KR102608800B1 - 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법에 관한 것으로서, 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계; 상기 탈수 단계로부터 얻어지는 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물을 혼합하는 중합 단계; 상기 중합 단계로부터 얻어지는 용액을 냉각하는 결정화 단계; 상기 결정화 단계로부터 얻어지는 고형물을 포함하는 용액으로부터 고형물을 분리하는 여과 단계; 상기 여과 단계로부터 분리된 고형물을 세척수로 세척하는 세척 단계; 및 상기 탈수 단계에서 얻어지는 탈수액 및 여과 단계에서 얻어지는 여과액을 정제하는 정제 단계를 포함하고, 상기 정제 단계에서 상기 탈수액 및 여과액에 포함된 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물로부터 물을 분리하여 세척 단계에서 사용되는 세척수를 가열하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리페닐렌 설파이드 제조 공정에서 배출되는 폐수를 세척수를 가열하는데 재사용함으로써 에너지가 절감된 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS)는, 다양한 제조, 판매 및 소비 응용에서 원하는 형상으로 가열되어 성형될 수 있는 고성능 엔지니어링 열가소성 물질이다. 상기 폴리페닐렌 설파이드는 섬유, 필름, 코팅, 사출 성형 화합물 및 섬유보강 복합재의 제조에서 사용될 수 있으며, 전기제품, 자동차 및 전기/전자 등 다양한 산업 분야에서 사용된다. 상기 폴리페닐렌 설파이드는 단독으로 또는, 탄성중합체 재료, 코폴리머, 수지, 보강제, 첨가제, 그 밖의 다른 열가소성 물질 등과 같은 다른 재료들과 혼합 사용될 수 있다.
상기 폴리페닐렌 설파이드는 통상적으로 원료 물질의 중합 단계, 결정화 단계, 여과 단계, 세척 단계 및 정제 단계를 통해 제조된다. 이 중, 세척 단계는, 여과된 고형물 중 부산물인 염과 올리고머 등을 제거하는 공정으로서, 중합체의 유리 전이 온도인 약 90℃ 이상의 고온 세척수를 이용하여 장기간 수행하게 된다. 이로 인해, 많은 양의 물을 고온으로 가열하기 위해 사용되는 에너지가 상당하며, 이는 제품의 제조 원가를 상승시키는 요인 중 하나로 작용한다.
따라서, 제품의 단가를 낮춰 경쟁력을 확보하기 위해서는 상기 세척 단계에서 세척수를 가열하기 위해 사용되는 에너지를 절감할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 세척 단계에서 세척수를 가열하기 위해 사용되는 에너지가 절감된 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 제조 공정에서 배출되는 고온의 물을 이용하여 세척수를 가열하고, 이와 더불어 상기 물을 직접 세척수로서 재사용함으로써, 종래의 세척수를 가열하기 위해 사용되던 에너지를 절감시키고, 이를 통해 경제성을 향상시킬 수 있는 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계; 상기 탈수 단계로부터 얻어지는 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물을 혼합하는 중합 단계; 상기 중합 단계로부터 얻어지는 용액을 냉각하는 결정화 단계; 상기 결정화 단계로부터 얻어지는 고형물을 포함하는 용액으로부터 고형물을 분리하는 여과 단계; 상기 여과 단계로부터 분리된 고형물을 세척수로 세척하는 세척 단계; 및 상기 탈수 단계에서 얻어지는 탈수액 및 여과 단계에서 얻어지는 여과액을 정제하는 정제 단계를 포함하고, 상기 정제 단계에서 상기 탈수액 및 여과액에 포함된 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물로부터 물을 분리하여 세척 단계에서 사용되는 세척수를 가열하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물, 디할로겐화 방향족 화합물 및 유기 용매를 포함하는 원료 물질이 공급되고, 상기 원료 물질을 탈수, 중합 및 결정화시켜 여과기로 배출하고, 상기 탈수 시 발생하는 상부 스트림은 정제부로 배출하는 반응기; 상기 반응기로부터 공급된 반응기 배출 스트림을 여과하여 고형물과 여과액으로 분리하고, 상기 고형물은 세척조로 배출하며, 상기 여과액은 정제부로 배출하는 여과기; 상기 여과기로부터 공급된 고형물을 공급되는 세척수로 세척하는 세척조; 및 상기 반응기로부터 탈수액 및 여과기로부터 여과액을 공급받아 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물을 분리하고, 상기 분리된 물은 세척조로 공급하는 세척수와 열교환하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출시키는 정제부를 포함하는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 정제 단계에서 제2 증류 컬럼의 상부 배출 스트림을 열교환기에 공급하고, 상기 열교환기에서 세척수와 열교환시켜 세척수를 가열시키고, 일부는 제2 증류 컬럼으로 공급하고, 나머지는 폐수로 배출시키거나 세척수로 재사용함으로써, 종래의 세척 단계에서 세척수를 가열시키기 위해 사용되던 에너지를 절감할 수 있다. 이를 통해, 폴리페닐렌 설파이드를 제조하는데 있어, 공정 비용 및 제조 단가가 감소하여 경제성을 확보할 수 있다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법에 따른 공정 흐름도이다.
도 3 및 4는 각각 비교예에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법에 따른 공정 흐름도이다.
도 3 및 4는 각각 비교예에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법에 따른 공정 흐름도이다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 배관 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 '스트림'은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas) 또는 액체(liquid)를 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법이 제공된다. 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법으로서 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계; 상기 탈수 단계로부터 얻어지는 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물을 혼합하는 중합 단계; 상기 중합 단계로부터 얻어지는 용액을 냉각하는 결정화 단계; 상기 결정화 단계로부터 얻어지는 고형물을 포함하는 용액으로부터 고형물을 분리하는 여과 단계; 상기 여과 단계로부터 분리된 고형물을 세척수로 세척하는 세척 단계; 및 상기 탈수 단계에서 얻어지는 탈수액 및 여과 단계에서 얻어지는 여과액을 정제하는 정제 단계를 포함하고, 상기 정제 단계에서 상기 탈수액 및 여과액에 포함된 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물로부터 물을 분리하여 세척 단계에서 사용되는 세척수를 가열하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계, 알칼리 금속 수황화물 및 알칼리 금속 수산화물을 유기 용매 중에서 반응시켜, 알칼리 금속 황화물 및 물을 형성하고, 상기 형성된 물의 일부를 가열을 통해 증발시켜, 폴리페닐렌 설파이드 제조 시 사용되는 알칼리 금속 황화물을 제공하는 단계일 수 있다. 상기 탈수 단계에서 추출된 탈수액 내에는 유기 용매가 포함되어 있을 수 있기 때문에, 바로 폐수 처리가 불가능하여 정제부로 공급한 후 정제 단계를 거쳐 폐수 처리될 수 있다.
상기 알칼리 금속 수황화물은 황화수소리튬, 황화수소나트륨, 황화수소칼륨, 황화수소루비듐 및 황화수소세슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이들의 무수물 또는 수화물도 사용 가능하다. 구체적인 예로서, 상기 알칼리 금속 수황화물은 황화수소나트륨(NaSH)일 수 있다.
상기 알칼리 금속 수산화물은 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐 및 수산화세슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 알칼리 금속 수산화물은 수산화나트륨(NaOH)일 수 있다.
상기 유기 용매는, 아미드계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 아미드계 화합물은 예를 들어, N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드 화합물; N-메틸-2-피롤리돈 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; 및 헥사메틸인산 트리아미드 등의 인산 아미드 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 유기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)일 수 있다.
상기 유기 용매 중에서 알칼리 금속 수황화물 및 알칼리 금속 수산화물이 반응하여 형성되는 알칼리 금속 황화물은 황화리튬, 황화나트륨, 황화칼륨, 황화루비듐 및 황화세슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 알칼리 금속 황화물은 황화나트륨(Na2S)일 수 있다.
상기 유기 용매 중에 알칼리 금속 수황화물 및 알칼리 금속 수산화물을 반응시킬 때, 중합 조제를 더 포함하여 수행할 수 있다. 상기 중합 조제는, 알칼리 금속 수황화물 및 알칼리 금속 수산화물의 반응을 촉진시켜, 단시간 내에 알칼리 금속 황화물 및 물의 형성을 가능하게 할 수 있다. 상기 중합 조제는 알칼리 금속 유기산염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 알칼리 금속 유기산염은 아세트산 리튬 및 아세트산 나트륨으로 이러어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 알칼리 금속 유기산염은 아세트산 나트륨(NaOAc)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈수 단계로부터 얻어지는 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물을 혼합하는 중합 단계를 통해, 폴리페닐렌 설파이드를 제조할 수 있다.
상기 디할로겐화 방향족 화합물은 방향족 고리에서의 두 개의 수소가 할로겐 원자로 치환된 화합물로서, 예를 들어, o-디할로벤젠, m-디할로벤젠, p-디할로벤젠, 디할로톨루엔, 디할로나프탈렌, 디할로비페닐, 디할로벤조산, 디할로디페닐에테르, 디할로디페닐설폰, 디할로디페닐설폭사이드 및 디할로디페닐 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 디할로겐화 방향족 화합물에 있어서, 할로겐 원자는 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 디할로겐화 방향족 화합물은 p-디클로로벤젠(p-DCB)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 단계로부터 얻어지는 용액을 냉각하는 결정화 단계는, 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물의 반응을 통해 형성된 폴리페닐렌 설파이드를 고체로 수득하기 위한 단계일 수 있다. 상기 결정화 단계에서, 용액 중의 폴리페닐렌 설파이드가 결정화되어 고체로 석출된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결정화 단계로부터 얻어지는 고형물을 포함하는 용액으로부터 고형물을 분리하는 여과 단계는, 상기 고형물을 포함하는 용액을 여과기에 통과시킴으로써, 용액 중에 폴리페닐렌 설파이드 및 부산물을 포함하는 고형물과, 유기 용매 및 물 등의 액상을 분리하는 단계일 수 있다. 상기 여과 단계에서 분리된 액상의 여과액에는 미반응 디할로겐화 방향족 화합물 등의 부산물이 더 용해되어 있을 수 있어, 바로 폐수 처리가 불가능하다. 따라서, 상기 여과 단계에서 분리된 여과액은 정제부로 공급하여 정제 단계를 거친 후 폐수 처리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 여과 단계로부터 분리된 고형물을 세척수로 세척하는 세척 단계는, 상기 폴리페닐렌 설파이드 및 부산물을 포함하는 고형물 중에 부산물을 제거하기 위한 단계로서, 종래에는 상온의 물을 약 90 ℃ 이상으로 가열한 고온수를 이용하여 수차례 세척하였다. 그러나, 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법은, 정제부에서 배출되는 고온의 물을 이용하여 세척 단계에서 사용되는 세척수를 가열하고, 경우에 따라서, 상기 고온의 물을 직접 세척수로 사용함으로써, 종래에 상온의 물을 가열하기 위해 사용되던 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세척 단계를 거친 고형물은 부산물이 제거된 폴리페닐렌 설파이드 고형물일 수 있다. 상기 세척 단계를 거친 폴리페닐렌 설파이드 고형물은 건조 단계를 거칠 수 있다. 상기 건조 단계는 상기 폴리페닐렌 설파이드 고형물에 열을 가하여, 휘발성 유기물을 제거하고, 최종 폴리페닐렌 설파이드를 제조하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 여과 단계와 세척 단계는 수차례 반복 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈수 단계에서 얻어지는 탈수액 및 여과 단계에서 얻어지는 여과액은 물과 더불어 유기 용매 및 디할로겐화 방향족 화합물을 더 포함할 수 있기 때문에, 폐수 처리하기 위해서는 정제가 필요하다. 이에, 본 발명은 상기 탈수액 및 여과액을 정제하는 정제 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정제 단계에서는, 탈수액 및 여과액을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 상부 배출 스트림으로부터 디할로겐화 방향족 화합물을 회수하고, 물 및 유기 용매를 포함하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 상기 제2 증류 컬럼에서 하부 배출 스트림으로부터 유기 용매를 회수하고, 물을 포함하는 상부 배출 스트림을 열교환기로 공급하여 세척 단계에서 사용되는 세척수와 열교환시키는 단계; 및 상기 열교환된 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 폐수로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 탈수 단계에서 추출된 탈수액과, 여과 단계에서 분리된 여과액의 혼합물은, 물, 유기 용매 및 디할로겐화 방향족 화합물을 포함할 수 있고, 상기 성분들을 각각 분리하기 위하여 정제부에서 정제 단계를 수행할 수 있다.
상기 물, 유기 용매 및 디할로겐화 방향족 화합물을 포함하는 탈수액 및 여과액의 혼합물을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 상부 배출 스트림으로부터 디할로겐화 방향족 화합물을 분리할 수 있다. 상기 분리된 디할로겐화 방향족 화합물을 중합 단계에서 재사용될 수 있다.
상기 디할로겐화 방향족 화합물이 분리되어, 물 및 유기 용매를 포함하는 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급되고, 제2 증류 컬럼에서 각각 분리될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 증류 컬럼 하부로부터 유기 용매를 회수하고, 상기 회수된 유기 용매는 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계에서 재사용될 수 있다.
상기 제2 증류 컬럼에서 증류된 고온의 증기는 상부 배출 스트림으로 배출될 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 열교환기로 공급되어 세척 단계에서 사용되는 상온의 세척수와 열교환하여, 상기 세척수를 가열시킬 수 있다. 이 때, 상기 열교환기는 응축기일 수 있다. 결과적으로, 상기 고온의 증기를 포함하는 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 열교환기에서 상온의 세척수로 열을 전달하여 일부 또는 전량이 응축되고, 상기 상온의 세척수는 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림으로부터 열을 얻어 가열될 수 있다. 이를 통해 종래에 상기 상온의 세척수를 가열하기 위하여 사용되던 에너지 대신에 공정 내에서 발생하는 폐열을 사용함으로써, 에너지를 절감시키고, 공정 비용을 낮출 수 있다.
상기 정제 단계에서 가열된 세척수의 온도는 70 ℃ 내지 120 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 상온의 세척수는 열교환기에서 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림과 열교환하여 75 ℃ 내지 120 ℃, 75 ℃ 내지 115 ℃ 또는 80 ℃ 내지 115 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 상기 온도 범위로 가열된 세척수를 세척 단계에서 사용함으로써 종래에 세척수를 가열하기 위하여 사용되던 에너지를 절감할 수 있다. 경우에 따라서, 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림과 열교환을 통해 가열된 세척수는 별도의 에너지를 이용하여 더욱 가열할 수 있다. 그러나, 이 경우에도 종래의 상온의 세척수를 가열하는 것과 비교하여 극히 적은 양의 에너지를 사용하는 것으로, 에너지 절감 효과와 더불어, 고온의 세척수로 고형물 내에 부산물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정제부에 있어서, 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 3 bar 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 1 bar 내지 3 bar, 1.5 bar 내지 3 bar 또는 2 bar 내지 3 bar일 수 있다. 상기 범위 내의 압력으로 제2 증류 컬럼을 운전함으로써, 제2 증류 컬럼 상부로 고온의 스트림을 배출하면서, 하부 배출 스트림의 온도를 조절하여 하부로 배출되는 유기 용매가 고온으로 인해 분해되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림으로 회수되는 유기 용매의 온도는 180 ℃ 내지 260 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 온도는 180 ℃ 내지 260 ℃, 180 ℃ 내지 260 ℃ 또는 180 ℃ 내지 260 ℃일 수 있다. 상기 온도의 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 재비기(reboiler)를 거친 것일 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 상기 범위 내의 온도를 가짐으로써, 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림에 포함된 유기 용매의 분해를 방지하여 회수 후 재사용이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 열교환기로 공급되기 이전에 응축기를 거쳐 공급될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 응축기로 공급되고, 상기 응축기 배출 스트림은 열교환기로 공급될 수 있다. 상기 응축기는 고온의 증기를 포함하는 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 일부 또는 전량을 물로 응축하기 위한 것으로, 이 때, 상기 응축기에서는 냉각수를 이용하여 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림을 응축시킬 수 있다. 이와 같이, 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 열교환기와 더불어 응축기를 거치면서 효과적으로 응축될 수 있다.
상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 열교환기, 경우에 따라서는 응축기 및 열교환기를 거쳐 폐수로서 배출되고, 이 때, 폐수의 온도는 80 ℃ 내지 140 ℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 폐수의 온도는 85 ℃ 내지 140 ℃, 90 ℃ 내지 140 ℃ 또는 95 ℃ 내지 135 ℃일 수 있다. 상기 온도 범위로 배출되는 폐수는 세척 단계에서 세척수로 사용할 수 있다. 이와 같이, 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림을 이용하여 세척 단계에서 사용하는 세척수를 가열하고, 이와 더불어, 상기 세척수를 가열하고 배출되는 폐수를 세척수로 사용함으로써, 더욱 효과적으로 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치가 제공된다. 상기 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치로서, 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물, 디할로겐화 방향족 화합물 및 유기 용매를 포함하는 원료 물질이 공급되고, 상기 원료 물질을 탈수, 중합 및 결정화시켜 여과기로 배출하고, 상기 탈수 시 발생하는 상부 스트림은 정제부로 배출하는 반응기; 상기 반응기로부터 공급된 반응기 배출 스트림을 여과하여 고형물과 여과액으로 분리하고, 상기 고형물은 세척조로 배출하며, 상기 여과액은 정제부로 배출하는 여과기; 상기 여과기로부터 공급된 고형물을 공급되는 세척수로 세척하는 세척조; 및 상기 반응기로부터 탈수액 및 여과기로부터 여과액을 공급받아 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물을 분리하고, 상기 분리된 물은 세척조로 공급하는 세척수와 열교환하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출시키는 정제부를 포함하는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치는 앞서 기재한 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법에 따른 공정을 실시하기 위한 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치는 하기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치는, 반응기(100), 여과기(200), 세척조(300) 및 정제부(400)를 포함할 수 있다.
상기 반응기(100)는 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기용매를 공급하여 반응시킬 수 있다. 상기 반응의 결과물로서, 알칼리 금속 황화물 및 물이 형성되고, 상기 물을 제거하기 위하여 반응기의 온도를 높여 물을 가열하여 증발시킴으로써 탈수 단계를 수행할 수 있다. 상기 탈수 단계에서의 증발된 물을 반응기(100) 상부로 배출시킬 수 있다. 상기 반응기(100) 상부 배출 스트림에는 증발 시 증발된 증기를 포함하는 스트림을 배출하는데, 이 때, 증기와 함께 유기 용매의 일부가 포함된다. 따라서, 상기 탈수 단계에서 배출되는 반응기(100) 상부 배출 스트림은 정제부(400)로 보내진다. 상기 반응기(100) 상부 배출 스트림은 정제부(400)로 보내지기 전에, 응축기(미도시)로 공급되어 일부 스트림은 반응기(100)로 공급되고, 나머지 스트림은 보관 탱크(미도시)로 공급되어, 보관 탱크(미도시)에서 일정양을 탈수액이 얻어질 때까지 탈수 단계를 거칠 수 있다. 그런 다음, 상기 보관 탱크에 보관되어 있던 일정 양의 탈수액은 정제부(400)로 공급되어 정제될 수 있다. 상기 탈수 단계는 1 bar에서 1 시간 내지 3 시간 동안 상온에서 200 ℃까지 가열하면서 수행될 수 있다.
상기 탈수 단계 후에, 상기 반응기(100)에 디할로겐화 방향족 화합물을 공급하고, 상기 알칼리 금속 황화물과 디할로겐화 방향족 화합물을 중합시켜 폴리페닐렌 설파이드를 제조할 수 있다. 상기 중합 단계는 230 ℃ 내지 260 ℃의 온도에서 5 시간 내지 7 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 중합 단계 후에, 상기 반응기(100)를 냉각시켜 폴리페닐렌 설파이드를 결정화시킬 수 있다. 상기 결정화 단계에서는 반응기(100)의 온도를 약 150 ℃까지 냉각함으로써 수행될 수 있다. 상기 반응기(100)를 냉각할 경우, 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는 고형물이 형성된다.
상기 결정화 단계 후에, 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는 고형물을 포함하는 스트림을 여과기(200)로 공급할 수 있다. 상기 여과기(200)에서는 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는 고형물과 물, 유기 용매를 포함하는 액상으로 분리할 수 있다. 이 때, 상기 액상에는 미반응 디할로겐화 방향족 화합물이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 여과기(200)에서 분리된 액상 스트림은 정제를 위하여 정제부(400)로 공급될 수 있다. 또한, 상기 여과기(200)에서 분리된 고형물은 세척조(300)로 공급될 수 있다.
상기 여과기(200)로부터 공급된 고형물은 세척조(300)에서 세척수로 세척하여 폴리페닐렌 설파이드를 제외한 부산물을 제거한 후 세척조(300)에서 배출될 수 있다. 이 때, 상기 부산물은 폴리페닐렌 설파이드 중합 과정에서 생성된 염 및 소금 등을 포함할 수 있다.
상기 세척수는, 상온의 세척수를 정제부(400)의 열교환기(420)를 거치면서 제2 증류 컬럼(411)의 상부 배출 스트림으로부터 열을 얻어 가열시킨 것일 수 있다. 상기 세척 단계는 1 시간 내지 3 시간 동안 교반을 통해 세척할 수 있다.
상기 세척조(300)에서 배출되는 폴리페닐렌 설파이드를 포함하는 고형물은 건조기(미도시)로 공급되어 건조될 수 있다. 상기 건조 단계는 1 시간 내지 3 시간 동안 80 ℃ 내지 110 ℃의 온도에서 진공 건조 방법으로 수행될 수 있다.
상기 정제부(400)는 반응기(100)로부터 탈수액을 공급받고, 여과기(200)로부터 여과액을 공급받아 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물을 각각 분리할 수 있다. 상기 분리된 물은 세척조(300)에 공급되는 세척수와 열교환할 수 있고, 상기 열교환된 물의 일부는 폐수로 배출시킬 수 있다. 경우에 따라서, 상기 폐수는 세척조(300)에 세척수로서 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정제부는 공급되는 탈수액 및 여과액을 증류하고, 디할로겐화 방향족 화합물을 포함하는 상부 배출 스트림을 회수하고, 물 및 유기 용매를 포함하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 제1 증류 컬럼; 상기 공급된 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림을 증류하여, 하부 배출 스트림으로부터 유기 용매를 회수하고, 물을 포함하는 상부 배출 스트림을 열교환기로 공급하는 제2 증류 컬럼; 및 상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림과 열교환기로 공급되는 세척수를 열교환하고, 상기 열교환된 세척수는 세척조로 공급하며, 상기 열교환된 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 폐수로 배출하는 열교환기(420)를 포함할 수 있다.
상기 제1 증류 컬럼(410)은 공급되는 탈수액 및 여과액을 증류하여, 상부 배출 스트림으로 디할로겐화 방향족 화합물을 분리하고, 하부 배출 스트림으로 물 및 유기 용매를 분리할 수 있다. 상기 제1 증류 컬럼(410) 하부 배출 스트림은 제2 증류 컬럼(411)로 공급되어 물과 유기 용매를 각각 분리할 수 있다.
상기 제2 증류 컬럼(411)은 제1 증류 컬럼(410) 하부 배출 스트림을 공급받아 증류시켜 물을 상부 배출 스트림으로, 유기 용매를 하부 배출 스트림으로 분리할 수 있다.
상기 제2 증류 컬럼(411) 상부 배출 스트림은 물이 증류된 것으로, 고온일 수 있다. 상기 고온의 제2 증류 컬럼(411) 상부 배출 스트림은 열교환기(420)로 공급되고, 상기 열교환기(420)에서 열교환기(420)로 공급되는 세척수와 열교환할 수 있다. 상기 열교환기(420)에서 열교환된 제2 증류 컬럼(411) 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 제2 증류 컬럼(411)로 공급될 수 있고, 나머지 스트림은 폐수로서 배출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 폐수는 세척조(300)에 세척수로서 재사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 증류 컬럼(410) 상부 배출 스트림은 응축기(미도시)로 공급되고, 상기 응축기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 제1 증류 컬럼(410)으로 공급되며, 나머지 스트림은 회수될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 증류 컬럼(410) 하부 배출 스트림은 재비기(미도시)로 공급되고, 상기 재비기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 상기 제1 증류 컬럼(410)으로 공급되며, 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼(411)로 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 증류 컬럼(411) 상부 배출 스트림은 응축기(미도시)를 거쳐 열교환기(420)으로 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 증류 컬럼(411) 하부 배출 스트림은 재비기(미도시)로 공급되고, 상기 재비기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 상기 제2 증류 컬럼(411)으로 공급되며, 나머지 스트림은 회수될 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치를 기재 및 도면에 도시하였으나, 상기의 기재 및 도면의 도시는 본 발명을 이해하기 위한 핵심적인 구성만을 기재 및 도시한 것으로, 상기 기재 및 도면에 도시한 공정 및 장치 이외에, 별도로 기재 및 도시하지 않은 공정 및 장치는 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 장치를 실시하기 위해 적절히 응용되어 이용될 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
(1) 폴리페닐렌 설파이드 제조
도 1에 도시된 공정 흐름도와 같이, 교반기와 자켓으로 이루어진 반응기(100)에 NaOH 수화물 32 중량% 180 kg, 60 중량% NaSH 수화물 140 kg 및 NMP 284 kg을 공급하고, 상온에서부터 열매유를 이용하여 200 ℃까지 가열하면서 2 시간 동안 물을 증발시켰다. 증발된 물(탈수액)은 미량의 NMP가 포함되어 있고, 반응기(100) 상부의 응축기(미도시)로 공급하여, 냉각된 물의 일부는 환류시키고, 나머지는 응축기(미도시) 후단에 설치된 보관 탱크(미도시)에 보관하였으며, 상기 보관 탱크(미도시)에 탈수액이 170 kg이 모일 때까지 탈수 반응을 진행하였다. 그런 다음, 반응기(100)에 p-DCB를 220 kg 공급하여 중합 반응을 230 ℃ 내지 260 ℃의 온도에서 6 시간 동안 수행함으로써, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 제조하였다. 그런 다음, 반응기(100)를 150 ℃로 냉각하여 PPS를 결정화시켰다. 그런 다음, PPS 고형물을 포함하는 스트림을 여과기(200)로 공급하여 고상인 PPS, 소금 및 염 등과, 여과액인 미량의 미반응 p-DCB가 용해되어 있는 물 및 NMP을 분리하였다. 상기 여과기(200)에서 분리된 고체 성분은 세척조(300)로 공급되어 800 kg의 세척수를 투입하여 150 ℃의 온도로 가열한 후 2 시간 동안 교반하면서 세척하는 것을 2회 반복하였다. 이 때, 상기 세척조(300)에 공급되는 세척수로서, 하기 정제 단계에서 열교환기(420)에서 열교환된 세척수를 사용하였다. 그런 다음, 소금과 염이 제거된 세척된 PPS를 건조기(미도시)로 투입하여 100 ℃의 온도에서 2 시간 동안 건조하여 휘발성 유기물을 제거하여 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 제조하였다.
(2) 정제 단계
도 2에 도시된 공정 흐름도와 같이, 상기 폴리페닐렌 설파이드 제조 시, 탈수 단계에서 보관 탱크(미도시)에 보관된 탈수액 및 여과 단계에서 분리된 여과액은 정제부(400)로 공급되어 각각의 성분으로 분리하였다. 구체적으로, 상기 탈수액과 여과액을 제1 증류 컬럼(410)으로 공급하여 상부 배출 스트림으로 p-DCB를 회수하여 공정 내에서 재사용하였고, p-DCB가 제거되어 물 및 NMP가 잔존하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼(411)로 공급하였다. 그런 다음, 상기 제2 증류 컬럼(411)에서 하부 배출 스트림으로 고순도의 NMP를 회수하여 공정 내 재사용하였고, 상부 배출 스트림은 응축기(미도시)로 공급하여 냉각수를 이용하여 응축시키고, 응축기(미도시) 배출 스트림을 열교환기(420)에 공급하여 세척조(300)에 투입해야 할 세척수 1,600 kg와 열교환시켰다. 그런 다음, 열교환된 응축기 배출 스트림은 폐수로 배출하였다. 이 때, 제1 증류 컬럼 및 제2 증류 컬럼은 각각 1 bar로 운전되었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제2 증류 컬럼의 압력을 2 bar로 운전하면서 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제2 증류 컬럼의 압력을 3 bar로 운전하면서 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하되, 응축기(미도시) 배출 스트림을 열교환기(420)에 공급하여 세척조(300)에 투입해야 할 세척수 1,400 kg와 열교환시켰고, 상기 폐수 200 kg을 상기 세척수와 혼합하여 세척조(300)에 공급하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.
비교예
비교예 1
(1) 폴리페닐렌 설파이드 제조
도 3에 도시된 공정 흐름도와 같이, 교반기와 자켓으로 이루어진 반응기(100)에 NaOH 수화물 32 중량% 180 kg, 60 중량% NaSH 수화물 140 kg 및 NMP 284 kg을 공급하고, 상온에서부터 열매유를 이용하여 200 ℃까지 가열하면서 2 시간 동안 물을 증발시켰다. 증발된 물(탈수액)은 미량의 NMP가 포함되어 있고, 반응기(100) 상부의 응축기(미도시)로 공급하여, 냉각된 물의 일부는 환류시키고, 나머지는 응축기(미도시) 후단에 설치된 보관 탱크(미도시)에 보관하였으며, 상기 보관 탱크(미도시)에 탈수액이 170 kg이 모일 때까지 탈수 반응을 진행하였다. 그런 다음, 반응기(100)에 p-DCB를 220 kg 공급하여 중합 반응을 230 ℃ 내지 260 ℃의 온도에서 6 시간 동안 수행함으로써, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 제조하였다. 그런 다음, 반응기(100)를 150 ℃로 냉각하여 PPS를 결정화시켰다. 그런 다음, PPS 고형물을 포함하는 스트림을 여과기(200)로 공급하여 고상인 PPS, 소금 및 염 등과, 여과액인 미량의 미반응 p-DCB가 용해되어 있는 물 및 NMP을 분리하였다. 상기 여과기(200)에서 분리된 고체 성분은 세척조(300)로 공급되어 800 kg의 상온의 세척수를 투입하여 150 ℃의 온도로 가열한 후 2 시간 동안 교반하면서 세척하는 것을 2회 반복하였다. 그런 다음, 소금과 염이 제거된 세척된 PPS를 건조기(미도시)로 투입하여 100 ℃의 온도에서 2 시간 동안 건조하여 휘발성 유기물을 제거하여 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 제조하였다.
(2) 정제 단계
도 4에 도시된 공정 흐름도와 같이, 상기 폴리페닐렌 설파이드 제조 시, 탈수 단계에서 보관 탱크(미도시)에 보관된 탈수액 및 여과 단계에서 분리된 여과액은 정제부(400)로 공급되어 각각의 성분으로 분리하였다. 구체적으로, 상기 탈수액과 여과액을 제1 증류 컬럼(410)으로 공급하여 상부 배출 스트림으로 p-DCB를 회수하여 공정 내에서 재사용하였고, p-DCB가 제거되어 물 및 NMP가 잔존하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼(411)로 공급하였다. 그런 다음, 상기 제2 증류 컬럼(411)에서 하부 배출 스트림으로 고순도의 NMP를 회수하여 공정 내 재사용하였고, 상부 배출 스트림은 응축기(미도시)로 공급하여 냉각수를 이용하여 응축시키고, 응축기(미도시) 배출 스트림의 일부는 제2 증류 컬럼(411)로 공급하고 나머지 스트림은 폐수로 배출하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제2 증류 컬럼의 압력을 4 bar로 운전하면서 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제2 증류 컬럼의 압력을 5 bar로 운전하면서 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 폴리페닐렌 설파이드 제조 과정에서, 제2 증류 컬럼(411)의 운전 압력(A), 제2 증류 컬럼(411)에서 상부 배출 스트림으로 배출되는 폐수의 온도(B), 제2 증류 컬럼(411)에서 하부 배출 스트림으로 배출되는 NMP의 온도(C), 열교환기(420)에서 열교환된 세척수의 온도(D), 세척부(130)에서 세척수를 150 ℃의 온도로 가열하기 위해 사용된 열량(E), 세척부(300)에서 상온의 세척수를 150 ℃의 온도로 가열하기 위해 사용된 열량 대비 에너지 절감율(F) 및 제2 증류 컬럼(411)에서 하부 배출 스트림으로 배출되는 NMP의 색상(G)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| (A)(bar) | (B)(℃) | (C)( ℃) | (D)( ℃) | (E)(Gcal) | (F)(%) | (G)(육안) | |
| 실시예 1 | 1 | 100 | 201 | 80 | 0.121 | 42 | 투명 |
| 실시예 2 | 2 | 120 | 232 | 100 | 0.088 | 58 | 투명 |
| 실시예 3 | 3 | 133 | 252 | 113 | 0.065 | 69 | 투명 |
| 실시예 4 | 3 | 133 | 252 | 113 | 0.043 | 80 | 투명 |
| 비교예 1 | 1 | 100 | 201 | N.A. | 0.210 | 0 | 투명 |
| 비교예 2 | 4 | 143 | 267 | 123 | 0.048 | 77 | 짙은 노랑 |
| 비교예 3 | 5 | 152 | 280 | 132 | 0.032 | 85 | 노랑 |
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 제조 장치를 이용하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조할 경우, 열교환기(420)에서 열교환된 세척수의 온도(D)와 대응되는 에너지를 세척부(300)에서 절감할 수 있다. 이를 통해, 폴리페닐렌 설파이드의 제조 단가를 낮출 수 있어 경쟁력을 확보할 수 있다.특히, 제2 증류 컬럼(411)을 3 bar로 운전한 경우(실시예 3), 세척부(300)에서의 에너지 절감율이 높았고, 제2 증류 컬럼(411)을 3 bar로 운전하면서 제2 증류 컬럼(411) 상부 배출 스트림으로 배출되는 폐수를 세척수로서 재사용한 경우(실시예 4) 세척부(300)에서의 에너지 절감율이 가장 높았다.
이와 비교하여, 비교예 1은, 제2 증류 컬럼(411)에서 배출되는 폐수를 세척부(300)에서 사용되는 세척수를 가열하는데 사용하지 않고, 배출한 것으로, 세척부(300)에서 사용되는 열량이 0.210 Gcal로 가장 높게 나타났다.
또한, 비교예 2 및 3은, 제2 증류 컬럼(411)을 각각 4 bar 및 5 bar로 운전한 것으로, 제2 증류 컬럼(411)의 하부로 배출되는 유기 용매(NMP)는 고온으로 인해 분해 반응이 일어나, 색상의 변화가 발생한 것을 알 수 있다. 이 경우에, 상기 NMP를 공정 내 재사용 할 경우, 중합도가 낮아지고, 제품의 색상이 실시예 1 내지 3의 경우보다 진해지는 현상이 발생하는 문제가 있다.
100: 반응기 200: 여과기
300: 세척조 400: 정제부
410: 제1 증류 컬럼 411: 제2 증류 컬럼
420: 열교환기
300: 세척조 400: 정제부
410: 제1 증류 컬럼 411: 제2 증류 컬럼
420: 열교환기
Claims (11)
- 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물을 가열하는 탈수 단계;
상기 탈수 단계로부터 얻어지는 알칼리 금속 황화물 및 디할로겐화 방향족 화합물을 혼합하는 중합 단계;
상기 중합 단계로부터 얻어지는 용액을 냉각하는 결정화 단계;
상기 결정화 단계로부터 얻어지는 고형물을 포함하는 용액으로부터 고형물을 분리하는 여과 단계;
상기 여과 단계로부터 분리된 고형물을 세척수로 세척하는 세척 단계; 및
상기 탈수 단계에서 얻어지는 탈수액 및 여과 단계에서 얻어지는 여과액을 정제하는 정제 단계를 포함하고,
상기 정제 단계에서 상기 탈수액 및 여과액에 포함된 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물로부터 물을 분리하여 세척 단계에서 사용되는 세척수를 가열하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정제 단계에서는, 탈수액 및 여과액을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 상부 배출 스트림으로부터 디할로겐화 방향족 화합물을 회수하고, 물 및 유기 용매를 포함하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계;
상기 제2 증류 컬럼에서 하부 배출 스트림으로부터 유기 용매를 회수하고, 물을 포함하는 상부 배출 스트림을 열교환기로 공급하여 세척 단계에서 사용되는 세척수와 열교환시키는 단계; 및
상기 열교환된 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 폐수로 배출시키는 단계를 포함하는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 3 bar 이하인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 응축기로 공급되고, 상기 응축기 배출 스트림은 열교환기로 공급되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정제 단계에서 배출되는 폐수는 세척 단계에서 사용되는 세척수로 재사용되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정제 단계에서 가열된 세척수의 온도는 70 ℃ 내지 120 ℃인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정제 단계에서 배출되는 폐수의 온도는 80 ℃ 내지 140 ℃인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림으로 회수되는 유기 용매의 온도는 180 ℃ 내지 260 ℃인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 정제 단계에서 분리되는 디할로겐화 방향족 화합물 및 유기 용매는 원료 물질로서 재사용되는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법. - 알칼리 금속 수황화물, 알칼리 금속 수산화물, 디할로겐화 방향족 화합물 및 유기 용매를 포함하는 원료 물질이 공급되고, 상기 원료 물질을 탈수, 중합 및 결정화시켜 여과기로 배출하고, 상기 탈수 시 발생하는 상부 스트림은 정제부로 배출하는 반응기;
상기 반응기로부터 공급된 반응기 배출 스트림을 여과하여 고형물과 여과액으로 분리하고, 상기 고형물은 세척조로 배출하며, 상기 여과액은 정제부로 배출하는 여과기;
상기 여과기로부터 공급된 고형물을 공급되는 세척수로 세척하는 세척조; 및
상기 반응기로부터 탈수액 및 여과기로부터 여과액을 공급받아 디할로겐화 방향족 화합물, 유기 용매 및 물을 분리하고, 상기 분리된 물은 세척조로 공급하는 세척수와 열교환하고, 상기 물의 일부는 폐수로 배출시키는 정제부를 포함하는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치. - 제10항에 있어서,
상기 정제부는 공급되는 탈수액 및 여과액을 증류하고, 디할로겐화 방향족 화합물을 포함하는 상부 배출 스트림을 회수하고, 물 및 유기 용매를 포함하는 하부 배출 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 제1 증류 컬럼;
상기 공급된 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림을 증류하여, 하부 배출 스트림으로부터 유기 용매를 회수하고, 물을 포함하는 상부 배출 스트림을 열교환기로 공급하는 제2 증류 컬럼; 및
상기 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림과 열교환기로 공급되는 세척수를 열교환하고, 상기 열교환된 세척수는 세척조로 공급하며, 상기 열교환된 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 폐수로 배출하는 열교환기를 포함하는 것인 폴리페닐렌 설파이드 제조 장치.
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