KR20080003632A - 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치 - Google Patents

테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치 Download PDF

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KR20080003632A
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주영환
박찬식
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삼성석유화학(주)
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Abstract

본 발명에 따르면, 내부에 두개의 독립된 공간이 형성되도록 회전가능한 칸막이가 구비되는 케이징; 케이징 내부에 구비되어, 가스에 함유된 유기화합물을 흡착하는 다수의 흡착부; 유기화합물을 포함하는 가스가 케이징 내로 유입되도록 하는 유입구; 케이징 내부의 가스가 케이징 외부로 배출되도록 구비되는 배출구; 그 양단이 케이징의 독립된 공간 두개와 각각 연결되며, 그 일측에 컴프레서 및 순환밸브를 구비하여 케이징의 독립된 공간 두개를 선택적으로 연결시키는 순환부; 순환부의 일측에 구비되며 흡착부에 흡착된 유기화합물을 제거하기 위하여 가스를 가열하는 히터; 흡착부에서 분리되는 유기화합물을 회수하는 회수부; 및 케이징의 칸막이와 연결되어, 칸막이 및 흡착부가 회전되도록 하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치가 제공된다.
이와 같은 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치에 의하면, 유기화합물을 흡착부에 흡착시키는 공정과 제거시키는 공정을 동시에 수행하도록 함으로써, 이 처리장치를 이용하면, 테레프탈산 공정에서 발생되는 폐가스를 연속적으로 처리할 수 있다는 장점을 갖는다.
테레프탈산, 가스

Description

테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치{Device for treating the waste gas exhausted from the making process of highly pure terephthalic acid}
도 1은 종래 기술에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치의 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 폐가스 처리장치 110 : 케이징
120 : 흡착부 130 : 유입구
140 : 배출구 150 : 순환부
160 : 히터 170 : 회수부
본 발명은 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테레프탈산 공정에서 발생되는 폐가스에 함유된 유기화합물을 제거하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 파라자일렌을 산화시켜 테레프탈산을 제조하는 공정에서 유기화 합물이 함유된 폐가스가 발생된다.
종래에는 이렇게 발생된 폐가스를 처리하는 장치로서, 도 1과 같이 2단의 고압흡수탑이 개시되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치이다.
종래 기술에 따른 폐가스 처리장치(1)는 하부탑(2) 및 상부탑(3)을 구비한다. 먼저, 하부탑(2)에 구비된 가스유입부(4)를 통하여 하부탑(2) 내부로 유기화합물, 메탄, 메틸아세테이트 등의 유기화합물이 함유된 폐가스가 유입된다. 이와 동시에, 하부탑(2)의 일측에 구비된 초산분사부(5)에서 초산이 분사되고, 이렇게 분사되는 초산에 의하여 가스 중 함유된 상기의 불순물들이 제거된다. 불순물이 제거된 가스는 다시 상부탑(3)으로 이송된다. 이렇게 이송된 가스 내에는 불순물 제거에 사용된 초산이 함유되게 된다. 이에 따라, 상부탑(3)에 구비된 물분사부(6)에서 물을 분사하여 가스 중에 존재하는 초산을 흡수하여 초산이송부(7)로 이동시키고, 가스는 가스방출부(8)를 통해 방출된다. 상기 초산이송부(7)는 탈수탑(미도시)과 연결되어, 탈수탑에서 물과 초산이 혼합된 용액 중 물이 제거되어 초산은 재이용되도록 한다.
이러한 종래 기술에 따른 폐가스 처리장치(1)는 초산을 사용하여야 하며, 이렇게 사용된 초산을 재이용하기 위하여 추가적으로 탈수탑을 구비하여, 초산을 분리해야 하므로, 불필요한 에너지가 소모되며, 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보다 효율적 으로 폐가스 중의 유기화합물을 제거할 수 있으며, 연속적으로 운영이 가능하도록 한 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치는, 내부에 두개의 독립된 공간이 형성되도록 회전가능한 칸막이가 구비되는 케이징; 상기 케이징 내부에 구비되어, 가스에 함유된 유기화합물을 흡착하는 다수의 흡착부; 상기 케이징의 일측에 구비되며, 유기화합물을 포함하는 가스가 상기 케이징 내로 유입되도록 하는 유입구; 상기 케이징의 일측에 구비되며, 가스가 상기 케이징 외부로 배출되도록 구비되는 배출구; 그 양단이 상기 케이징의 독립된 공간 두개와 각각 연결되며, 그 일측에 컴프레서 및 순환밸브를 구비하여 상기 케이징의 독립된 공간 두개를 선택적으로 연결시키는 순환부; 상기 순환부의 일측에 구비되며 상기 흡착부에 흡착된 유기화합물을 제거하기 위하여 가스를 가열하는 히터; 상기 흡착부와 연결되며, 상기 흡착부에서 분리되는 유기화합물을 회수하는 회수부; 및 상기 케이징의 칸막이와 연결되어, 상기 칸막이 및 상기 흡착부가 회전되도록 하는 구동부를 포함한다.
여기서, 상기 흡착부는 활성탄섬유로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 활성탄섬유는 서로 이격되어, 다단으로 구비되는 것이 바람직하 다.
게다가, 상기 회수부는 파라자일렌을 테레프탈산으로 산화시키는 산화반응기와 연결되어, 상기 회수부에서 회수된 유기화합물이 상기 산화반응기에 투입되어 이용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치(100)는 케이징(110), 흡착부(120), 유입구(130), 배출구(140), 순환부(150), 히터(160), 회 수부(170), 구동부(미도시)를 포함한다.
상기 케이징(110)은 그 내부에 두개의 독립된 공간이 형성되도록 회전가능한 칸막이(111)가 구비된다. 이러한 케이징 내에는 후술할 흡착부(120)가 구비되어 테레프탈산 제조 공정시 발생되는 폐가스에 포함된 벤젠, 톨루엔, 파라자일렌과 같은 유기화합물을 제거할 수 있다. 여기서, 상기 칸막이(111)는 후술할 흡착부(120)와 함께 케이징(110)내에서 회전하도록 구비되어, 폐가스에 함유된 유기화합물을 제거하는 공정과 유기화합물이 부착된 흡착부(120)에서 유기화합물을 회수하는 공정을 동시에 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 폐가스 처리장치(100)는 연속적 운영이 가능하게 된다.
더욱 자세히 설명하면, 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 폐가스 처리장치(100)는 칸막이(111)에 의하여 케이징(110) 내부에 제1공간부(112) 및 제2공간부(113)가 형성된다. 본 발명의 실시예에 따른 제1공간부(112)에서 가스에 함유된 유기화합물이 흡착부(120)에 흡착되도록 다음, 제1공간부(112)에 위치하는 흡착부(120)가 회전하여 제2공간부(113)에 위치하도록 한다. 제2공간부(113)에서는 유기화합물이 부착된 흡착부(120)로부터 유기화합물을 제거하는 공정이 수행된다. 이와 동시에 제1공간부(112)로 유기화합물을 포함하는 가스가 새로 유입되어, 가스로부터 유기화합물이 제거되는 공정이 수행된다. 이러한 공정이 끝나면, 다시 흡착부(120)가 회전하여, 제1공간부(112)에 있던 흡착부(120)는 제2공간부(113)로 이동하고, 제2공간부(113)에 있던 흡착부(120)는 제1공간부(112)로 이동하게 된다. 이에 따라, 다시 제1공간부(112)에서는 가스에 함유된 유기화합물을 제거하는 공정을 수행하게 되고, 제2공간부(113)에서는 흡착부(120)에 부착된 유기화합물을 제거하는 공정이 진행된다.
상기 흡착부(120)는 상기 케이징(110) 내부에 구비되어, 가스에 함유된 유기화합물을 흡착하여 가스로부터 유기화합물을 제거하는 역할을 한다. 본 발명의 실시예에 따른 흡착부(120)는 활성탄 섬유로 구비된다. 이러한 흡착부(120)는 서로 이격되도록 다단으로 구비되는 것이 바람직하다. 이렇게 흡착부(120)를 다단으로 구비함으로써, 보다 효율적으로 유기화합물을 회수할 수 있게 된다. 더욱 자세히 설명하면, 후술할 회수부(170)는 여러 층으로 되어 있는 흡착부(120)와 각각 연결되어 각 층의 흡착부(120)에서 분리되는 유기화합물을 펌프를 이용하여 회수하게 된다. 이렇게 흡착부(120)를 여러개의 층으로 구비함으로써, 보다 낮은 펌프 압력을 제공하여도 각 흡착부(120)로부터 유기화합물을 효율적으로 분리할 수 있게 되는 것이다.
상기 유입구(130)는 케이징(110)의 일측에 구비되며, 유기화합물을 포함하는 가스가 케이징(110) 내로 유입되도록 한다. 이러한 유입구(130)는 케이징(110) 내의 제1공간부(112)와 연결되어, 유기화합물을 포함하는 가스가 제1공간부(112)로 유입되도록 한다.
상기 배출구(140)는 케이징(110)의 일측에 구비되며, 케이징(110) 내부의 가스가 케이징(110) 외부로 배출되도록 구비한다. 이러한 배출구(140)는 케이징(110) 내의 제2공간부(113)와 연결되어, 가스가 제2공간부(113)로부터 배출되도록 한다.
상기 순환부(150)는 그 양단이 케이징(110)의 제1공간부(112) 및 제2공간 부(113)와 각각 연결된다. 이러한 순환부(150)는 그 일측에 순환밸브(151)를 구비하여, 서로 독립된 공간인 제1공간부(112) 및 제2공간부(113)를 선택적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 순환부(150)는 그 일측에 컴프레서(152)를 구비하여, 제1공간부(112)로부터 제2공간부(113)로 가스가 이동되는 힘을 제공한다. 이러한 순환부(150)를 구비함으로써, 제1공간부(112)에서 유기화합물이 제거된 가스가 제2공간부(113)로 유입되도록 할 수 있다.
상기 히터(160)는 순환부(150)의 일측에 구비되며, 흡착부(120)에 흡착된 유기화합물을 제거하기 위하여 가스를 가열한다. 이렇게 가열된 가스가 유기화합물이 흡착되어 있는 흡착부(120)를 통과하게 되면, 흡착부(120)로부터 유기화합물이 분리된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 순환되는 가스는 히터(160)에 의하여 대략 120℃로 가열된다. 이렇게 가열된 가스는 제2공간부(113)로 유입되어, 제2공간부(113)의 흡착부(120)를 통과하면서, 흡착부(120)에 흡착되어 있는 유기화합물이 흡착부(120)와 분리되도록 할 수 있는 것이다.
상기 회수부(170)는 제2공간부(113)에 위치하는 흡착부(120)와 연결되어, 흡착부(120)에서 분리되는 유기화합물을 회수한다. 이러한 회수부(170)는 그 일측에 펌프 또는 진공펌프를 구비하여, 흡착부(120)에 존재하는 유기화합물을 회수한다. 상기 회수부(170)는 파라자일렌을 테레프탈산으로 산화시키는 산화반응기(미도시)와 연결된다. 이에 따라, 회수부(170)에서 회수된 유기화합물은 산화반응기에서 파라자일렌을 테레프탈산으로 산화시키는 데 재이용될 수 있다.
상기 구동부는 케이징(110)의 칸막이(111)와 연결되어, 칸막이(111) 및 흡착 부(120)에 회전력을 제공한다. 이러한 구동부로 모터와 같은 구동장치가 이용될 수 있다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치의 작동 과정을 설명하도록 한다.
먼저, 테레프탈산 제조공정시 생성된 유기화합물을 포함하는 가스는 유입구(120)를 통해 케이징(110) 내부의 제1공간부(112)로 유입된다. 이렇게 유입된 가스는 케이징(110) 내부에 구비된 흡착부(120)를 통과하게 되고, 이 흡착부(120)는 가스에 포함된 유기화합물을 흡착한다. 이에 따라, 가스에 함유된 유기화합물이 제거되는 것이다.
이렇게 유기화합물이 제거된 가스는 제1공간부(112)에서 순환부(150)를 따라 제2공간부(113)로 유입된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1공간부(112)에서 유기화합물이 제거된 가스는 펌프(미도시)에 의하여 제2공간부(113)의 하단으로 유입된다. 유기화합물이 제거된 가스는 순환부(150)를 따라 이동하는데, 이러한 순환부(150)의 일측에는 히터(160)가 구비되어 유기화합물이 제거된 가스의 온도가 대략 120℃가 되도록 한다. 이는 높은 온도의 가스가 흡착부(120)를 통과하도록 함으로써, 흡착부(120)에 부착되어 있는 유기화합물을 제거하기 위함이다.
상기와 같이 유기화합물이 제거된 가스가 제1공간부(112)에서 유출되어 제2공간부(113)로 유입되는 것과 동시에, 케이징(110) 내부에서 칸막이(110) 및 흡착부(120)가 회전한다. 이에 따라, 제1공간부(112)에 위치해 있던 흡착부(120)가 제2공간부(113)로 이동하게 된다. 이는 상기와 같이 제1공간부(112)에서 유기화합물이 흡착된 상태인 흡착부(120)가 회전하여 제2공간부(113)에 위치하도록 하여 제2공간부(113)에서 흡착부(120)에 흡착되어 있는 유기화합물을 제거하기 위함이다.
상기와 같이 흡착부(120)가 회전하여 제1공간부(112)에서 제2공간부(113)로 이동함과 동시에 제2공간부(113)로 히터(160)에 의하여 가열된 가스가 유입되게 된다. 이와 동시에, 제1공간부(112)내에는 다시 유기화합물을 포함하는 가스가 새로 유입되어 가스로부터 유기화합물을 제거하는 공정이 진행된다. 다시 말하면, 제1공간부(112)에서 가스로부터 유기화합물이 제거되는 공정이 수행됨과 동시에, 제2공간부(113)에서 흡착부(120)로부터 유기화합물이 제거되는 공정이 수행되는 것이다.
여기서, 제2공간부(113)에서 흡착부(120)로부터 유기화합물이 제거되는 과정을 더욱 자세히 설명하면, 먼저, 가열된 가스가 제2공간부(113)로 유입된다. 이렇게 가열된 가스는 제2공간부(113)에 위치한 흡착부(120)를 통과하면서, 흡착부(120)에 흡착되어 있는 유기화합물을 흡착부(120)와 분리시킨다. 이렇게 흡착부(120)를 통과한 가스는 배출구(140)를 통하여 배출된다. 여기서, 유기화합물은 가스에 의해 흡착부(120)로부터 분리되어 존재하게 된다. 이러한 유기화합물은 흡착부(120)와 연결된 회수부(170)의 일측에 구비된 펌프에 의하여, 흡착부(120)에서 회수부(170)로 이동한다. 이 회수부(170)는 파라자일렌을 테레프탈산으로 산화시키는 산화반응기와 연결되어, 회수된 유기화합물이 산화반응기에서 재이용될 수 있도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치에 의하면,
첫째, 테레프탈산 제조공정에서 발생되는 폐가스를 처리하는 데 종래 기술과 같이 초산을 사용하지 않아도 되기 때문에, 폐가스 처리장치를 보다 효율적으로 운영할 수 있다.
둘째, 폐가스 내의 유기화합물을 제거하는 데 다단으로 구비된 활성탄 섬유를 사용하여, 재생이 용이하며, 보다 효율적으로 유기화합물을 제거할 수 있다.
셋째, 유기화합물을 흡착부에 흡착시키는 공정과 제거시키는 공정을 동시에 수행하도록 함으로써, 이 처리장치를 이용하면, 테레프탈산 제조공정에서 발생되는 폐가스를 연속적으로 처리할 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims (4)

  1. 내부에 두개의 독립된 공간이 형성되도록 회전가능한 칸막이가 구비되는 케이징;
    상기 케이징 내부에 구비되어, 가스에 함유된 유기화합물을 흡착하는 다수의 흡착부;
    상기 케이징의 일측에 구비되며, 유기화합물을 포함하는 가스가 상기 케이징 내로 유입되도록 하는 유입구;
    상기 케이징의 일측에 구비되며, 케이징 내부의 가스가 상기 케이징 외부로 배출되도록 구비되는 배출구;
    그 양단이 상기 케이징의 독립된 공간 두개와 각각 연결되며, 그 일측에 컴프레서 및 순환밸브를 구비하여 상기 케이징의 독립된 공간 두개를 선택적으로 연결시키는 순환부;
    상기 순환부의 일측에 구비되며 상기 흡착부에 흡착된 유기화합물을 제거하기 위하여 가스를 가열하는 히터;
    상기 흡착부와 연결되며, 상기 흡착부에서 분리되는 유기화합물을 회수하는 회수부; 및
    상기 케이징의 칸막이와 연결되어, 상기 칸막이 및 상기 흡착부가 회전되도록 하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부는 활성탄섬유로 구비되는 것을 특징으로 하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 활성탄섬유는 서로 이격되어 다단으로 구비되는 것을 특징으로 하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 회수부는 파라자일렌을 테레프탈산으로 산화시키는 산화반응기와 연결되어 상기 회수부에서 회수된 유기화합물이 상기 산화반응기에 투입되어 이용되는 것을 특징으로 하는 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치.
KR1020060062102A 2006-07-03 2006-07-03 테레프탈산 제조공정의 폐가스 처리장치 KR20080003632A (ko)

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