KR19990076779A

KR19990076779A - 결정성 물질의 정제방법

Info

Publication number: KR19990076779A
Application number: KR1019980704904A
Authority: KR
Inventors: 고이치 나가오카; 고지 야마모토; 마사히로 모토유키
Original assignee: 구마모토 마사히로; 가부시키 가이샤 고베세이코쇼
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1999-10-15
Also published as: JPH09176054A; CA2241571A1; EP0939068A4; WO1997024302A1; EP0939068A1

Abstract

특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 정제하는 방법으로서, 하기 (1)과 (2a) 또는 (2b)의 공정을 채용함으로써 특징물질을 함유하는 혼합물에서 고순도의 특정물질을 비교적 간단한 조작으로 수율좋게 회수한다.

(1) 액상 또는 그 특정물질이 일부 정출한 슬러리상의 상기 혼합물을 고압하의 정석 조작을 수행하고, 상기 특정물질의 결정량을 증가시켜서 상기 특정물질이 농축된 결정을 얻는 공정,

(2a) 상기로 얻은 특정물질이 농축된 결정을, 그 결정을 잘 용해하는 용제에 용해하고, 냉각하의 정석 조작에 회부함으로써 특정물질을 재결정시키는 공정, 또는

(2b) 상기로 얻은 특정물질이 농축된 결정은, 그 결정을 용해할 수 있는 용제로 세정하는 공정.

Description

결정성 물질의 정제방법

특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 분리하여 정제하는 방법으로는, 종래의 비점차를 이용한 증류법, 온도에 의한 용제에의 용해도차를 이용한 냉각정석(晶析)법 등이 범용되어 왔고, 또 최근에는 압력차를 이용한 압력정석법 등도 제안되어 있다. 그러나 어느 방법에 있어서도 특정물질 농도가 낮은 원료혼합물에서 특정물질을 일단(一段)의 처리로 고순도 또 고수율로 정제하기는 곤란하며, 통상은 비교적 저농도의 원료혼합물을 복수단의 처리를 수행하여 차례로 특정물질농도를 높여가는 방법을 채용하고 있으나, 특히 특정물질과 함께 물성(비점이나 용제에 대한용해도 등)이 근사한 다른 물질이 함유되어 있을 경우는 특정물질의 농축 내지 정제에 갖가지 문제가 생긴다.

가령, 2,6-디메틸나프탈렌(이하, 디메틸나프탈렌을 DMN이라 약칭함)을 정제할 경우를 예로들어 설명하면, 2,6-DMN은, 석탄유분이나 석유유분에서 증류 등에 의해 농축하거나 또는 나프탈렌에의 메틸기 부가반응, 탄화수소의 고리화 반응 등에 의해 얻어지나, 모두 복수의 DMN이성질체를 함유하는 혼합물로서 얻어진다. DMN은 10종의 이성질체를 가지고 있고, 이들 이성질체 비점은 서로 근접해 있으므로 분별증류에 의한 농축에는 스스로 한계가 있어, 2,6-DMN으로서의 농도로 10∼40%정도까지밖에 높일 수 없다.

또 본 출원인은 2,6-DMN의 효율적 정제법으로서 앞서 압력정석법(특개소 63 -275528호)을 제안하였으나 이 방법을 효율좋게 실시하는 데는 원료혼합물로서의 2,6-DMN 농도가 50%정도 이상이 아니면 안되고, 2,6-DMN 농도가 10∼40%인 통상의 원료혼합물을 그 압력정석에 도입하여 고순도의 2,6-DMN을 얻기 어렵다.

그래서, 상기 압력정석법을 이용하여 고순도의 2,6-DMN을 얻고자 할 경우는 우선 원료혼합물을 농축하여 2,6-DMN 농도를 40%정도를 넘는 농도까지 높여서 압력정석에 의한 최종적 정제를 행할 필요가 있고, 그 수순은 하기 (A)방법이 고려된다.

(A) 냉각정석법으로 농축하여 압력정석법으로 정제하는 방법

처리수순(도 3의 흐름도 참조):

원료혼합물(2,6-DMN농도: 40%이하)→(1)농축을 위한 냉각→

(2)고(固)액분리(2,6-DMN농도: 40%이하→약 70%)→

(3)정제를 위한 예비냉각→

(4)압력정석(2,6-DMN농도: 약 70%→99%이상)→정제품

즉, 우선 (1)의 공정은, 원료혼합물을 냉각하여 목적물질의 결정을 함유하는 슬러리상태로 하고, (2)공정으로 그 슬러리를 원심분리기나 압착여과기 등의 고액분리기에 걸어서 불순물을 많이 함유한 모액을 분리제거하고, 다음 공정의 정제에 필요한 레벨까지 목적물질 농도를 높인다. 이어서 (3)공정은, (2)공정에서 얻은 농축물을 냉각하여 목적물질이 일부 석출한 슬러리상태로 하고, (4)공정에서 그 슬러리를 압력정석을 수행하여 가압에 의해 목적물질의 결정을 증가시켜서 불순물을 많이 함유한 모액을 배출하고, 고순도의 2,6-DMN(정제품)을 얻는다.

상기 (4)의 압력정석공정은, 압력정석의 원료가 되는 슬러리중의 특정물질농도가 낮기 때문에 (70%정도), 이것을 단번에 99%정도의 고순도까지 정제하는 데는, 정석압력을 상대적으로 낮게 억제하여 불순물 석출을 가급적 억제함과 동시에, 압력정석 말기에 행해지는 발한(發汗)을 충분히 행하여 결정표면에 부착한 불순물을 가급적 제거하지 않으면 안되어, 목적물질 회수율은 대폭 저하된다.

또, 압력정석을 복수단으로 나누어 특정물질 농도를 가령 제1단계에서 70%→80%, 제2단계에서 80%→90%, 최종단계에서 90%→99%와 같이 순차 높여가는 것도 가능하나, 이 방법은 작업효율이 낮을뿐 아니라 각 단계에서의 로스를 곱한 토탈로스도 많아지기 때문에 목적물질 회수율도 대폭 저하된다.

또 기타 농축·정제법으로서 하기 (B)방법을 생각할 수 있다.

(B)농축, 정제 모두 냉각정석을 채용하는 방법

처리수순(도 4 흐름도 참조):

원료혼합물(2,6-DMN 농도: 40% 이하)→(1)냉각정석에 의한 농축→(2)고액분리(2,6-DMN농도: 40%이하→약 70%)→(3)용제를 사용한 냉각정석→(4)고액분리(2,6- DMN농도: 약 70%→99%이상)→정제품

즉, 상기 (A)의 방법과 같이 하여 우선 (1)의 공정은, 원료혼합물을 냉각하여 목적물질의 결정을 함유하는 슬러리 상태로 하고, (2)의 공정에서 그 슬러리를 원심분리기나 압착여과기 등의 고액분리기에 걸어서 불순물을 많이 함유한 모액을 분리제거하고, 다음 공정의 정제에 필요한 레벨까지 목적물질농도를 높인다. 이때, 최종 정제를 냉각정석에 의해 행하는 데는 그 정제공정에서의 원료농도를 상당히 높이해둘 필요가 있고, (2)의 고액분리공정은, 결정에 부착 잔존하는 모액 부착량(함액율)을 10%정도 이하로 하여 불순물을 가급적 제거하는 것이 필요하다.

따라서 이 공정은 분리말기의 발한을 충분히 행함과 동시에 압착여과 등 모액을 고도로 분리할 수 있는 고액분리법을 채용하여 불순물을 충분히 제거하지 않으면 안되고, 모액과 함께 배출되는 목적물질의 양은 저절로 많아지기 때문에 목적물질의 회수율은 저하된다. 또, 냉각정석에 의한 농축을 복수단으로 나누어, 특정물질 농도를 가령 제1단계에서 40%→60%, 제2단계에서 60%→80%, 최종단계에서 80%→90%로 순차 높일 수도 있으나, 이 방법은 작업효율이 낮을 뿐 아니라 각 단계에서의 로스를 곱한 토탈로스도 많아지기 때문에 목적물질의 회수율도 대폭 저하된다.

상기와 같이 하여 90%레벨까지 농축후, (3)의 공정에서 최종 냉각정석에 의해 정제를 행한다. 또, 냉각정석법을 채용하여 정제를 행할 경우는, 원료중의 목적물질 농도가 높으면 약간의 온도변화로 슬러리 농도(고액 공존물 중의 결정농도)가 크게 변동하여 슬러리 취급과 고액분리가 곤란하기 때문에, 용제를 가하여 희석한 다음 냉각정석을 행할 필요가 있다. 용제로는, 2,6-DMN의 경우는 벤젠 등의 방향족계 용제나 알콜류가 사용된다. 그후 (4)의 공정에서 목적물질이 석출한 슬러리를 고액분리하여 모액을 분리제거하여 목적물을 결정으로서 채취하나 이때의 고액분리에는 분리법 등도 채용된다.

그러나, 상기 (A),(B)법에 공통하는 문제로서 모두 목적물질의 농축에 냉각정석법을 채용하고 있기 때문에 취급성을 높여야 할 필요상 슬러리 중의 결정농도를 충분히 높일 수 없고, 처리공정 전체로서의 목적물질 회수율을 충분히 높일 수 없다. 즉, 결정을 함유하는 슬러리 수송이나 취급성을 고려하면 취급하는 슬러리중의 결정농도는 20%정도가 한계이고, 그 이상의 결정함 유율의 슬러리를 일단의 농축공정으로 얻기는 곤란하고, 그 농도가 율속(律速)이 되어 회수율은 저절로 저하되지 않을 수 없다. 그리고 목적물질 회수율을 높이는 데는 농축공정에서 배출되는 모액중에 상당량 녹아 있는 목적물질 회수와 농축을 복수회 반복하지 않으면 안되어, 작업이 번거롭고 효율도 저하함과 동시에 처리설비도 대규모로 하지 않으면 안된다.

또 상기 (A)방법은, 고융점의 목적물질을 취급할 때에 다음과 같은 문제도 생긴다. 가령 2,6-DMN의 융점은 110℃이고, 이같은 고융점물질을 냉각정석법으로 농축하는 데는 설비온도를 이 이상 높이지 않으면 안되기 때문에 설비의 보온 등의 관리가 번잡할 뿐더라 발한정제를 고온으로 행하지 않으면 안되기 때문에 온도관리도 어렵고, 도달순도도 충분히 오르지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점에 착안하여 행해진 것으로, 그 목적은 특정물질 농도가 낮은 원료혼합물에서 그 특정물질 농축과 정제를 비교적 간단한 수순으로 효율좋게 행할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 결정성 특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 고수율 또 고순도로 얻을 수 있는 정제방법에 관한 것으로, 이 방법은 가령 석탄이나 석유유분(留分)으로서 얻어지거나, 또는 나프탈렌에의 메틸기부가 또는 탄화수소의 고리화반응 등에 의해 얻어지는 디메틸나프탈렌 이성질체 혼합물에서 고순도의 2,6-디메틸나프탈렌을 얻는 방법으로서 유효하게 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 채용되는 농축·정제법을 나타내는 흐름도,

도 2는 본 발명에서 채용되는 다른 농축·정제법을 나타내는 흐름도,

도 3은 종래의 농축·정제법을 나타내는 흐름도,

도 4는 종래의 농축·정제법을 나타내는 다른 흐름도.

발명의 개시

본 발명에 관한 결정성 물질의 정제방법이란, 특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 정제하는 방법으로서, 하기 (1),(2a)의 공정 또는 하기 (1),(2b)의 공정을 실시하는 데에 특징이 있다.

(1) 액상 또는 그 특정물질이 일부 정출(晶出)한 슬러리상의 상기 혼합물을 고압력하에 정석조작을 수행하여 상기 특정물질의 결정량을 증가시켜서 상기 특정물질이 농축된 결정을 얻는 공정,

(2a) 상기에서 얻은 특정물질이 농축된 결정은, 그 결정을 잘 용해하는 용제에 용해하고, 냉각하에 정석조작을 수행함으로써 특정물질을 재결정시키는 공정, 또는

(1) 액상 혹은 그 특정물질이 일부 정출한 슬러리상의 상기 혼합물을 고압력하의 정석조작을 수행하고, 상기 특정물질의 결정량을 증가시켜서 상기 특정물질이 농축된 결정을 얻는 공정,

(2b) 상기에서 얻은 특정물질이 농축된 결정을, 그 결정을 용해할 수 있는 용제로 세정하는 공정.

상기 방법을 실시함에 있어서는 상기 (2a)공정에서, 재결정에 의해 생성한 상기 특정물질을 분리한 후의 모액, 혹은 상기 (2b)의 공정에서 얻는 세정액에는 목적물질인 특정물질이 상당량 함유되어 있으므로 이들에서 용제를 유거하고, 재차 상기 (1),(2a)공정, 혹은 (1),(2b)공정으로 반환하여 재차 처리를 행하면 특정물질의 수율을 한층 높일 수 있어 바람직하다.

또, 상기 공정에서 모액 혹은 세정액을 증류함으로써 얻는 용제는 상기 (2a) 또는 (2b) 공정에서 사용하는 용제로서 반환하여 순환이용하면, 용제 소비량을 저감할 수 있어 바람직하다.

그리고, 이 정제방법은 가령 DMN 이성질체 혼합물에서 2,6-DMN을 특정물질로서 분리정제하는 방법 등으로서 유효하게 활용할 수 있고, 이 경우, 냉각하의 정석을 행할 때 사용하는 결정을 잘 용해하는 용제로서는 알콜계 용제가 좋고, 또 결정의 세정에 사용되는 결정을 용해할 수 있는 용제로서는 방향족계 용제가 바람직하게 사용된다.

발명을 실시하기 위한 최량의 방법

상기와 같이 본 발명에서 채용되는 정제방법은, 정제전 단계로서 행해지는 특정물질의 농축에 압력정석법을 채용하고, 최종 정제단계에서는 용제를 사용한 냉각 정석 또는 용매 세정을 채용하고, 이들의 조합으로 종래기술에서 지적한 상기 문제점을 해소하여 비교적 간단한 조작·수순으로 특정물질을 고순도, 고수율로 얻는데 성공하였다.

도 1, 도 2는 본 발명에서 채용되는 정제수순을 나타내는 흐름도로서, 도 1은 청구항 1기재의 방법, 도 2는 청구항 4기재의 방법을 각각 실시하는 수순을 도시한다.

우선 도 1의 흐름도에 있어서, ①의 공정은, 상기 종래법과 실질적으로 같은 목적물질농도의 원료혼합물을 냉각하고, 목적물질 결정을 함유하는 슬러리 상태로 하여, ②의 공정으로 압력정석에 의한 농축을 행한다.

이와 같이 압력정석법으로 농축하는 방법을 채용하면 고압용기내의 슬러리 농도에 제한이 없고, 즉, 상기와같이 종래의 냉각정석법을 채용할 때의 수송성이나 취급성을 확보할 필요 때문에 슬러리 농도를 20% 정도의 저농도로 억제할 필요가 없이 슬러리 농도를 충분히 높일 수 있으므로 냉각정석에 의해 농축할 경우에 비해 목적물질 회수율은 대폭 높일 수 있게 된다. 게다가 압력정석을 목적물질농도로 90%정도까지의 농축에 그친다는 전제하에서는, 정제를 목적으로 하는 통상의 압력 정석에 있어서의 발한·세정·압착의 조작을 최후까지 행하지 않고, 모액 배출을 도중에서 그치면 되기 때문에, 모액에 혼입하여 배출되는 목적물질의 로스도 억제되고, 목적물질 회수율은 더욱 높여진다. 또 압력정석으로 정제를 행하는 데는, 발한·세정·압착을 확실하게 행하는 데에 고정(精)도의 제어기기(온도,압력, 모액배출량 등의 제어)를 필요로 하나, 농축을 목적으로 할 경우는 그 제어를 현저히 간소화할 수 있고, 압력정석설비의 장치·기구를 간략화할 수도 있다.

또한, 압력정석을 농축으로 행하는 다른 이점은 다음 점을 들 수 있다. 즉, 목적물질 농도가 50%정도 이하의 원료를 사용하여 일단의 압력정석으로 99%이상의 고순도물로 정제하기는 상당히 곤란하다. 그리고, 압력정석으로 얻는 정제결정순도는 결정중에 잔존하는 모액의 양과 순도에 의존하고, 저농도 원료를 압력정석에 도입하였을 때는 모액중의 불순물 농도가 높아지기 때문에 정제결정 순도는 높아지기 어렵다. 그러나, 순도 90%정도까지의 농축에 압력정석을 이용할 경우, 결정중에 잔존하는 모액의 불순물 농도가 비교적 높아도 되기 때문에 정제할 경우보다 다소 높은 압력으로 모액 배출을 행함으로써 모액과 함께 배출되는 목적물질량을 저감할 수 있고, 나아가 목적물질 회수율을 높일 수 있다.

이리하여 ②의 공정으로 목적물질 농도를 90% 정도까지 농축한 후에는 ③의공정으로 그 농축결정을 적당한 용제에 용해하여 통상법으로 냉각 정석을 행하고, ④의 공정으로 고액분리하여 목적물질을 고순도의 결정으로서 얻으면 된다. 그 ③의 냉각정석공정의 원료가 되는 농축결정은 상기와 같이 ②의 압력정석공정으로 목적물질 농도가 90% 정도까지 높아져 있으므로 그 냉각정석시의 부하가 적고 또 목적물질 로스도 억제되고, 고순도의 목적물질을 고수율로 얻을 수 있다.

또, 상기에서는 ③의 공정으로 용제를 사용한 냉각정석법을 채용하였으나 도 2의 방법은 이 대신 ⑤의 용제세정에 의한 정제법을 채용하고 있다. 즉 ②의 압력정석공정은, 목적물질을 핵으로 하여 모액중의 그 목적물질이 정출하여 성장해 가고, 농축결정순도를 내리고 있는 것은 상기와 같이 그 결정 표면에 부착잔존한 모액중의 불순물이기 때문에, 그 농축결정을 적당한 용제로 세정하고 그 표면에 부착잔존한 모액을 그 용제로 세정하여, ④의 고액분리에 의해 액상을 제거해 주면 농축결정에서 목적물질을 고순도의 결정으로서 얻을 수 있다.

또, 상기 도 1, 2의 방법을 실시함에 있어서, ④의 고액분리공정으로 배출되는 모액 혹은 용제세정액 중에는 목적물질이 상당량 용해·혼입해 있고, 사용하는 용제 종류나 양에도 따르지만, 그 모액 혹은 세정액중에는 60∼75%정도의 목적물질이 혼입해 있다. 따라서, 이 모액과 세정액은 도 1, 2의 점선표시와 같이, 용제를 유거하고 나서 후속 출발원료로 반환하여 순환 처리하면 농축·정제계 전체로서의 목적물질 회수율을 높일 수 있어 바람직하다.

또, 이 공정으로 유거되는 용제는 도 1, 2의 점선 표시와 같이, ③의 냉각정석(정제)공정 혹은 ⑤의 용제세정(정제) 공정에서 사용하는 용제의 적어도 일부로서 반환되고, 순환 사용하면 용제 소비량을 저감할 수 있어 바람직하다.

상기와 같이 본 발명은, 특정물질 농도 40%정도의 저농도원료에서 특정물질농도 90%정도까지의 농축에 압력정석법을 채용함으로써 슬러리 농도를 지장없이 높여서 목적물질 회수율을 높임과 동시에, 그 후의 정제부하를 경감할 수 있고, 또 최종 정제공정은, 고농도품으로 부터의 정제를 간단한 조작으로 효율좋게 행할 수 있는 용제를 사용한 냉각 정석법 혹은 용제세정법을 활용함으로써 비교적 저농도의 원료혼합물에서 간단한 조작·수순으로 고순도의 특정물질을 수율좋게 회수할 수 있다.

또, 본 발명에서 채용되는 압력정석이나 냉각정석의 구체적 조작조건(온도, 압력 등) 등은, 목적물질이나 불순물 종류 등에 따라 적당히 최적의 조건을 설정하면 되지만, 상기 ①의 공정으로 특정물질의 결정량을 증가시키는 정석조작압력을 500∼3,000kg/cm², 더 바람직하게는 1,000∼2,000kg/cm²범위로 설정하는 것이다. 그 이유는, 정석압력이 500kg/cm²미만은 특정물질의 결정량 증대가 불충분하여 특정물질 수율이 충분히 오르기 어렵고, 3,000kg/cm²를 넘어 과도로 정석압력을 높이면 가압에 의한 발열이 현저해지기 때문에 압력정석의 장애가 될뿐더러 정석설비에 냉각수단을 부설하지 않으면 안되어, 설비면 및 조작면에서도 바람직하지 않기 때문이다.

정제를 위한 냉각정석 또는 세정에 사용되는 용제 종류 등에 대해서는, 목적물질 종류 등에 따라 적당히 선택하여 결정하면 되고, 가령 목적물질이 2,6-DMN일 때, 상기 (2a)의 공정에서 사용하는 냉각정석용의 바람직한 용제는, 메탄올, 에탄올 등의 저급알콜계 용제, 상기 (2b)의 공정에서 사용하는 세정용의 바람직한 용제는 벤젠 톨루엔 크실렌 등의 방향족계 용제 등을 예시할 수 있다.

또, 본 발명에 적용할 수 있는 정제목적의 특정물질로서 대표적인 것은, 상기와 같이 2,6-DMN이지만, 요는 정제목적이 되는 특정물질을 함유하는 혼합물 용액의 상태도에 있어서, 그 특정물질이 최초에 석출하는 타입의 혼합물이면 동일하게 적용할 수 있다. 이같은 화합물은 상기 2,6-DMN 이외에, 가령 페놀, 크레졸류, 나프탈렌, 할로겐화 벤젠류, 방향족 화합물, 알킬벤젠류, 알킬나프탈렌류 등의 방향족 화합물, 인돌 등, 질소를 고리내에 갖는 헤테로고리 화합물 등이 예시된다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명은 원래 하기 실시예로 제한되지 않으며, 전·후기의 취지에 적합한 범위에서 적당히 변경 실시할 수도 있고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또, 하기에 있어서 「%」는 「중량%」이다.

실시예 1

예비냉각정석법으로 얻은 2,6-DMN함유량: 40%, 2,7-DMN 함유량: 16%, 기타 DMN이성질체 함유량: 44%로 되는 혼합물을 원료로 하여 그 100kg을 48℃로 가온하여 슬러리 농도를 20%로 하고, 이것을 고압정석에 도입하여 2,6-DMN의 농축을 행하였다. 이 압력정석은 압력: 1500kg/cm², 온도: 70℃로 3분간 유지하여 결정을 정출시킨 후, 필터를 통하여 모액을 배출시키고, 2,6-DMN농도 90%의 케이크상 조(粗)결정 28kg을 얻었다.

이어서 이 조결정을 압력용기에서 꺼내고, 중량비로 5배량의 에탄올을 가하고 60℃로 가열하여 조결정 모두를 용해시키고, 그 후 용액을 20℃로 냉각하여 2,6-DMN의 결정을 석출시켜서 원심분리기로 고액분리를 행하고, 2,6-DMN 순도 99%의 결정 18.2kg(원료중의 2,6-DMN량에 대하여 45.5%)을 얻었다.

실시예 2

예비냉각 정석법으로 얻은 상기 실시예 1과 같은 성분조성 DMN 이성질체 혼합물을 원료로 하고, 또 실시예 1과 같이하여 압력정석으로 농축을 행하고, 2,6 -DMN 농도 90%의 케이크상 조결정 28kg을 얻었다.

이어서 이 케이크상 조결정을 압력 용기에서 꺼내어 파쇄하고, 여기에 중량비로 2배량의 벤젠을 가하여 20℃로 1시간 교반함으로써 세정하고, 이어서 원심분리기에 의해 고액분리를 행하고, 2,6-DMN순도 99%의 결정 18.0kg(원료중의 2,6-DMN 량에 대하여 45.0%)을 얻었다.

실시예 3

상기 실시예 1의 농축·정제법을 실시함에 있어서, 정제공정의 원심분리기로 고액분리되는 모액중에는 상당량의 2,6-DMN이 함유되어 있다. 그래서, 그 모액중의 용제를 감압하에 유거하여, 회수한 용제는 조결정을 용해하기 위한 용제로서 재이용하였다. 또, 용제를 유거한 후의 잔류물로서 2,6-DMN농도 71%의 혼합물 9.8kg이 얻어졌으므로 이 혼합물 9.8kg을 당초의 원료혼합물(2,6-DMN농도: 42.8%) 100kg에 혼합하고, 실시예 1과 꼭같이 하여 농축 및 정제를 행하였다. 그 결과, 최종적으로 2,6-DMN 순도 99%의 결정 20.0kg(원료중의 2,6-DMN량에 대하여 50.0%)가 얻어졌다.

비교예 1

상기 (A)로서 기재된 종래법 즉, 「냉각정석법에 의해 농축하고 나서 압력정석법으로 정제하는 방법」을 채용하고, 실시예 1에서 사용한 것과 같은 성분조성의 원료혼합물 100kg을 48℃로 가온하여 슬러리농도 20%로 하였다. 이어서 이 슬러리를 경도(輕度) 압착여과에 도입하여 고액분리하면 결정간의 틈새에 상당량의 모액을 함유하는 2,6-DMN농도 70%의 농축물 28.6kg이 얻어졌다.

이 농축물을 87℃로 가온하여 슬러리 농도 20%로 하고, 실시예 1에 준하여 압력정석 및 고액분리를 행하였다. 이때, 압력정석에 도입하는 혼합물의 목적물질 농도가 낮기 때문에(70%), 99% 레벨의 순도를 확보하기 위해서는 고액분리시의 발한·세정·압착을 충분히 행하지 않으면 안되고, 액상으로 하여 다량의 모액을 배출시킬 필요가 있고, 최종적으로 얻는 2,6-DMN농도 99%의 결정은 10.6kg(원료중의 2,6- DMN량에 대하여 26.5%)이고, 2,6-DMN 회수율은 상기 실시예 1,2의 약 60%, 실시예 3의 53%에 불과하고, 목적물질로서의 회수율에 있어서 현저히 떨어지는 것이었다.

비교예 2

상기 (B)로서 기재한 종래법, 즉 「농축, 정제와 함께 냉각 정석을 채용하는 방법」을 채용하고, 실시예 1에서 사용한 것과 같은 성분조성의 원료혼합물 100kg을 48℃로 가온하여 슬러리농도 20%로 하였다. 이어서 이 슬러리를 고도의 압착여과에 도입하여 모액을 가급적 제거하면, 2,6-DMN 농도 90%의 농축물로서의 수량(收量)은 18.9kg로 저감하였다.

이 농축물을 파쇄하고, 여기에 중량비로 2배량의 벤젠을 가하여 20℃에서 1시간 교반하고, 이어서 원심분리기에 의해 고액분리함으로써 얻어지는 2,6-DMN 순도 99%의 결정은 12.2kg(원료중의 2,6-DMN량에 대하여 30.6%)가 되고, 2,6-DMN 회수율은 상기 실시예 1,2의 약 68%, 실시예 3의 약 61%에 불과하여 목적물질로서의 회수율에 있어서 현저히 떨어지는 것이었다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있고, 압력정석을 사용한 농축과 냉각 정석에 의한 정제 또는 세정에 의한 정제를 잘 조합시킴으로써 특정물질을 함유하는 혼합물에서 고순도의 특정물질을 비교적 간단한 조작으로 수율좋게 회수할 수 있다.

Claims

특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 정제하는 방법으로서, 하기 (1), (2a)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.

(1) 액상 또는 그 특정물질이 일부 정출한 슬러리상의 상기 혼합물을 고압력하에 정석조작을 수행하고, 상기 특정물질의 결정량을 증가시켜서 상기 특정물질이 농축된 결정을 얻는 공정,

(2a) 상기에서 얻은 특정물질이 농축된 결정을, 그 결정을 잘 용해하는 용제에 용해하고, 냉각하에 정석 조작을 수행함으로써 특정물질을 재결정시키는 공정.
제 1 항에 있어서, 상기 (2a)의 공정으로 재결정에 의해 생성한 상기 특정물질을 분리한 후의 모액에서 용제를 유거하고, 재차 상기 제 1 항의 (1), (2a)의 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 2 항에 있어서, 상기 모액에서 유거된 용제를 상기 제 1 항에 있어서의 (2a) 공정에서 사용하는 용제의 적어도 일부로서 재사용하는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
특정물질을 함유하는 혼합물에서 그 특정물질을 정제하는 방법으로서, 하기 (1), (2b)의 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.

(1) 액상 또는 그 특정물질이 일부 정출한 슬러리상의 상기 혼합물을 고압력하에 정석 조작을 수행하고, 상기 특정물질의 결정량을 증가시켜서 상기 특정물질이 농축된 결정을 얻는 공정,

(2b) 상기에서 얻은 특정물질이 농축된 결정을, 그 결정을 용해할 수 있는 용제에 의해 세정하는 공정.
제 4 항에 있어서, 상기 (2b)공정에서, 특정물질의 결정을 세정함으로써 얻는 세정액에서 용제를 유거하고, 잔류물을 재차 상기 제 4 항의 (1), (2b) 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 5 항에 있어서, 세정액에서 유거된 용제를 상기 제 4 항의 (2b) 공정에서 사용하는 용제의 적어도 일부로서 재사용하는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 특정물질은 2,6-디메틸나프탈렌이고, 혼합물은 디메틸나프탈렌 이성질체를 함유하는 것임을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 7 항에 있어서, 결정을 잘 용해하는 용제는 알콜계 용제인 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 7 항에 있어서, 결정을 용해할 수 있는 용제는 방향족계 용제인 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 (1)의 공정에서 특정물질의 결정량을 증가시키기 위한 정석 조작시 압력을 500kg/cm²이상 3,000kg/cm²이하로 하는 것을 특징으로 하는 결정성 물질의 정제방법.