KR20100021696A

KR20100021696A - Spinning disc reactor

Info

Publication number: KR20100021696A
Application number: KR1020080080260A
Authority: KR
Inventors: 주은정; 이정석; 배선혁; 이종구
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-02-26

Abstract

PURPOSE: A spinning disk reactor is provided to increase a reaction surface area and to enhance a reaction velocity by using a mesh cap for fixing a catalyst coating layer coated on surface of the spinning disk. CONSTITUTION: A spinning disk reactor(100) for fixing catalyst comprises: a supply part for reactant of one or more kind; a rotating spinning disk(20) for reacting reactant provided through the supply part for reactant; a tank(40) for collecting product which collects the product reacted in the spinning disk; a motor(30) for rotating the spinning disk and advancing the reaction; and a mech cap(22) for clinching a catalyst coating layer(24) on the surface. The mesh cap comprises the mesh of 20 - 400 mesh size.

Description

Spinning disc reactor

본 발명은 고속 스피닝 디스크 반응장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응성이 우수하고 반응기 내부에 구비된 고가의 스피닝 디스크를 재사용할 수 있고 오염물질을 최소화여 매우 경제적인 촉매고정형 스피닝 디스크 반응장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high speed spinning disk reactor, and more particularly, to a catalytic fixed spinning disk reactor which is highly economical and can reuse expensive spinning disks provided in the reactor and minimizes contaminants. will be.

일반적으로 화학반응을 통해 생성물을 얻기 위해서는 반응장치가 필요하다. 이러한 반응장치로는 일반적으로 하나의 반응기에 반응물을 첨가한 후 교반 등을 통해 이루어지는 회분식 반응기가 이용된다. 하지만, 상기 방법의 경우 빠른 물질전달속도를 요구하는 반응에 대해서는 충분한 반응이 이루어지지 않아 다량의 미반응물이 생길 수 있으며, 촉매를 사용하는 경우 반응물과 촉매의 분리공정이 필수적이어서 대용량이 될수록 비용을 상승시키는 비효과적인 문제가 있다.Generally, a reaction apparatus is necessary to obtain a product through chemical reaction. As such a reaction apparatus, a batch reactor made by adding a reactant to one reactor and then stirring is generally used. However, in the case of the above method, a large amount of unreacted material may be generated because a sufficient reaction is not performed for a reaction requiring a fast material transfer rate, and when a catalyst is used, a separation process of the reactant and the catalyst is essential, so that the cost increases as the mass is increased. There is an ineffective problem of raising.

따라서, 이러한 문제 해결을 위한 반응기로 고속 스피닝 디스크 반응장치(spinning disc reactor)가 알려져 있다. 상기 스피닝 디스크 반응장치의 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부로 냉각수의 공급 및 배출이 이루어지는 스피닝 디스크, 반응물 투입을 위한 액체 공급부 및 생성물을 수집하기 위한 생성 물 수집탱크를 기본적으로 포함한다. 상기 반응장치는 회전하는 디스크 표면에 반응물을 공급한 후 표면에 생긴 강한 원심력으로 반응을 진행시켜 생성물을 얻을 수 있도록 한다. 유기 합성반응에 상기 반응장치를 이용할 경우 디스크 표면에 촉매를 코팅한 후 필름형태로 적용하여 반응을 진행하고 있다. 상기 스피닝 디스크 반응장치는 기존 회분식 반응기에 비해 반응 속도가 빠르고, 디스크 위에 촉매를 고정시킬 수 있으며 원심력에 의한 혼합 및 열전달 효과 때문에 촉매의 활성이 높아지고 부반응을 줄일 수 있다.Therefore, a high speed spinning disc reactor is known as a reactor for solving this problem. The general structure of the spinning disk reactor basically includes a spinning disk for supplying and discharging the cooling water into the inside, a liquid supply for adding a reactant, and a product collection tank for collecting a product. . The reactor supplies a reactant to the rotating disk surface and then proceeds the reaction with a strong centrifugal force generated on the surface to obtain a product. In the case of using the reaction apparatus for the organic synthesis reaction, the catalyst is coated on the surface of the disk and then applied in the form of a film to proceed with the reaction. The spinning disk reactor is faster than the conventional batch reactor, the catalyst can be fixed on the disk, and the activity of the catalyst is increased due to the mixing and heat transfer effect by the centrifugal force to reduce side reactions.

한편, 도 1에서 보면, 종래 스피닝 디스크 반응장치는 내부로 냉각수의 공급 및 배출이 이루어지는 1개의 스피닝 디스크로 액체를 공급한 후, 이를 회전시켜 생성물을 얻은 후 수집하고 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the conventional spinning disk reactor is supplied with a liquid to one spinning disk in which the supply and discharge of the cooling water to the inside, it is collected by rotating it to obtain the product.

하지만, 상기 방법의 경우 스피닝 디스크 표면에 적하된 액체 반응물의 일부가 회전에 의한 원심력으로 스피닝 디스크 외부로 튀어나가 생성물에 다량 섞이게 되는 문제가 있고, 다량의 액체가 투입될 경우 반응물의 전환율이 떨어지고 반응속도도 저하되어 반응수율을 저하시킬 수 있다.However, the above method has a problem in that a part of the liquid reactant dropped on the spinning disk surface is thrown out of the spinning disk by centrifugal force by rotation and mixed with the product in a large amount. The speed is also lowered, which may lower the reaction yield.

또한, 종래 스피닝 디스크 반응장치는 스피닝 디스크 표면에 촉매층을 코팅하고 사용하고 있는데, 상기 촉매코팅층은 별도의 접착제나 열접착을 통해 스피닝 디스크 표면에 부착된다. 이러한 경우, 촉매코팅층은 스피닝 디스크에 강하게 접착되어 있어 반응완료후 재사용할 수 없기 때문에, 촉매코팅층이 부착된 스피닝 디스크는 분리하여 폐기하고 있다. 하지만, 상기 스피닝 디스크는 내부에 열매체가 구비되어 있어 매우 고가이므로, 매반응마다 새로운 스피닝 디스크를 구입한 후 접 착제 등을 이용하여 촉매를 코팅하여 사용할 경우 비용면에서 비경제적이고, 오염의 문제도 야기한다. 또한 스피닝 디스크 표면의 촉매코팅층이 접착제 또는 열접착에 의해 접착되면 촉매가 비활성화될 수 있다. 그리고 반응물의 활성이 클 경우 접착제가 반응기 내로 녹아 나옴으로써 반응생성물이 오염될 우려도 있다.In addition, the conventional spinning disk reactor is used to coat the catalyst layer on the spinning disk surface, the catalyst coating layer is attached to the spinning disk surface through a separate adhesive or thermal bonding. In this case, since the catalyst coating layer is strongly adhered to the spinning disk and cannot be reused after the reaction is completed, the spinning disk with the catalyst coating layer is separated and discarded. However, since the spinning disk is very expensive because the heating medium is provided therein, it is uneconomical in terms of cost and also causes a problem of contamination when a new spinning disk is purchased for each reaction and then coated with a catalyst using an adhesive. do. In addition, the catalyst may be deactivated when the catalyst coating layer on the surface of the spinning disk is adhered by adhesive or thermal bonding. In addition, there is a fear that the reaction product is contaminated by the adhesive melted into the reactor if the reactant activity is large.

이에, 본 발명의 목적은 반응에 사용된 촉매 교환을 가능하게 하여 고가의 스피닝 디스크의 재사용을 가능하게 하고 오염의 문제를 방지하며, 반응효율도 우수하여 경제적인 촉매고정형 스피닝 디스크 반응장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to enable the exchange of the catalyst used in the reaction to enable the reuse of expensive spinning disk, to prevent the problem of contamination, and to provide an economical catalyst fixed spinning disk reactor with excellent reaction efficiency will be.

본 발명은 적어도 1종의 반응물 공급부,The present invention is at least one reactant supply,

상기 반응물 공급부를 통해 공급된 반응물의 반응을 진행시키기 위해 회전하는 스피닝 디스크,A spinning disk rotating to advance the reaction of the reactant supplied through the reactant supply,

상기 스피닝 디스크에서 반응된 생성물을 수집하기 위한 생성물 수집탱크, 및A product collection tank for collecting the reacted product in the spinning disk, and

상기 스피닝 디스크를 회전시켜 반응을 진행하기 위한 모터를 포함하며,It includes a motor for rotating the spinning disk to proceed with the reaction,

상기 스피닝 디스크는 표면에 촉매코팅층을 고정시키기 위한 메쉬 캡The spinning disk has a mesh cap for fixing the catalyst coating layer on the surface

을 포함하는 것인, 촉매고정형 스피닝 디스크 반응 장치를 제공한다.To provide a, fixed catalyst spinning disk reaction apparatus.

상기 메쉬 캡은 촉매입자의 크기에 따라서 20 내지 400 메쉬 크기의 메쉬를 포함하며, 상기 메쉬 캡에 의해 고정되는 촉매코팅층의 두께는 0.5 내지 2 cm일 수 있다. 또한, 상기 촉매코팅층은 메쉬 캡에 둘러싸여 스피닝 디스크 표면에 고정되어 있다. 상기 메쉬 캡의 재질은 스테인레스 스틸 또는 섬유로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 스피닝 디스크는 내부에 열매체가 구비될 수 있다.The mesh cap may include a mesh having a size of 20 to 400 mesh according to the size of the catalyst particles, and the thickness of the catalyst coating layer fixed by the mesh cap may be 0.5 to 2 cm. The catalyst coating layer is also enclosed in a mesh cap and fixed to the spinning disk surface. The material of the mesh cap may be made of stainless steel or fiber. In addition, the spinning disk may be provided with a heating medium therein.

상기 스피닝 디스크 반응장치는 여러 가지 중합반응 또는 에테르화 반응에 사용할 수 있다.The spinning disk reactor can be used for various polymerization reactions or etherification reactions.

본 발명의 스피닝 디스크 반응장치는 스피닝 디스크의 표면에 코팅된 촉매코팅층을 고정하기 위한 메쉬 캡을 이용함으로써, 반응 표면적을 증가시켜 반응속도 향상을 꾀할 수 있으면서 동시에 촉매코팅층의 교환이 가능하여 고가의 스피닝 디스크를 재사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 스피닝 디스크 반응장치는 여러 가지 단량체를 이용한 중합반응이나 에테르 반응에 경제적으로 유용하게 사용할 수 있다.The spinning disk reactor according to the present invention uses a mesh cap for fixing the coated catalyst coating layer on the surface of the spinning disk, thereby increasing the reaction surface area and improving the reaction speed, and at the same time exchanging the catalyst coating layer, thereby enabling expensive spinning. The disk can be reused. Therefore, the spinning disk reactor of the present invention can be used economically for polymerization reaction or ether reaction using various monomers.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본 발명은 스피닝 디스크 표면의 촉매코팅층을 메쉬 캡을 통해 고정시켜 반응을 진행함으로써, 종래 회분식 반응기에 비해 필름 형성으로 반응면적을 증가시켜 반응속도 및 반응수율을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 고가의 열매체를 구비한 스피닝 디스크 표면의 촉매코팅층의 교환을 가능하게 하여 열매체를 구비한 스피닝 디스크를 재사용할 수 있고 오염을 최소화 할 수 있는 스피닝 디스크 반응장치에 관한 것이다.The present invention by fixing the catalyst coating layer on the surface of the spinning disk through the mesh cap to proceed with the reaction, it is possible to improve the reaction speed and the reaction yield by increasing the reaction area in the film formation compared to the conventional batch reactor. In particular, the present invention relates to a spinning disk reaction apparatus that enables the exchange of the catalyst coating layer on the surface of the spinning disk with an expensive heating medium to reuse the spinning disk with the heating medium and minimize contamination.

이러한 본 발명의 스피닝 디스크 반응장치의 바람직한 일례를 들면, 도 2에 도시된 바와 같다.A preferred example of such a spinning disk reactor of the present invention is as shown in FIG.

도 2에서 보면, 본 발명의 스피닝 디스크 반응장치(100)는 반응기(10) 내부에 촉매코팅층(24)을 고정시키기 위한 메쉬 캡(22)을 구비한 스피닝 디스크(20)를 포함하고, 반응기(10) 외부에는 상기 스피닝 디스크(20)를 회전축을 통해 회전시키고 반응을 진행하기 위한 구동수단인 모터(30)와, 상기 스피닝 디스크(20)의 회전으로 반응 완료된 생성물을 수집하기 위한 생성물 수집탱크(40)를 구비하고 있다. 이때, 반응물은 반응물 투입부(12)를 통해 투입되고, 추가로 구비될 수 있는 기체 투입부(50)를 통해 기체가 투입되며, 잔여기체는 배출구(52)를 통해 배출될 수 있다.2, the spinning disk reactor 100 of the present invention includes a spinning disk 20 having a mesh cap 22 for fixing the catalyst coating layer 24 inside the reactor 10, the reactor ( 10) the outside of the product collection tank for collecting the reaction product is completed by the motor 30 and the drive means for rotating the spinning disk 20 through the rotating shaft and the spinning disk 20 ( 40). At this time, the reactant is introduced through the reactant inlet 12, gas is introduced through the gas inlet 50, which may be further provided, and the remaining gas may be discharged through the outlet 52.

이때, 상기 스피닝 디스크는 종래와 같이 디스크 전체 표면에 촉매 코팅층이 형성된 것이 아니라, 스피닝 디스크 표면의 외곽의 일정부분을 제외하고 형성된 촉매코팅층이 메쉬 캡으로 고정된 형태를 가진다.At this time, the spinning disk is not a catalyst coating layer formed on the entire surface of the disk as in the prior art, the catalyst coating layer formed except a predetermined portion of the outer surface of the spinning disk has a form fixed to the mesh cap.

즉, 본 발명에서는 스피닝 디스크보다 작은 원둘레를 갖는 촉매코팅층을 접착제나 열접착 없이 스피닝 디스크 표면에 코팅 형성시킨다. 다시 말해, 촉매코팅층은 스피닝 디스크 표면에 얹혀진 상태로서 접착된 상태가 아니다. 이후, 본 발명은 도 3 및 4에 도시된 형태를 갖는 메쉬 캡(22)을 이용하여, 상기 스피닝 디스크의 표면에 형성된 촉매코팅층이 고정되도록 위쪽에서 끼운 후 스피닝 디스크(20)에 체결하여 서로 결합시킨다. 따라서, 스피닝 디스크 외부로 마치 모자를 쓴 형태와 같이 메쉬 캡이 끼워진 상태가 된다.That is, in the present invention, the catalyst coating layer having a smaller circumference than the spinning disk is coated on the spinning disk surface without adhesive or thermal bonding. In other words, the catalyst coating layer is placed on the surface of the spinning disk and is not bonded. Then, the present invention by using the mesh cap 22 having the shape shown in Figures 3 and 4, the catalyst coating layer formed on the surface of the spinning disk is fixed to the top and then fastened to the spinning disk 20 is coupled to each other Let's do it. Thus, the mesh cap is fitted into the spinning disk as if wearing a hat.

이때, 상기 촉매코팅층은 전체 스피닝 디스크의 표면적에 대하여 10 내지 95%의 비율로 형성될 수 있다. 또한, 메쉬 캡은 상기 촉매코팅층의 둘레에 따라 이를 지지하기 위한 크기가 변경될 수 있다.In this case, the catalyst coating layer may be formed in a ratio of 10 to 95% with respect to the surface area of the entire spinning disk. In addition, the mesh cap may be changed in size to support it according to the circumference of the catalyst coating layer.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 메쉬 캡(22)은 촉매입자의 크기에 따라서 20 내지 400 메쉬 크기의 메쉬 형태(26)를 구비할 수 있으며, 상기 메쉬 형태는 액상의 반응물이 투입되면 촉매와의 접촉면적을 제공하여 중합반응이나 에테르화 반응의 반응속도를 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 메쉬 캡의 메쉬 크기가 400메쉬 미만이면 액체반응물의 메쉬 통과시 저항이 지나치게 커지는 문제가 있고, 20메쉬 크기를 초과하면 메쉬 아래의 촉매가 메쉬 밖으로 흘러나오는 문제가 있다.In addition, as shown in Figure 3, the mesh cap 22 of the present invention may have a mesh form 26 of 20 to 400 mesh size depending on the size of the catalyst particles, the mesh form is a liquid reactant When added, the contact area with the catalyst can be provided to increase the reaction rate of the polymerization or etherification reaction. At this time, if the mesh size of the mesh cap is less than 400 mesh, there is a problem that the resistance is too large when passing through the mesh of the liquid reactant, and if the mesh size exceeds 20 mesh, the catalyst under the mesh flows out of the mesh.

또한, 도 4에서처럼 상기 메쉬 캡(22)은 내부의 옆면에 나사선을 가질 수 있다.In addition, as shown in Figure 4, the mesh cap 22 may have a thread on the inner side.

그리고, 상기 스피닝 디스크는 도 5에 도시된 바와 같이 옆면에 나사선을 넣으며 내부에 자체적으로 열매체 수단을 구비할 수 있다.In addition, the spinning disk may be provided with a screw thread on the side as shown in FIG. 5 and may have a heat medium means therein.

따라서, 본 발명에 따르면 도 5의 스피닝 디스크 옆면의 나사선과 도 4의 메쉬 캡 내부의 옆면의 나사선 홈을 서로 결합시켜 스피닝 디스크 표면의 촉매층이 고정되고 지지되도록 하는 것이다. 이러한 형태를 갖는 본 발명의 메쉬 캡과 스피닝 디스크를 결합한 형태의 측면의 단면도의 간략한 구성은 도 6에 도시된 바와 같다.Therefore, according to the present invention, the threads of the spinning disk side of FIG. 5 and the thread grooves of the side of the inside of the mesh cap of FIG. 4 are bonded to each other so that the catalyst layer on the surface of the spinning disk is fixed and supported. A simplified configuration of the cross-sectional view of the side surface of the combination of the mesh cap and the spinning disk of the present invention having such a shape is as shown in FIG.

이때, 메쉬 캡이 씌어진 촉매코팅층이 고정된 층의 두께(a)는 0.5 내지 2 cm일 수 있다. 상기 촉매코팅층이 고정된 층의 두께가 0.5cm 미만이면 촉매입자가 표면에 고르게 분포되지 않는 문제가 있고, 2cm를 초과하면 액체반응물의 촉매층 통과시 저항이 지나치게 커지는 문제가 있다.At this time, the thickness (a) of the layer to which the catalyst coating layer on which the mesh cap is applied may be fixed may be 0.5 to 2 cm. If the thickness of the layer on which the catalyst coating layer is fixed is less than 0.5 cm, there is a problem that the catalyst particles are not evenly distributed on the surface. If the thickness of the catalyst coating layer is greater than 2 cm, the resistance of the liquid reactant is excessively large when passing through the catalyst layer.

상기 메쉬 캡의 재질은 스테인레스 스틸 또는 섬유로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 매쉬 캡이 섬유로 이루어진 경우 작은 메쉬 형성을 용이하게 할 수 있다.The material of the mesh cap may be made of stainless steel or fiber. If the mesh cap is made of fibers, it may facilitate the formation of small meshes.

본 발명의 반응장치에서 스피닝 디스크는 내부에 냉각수의 공급 및 배출이 가능한 수단을 구비한 반응챔버를 포함한다. 이때, 스피닝 디스크에는 반응을 진행시키기 위한 온도조절수단이 구비될 수 있다. 또한 반응장치의 반응기 외벽 또는 내벽에 반응을 진행시키기 위한 가열수단 및 온도조절수단이 구비될 수 있다.In the reactor of the present invention, the spinning disk includes a reaction chamber having means for supplying and discharging cooling water therein. At this time, the spinning disk may be provided with a temperature control means for proceeding the reaction. In addition, heating means and temperature control means for advancing the reaction on the reactor outer wall or inner wall of the reactor may be provided.

본 발명에서 반응물의 투입은 디스크 표면에서의 체류시간을 고려하여 결정하며, 반응물의 디스크 표면 체류시간은 0.1 내지 1초가 바람직하다.In the present invention, the input of the reactant is determined in consideration of the retention time on the disk surface, the disk surface retention time of the reactant is preferably 0.1 to 1 second.

또한 상기 스피닝 디스크는 디스크의 반지름에 따라 아래 계산식 1에 따른 G가 1 내지 100배가 되는 rpm을 갖는 회전 속도로 동일 회전축을 중심으로 모터를 이용하여 회전되는 것이 바람직하다.In addition, the spinning disk is preferably rotated using a motor about the same rotation axis at a rotational speed having an rpm in which G according to the following formula 1 is 1 to 100 times according to the radius of the disk.

[계산식 1][Calculation 1]

상기 식에서, G는 중력가속도의 배수이고, r은 디스크의 반지름(m)이고, rpm은 회전속도(회/분)이다.Where G is a multiple of the gravitational acceleration, r is the radius of the disk in m and rpm is the rotational speed in revolutions per minute.

이하 본 발명의 반응장치를 이용한 반응원리를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the reaction principle using the reaction apparatus of the present invention will be described.

본 발명에서는 반응물 투입부(12)를 통해 메쉬 캡(22)에 의해 촉매코팅층(24)이 고정된 스피닝 디스크(20) 표면으로 반응물을 투입한다. 이때, 반응물은 액상을 투입하는 것이 바람직하다. 이후, 스피닝 디스크는 모터(30)의 회전에 의해 구동되어 회전하며, 반응물은 필름이 형성되어 반응면적이 증가되며 반응이 진행된 반응물 액체는 원심력에 의해 스피닝 디스크의 바깥쪽으로 배출된다. 원심력에 의해 배출된 액체는 이동하여 생성물 수집탱크(40)로 이동된다. 반응 완료 후, 메쉬 캡(22)이 씌어진 스피닝 디스크(20)는 반응기에서 분리한 후, 메쉬 캡(22)을 벗기고 촉매코팅층(24)만을 분리하여 회수한다. 그리고, 새로운 촉매코팅층을 스피닝 디스크 표면에 다시 형성시킨 후 메쉬 캡을 씌워 상기 반응기에 조립하여 또 다른 새로운 반응에 이용할 수 있다.In the present invention, the reactant is introduced into the surface of the spinning disk 20 where the catalyst coating layer 24 is fixed by the mesh cap 22 through the reactant inlet 12. At this time, the reactant is preferably added to the liquid phase. Thereafter, the spinning disk is driven and rotated by the rotation of the motor 30, and the reactant is formed with a film to increase the reaction area, and the reactant liquid undergoing the reaction is discharged to the outside of the spinning disk by centrifugal force. The liquid discharged by the centrifugal force is moved to the product collection tank 40. After completion of the reaction, the spinning disk 20 with the mesh cap 22 is removed from the reactor, the mesh cap 22 is removed, and only the catalyst coating layer 24 is separated and recovered. Then, a new catalyst coating layer is formed on the surface of the spinning disk, and then the mesh cap is assembled to the reactor and used for another new reaction.

이러한 본 발명의 반응장치를 이용한 반응은 기-액 반응, 액-액 반응을 포함할 수 있으며, 바람직하게 중합반응 및 에테르화 반응을 포함한다. 상기 중합반응은 액상중합반응, 기상중합반응 또는 자유라디칼 중합반응을 포함할 수 있고, 그 반응 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들면, 에테르화 반응의 경우 적어도 하나의 올레핀과 알코올을 반응물질로 하여 상기 반응물 투입부 수단을 이용하여, 첫 번째 단의 스피닝 디스크 장치로 투입하고, 모터를 이용하여 동일 회전축을 중심으로 스피닝 디스크를 회전시켜 반응을 진행시킴으로써, 에테르 또는 에테르 혼 합물을 제조할 수 있다. 이때 상기 스피닝 디스크 표면은 제올라이트 촉매가 코팅된 형태일 수 있다. 또한, 상기 올레핀은 탄소수 2 내지 4의 알켄 또는 알킨일 수 있고, 알코올은 탄소수 1 내지 8의 저급알코올일 수 있다.Such a reaction using the reactor of the present invention may include a gas-liquid reaction, a liquid-liquid reaction, and preferably includes a polymerization reaction and an etherification reaction. The polymerization reaction may include a liquid phase polymerization reaction, a gas phase polymerization reaction or a free radical polymerization reaction, and the reaction type is not particularly limited. For example, in the case of the etherification reaction, at least one olefin and an alcohol are used as reactants, and the reactant input unit is used to input the spinning disk apparatus of the first stage, and the motor is spun around the same rotation axis. By spinning the disk to advance the reaction, ethers or ether mixtures can be prepared. At this time, the spinning disk surface may be in the form of a zeolite catalyst coated. In addition, the olefin may be an alken or alkyne having 2 to 4 carbon atoms, and the alcohol may be a lower alcohol having 1 to 8 carbon atoms.

또한, 본 발명에서 자유라디칼 중합반응을 진행하는 경우, UV 광원을 제공하기 위한 램프가 더 구비될 수 있다.In addition, when the free radical polymerization in the present invention, a lamp for providing a UV light source may be further provided.

또한, 상기 스피닝 디스크는 표면에 촉매코팅층 이외에 개시제가 코팅될 수도 있다. 상기 촉매는 중합반응의 경우 통상의 금속촉매, 금속담지 촉매, 또는 비활성 촉매등을 포함할 수 있고, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 또한, 개시제일 경우, 중합반응에 사용되는 통상의 중합반응 개시제가 사용될 수 있다. 또한 코팅두께는 반응을 진행할 수 있는 정도면 특별히 한정되지 않는다.In addition, the spinning disk may be coated with an initiator in addition to the catalyst coating layer on the surface. In the case of the polymerization reaction, the catalyst may include a conventional metal catalyst, a metal supported catalyst, or an inert catalyst, and the like is not particularly limited. In addition, in the case of the initiator, a conventional polymerization initiator used in the polymerization may be used. In addition, the coating thickness is not particularly limited as long as the reaction can proceed.

상기 반응장치는 선택적으로 기-액 반응을 진행하는 경우 기체 공급부 및 잔여기체 배출부를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 반응장치는 선택적으로 반응기 외벽에 반응기 내부로 기체를 공급할 수 있는 기체투입부가 설치될 수 있다. 이러한 경우 기체는 반응기 내벽의 턱 바로 아래에 투입구를 설치하여 투입하는 것이 보다 바람직하다. 또한 반응후 생성된 잔여 기체는 반응기 상단에 별도로 설치된 배출부를 통해 배출시킬 수 있다.The reactor may further include a gas supply unit and a residual gas discharge unit when the gas-liquid reaction is selectively performed. That is, the reactor of the present invention may be provided with a gas input unit for selectively supplying gas into the reactor on the outer wall of the reactor. In this case, the gas is more preferably introduced by installing an inlet just below the jaw of the reactor inner wall. In addition, the residual gas generated after the reaction can be discharged through the discharge unit installed separately on the top of the reactor.

상기 반응장치의 반응기는 스테인레스 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The reactor of the reactor may be made of a stainless material, but is not necessarily limited thereto.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

도 1은 종래 스피닝 디스크 반응장치의 구성도를 간략히 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of a conventional spinning disk reactor.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스피닝 디스크 반응장치의 구성을 간략히 도시하여 나타낸 것이다.Figure 2 shows a simplified view of the configuration of the spinning disk reactor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 스피닝 디스크에 장착하는 메쉬 캡의 윗면을 도시하여 나타낸 것이다(cap top view).Figure 3 shows a top view of the mesh cap mounted to the spinning disk of the present invention (cap top view).

도 4는 본 발명의 스피닝 디스크에 장착하는 메쉬 캡의 측면의 단면도를 간략히 도시하여 나타낸 것이다.Figure 4 shows a simplified cross-sectional view of the side of the mesh cap mounted to the spinning disk of the present invention.

도 5는 본 발명의 스피닝 디스크의 옆면에 나사선을 넣은 형태를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the form of a screw thread on the side of the spinning disk of the present invention.

도 6은 본 발명의 메쉬 캡과 스피닝 디스크를 결합한 형태의 측면의 단면도를 간략히 도시하여 나타낸 것이다.Figure 6 shows a simplified cross-sectional view of the side of the form combined the mesh cap and spinning disk of the present invention.

<도면의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

100 : 스피닝 디스크 반응장치100: spinning disk reactor

10 : 반응기 12: 반응물 투입부10: reactor 12: reactant input

20 : 스피닝 디스크20: spinning disc

22 : 메쉬 캡 24 : 촉매코팅층22: mesh cap 24: catalyst coating layer

26 : 메쉬 캡의 메쉬형태26: mesh form of the mesh cap

30 : 모터 40 : 생성물 수집탱크30: motor 40: product collection tank

50 : 기체 투입부 52 : 잔여기체 배출부50: gas input unit 52: residual gas discharge unit

Claims

At least one reactant supply,

A spinning disk rotating to advance the reaction of the reactant supplied through the reactant supply,

A product collection tank for collecting the reacted product in the spinning disk, and

It includes a motor for rotating the spinning disk to proceed with the reaction,

The spinning disk has a mesh cap for fixing the catalyst coating layer on the surface

To include, fixed catalyst spinning disk reaction apparatus.

The reactor of claim 1, wherein the mesh cap is provided with a mesh having a size of 20 to 400 mesh.

The reactor of claim 1, wherein the thickness of the catalyst coating layer fixed by the mesh cap is 0.5 to 2 cm.

The reactor of claim 1, wherein the catalyst coating layer is enclosed in a mesh cap and fixed to the spinning disk surface.

The reactor of claim 1, wherein the mesh cap is made of stainless steel or fiber.

The reaction apparatus of claim 1, wherein the spinning disk rotates about the same axis of rotation at a rotational speed that is 1 to 100 times the gravitational acceleration according to its radius.

The reactor according to claim 1, wherein the spinning disk is provided with a heat medium.

The reactor according to claim 1, wherein the reactor is equipped with a heating means and a temperature control means for advancing the reaction on the outer wall or the inner wall of the reactor.

The reactor of claim 1, wherein the spinning disk comprises a reaction chamber having a cooling water supply means and a cooling water discharge means therein.

10. The reactor according to claim 9, wherein the spinning disk is provided with a heating means and a temperature regulating means therein.

The reactor of claim 1, wherein the reactor further comprises a gas supply and a residual gas outlet.

The reaction apparatus of claim 1, wherein the reaction apparatus is used for a polymerization reaction and an etherification reaction.

The reactor according to claim 12, wherein the polymerization reaction includes liquid phase polymerization, gas phase polymerization or free radical polymerization.