hydroxide into the collected dehydration solution to adjust the basicity of the dehydration solution to pH 10 to 15, and then distilling and refluxing the dehydration solution to form alkali metal sulfides to treat reaction by-products; including,
Method for producing polyarylene sulfide comprising a.
제2항에 있어서,
상기 제3단계에서 얻은 알칼리 금속의 황화물을 황 공급원을 제1단계로 공급하는 단계;를 더 포함하는 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
According to claim 2,
Supplying the sulfide of the alkali metal obtained in the third step to the first step as a sulfur source; method for producing polyarylene sulfide further comprising.
제1항에 있어서,
상기 알칼리 금속의 수산화물은
알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비로 사용하고,
상기 당량비 범위내에서 탈수 반응 및 반응부산물의 처리단계에서 1: 0.1 내지 0.3의 비율로 분할하여 투입하는 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
According to claim 1,
The alkali metal hydroxide is
It is used in an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide,
A method for producing polyarylene sulfide, which is divided and introduced at a ratio of 1: 0.1 to 0.3 in the dehydration reaction and the treatment of reaction by-products within the above equivalence ratio range.
제1항에 있어서,
상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.9 내지 1.5의 당량비의 범위 내에서,
탈수 반응에서는 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.8 내지 1.2 당량비로 반응기로 투입하여 사용하고,
상기 반응부산물의 처리단계에서는, 알칼리 금속의 수황화물 1당량에 대하여, 0.1 내지 0.3 당량비로 저장조로 투입하여 사용하는 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
According to claim 1,
The alkali metal hydroxide is within the range of an equivalent ratio of 0.9 to 1.5 with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide,
In the dehydration reaction, an equivalent ratio of 0.8 to 1.2 is introduced into the reactor with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide,
In the processing step of the reaction by-product, a method for producing polyarylene sulfide that is used by introducing it into a storage tank at an equivalent ratio of 0.1 to 0.3 with respect to 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide.
제1항에 있어서,
상기 반응부산물의 처리단계에서, 상기 알칼리 금속의 수산화물은 10 내지 50 중량% 농도의 수산화 나트륨 용액을 사용하는 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
According to claim 1,
In the step of treating the reaction by-products, the alkali metal hydroxide is a method for producing polyarylene sulfide using a sodium hydroxide solution at a concentration of 10 to 50% by weight.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제3단계에서, 상기 탈수액의 증류 후 pH는 7 내지 8.5인 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법.
According to claim 2,
In the third step, the method for producing polyarylene sulfide having a pH of 7 to 8.5 after distillation of the dehydration liquid.
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