KR20130042742A - 테레프탈산 유래 에스테르의 제조장치 - Google Patents

테레프탈산 유래 에스테르의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테레프탈산으로부터 가소제로 사용될 수 있는 에스테르를 제조하는 장치에 관한 것으로, 제조 도중 에스테르화 반응속도를 개선시킬 수 있고, 공장 운전 현황에 따라 분쇄기와 반응기의 최적 배치가 가능하다.

Description

테레프탈산 유래 에스테르의 제조장치 {Apparatus for preparing terephthalic acid based ester}
본 발명은 테레프탈산으로부터 가소제로 사용될 수 있는 에스테르를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제조 도중 에스테르화 반응속도를 개선시킬 수 있고, 공장 운전 현황에 따라 분쇄기와 반응기의 최적 배치가 가능한 테레프탈산계 에스테르의 제조장치에 관한 것이다.
현대 생활의 다양한 분야에 사용되어 생활의 편리함을 제공하는 고분자 수지는 컴파운드 압출성형, 사출성형, 캘린더링, 졸 성형 등의 여러 가지 분쇄가공법에 의해 성형될 수 있는 범용 수지로서, 상기 분쇄가공법에 의하여 파이프, 건축용 내/외장재, 전선, 전기 기계 제품, 장난감, 필름, 시트, 인조가죽, 테이프, 식품 포장재, 의료용품에 이르기까지 다양한 제품의 소재로 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 고분자 수지에는 가소제, 2차 가소제, 안정제, 안료, 충전제, 발포제, 활제, 점도 조절제 등 여러 가지 첨가제를 적절하게 첨가하여 다양한 분쇄가공 물성을 부여할 수 있다. 그 중 가소제는 고분자 수지에 첨가되어 수지의 가공성을 개선하고 최종 제품의 유연성을 부여하는 역할을 하게 된다. 지금까지 사용되고 있는 가소제의 유형은 종류가 매우 다양하고 용도도 각각 다르다. 그 중 대표적인 것으로는 프탈레이트계(Phthalates), 아디페이트계 포스페이트계, 트리멜리테이트계 등이며, 현재 일부 테레프탈산 에스테르 화합물이 친환경 가소제의 일종으로 사용되고 있다.
가소제를 만드는 대표적인 방법은 산과 알코올을 원료로 하여 에스테르 반응을 통해 만들어지는데, 여기서 사용되는 산의 예로서 무수 프탈레이트 아디페이트, 테레프탈산 등이 있으며, 알코올의 예로서 2-에틸헥산올, 이소노닐 알코올, 부탄올 등이 있다. 에스테르 반응에 영향을 미치는 인자는 산과 알코올 반응물의 몰 비, 반응온도, 촉매 투입량, 생성수 제거 속도 등으로 알려져 있다. 이때 가소제를 만드는 대부분 원료 물질들은 융점이 낮아 에스테르 반응온도 조건에서 반응물인 산과 알코올이 모두 액체상태로 존재하게 된다. 따라서 액체와 액체 반응에서는 상기한 주요인자들을 최적화함으로써 반응시간을 단축할 수 있게 된다. 하지만 테레프탈산의 경우 일반적인 에스테르 반응온도 조건에서는 녹지 않고 고체 상태로 존재하는 특성을 가지고 있기 때문에 액체-액체 반응인 다른 가소제 합성반응에 비해 상대적으로 반응 시간이 길어지게 되는 한계가 존재하게 된다. 따라서 상기한 에스테르 반응의 주요 인자를 통한 반응시간 단축에는 한계가 있으며 이를 개선할 수 있는 근본적인 방법이 필요한 실정이다.
본 발명자들은 반응속도를 조절하기 위한 일환으로 반응조건에서 고체 상태로 존재하는 테레프탈산을 가공하여 입자 크기를 줄임으로써 반응물의 표면적을 증가시킨 후에 에스테르화 반응을 수행하게 되면 반응속도를 현저하게 개선할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 목적은 고분자 수지에 가소제로 적용할 수 있는 에스테르 화합물을 제조하는 장치로서 에스테르화 반응의 반응속도를 개선할 수 있고, 공장 운전현황에 따라 최적 배치할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면,
에스테르 반응 원료로서 테레프탈산과 알코올을 에스테르화 반응하기 위한 반응조, 및 상기 반응조로부터 유입된 생성물을 정제하기 위한 정제조,로 이루어지되,
상기 반응조에 분쇄된 에스테르 반응 원료를 공급하기 위한 분쇄기, 및 상기 반응조로부터 생성된 반응 생성수를 제거하기 위한 반응 생성수 제거 수단, 이 구비된 것을 특징으로 하는 테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 에스테르 반응 원료로서 테레프탈산과 알코올을 에스테르화 반응하기 위한 반응조, 상기 반응조로부터 유입된 생성물을 정제하기 위한 정제조, 상기 반응조에 분쇄된 에스테르 반응 원료를 공급하기 위한 분쇄기, 및 상기 반응조로부터 생성된 반응 생성수를 제거하기 위한 반응 생성수 제거 수단, 을 구비하여 공장 운전현황에 따라 최적 배치를 가능케한 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 분쇄기는 반응조 전단 혹은 반응조 하단에 구비된 것을 특징으로 한다.
이중 반응조 전단에 구비된 분쇄기는 테레프탈산을 분쇄하기 위한 건식 타입의 분쇄기인 것이 바람직하다(도 3 참조).
상기 건식 분쇄기로는 볼 밀 또는 다이노 밀 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 상기 건식 분쇄기에 사용되는 비드 크기가 3 내지 5 mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응조 전단에 구비된 분쇄기는 에스테르 반응원료로서 사용된 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 분쇄하기 위한 습식 타입일 수 있으며, 상기 습식 타입 분쇄기는 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 제공하기 위하여 반응조 전단에 추가 배설된 용해조와 반응조 사이에 구비된 것이 바람직하다. 또한, 이때 반응조는 1 내지 4기가 직렬 혹은 병렬로 연결된 것이 사용될 수 있다(도 1 참조).
한편, 상기 반응조 하단에 구비된 분쇄기는 에스테르 반응원료로서 사용된 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 분쇄하기 위한 습식 타입의 분쇄기인 것이 바람직하다(도 2 참조).
이중 습식 타입 분쇄기가 적용된 경우 에스테르화 반응 원료의 일종인 테레프탈산은 농도범위 20 내지 33% 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 알코올은 탄소수 4 내지 12인 알코올로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 또한 바람직하다.
상기 습식 분쇄기로는 호모게나이저, 또는 캐비트론 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이중 캐비트론의 경우 원주 속도가 30 내지 40 m/sec 이내로 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 분쇄된 에스테르 반응 원료 중 테레프탈산의 평균 입도는 하기 실시예에서 규명된 바와 같이, 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서 정제조는 반응조로부터 유입된 생성물을 중화, 수세 및 탈수하는 것을 의미한다.
본 발명에서 상기 반응 생성수 제거 수단은 반응기 상단에 유수분리기를 설치함으로써 용이하게 달성할 수 있다. 즉 반응이 진행되는 동안 알코올과 생성수는 반응기 상부로 연속 환류되는데, 이때 유수분리기에서 유기 층의 알코올은 반응기로 재순환시키고 수 층의 생성 수 만을 선택적으로 제거할 수 있게 된다. 상기 반응 생성수 제거 수단은 또한 에스테르화 반응의 종료 시점을 판단하는 수단으로도 사용될 수 있다.
즉, 상기 에스테르화 반응조 내 반응 종료 시점은, 상기 반응 생성수 제거 수단에서 반응 생성수가 발생되지 않고, 반응조 내 반응액 슬러리가 맑은 액체 상태로 전환이 완료되는 시점을 의미한다.
구체적으로는 하기 실시예에서 살펴본 바와 같이, 분쇄기를 사용하지 않은 비교예 1,2의 경우, 습식 분쇄기 또는 건식 분쇄기와 반응 생성수 제거 수단을 구비한 실시예 1 내지 3, 대비 반응시간이 증가되었으며, 반응 후 산가도 보다 높은 수준으로 나타나는 효과 차이를 확인할 수 있었다.
이하, 첨부된 도 1 내지 3의 개략 공정도를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 본 발명에서 원료를 분쇄하기 위한 분쇄기(3,13,23)로는 이에 한정하는 것은 아니나, 볼 밀, 다이노 밀 등의 건식 분쇄기, 혹은 호모게나이저, 캐비트론 등의 습식 분쇄기를 들 수 있다.
이 때, 건식 분쇄기를 사용하게 되면, 도 3에서와 같이 테레프탈산 단독으로 분쇄기에 공급되고 분쇄가 완료된 테레프탈산은 반응조에서 에스테르 반응물인 알코올과 혼합된다. 예를 들어 건식 분쇄기로서 볼 밀이나 다이노 밀을 사용할 때 사용되는 비드 크기는 이에 한정하는 것은 아니나 10.0mm 이하, 특히 3.0 내지 5.0 mm 범위 내인 것이 바람직하다. 이는 테레프탈산 원료 입경이 150 ㎛ 수준임을 고려할 때 사용되는 비드의 크기가 상대적으로 너무 크거나 작을 경우에는 입자의 분쇄 효율이 낮아지기 때문이다.
또한, 습식 분쇄기를 사용하게 되면, 도 1, 2에서와 같이 분쇄되는 에스테르 반응 원료는 테레프탈산과 알코올의 혼합물로서, 예를 들어 습식 분쇄기로서 캐비트론을 사용하면 원주 속도는 이에 한정하는 것은 아니나, 20 m/sec 이상, 특히 30 내지 40 m/sec가 바람직하다. 이는 원주 속도가 증가하면 입자를 분쇄하는 힘이 증가하는데 반해 분쇄가 이루어지는 캐비트론 챔버 내에서 머무르는 시간이 상대적으로 짧아지기 때문에 1회 통과 분쇄효율이 낮아지는 원인이 되기 때문이다.
습식 분쇄에 의해 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 분쇄하는 경우 효과적인 테레프탈산 농도는 20 내지 60% 범위 내인 것이 반응속도 조절 측면을 감안할 때 바람직하며, 특히 30 내지 40% 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 분쇄기(3)를 사용하여 결과적으로 얻고자 하는 입자의 총 표면적은 원료 기준 약 2배 이상인 것으로, 이때 테레프탈산의 적절한 평균 입도는 평균 입도 100 ㎛ 이하, 특히 19 내지 82 ㎛ 범위 내인 것이 바람직하다.
이 같은 분쇄기(3)로부터 공급된 에스테르 반응 원료(테레프탈산 단독 혹은 테레프탈산과 알코올의 슬러리)를 반응조로 공급되어 에스테르화 반응을 수행하게 된다.
이 때 공급되는 반응 원료 중 가공된 테레프탈산의 함량은 전체 반응물들의 몰수의 합에 대하여, 10~33몰%의 범위가 바람직하다. 테레프탈산의 함량이 너무 적은 경우에는 상대적으로 많은 알코올 성분들을 사용하게 되므로 상대적으로 과량의 미반응 알코올 성분들이 남게 됨을 의미하고 또한 그 미반응 알코올 성분들의 낭비를 의미하거나 또는 미반응 알코올 성분들의 회수를 위한 추가적 노력이 요구됨을 의미하는 것이므로 경제적 측면 및 생산성의 측면에서 바람직하지 않다.
반면에 테레프탈산의 함량이 너무 많은 경우에는 미반응 테레프탈산이 과량 생성될 수 있으므로 생산성 측면에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라 이러한 물질이 정제과정에서 충분히 제거되지 않는 경우에는 물성에 영향을 끼치므로 바람직하지 않다.
따라서, 테레프탈산의 함량은, 반응물들 전체 몰수에 대하여, 10~33몰%이고 알코올 성분들의 전체 함량은 67~90몰%인 것이 바람직하다. 그러나 이러한 범위를 벗어나는 범위로 반응물들이 에스테르화 반응을 위하여 첨가되더라도 추가적 공정에 의하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있으므로 본 발명이 반드시 이와 같은 반응물들의 첨가량에 한정되는 것은 아니다.
또한, 알코올로는 탄소수 4 내지 12인 알킬기를 갖는 알코올 중 1 이상의 성분들을 사용할 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니나, 부탄올, 2-에틸헥사놀 및/또는 이소노닐 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 에스테르화 반응용 촉매로는 금속의 알콕사이드 화합물 또는 산 촉매가 사용될 수 있다. 금속의 알콕사이드 화합물의 예는 테트라이소부틸 티타네이트 및 테트라이소프로필 티타네이트와 같은 티타늄 테트라알콕사이드[Ti(OR)4] 그리고 디부틸 틴옥사이드와 같은 틴 디알콕사이드[Sn(OR)2]를 포함하고, 산 촉매의 예는 파라톨루엔 술폰산 및 메탄 술포닉 산을 포함한다. 이러한 반응촉매는 반응 원료인 산 100 중량부에 대하여 0.1~5.0 중량부가 사용되는 것이 바람직하다. 반응촉매의 사용량이 너무 적은 경우에는 반응효율이 떨어지고, 너무 많은 경우에는 제품의 변색의 요인이 될 수 있다.
상기 반응조 내 에스테르화 반응은 반응시스템의 외부로부터 들어오는 공기를 차단하기 위하여 질소 분위기 하에서 수행되는 것이고 또한 반응 중 생성되는 물을 제거하기 위하여 질소를 반응용액 내로 버블링시키면서 반응기 상부로는 반응에서 만들어지는 생성수를 연속적으로 제거하는 장치가 구비되는 것이 바람직하다.
특히 상기 반응조에는 에스테르화 반응에 의하여 생성되는 물을 제거하기 위하여 질소를 반응용액에 버블링시키는 것이 바람직하다. 이것을 위하여 또는 다른 목적을 위하여 필요에 따라 가압 또는 감압의 압력 조건에서 반응이 수행될 수도 있다.
분쇄기의 적절한 위치는 도 1에 나타낸 바와 같이 반응조 전단(용해조 후단), 도 2에 나타낸 바와 같이, 반응조 하단, 그리고 도 3에 나타낸 바와 같이 반응조 전단(용해조 미사용)에 각각 설치할 수 있다. 또한 분쇄기의 운전시간이 반응시간에 비해 상대적으로 짧기 때문에 도 1에 나타낸 바와 같이, 분쇄기 1기에 반응조 수량을 다수 설치하여 운전할 수 있는데, 바람직하게는 1 내지 4기의 반응조를 병렬 또는 직렬로 연결하여 사용하는 것이 바람직하다(도 1내 부호 6, 6n 참조).
또한, 분쇄기의 운전방법이 배치식인지 연속식인지에 따라 반응조의 운전 방법도 조정이 가능하다.
본 발명에서 에스테르화 반응이 완료된 후에는 감압 하에서 증류를 함으로써 미반응 과량의 알코올 성분들을 회수할 수 있다. 이후 반응액은 정제조로 이송하여 염기성 수용액으로 테레프탈 산 또는 반응촉매를 중화시키고 층 분리를 통해 반응과 중화 단계에서 만들어진 부산물들을 수 층으로 제거하게 된다. 이러한 염기성 수용액의 예는 2~25% 탄산나트륨 수용액, 2~25 황산나트륨 수용액, 2~25% 수산화칼륨 수용액, 및 2~25% 수산화나트륨 수용액을 포함한다. 이와 같이 미반응 또는 부산물을 제거한 후에는 최종 제품에 잔존하는 변색 물질들과 부산물들을 흡착제를 사용하여 흡착시킨 후 여과를 진행하면 최종 제품을 얻을 수 있게 된다.
본 발명에 따른 테레프탈산 유래 에스테르 제조장치는 제조 도중 에스테르화 반응속도를 개선시킬 수 있고, 공장 운전 현황에 따라 분쇄기와 반응기의 최적 배치가 가능하다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에 따른 습식 분쇄기를 사용한 개략적인 공정 배치도이고,
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 건식 분쇄기를 사용한 개략적인 공정 배치도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1(습식 분쇄)
1)테레프탈산 분쇄 단계
도 1에서 보듯이, 캐비트론(3)이 구비된 용해조(4)에 테레프탈산 440g과 2-에틸헥산올 1060g을 이송라인(1,2)로 각각 투입한 후 캐비트론의 원주 속도가 36m/sec 조건에서 용해조의 혼합물이 전량 10회 순환될 때까지 분쇄를 진행하였다.
이후 용해조에 분쇄된 혼합물을 채취하여 말번사의 마스터사이즈 분석기기를 사용하여 테레프탈산 입자를 분석한 결과, 입자 평균 크기는 25 ㎛이며, 평균 표면적은 0.44 m2/g으로 나타났다.
2) 반응공정
1)단계에서 분쇄된 혼합물 전량을 반응액 이송라인(5)를 통해 반응조(6)로 이송한 후에 반응촉매인 테트라이소부틸 티타네이트를 테레프탈산 초기 투입량 100 중량부 기준 0.3 중량부를 투입하고 질소 분위기 하에서 220 ℃까지 승온하면서 에스테르화 반응을 수행하였다.
반응이 진행되면서 만들어지는 생성수는 라인(7)을 통해 연속적으로 제거하였다. 반응이 완료되어 생성수가 더 이상 발생되지 않고 반응액의 슬러리가 맑은 액체 상태로 상전이 되는 순간을 반응종료 시간으로 보고 반응시간을 측정한 결과 245min으로 나타났으며 이때 반응후 산가값은 0.1 KOHmg/g으로 나타났다.
3) 후 처리 공정
미반응된 과량의 2-에틸헥산올은 180 ℃하에 감압하여 회수한 후에 반응액은 정제조(9)로 이송하였다. 정제조에서는 반응액을 10%의 수산화나트륨 수용액으로 중화하여 수 층으로 부산물들을 제거한 후에 탈수시키고 여과기에서 여과함으로써 에스테르를 얻었다.
수득된 에스테르 제품을 가스크로마토그래피를 사용하여 함량을 분석한 결과, 99.95%의 1,4-벤젠디카르복실릭에시드 비스(2-에틸헥실) 에스테르인 것을 확인하였다.
실시예 2(습식분쇄)
1)테레프탈산 분쇄와 반응 단계
도 2에서 보듯이, 캐비트론(3)이 구비된 반응조(14)에 테레프탈산 440g과 2-에틸헥산올 1060g을 이송라인(11,12)로 각각 투입한 후 캐비트론의 원주 속도가 40m/sec 조건에서 용해조의 혼합물이 전량 4회 순환될 때까지 분쇄를 진행하였다.
이후 반응조에 분쇄된 혼합물을 채취하여 말번사의 마스터사이즈 분석기기를 사용하여 테레프탈산 입자를 분석한 결과, 입자 평균 크기는 82 ㎛이며, 평균 표면적은 0.16 m2/g으로 나타났다.
이후 반응촉매인 테트라이소부틸 티타네이트를 테레프탈산 초기 투입량 100 중량부 기준 0.3 중량부를 투입하고 질소 분위기 하에서 220 ℃까지 승온하면서 에스테르화 반응을 수행하였다.
반응이 진행되면서 만들어지는 생성수는 라인(15)을 통해 연속적으로 제거하였다. 반응이 완료되어 생성수가 더 이상 발생되지 않고 반응액의 슬러리가 맑은 액체 상태로 상전이 되는 순간을 반응종료 시간으로 보고 반응시간을 측정한 결과 275min으로 나타났으며 이때 반응후 산가값은 0.14 KOHmg/g으로 나타났다.
2) 후 처리 공정
미반응된 과량의 2-에틸헥산올은 180 ℃하에 감압하여 회수한 후에 반응액은 정제조(17)로 이송하였다. 정제조에서는 반응액을 10%의 수산화나트륨 수용액으로 중화하여 수 층으로 부산물들을 제거한 후에 탈수시키고 여과기에서 여과함으로써 에스테르를 얻었다.
수득된 에스테르 제품을 가스크로마토그래피를 사용하여 함량을 분석한 결과, 99.92%의 1,4-벤젠디카르복실릭에시드 비스(2-에틸헥실) 에스테르인 것을 확인하였다.
실시예 3(건식분쇄)
1)테레프탈산 분쇄 단계
도 3에서 보듯이, 직경이 3mm인 알루미나 비드가 들어있는 볼 밀(23)에 테레프탈산 440g을 투입하여 분쇄를 진행하였다. 분쇄가 완료된 테레프탈산을 분리하여 말번사의 마스터사이즈 분석기기를 사용하여 테레프탈산 입자를 분석한 결과, 입자 평균 크기는 19 ㎛이며, 평균 표면적은 0.47 m2/g으로 나타났다.
2) 반응공정
1)단계에서 분쇄된 테레프탈산 440g과 2-에틸헥산올 1060g을 이송라인(24,21)를 통해 각각 반응조(25)로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 반응공정과 후 처리 공정을 진행한 결과, 반응 소요시간은 280min이었으며 이때 산가값은 0.10 KOHmg/g으로 나타났다. 또한 후 처리 공정 후 최종제품을 분석한 결과, 99.95%의 1,4-벤젠디카르복실릭에시드 비스(2-에틸헥실) 에스테르인 것을 확인하였다.
비교예 1
실시예 2에서 반응조(14) 하단에 분쇄기(13)를 구비하지 않고 반응조(14)에 테레프탈산과 2-에틸헥산올을 직접 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응 공정과 후 처리 공정을 실시하였다. 참고로, 반응에 사용된 테레프탈산의 평균 입도 분포를 확인한 결과, 평균 입도는 186 ㎛이었고, 입자 평균 표면적은 0.01 m2/g으로 나타났다.
또한 반응 중 만들어지는 생성수가 더 이상 검출되지 않고 반응액이 슬러리 상태에서 맑은 액체로 상전이하는 시점까지 측정된 반응시간은 308 min이었으며, 이때 반응 후 잔량 테레프탈산을 측정한 산가 값은 0.3 mgKOH/g으로 나타났다.
비교예 2
실시예 3에서 반응조(25) 전단에 분쇄기(23)를 구비하지 않고 반응조(25)에 테레프탈산과 2-에틸헥산올을 직접 투입한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 반응 공정과 후 처리 공정을 실시하였다. 참고로, 반응에 사용된 테레프탈산의 평균 입도 분포를 확인한 결과, 평균 입도는 156 ㎛이었고, 입자 평균 표면적은 0.06 m2/g으로 나타났다.
또한 반응 중 만들어지는 생성수가 더 이상 검출되지 않고 반응액이 슬러리 상태에서 맑은 액체로 상전이하는 시점까지 측정된 반응시간은 300 min이었으며, 이때 반응 후 잔량 테레프탈산을 측정한 산가 값은 0.3 mgKOH/g으로 나타났다.
상기 실험으로부터, 테레프탈산을 분쇄가공 단계를 통해 평균 입자 크기를 19 내지 82 ㎛까지 줄여 반응한 실시예 1 내지 3의 경우에는 분쇄 가공을 하지 않는 비교예 1, 2 대비 반응시간이 20분 이상 단축되었으며 반응 후 산가도 0.1 KOH mg/g 수준으로 낮게 나타남을 확인할 수 있었다.
1,11,21: 2-에틸헥산올 원료공급 라인
2,12,22: 테레프탈산 원료 공급라인
3,13,23: 분쇄기
4: 용해조
5: 용해액 이송라인
6,14,25: 반응조
7,15,26: 생성수 제거라인
8.16,27: 반응액 이송라인
9,17,28: 정제조
10,18,29: 정제액 이송라인
24: 분쇄 후 테레프탈산 공급라인

Claims (15)

  1. 에스테르 반응 원료로서 테레프탈산과 알코올을 에스테르화 반응하기 위한 반응조, 및 상기 반응조로부터 유입된 생성물을 정제하기 위한 정제조,로 이루어지되,
    상기 반응조에 분쇄된 에스테르 반응 원료를 공급하기 위한 분쇄기, 및
    상기 반응조로부터 생성된 반응 생성수를 제거하기 위한 반응 생성수 제거 수단, 이 구비된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄기는 반응조 전단 혹은 반응조 하단에 구비된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반응조 전단에 구비된 분쇄기는 테레프탈산을 분쇄하기 위한 건식 타입의 분쇄기인 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반응조 전단에 구비된 분쇄기는 에스테르 반응원료로서 사용된 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 분쇄하기 위한 습식 타입의 분쇄기로서, 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 제공하기 위하여 반응조 전단에 추가 배설된 용해조와 반응조 사이에 구비된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반응조는 1 내지 4기가 직렬 혹은 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 반응조 하단에 구비된 분쇄기는 에스테르 반응원료로서 사용된 테레프탈산과 알코올의 혼합물을 분쇄하기 위한 습식 타입의 분쇄기인 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  7. 제4항 또는 제6항에 있어서,
    상기 테레프탈산은 농도 20 내지 33% 범위인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 알코올은 탄소수 4 내지 12인 알코올로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 건식 분쇄기는 볼 밀 또는 다이노 밀 중에서 선택된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건식 분쇄기에 사용되는 비드 크기가 3 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  11. 제4항 또는 제6항에 있어서,
    상기 습식 분쇄기는 호모게나이저, 또는 캐비트론 중에서 선택된 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캐비트론은 원주 속도가 30 내지 40 m/sec 이내로 수행하는 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄된 에스테르 반응 원료 중 테레프탈산의 평균 입도는 100 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정제조는 반응조로부터 유입된 생성물을 중화, 수세 및 탈수하는 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 에스테르화 반응조 내 반응 종료 시점은, 상기 반응 생성수 제거 수단에서 반응 생성수가 발생되지 않고, 반응조 내 반응액 슬러리가 맑은 액체 상태로 전환이 완료되는 시점인 것을 특징으로 하는
    테레프탈산 유래 에스테르의 제조 장치.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102162204B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조방법 및 제조 시스템
KR102162205B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터화 반응 생성물의 연속 정제 시스템
KR102162203B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
WO2020204554A1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-08 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
WO2021002700A1 (ko) * 2019-07-04 2021-01-07 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 연속식 제조방법
KR20210004276A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 제조 유닛 및 이를 포함하는 디에스터계 물질의 제조 시스템
KR20210004279A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
KR20210004275A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 제조 유닛 및 이를 포함하는 디에스터계 물질의 제조 시스템
KR20210004277A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 열교환 시스템 및 이를 포함하는 디에스터계 조성물 제조 시스템
US11104636B2 (en) 2019-04-04 2021-08-31 Lg Chem, Ltd. System and method for manufacturing ester-based composition
US11111203B2 (en) 2019-04-04 2021-09-07 Lg Chem, Ltd. System and method for manufacturing ester-based composition
US11512166B2 (en) 2019-04-04 2022-11-29 Lg Chem, Ltd. Method and system for manufacturing ester-based composition
WO2023003280A1 (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 주식회사 엘지화학 재활용 플라스틱 합성용 단량체 조성물, 이의 제조방법, 그리고 이를 이용한 재활용 플라스틱, 성형품 및 가소제 조성물

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022512888A (ja) * 2019-04-04 2022-02-07 エルジー・ケム・リミテッド エステル系組成物の製造方法及び製造システム
JP2022512889A (ja) * 2019-04-04 2022-02-07 エルジー・ケム・リミテッド エステル系組成物の製造システム及び方法
KR102162203B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
WO2020204554A1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-08 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
WO2020204558A1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-08 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조방법 및 제조 시스템
WO2020204555A1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-08 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
KR102162205B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터화 반응 생성물의 연속 정제 시스템
US11840510B2 (en) 2019-04-04 2023-12-12 Lg Chem, Ltd. System and method for manufacturing ester-based composition
US11512166B2 (en) 2019-04-04 2022-11-29 Lg Chem, Ltd. Method and system for manufacturing ester-based composition
EP3854776A4 (en) * 2019-04-04 2022-01-12 LG Chem, Ltd. METHOD AND SYSTEM FOR PREPARING AN ESTER-BASED COMPOSITION
CN113166026B (zh) * 2019-04-04 2024-05-14 株式会社Lg化学 酯类组合物的制备方法和制备系统
KR102162204B1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-06 주식회사 엘지화학 에스터계 조성물의 제조방법 및 제조 시스템
US11104636B2 (en) 2019-04-04 2021-08-31 Lg Chem, Ltd. System and method for manufacturing ester-based composition
EP3854776A1 (en) * 2019-04-04 2021-07-28 LG Chem, Ltd. Method and system for preparation of ester-based composition
CN113166026A (zh) * 2019-04-04 2021-07-23 株式会社Lg化学 酯类组合物的制备方法和制备系统
US11111203B2 (en) 2019-04-04 2021-09-07 Lg Chem, Ltd. System and method for manufacturing ester-based composition
EP3854774A4 (en) * 2019-04-04 2021-12-01 LG Chem, Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR PREPARING AN ESTER-BASED COMPOSITION
WO2021002700A1 (ko) * 2019-07-04 2021-01-07 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 연속식 제조방법
KR20210004275A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 제조 유닛 및 이를 포함하는 디에스터계 물질의 제조 시스템
KR20210004279A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 조성물의 제조 시스템 및 방법
KR20210004277A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 열교환 시스템 및 이를 포함하는 디에스터계 조성물 제조 시스템
KR20210004276A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 제조 유닛 및 이를 포함하는 디에스터계 물질의 제조 시스템
KR20210004274A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 주식회사 엘지화학 디에스터계 물질의 연속식 제조방법
WO2023003280A1 (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 주식회사 엘지화학 재활용 플라스틱 합성용 단량체 조성물, 이의 제조방법, 그리고 이를 이용한 재활용 플라스틱, 성형품 및 가소제 조성물

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