KR20010022244A - 트리옥산의 단리법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기본적으로 트리옥산, 물 및 포름알데히드로 이루어진 수성 혼합물로부터 트리옥산 단리 방법에 관한 것이다. 본 방법은 트리옥산이 과증발에 의하여 혼합물로부터 회수되고 트리옥산 풍부 혼합물 (투과물)이 트리옥산 정류물, 및 트리옥산, 물 및 포름알데히드의 공비 혼합물로 분리되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 기본적으로 트리옥산, 포름알데히드 및 물로 이루어진 수성 혼합물로부터 트리옥산을 단리하는 방법에 관한 것이다.
트리옥산의 제조는 기본적으로 트리옥산, 물 및 포름알데히드로 이루어진 공비 혼합물로부터 기인한다. 트리옥산은 염화메틸렌 등의 염소 함유 공유제, 또는 벤젠과 같은 공유제를 사용하여 추출함으로써 이 혼합물로부터 단리한다. 소량인 혼합물의 추가 성분은 보통 포름산, 메틸알 및 디메톡시디메틸 에테르이다. 공유제는 후속 증류에서 회수되고 추출 증류로 복귀된다. 상당한 양의 공유제가 이 방법에서 사용되고 고에너지 비용으로 회수되는 것이 필요하다. 필연적으로 생성되는 방출물은 염화메틸렌 및 벤젠이 유해 물질로 분류되기 때문에 복잡한 처리를 필요로 한다.
유럽 특허 제EP-A596 381호는 과증발에 의하여 공비 혼합물로부터 물을 제거하여 트리옥산을 단리하는 방법을 개시하였다.
유럽 특허 제EP-A596 381호의 방법은 다음과 같이 도 1을 참조로 하여 간단하게 설명될 수 있다.
물 (라인 (4))을 90℃에서 술쩨르 헴테크 게엠베하-멤브란테크닉 (Sulzer Chemtech GmbH-Membrantechnik, 독일 D-66540 노인키르헨/짜르 소재)의 폴리비닐 알코올 막 (3)을 포함하는 과증발 유니트 (2)에서 트리옥산 65 중량%, 물 27.5 중량% 및 포름알데히드 7.5 중량%로 이루어진 수성 혼합물 (라인 (1))로부터 제거한다. 체류물 쪽 (5)의 압력은 1 bar (100 kPa)이고 투과물 쪽 (6)의 압력은 50 mbar (5 kPa)이다. 물을 투과물로 얻고, 트리옥산 84 중량%, 포름알데히드 10 중량% 및 물 6 중량%의 혼합물 (라인 (7))을 체류물로 얻는다. 체류물은 대기압 하에서 칼럼 (8)에서 정류되어 순수한 트리옥산 (탑저 생성물, 라인 (9)) 및 트리옥산, 포름알데히드 및 물의 공비 혼합물 (탑정 생성물, 라인 (10))을 얻는다.
이 방법은 트리옥산의 완전한 마무리조작을 제공하지 않는 단점을 갖는다. 예를 들어 과증발 전에 포름알데히드가 축적될 것이므로, 칼럼 스트림 (10)을 재순환시켜도 소용이 없을 것이다.
본 발명의 목적은 가능한 한 완전하게 트리옥산을 단리시키기 위하여 공비 혼합물로부터 트리옥산을 단리하는 방법을 제공한다.
본 발명자들은 본 발명의 목적이 과증발에 의하여 혼합물로부터 트리옥산을 제거하고, 트리옥산이 풍부한 혼합물 (투과물)을 정류시켜서 트리옥산 및 트리옥산, 물 및 포름알데히드의 공비 혼합물을 제공하는 것을 포함하는, 기본적으로 트리옥산, 물 및 포름알데히드로 이루어진 수성 혼합물로부터 트리옥산을 단리하는 방법에 의하여 달성되는 것을 발견하였다.
바람직한 실시양태들은 종속항들로부터 명백하다.
신규 방법은 가능한 한 완전하게 트리옥산 및 포름알데히드를 회수하며 반응기로부터의 방출물을 실질적으로 정량적 마무리 조작하는 장점을 제공한다. 또한, 다른 공급원료가 필요하지 않다.
신규한 방법은 하기 도 2를 참조하여 설명된다.
스트림 (1)은 트리옥산의 제조에서 생성되는 반응기로부터의 방출물을 나타낸다. 대개, 이는 기본적으로 트리옥산 35-45 중량%, 물 35-45 중량% 및 포름알데히드 15-30 중량%로 이루어진다. 스트림 (1)을 2 분획물로 분별증류가 일어나는 제1 정류 칼럼 K1으로 통과시키며, 스트림 (2)는 물 및 포름알데히드의 혼합물을 함유하고 스트림 (3)은 공비 혼합물을 함유한다.
증류는 바람직하게는 60 단 이하를 가질 수 있는 정류 칼럼 K1에서 발생한다. 증류는 대개 대기압 하에서 발생한다.
이어서 스트림 (2)는 포름알데히드 농도 때문에 재순환된다. 공비 혼합물 (스트림 (3))은 친유기성 과증발에 적합한 막을 포함하는 과증발 유니트 (PV)로 이동된다. 사용되는 막들은 보통 침투 성분이 용해되고 막을 통하여 확산되는 공극이 없는 중합체이다.
언급될 수 있는 적합한 막의 예로는 폴리디메틸실록산 및 폴리에테르아미드 블록 공중합체로 제조된 것들이 있다. 폴리디메틸실록산 막은 바람직하게는 소수성 제올라이트를 함유한다. 막 두께는 바람직하게는 5 내지 200 ㎛, 바람직하게는 50 내지 150 ㎛이다. 이런 유형의 막들은 술쩨르 헴테크 게엠베하-멤브란테크닉의 독점 상표 퍼뱁 (Pervap, 등록상표) 1070 및 GSE (Gesellschaft fuer Spezialfolienentwicklung)의 PEBA 40으로 상업적으로 구입 가능하다.
과증발은 바람직하게는 체류물 쪽에서 1 내지 3 bar (100 내지 300 kPa), 바람직하게는 1 내지 1.5 bar (100 내지 150 kPa) 하에서, 투과물 쪽에서 10 내지 150 mbar (1 내지 15 kPa), 바람직하게는 10 내지 20 mbar (1 내지 2 kPa)에서 70 내지 120℃, 바람직하게는 80 내지 90℃에서 수행한다.
트리옥산 고갈 스트림 (5) (체류물)을 제1 증류 칼럼 K1으로 복귀시키면서 트리옥산 풍부 스트림 (6) (투과물)을 그 다음에 정류가 일어나는 제2 증류 칼럼 K2로 통과시킨다. 이로 인하여 트리옥산 분획물 (스트림 (7)) 및 상기 언급된 성분의 공비 혼합물 (스트림 (8))이 생긴다. 또한, 이 혼합물을 과증발 유니트의 상류로 (스트림 (4)) 순환시킨다. 트리옥산 분획물이 생성물이고 폴리옥시메틸렌이 트리옥산으로부터 제조되는 반응기로 통과시킨다 (스트림 (7)).
추가적인 성분이 신규 방법에 요구되지 않는다. 반응기로부터의 방출물을 매우 실질적으로 정량적으로 마무리 조작하여 포름알데히드 및 트리옥산을 회수하고/단리한다.
트리옥산 40 중량%, 물 40 중량% 및 포름알데히드 20 중량%로 이루어진 수성 혼합물 (스트림 1)을 대기압 하에서 제1 칼럼 (K1, 25 단)에서 증류하여 물/포름알데히드 스트림 (스트림 (2)) 및 공비 혼합물 (스트림 (3))을 얻었다.
스트림 (3)을 소수성 제올라이트를 갖는 폴리디메틸실록산 막을 포함하는 과증발 유니트로 통과시켰다. 총 두께는 200 ㎛이고, 지지층은 폴리아크릴로니트릴로 이루어졌다. 분리층의 두께는 15-20 ㎛ (술쩨르 헴테크 게엠베하-멤브란테크닉의 퍼뱁 (등록상표) 1070)이었다. 분리는 80℃에서 일어났다. 체류물 쪽 (5)의 압력은 1 bar (100 kPa)이고, 투과물 쪽 (6)의 압력은 10 mbar (1 kPa)이었다. 트리옥산 풍부 혼합물 (스트림 (6))을 대기압 하에서 제2 칼럼 (K2, 40 단)에서 증류하여 트리옥산 (스트림 (7)) 및 다시 한번 트리옥산, 물 및 포름알데히드의 공비 혼합물 (스트림 (8))을 얻었다. 이 혼합물을 과증발 (PV)의 상류로 (스트림 (4)) 재순환시켰다.
트리옥산 고갈 스트림 (스트림 (5))을 제1 증류 칼럼 (K1)으로 복귀시켰다. 이 증류 칼럼으로부터의 탑저 스트림을 포름알데히드 농도 때문에 통과시켰다.
다양한 스트림의 양 및 농도는 다음 표에 나타내었다.
| 스트림 (1) | 스트림 (2) | 스트림 (3) | 스트림 (4) | 스트림 (5) | 스트림 (6) | 스트림 (7) | 스트림 (8) | |
| 양 (kg/h) | 8000 | 4850 | 5892 | 8826 | 2742 | 6084 | 3150 | 2934 |
| 트리옥산 (중량%) | 40 | 1 | 58.1 | 61.4 | 9.9 | 84.6 | 99.95 | 68 |
| 물 (중량%) | 40 | 66 | 30.6 | 29.2 | 65.8 | 12.7 | 0.05 | 26.3 |
| FA (중량%) | 20 | 33 | 11.3 | 9.5 | 24.3 | 2.7 | 0 | 5.7 |
전체로, 사용되는 트리옥산 3200 kg을 기준으로 98.4 중량%의 트리옥산 내지 사용되는 포름알데히드 1600 kg을 기준으로 100 중량%의 포름알데히드를 회수하는 것이 가능하였다.
Claims (5)
- 과증발에 의하여 기본적으로 트리옥산, 물 및 포름알데히드로 이루어진 수성 혼합물로부터 트리옥산을 제거하고, 트리옥산 풍부 혼합물 (투과물)을 정류시켜 트리옥산, 및 트리옥산, 물 및 포름알데히드의 공비 혼합물을 얻는 것을 포함함을 특징으로 하는 기본적으로 트리옥산, 물 및 포름알데히드로 이루어진 수성 혼합물로부터 트리옥산의 단리 방법.
- 제1항에 있어서, 과증발이 70 내지 120℃에서 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 과증발이 체류물 쪽에서 1 내지 3 bar (100 내지 300 kPa)의 압력하에서, 그리고 투과물 쪽에서 10 내지 150 mbar (1 내지 15 kPa)의 압력 하에서 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 과증발이 폴리디메틸실록산 막으로 또는 폴리에테르아미드 블록 공중합체 막으로 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 트리옥산, 물 및 포름알데히드의 혼합물을 정류시킨 후에 과증발로 복귀시키는 방법.
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