KR20140105183A - Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor - Google Patents

Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor Download PDF

Info

Publication number
KR20140105183A
KR20140105183A KR1020130019104A KR20130019104A KR20140105183A KR 20140105183 A KR20140105183 A KR 20140105183A KR 1020130019104 A KR1020130019104 A KR 1020130019104A KR 20130019104 A KR20130019104 A KR 20130019104A KR 20140105183 A KR20140105183 A KR 20140105183A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
acid
alcohol
zones
reaction
Prior art date
Application number
KR1020130019104A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101615963B1 (en
Inventor
류훈
정영재
김진경
경도현
박혁민
조성호
Original Assignee
주식회사 삼양제넥스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼양제넥스 filed Critical 주식회사 삼양제넥스
Priority to KR1020130019104A priority Critical patent/KR101615963B1/en
Publication of KR20140105183A publication Critical patent/KR20140105183A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101615963B1 publication Critical patent/KR101615963B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/04Ortho-condensed systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/0059Sequential processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor

Abstract

The present invention relates to a method of preparing anhydrosugar alcohol using a screw-type continuous reactor, and more specifically, to a method of preparing anhydrosugar alcohol in which a screw-type continuous reactor containing one or more partition walls is used to carry out a reaction when performing a step of dehydrating hydrogenated sugar to be converted into anhydrosugar alcohol, thereby having many advantages of increasing conversion rate, work stability and quality uniformity of a reaction result solution, decreasing the size of a reactor in comparison to a batch operation, being easy to work, easily setting the step by step temperatures in comparison to a continuous operation using multiple reactors, reducing relevant costs due to easy installation, allowing maintenance work to carry out, etc.

Description

스크류-타입의 연속식 반응기를 이용한 무수당 알코올의 제조방법{METHOD FOR PREPARATION OF ANHYDROSUGAR ALCOHOLS BY USING A SCREW-TYPE CONTINUOUS REACTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing alcohol-free alcohol using a screw-type continuous reactor,

본 발명은 스크류-타입의 연속식 반응기를 이용한 무수당 알코올의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수소화 당을 탈수반응시켜 무수당 알코올로 전환하는 단계를 수행함에 있어서, 내부에 하나 이상의 격벽을 갖는 스크류-타입의 연속식 단일 반응기를 사용하여 반응을 수행함으로써, 전환율을 향상시킬 수 있고, 작업 안정성 및 반응 결과액의 품질 균일성을 높일 수 있으며, 회분식 운전 대비 반응기 사이즈를 줄일 수 있고 작업이 편리하며, 복수의 반응기를 사용한 연속식 운전 대비 단계별 온도 설정이 쉽고, 설비가 간단하여 관련 비용을 줄일 수 있고 유지 보수를 편리하게 하는 등 다양한 장점을 지닌 무수당 알코올의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing an alcohol-free alcohol using a screw-type continuous reactor, and more particularly, to a process for converting a hydrogenated sugar into a dihydric alcohol by dehydration, , It is possible to improve the conversion rate and improve the stability of the operation and the uniformity of the quality of the reaction resultant liquid, and to reduce the size of the reactor for the batch operation, The present invention relates to a method for producing alcohol-free alcohol having various advantages such as easy setting of the stepwise temperature compared to the continuous operation using a plurality of reactors, simplification of facilities, reduction of related costs and maintenance, and the like.

수소화 당(“당 알코올”이라고도 함)은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미하는 것으로, 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH (여기서, n은 2 내지 5의 정수)의 화학식을 가지며, 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.Hydrogenated sugar (also referred to as " sugar alcohol ") refers to a compound obtained by adding hydrogen to a reducing end group of a saccharide, generally HOCH 2 (CHOH) n CH 2 OH (where n is an integer of 2 to 5 ), And classified into tetritol, pentitol, hexitol and heptitol (C 4, 5, 6 and 7, respectively), depending on the number of carbon atoms. Among them, hexitol having 6 carbon atoms includes sorbitol, mannitol, iditol, galactitol and the like, and sorbitol and mannitol are particularly useful substances.

무수당 알코올은 분자 내 하이드록시기가 두 개인 디올(diol) 형태를 가지며, 전분에서 유래하는 헥시톨을 활용하여 제조할 수 있다(예컨대, 한국등록특허 제10-1079518호, 한국공개특허공보 제10-2012-0066904호). 무수당 알코올은 재생 가능한 천연자원으로부터 유래한 친환경 물질이라는 점에서 오래 전부터 많은 관심과 함께 그 제조방법에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 무수당 알코올 중에서 소르비톨로부터 제조된 이소소르비드가 현재 산업적 응용범위가 가장 넓다. Anhydrosugar alcohol has a diol form with two hydroxyl groups in the molecule and can be prepared by utilizing hexitol derived from starch (for example, Korean Patent No. 10-1079518, Korean Patent Laid- -2012-0066904). Since alcohol-free alcohol is an eco-friendly substance derived from renewable natural resources, there has been much interest for a long time and studies on the manufacturing method have been carried out. Among these alcohol-free alcohols, isosorbide prepared from sorbitol has the largest industrial application range at present.

무수당 알코올의 용도는 심장 및 혈관 질환 치료, 패치의 접착제, 구강 청정제 등의 약제, 화장품 산업에서 조성물의 용매, 식품산업에서는 유화제 등 매우 다양하다. 또한, 폴리에스테르, PET, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등 고분자 물질의 유리전이온도를 올릴 수 있고, 이들 물질의 강도 개선효과가 있으며, 천연물 유래의 친환경소재이기 때문에 바이오 플라스틱 등 플라스틱 산업에서도 매우 유용하다. 또한, 접착제, 친환경 가소제, 생분해성 고분자, 수용성 락카의 친환경 용매로도 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.The use of anhydrous alcohol is widely used in the treatment of cardiovascular diseases, patches, adhesives, oral cleansers and the like, solvents for compositions in the cosmetics industry, and emulsifiers in the food industry. In addition, it is possible to increase the glass transition temperature of a polymer substance such as polyester, PET, polycarbonate, polyurethane, and epoxy resin, to improve the strength of these materials, and to be an environmentally friendly material derived from natural materials. useful. It is also known to be used as an environmentally friendly solvent for adhesives, environmentally friendly plasticizers, biodegradable polymers, and water-soluble lacquers.

이렇듯 무수당 알코올은 그 다양한 활용가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있으며, 실제 산업에의 이용도도 점차 증가하고 있다. 하지만, 기존의 무수당 알코올 제조방법이 탈수반응에 사용되는 촉매 비용이 높고, 전환율, 증류 및 정제수율 등이 낮은 한계를 지니고 있기 때문에, 보다 저렴하고 간단한 방법으로 무수당 알코올 전환율을 향상시킬 수 있고, 작업 안정성 및 반응 결과액의 품질 균일성을 높일 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.As such, alcohol-free alcohol has attracted a great deal of attention due to its versatility and its use in real industry is increasing. However, since the conventional method for producing alcohol-free alcohol has a high catalyst cost and low limit of conversion, distillation and purification yield, it is possible to improve the alcohol-free alcohol conversion rate in a more inexpensive and simple manner , The development of a technique capable of improving the stability of the operation and the uniformity of the quality of the resultant liquid has been demanded.

특히, 기존에는 회분식 반응을 통하여 수소화 당을 무수당 알코올로 전환시키는 방식을 주로 사용하였으나, 이러한 방식은 작업이 불편하고, 산업적 규모로의 생산을 위해서는 반응기 사이즈가 지나치게 커지는 문제점이 있다. 그 대안으로서, 복수의 반응기를 사용하여 연속식으로 운전하는 방식이 있으나, 이 방식은 단계별 온도 설정이 어렵고 설비가 복잡해지는 문제점이 있다. 따라서, 회분식 운전 대비 반응기 사이즈를 줄일 수 있고 작업이 편리하며, 복수의 반응기를 사용한 연속식 운전 대비 단계별 온도 설정이 쉽고, 설비가 간단하여 관련 비용을 줄일 수 있고 유지 보수가 편리한 무수당 알코올 제조방법의 개발이 요청되고 있다.Particularly, a method of converting a hydrogenated sugar into an alcohol-free alcohol through a batch reaction has been mainly used. However, this method is inconvenient to work and has a problem that the reactor size becomes too large for industrial scale production. As an alternative, there is a method in which a plurality of reactors are used to operate continuously, but this method has a problem that it is difficult to set the temperature stepwise and the equipment becomes complicated. Therefore, it is possible to reduce the reactor size compared to the batch operation, to work conveniently, to set continuous temperature by continuous operation using plural reactors, to easily set the temperature, to reduce the related costs, Is being developed.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점들을 해결하고자 한 것으로서, 특정 형태의 연속식 단일 반응기를 무수당 알코올 전환반응에 사용하는 간단한 방법에 의해 무수당 알코올 전환율을 향상시킬 수 있고, 작업 안정성 및 반응 결과액의 품질 균일성을 높일 수 있으며, 회분식 운전 대비 반응기 사이즈를 줄일 수 있고 작업이 편리하며, 복수의 반응기를 사용한 연속식 운전 대비 단계별 온도 설정이 쉽고, 설비가 간단하여 관련 비용을 줄일 수 있고 유지 보수를 편리하게 하는 등 다양한 장점을 지닌 무수당 알코올의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a process for producing an alcohol-free alcohol, It is possible to increase the uniformity of the quality of the liquid, to reduce the reactor size compared to the batch operation, to facilitate the operation, to set the stepwise temperature for the continuous operation using the plurality of reactors, to simplify the facility, The present invention also provides a method for producing alcohol-free alcohol having various advantages such as easy maintenance, and the like.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 수소화 당을 탈수반응시켜 무수당 알코올로 전환시키는 단계를 포함하는 무수당 알코올의 제조방법에 있어서, 상기 탈수반응이, 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류를 포함하는 연속식 단일 반응기 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned technical problems, the present invention provides a method for preparing an alcohol-free alcohol, comprising the steps of dehydrating a hydrogenated sugar to convert it into a dihydric alcohol, wherein the dehydration reaction is performed in two or more zones, Characterized in that the process is carried out in a continuous single reactor comprising at least one partition wall which is divided into a plurality of zones and which maintains a fluid connection between the zones and an inner screw passing through the zones.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액상 물질용 반응기로서, 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 원료 투입부; 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배출부; 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배기 라인; 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽; 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류;를 포함하는, 연속식 단일 반응기가 제공된다.According to another aspect of the present invention there is provided a reactor for a liquid material comprising: at least one feedstock in fluid communication with the outside of the reactor; At least one outlet in fluid communication with the outside of the reactor; One or more exhaust lines in fluid communication with the outside of the reactor; One or more partitions dividing the interior of the reactor into two or more zones and maintaining a fluid connection between the zones; And an inner screw passing through the zones.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 연속식 단일 반응기 내에서 액상 물질을 반응시키는 것을 특징으로 하는 액상 물질 처리방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of treating a liquid substance, which comprises reacting a liquid substance in the single continuous reactor.

본 발명에 따라 수소화 당을 무수당 알코올로 전환시키면, 종래의 다른 전환공정 대비 무수당 알코올 전환율을 향상시킬 수 있고, 작업 안정성 및 반응 결과액의 품질 균일성을 높일 수 있으며, 회분식 운전 대비 반응기 사이즈를 줄일 수 있고 작업이 편리하며, 복수의 반응기를 사용한 연속식 운전 대비 단계별 온도 설정이 쉽고, 교반기가 필요치 않아 설비가 간단해지고, 관련 비용을 줄일 수 있으며 유지 보수가 편리해지는 등 다양한 이점을 얻을 수 있다.In accordance with the present invention, conversion of hydrogenated sugar to anhydrosugar alcohol can improve the conversion of alcohol-free alcohol to other conventional conversion processes, improve the stability of operation and uniformity of quality of reaction solution, Can be reduced and the operation is convenient. It is easy to set the stepwise temperature for continuous operation using a plurality of reactors, the facilities are simplified because the stirrer is not necessary, the related costs can be reduced, and maintenance can be easily achieved. have.

도 1은 본 발명의 무수당 알코올 제조 방법에서 사용가능한 스크류-타입 연속식 반응기의 일 구체예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 무수당 알코올 제조 방법에서 사용가능한 스크류-타입 연속식 반응기의 다른 구체예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a screw-type continuous reactor usable in the method for producing an alcohol-free alcohol of the present invention. FIG.
2 is a schematic view showing another embodiment of a screw-type continuous reactor usable in the method for producing an alcohol-free alcohol of the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 무수당 알코올 제조 방법은, 수소화 당의 탈수반응을, 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류를 포함하는 연속식 단일 반응기 내에서 수행하는 것을 특징으로 한다. The method for producing an alcohol-free alcohol of the present invention is characterized in that the dehydrogenation reaction of the hydrogenated sugar is carried out by using at least one partition wall dividing the inside of the reactor into two or more zones and maintaining the fluid connection between the zones, ≪ / RTI > in a continuous, single reactor comprising a < RTI ID = 0.0 >

상기 수소화 당(hydrogenated sugar)은 일반적으로 당 알코올(sugar alcohol)로도 불리우며, 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미한다. 수소화 당은 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다. The hydrogenated sugar is generally referred to as sugar alcohol and means a compound obtained by adding hydrogen to the reducing end group of the saccharide. Hydrogenated sugars are classified into tetritol, pentitol, hexitol and heptitol (C 4, 5, 6 and 7, respectively) depending on the number of carbon atoms. Among them, hexitol having 6 carbon atoms includes sorbitol, mannitol, iditol, galactitol and the like, and sorbitol and mannitol are particularly useful substances.

본 명세서에 있어서 상기 '무수당 알코올'이라는 표현은 임의의 방식으로 하나 이상의 단계에서 상기 수소화 당(또는 당 알코올)의 원래 내부 구조로부터 하나 이상의 물 분자를 제거하여 얻은 임의의 물질을 의미한다. As used herein, the expression ' anhydrous alcohol ' refers to any material obtained by removing one or more water molecules from the original internal structure of the hydrogenated sugar (or sugar alcohol) in one or more steps in any manner.

본 발명에 있어서 수소화 당으로는 헥시톨이 바람직하게 사용되며, 보다 바람직하게는 소르비톨, 만니톨, 이디톨 및 이들의 혼합물로부터 선택된 수소화 당이 사용된다.In the present invention, hexitol is preferably used as the hydrogenating sugar, more preferably hydrogenated sugar selected from sorbitol, mannitol, editol, and mixtures thereof.

따라서, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 무수당 알코올로서 헥시톨의 탈수물인 디언하이드로헥시톨이 얻어지며, 보다 바람직하게는 이소소르비드(1,4-3,6-디언하이드로소르비톨), 이소만니드(1,4-3,6-디언하이드로만니톨), 이소이디드(1,4-3,6-디언하이드로이디톨) 및 이들의 혼합물로부터 선택된 무수당 알코올이 얻어진다. 그 중에서 이소소르비드는 산업적, 의약적 활용도가 특히 높다. Therefore, in the present invention, dianhydrohexitol, which is a dehydrate of hexitol, is obtained as the above-mentioned alcohol without sugar, more preferably isosorbide (1,4-3,6-dianhydrosorbitol), iso Anhydrous alcohol selected from mannide (1,4-3,6-dianhydro mannitol), isodide (1,4-3,6-dianhydride) and mixtures thereof is obtained. Of these, isosorbide is particularly high in industrial and medicinal applications.

상기 수소화 당은 탈수 반응에 의하여 무수당 알코올로 전환된다. 수소화 당을 탈수하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 당 분야에 알려진 공지의 방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 활용할 수 있다. The hydrogenated sugar is converted to a dihydric alcohol by dehydration reaction. There is no particular limitation on the method of dehydrogenating the hydrogenated sugar, and known methods known in the art can be used as it is or modified appropriately.

수소화 당을 탈수시켜 무수당 알코올로 전환하는 데에는 산 촉매가 사용되는 것이 바람직하다. It is preferable that an acid catalyst is used to convert the hydrogenated sugar to dehydrated and converted to anhydrated alcohol.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 산 촉매로서 황산, 질산, 염산, p-톨루엔 설폰산, 인산 등의 단일 산 촉매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 황산을 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a single acid catalyst such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, or phosphoric acid may be used as the acid catalyst, more preferably sulfuric acid may be used.

본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 산 촉매로서 제1산 및 제2산의 혼합산을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 제1산으로 황산, 제2산으로 p-톨루엔 설폰산, 메탄 설폰산, 에탄 설폰산, 벤젠 설폰산, 나프탈렌 설폰산 및 황산 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 황-함유 산 물질을 사용할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a mixed acid of a first acid and a second acid can be used as the acid catalyst, more preferably, sulfuric acid as a first acid, p-toluenesulfonic acid as a second acid, At least one sulfur-containing acid material selected from the group consisting of phosphoric acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid and aluminum sulfate can be used.

산 촉매의 사용량은 수소화 당(예컨대, 헥시톨) 100중량부당 0.5 내지 10중량부인 것이 바람직하다. 산 촉매의 양이 이 범위보다 지나치게 적으면 무수당 알코올로의 전환 시간이 너무 길어질 수 있고, 반면 산 촉매의 양이 이 범위보다 지나치게 많으면 당류 고분자의 생성이 많아지고 전환율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. The amount of the acid catalyst to be used is preferably 0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of hydrogenated sugar (e.g., hexitol). If the amount of the acid catalyst is excessively smaller than this range, the conversion time to the alcohol without sugar alcohol may become too long, whereas if the amount of the acid catalyst is excessively larger than this range, the production of the saccharide polymer increases, have.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계는 상기한 바와 같은 산 촉매의 존재하에 105~200℃의 온도조건(보다 바람직하게는 110~150℃) 및 1 내지 100mmHg의 압력조건(보다 바람직하게는 1 내지 50mmHg) 에서 1~10시간(보다 바람직하게는 2~5시간) 동안 수행될 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the step of converting the hydrogenated sugar into anhydrosugar alcohol is carried out in the presence of an acid catalyst as described above at a temperature of 105-200 占 폚 (more preferably 110-150 占 폚) and 1 to 100 mmHg (More preferably, 1 to 50 mmHg) for 1 to 10 hours (more preferably, 2 to 5 hours), but the present invention is not limited thereto.

수소화 당의 탈수 반응시 산 촉매를 사용하는 경우, 반응 결과액은 중화되는 것이 바람직하다. 중화는 탈수 반응 완료후 반응 결과액 온도를 낮추고(예컨대, 100℃ 이하) 수산화나트륨과 같은 공지의 알칼리를 첨가하는 것에 의해 수행될 수 있다. 중화된 반응 결과액의 pH는 6~8인 것이 바람직하다.In the case of using an acid catalyst in the dehydrogenation reaction of the hydrogenated sugar, it is preferable that the reaction liquid is neutralized. Neutralization can be performed by lowering the temperature of the reaction liquid after completion of the dehydration reaction (for example, 100 ° C or less) and adding a known alkali such as sodium hydroxide. The pH of the solution is preferably 6 to 8 as a result of the neutralization reaction.

본 발명의 무수당 알코올 제조 방법의 바람직한 일 구체예에 따르면, 수소화 당의 무수당 알코올로의 전환 단계 결과액은 증류 단계에 투입하기 전에 전처리될 수 있다. 이 전처리는 전환 단계 결과액 내에 잔류하는 수분 및 비점이 낮은 물질을 제거하기 위한 것으로, 통상 90℃~110℃의 온도 및 10 mmHg~100 mmHg의 압력조건 하에서 전환 단계 결과액을 1시간 이상(예컨대, 1~4시간) 교반하는 것에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one preferred embodiment of the process for preparing anhydrosugar alcohol of the present invention, the liquid resulting from the conversion of the hydrogenated sugar to the anhydride alcohol can be pretreated prior to introduction into the distillation stage. This pretreatment is intended to remove moisture and low boiling matter remaining in the liquid resulting from the conversion step, and the resulting liquid is subjected to a conversion step at a temperature of 90 ° C. to 110 ° C. and a pressure of 10 mmHg to 100 mmHg for 1 hour or more , 1 to 4 hours), but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기한 바와 같은 수소화 당의 탈수 반응은, 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류를 포함하는 연속식 단일 반응기 내에서 수행된다. In the present invention, the dehydrogenation reaction of the hydrogenated saccharide as described above is carried out by using at least one partition wall which divides the inside of the reactor into two or more zones and maintains the fluid connection between the zones and an inner screw ≪ / RTI >

반응기 내부는 격벽에 의하여 둘 이상의, 보다 바람직하게는 셋 이상의 구역(zone)들로 나뉜다. 다만, 격벽이 상기 구역들을 완전히 나누는 것은 아니며, 인접한 구역들 사이에는 유체 연결이 유지된다. 즉, 격벽의 각 끝단 중 적어도 하나가 반응기 내면과 이격되며, 바람직하게는, 격벽의 상단이 반응기 상단 내면과 이격되고, 격벽의 나머지 끝단(하단 및 좌우 측단)은 모두 반응기 내면과 접촉된다. The inside of the reactor is divided into two or more, more preferably three or more zones by the partition walls. However, the partition does not completely divide the zones, but fluid connection is maintained between adjacent zones. That is, at least one of the ends of the barrier rib is spaced apart from the inner surface of the reactor, preferably, the upper end of the barrier rib is spaced apart from the reactor upper end inner surface, and the remaining ends (lower end and left and right ends) of the barrier are all in contact with the reactor inner surface.

격벽의 재질에는 특별한 제한이 없으며, 반응기 내면과 같은 재질일 수도 있고, 다를 수도 있다. 격벽은 반응기와 일체형으로 형성될 수도 있고, 필요에 따라 추가적으로 반응기 내부에 설치될 수도 있다.There is no particular limitation on the material of the partition wall, and it may be the same material as the inner surface of the reactor or may be different. The partition wall may be formed integrally with the reactor, or may be additionally installed inside the reactor as required.

본 발명에서는 상기와 같은 격벽을 사용하여 반응기 내부를 유체 연결된 둘 이상의 구역(zone)들로 나눔으로써, 반응액에 충분한 반응시간을 줄 수 있어 균일한 품질의 전환액을 얻을 수 있다.In the present invention, by dividing the inside of the reactor into two or more zones connected in fluid by using the above-described partition, a sufficient reaction time can be given to the reaction liquid, and a uniform quality conversion liquid can be obtained.

본 발명의 연속식 단일 반응기는, 격벽에 의해 나뉘어진 구역들을 관통하는 내부 스크류를 포함한다. 이 내부 스크류가 회전하면서 반응액을 교반하면서 이송한다. 따라서, 본 발명에서는 교반기를 필요로 하지 않아 설비가 간단해지고, 관련 비용을 줄일 수 있으며 유지 보수가 편리해지는 장점이 있다. 스크류의 재질로는 황산 등의 산 물질에 대하여 부식성이 없는 재질이 사용가능하다. 스크류의 형태에는 특별한 제한이 없으며, 무수당 알코올 전환 반응액의 이송에 사용가능한 형태이면 족하다. The continuous single reactor of the present invention comprises an inner screw passing through the zones divided by the partition walls. The reaction liquid is transferred while stirring while the inner screw rotates. Therefore, the present invention does not require an agitator, which simplifies the facilities, reduces the related costs, and has the advantage of easy maintenance. As the material of the screw, a material which is not corrosive to an acid substance such as sulfuric acid can be used. There is no particular limitation on the shape of the screw, and a form that can be used for transferring the alcohol-free alcohol conversion reaction solution suffices.

본 발명의 연속식 단일 반응기를 사용한 무수당 알코올의 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 격벽에 의해 나뉘어진 구역들의 온도가 독립적으로 조절될 수 있다. 각 구역들의 온도는, 예컨대, 자켓을 사용하여 조절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 연속식 단일 반응기는 바람직하게는, 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배기 라인을 반응기 상부에 구비할 수 있으며, 무수당 알코올 전환 반응시 이 배기 라인을 통하여 반응기 내부에 진공도(예컨대, 50 torr 이하)를 걸어 반응 도중에 발생하는 수분을 용이하게 제거할 수 있다.In the method for producing anhydrous alcohol using the continuous single reactor of the present invention, preferably, the temperature of the zones divided by the partition walls can be controlled independently. The temperature of each zone may, for example, be adjusted using a jacket, but is not so limited. The continuous single reactor of the present invention may preferably have at least one exhaust line in fluid communication with the outside of the reactor, and the degree of vacuum in the reactor through the exhaust line during the alcohol-free alcohol conversion reaction , 50 torr or less), so that water generated during the reaction can be easily removed.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 연속식 단일 반응기 내부는 2개의 격벽에 의하여 3개의 구역으로 나뉘고, 이들 구역들은 하나의 내부 스크류에 의해 관통된다. 각 격벽의 상단은 반응기 내부 상단과 이격되어, 각 구역들이 유체 연결되도록 한다. 반응액 유동 방향을 기준으로, 첫번째 구역(제1구역)에서 수소화 당(예컨대, 소르비톨)이 촉매와 함께 반응기에 투입되어 혼합된다. 수소화 당과 촉매는 각각 별도의 라인을 통해 투입될 수도 있고, 혼합되어 하나의 라인을 통해 투입될 수도 있다. 제1구역의 온도 조건은 통상 110~130℃일 수 있으며, 제1구역에서의 반응액 체류시간은 통상 5~30분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서 반응액은 제1구역으로부터 내부 스크류에 의해 반응액 유동 방향을 기준으로 두번째 구역(제2구역)으로 이송되고, 여기서 전환반응이 본격적으로 수행된다. 제2구역에 대응하는 반응기 영역의 상부에는 배기 라인이 존재하고, 이를 통하여 반응기 내부에 진공도(예컨대, 50 torr 이하)를 걸어 반응 도중에 발생하는 수분을 제거한다. 제2구역의 온도 조건은 제1구역보다 높을 수 있고, 통상 120~150℃일 수 있으며, 제2구역에서의 반응액 체류시간은 통상 60~120분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서 반응액은 제2구역으로부터 내부 스크류에 의해 반응액 유동 방향을 기준으로 세번째 구역(제3구역)으로 이송되고, 여기서 전환반응이 추가로 수행된다. 제3구역에 대응하는 반응기 영역의 상부에는 배기 라인이 존재하고, 이를 통하여 반응기 내부에 진공도(예컨대, 50 torr 이하)를 걸어 반응 도중에 발생하는 수분을 제거한다. 제3구역의 온도 조건은 제2구역보다 높을 수 있고, 통상 130~180℃일 수 있으며, 제3구역에서의 반응액 체류시간은 통상 60~360분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제3구역을 거친 반응액은 배출구를 빠져나오며, 이 때 반응액을 종결하기 위해 배출구 후단에서 중화제(예컨대, 액상 수산화나트륨)를 연속적으로 투입하여 반응액을 중화시킨다.According to one preferred embodiment of the invention, the continuous single reactor interior is divided into three zones by two partitions, which are penetrated by one inner screw. The tops of the bulkheads are spaced apart from the top of the reactor interior so that each zone is fluidly connected. On the basis of the flow direction of the reaction liquid, hydrogenated saccharide (for example, sorbitol) is added to the reactor together with the catalyst in the first zone (first zone) and mixed. The hydrogenated saccharide and the catalyst may be introduced through separate lines or may be mixed and fed through one line. The temperature condition of the first zone may be generally 110 to 130 ° C, and the residence time of the reaction solution in the first zone may be generally 5 to 30 minutes, but is not limited thereto. Subsequently, the reaction liquid is transferred from the first zone to the second zone (second zone) based on the direction of the reaction liquid flow by the inner screw, wherein the conversion reaction is carried out in earnest. At the upper part of the reactor region corresponding to the second zone, there is an exhaust line through which a degree of vacuum (for example, 50 torr or less) is applied to the inside of the reactor to remove moisture generated during the reaction. The temperature condition of the second zone may be higher than that of the first zone and may be usually 120 to 150 ° C. The residence time of the reaction solution in the second zone may be normally 60 to 120 minutes, but is not limited thereto. Subsequently, the reaction liquid is transferred from the second zone to the third zone (third zone) based on the reaction liquid flow direction by the inner screw, wherein the conversion reaction is further performed. At the upper part of the reactor zone corresponding to the third zone, there is an exhaust line through which a degree of vacuum (for example, 50 torr or less) is applied to the interior of the reactor to remove water generated during the reaction. The temperature condition of the third zone may be higher than that of the second zone, usually 130 to 180 ° C, and the residence time of the reaction solution in the third zone may be 60 to 360 minutes, but is not limited thereto. The reaction solution passed through the third zone exits the outlet. At this time, a neutralizing agent (for example, liquid sodium hydroxide) is continuously introduced at the outlet end of the outlet to neutralize the reaction solution.

본 발명에 있어서 바람직하게는, 수소화 당의 탈수반응이 수행되는 동안 연속식 단일 반응기 내로 수소화 당이 연속적으로 투입되고, 생성된 무수당 알코올은 이 반응기 바깥으로 연속적으로 배출될 수 있다. 즉, 수소화 당의 탈수반응이 수행되는 동안, 연속식 단일 반응기 내부에는 반응 혼합액에 의한 연속적인 유동(flow)이 형성될 수 있다. 연속식 단일 반응기 내부에 연속적인 유동을 형성하는 반응 혼합액의 유속은 구체적인 반응기의 사양 및 다른 운전조건 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.In the present invention, preferably, the hydrogenated saccharide is continuously introduced into a continuous single reactor while the dehydrogenation reaction of the hydrogenated sugar is performed, and the produced anhydrous alcohol can be continuously discharged out of the reactor. That is, while the dehydrogenation reaction of the hydrogenated sugar is carried out, a continuous flow of the reaction mixture can be formed in the continuous single reactor. The flow rate of the reaction mixture which forms a continuous flow within a continuous single reactor can be appropriately selected depending on the specification of the specific reactor and other operating conditions and the like.

탈수반응 동안 연속식 단일 반응기 내부에 형성가능한 연속적인 유동은, 바람직하게는, 정상 유동(steady state flow)일 수 있다. 여기서 정상 유동이란, 외부 관찰자가 보기에 반응계에 실질적인 변화가 없는 상태, 즉, 연속식 단일 반응기 내로의 물질 투입 속도와 이 반응기 바깥으로의 물질 배출 속도가 실질적으로 동일함을 의미하며, 여기서 “실질적으로 동일”하다는 것은, 예컨대, 연속식 단일 반응기 내 물질 투입 속도가 배출 속도의 0.95~1.05배, 보다 바람직하게는 0.99~1.01배, 가장 바람직하게는 양자가 동일함을 의미한다.The continuous flow that can be formed within the continuous single reactor during the dehydration reaction is preferably a steady state flow. Here, the steady flow means that there is no substantial change in the reaction system as seen by the external observer, that is, the rate of material input into the continuous single reactor and the rate of material discharge out of the reactor are substantially the same, Quot; same " as used herein means, for example, that the material feed rate in a continuous single reactor is 0.95 to 1.05 times, more preferably 0.99 to 1.01 times, most preferably both of the discharge rates.

상기와 같이 하여 얻어진, 중화된 수소화 당의 탈수 반응 결과액은 이후, 필요시 전처리후, 증류, 및 후속 정제공정을 거쳐 고순도의 무수당 알코올 제품으로 제조될 수 있다.The liquid resulting from the dehydration reaction of the neutralized hydrogenated sugar obtained as described above can then be produced as a high purity anhydrous alcohol product through pretreatment, distillation, and subsequent purification if necessary.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 중화된 수소화 당의 탈수 반응 결과액은, 그로부터 수분을 제거하는 공정을 거친 후에 증류공정에 투입된다. 탈수 반응 결과액으로부터 수분을 제거하는 공정은 탈기장치(degasser) 또는 플래시 박스(flash box)를 사용하여 수행될 수도 있고, 또는 저장조 내에서 진공으로 물을 제거하는 방법에 의해 수행될 수도 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.According to one preferred embodiment of the present invention, the dehydration reaction of the neutralized hydrogenated sugar results in the liquid being subjected to the distillation step after the step of removing moisture therefrom. The process of removing moisture from the liquid as a result of the dehydration reaction may be performed using a degasser or a flash box or may be performed by a method of removing water in a vacuum in a storage tank, And is not particularly limited.

수소화 당의 탈수 반응 결과액의 증류에는 특별한 제한이 없으며, 당 분야에 알려진 공지의 방법 및 장치를 그대로 또는 적절히 변형하여 활용할 수 있다. 예컨대, 일반적인 컨덴서 타입 증류기 또는 증류탑 증류기를 사용할 수도 있고, 박막 증류기를 활용하여 실시할 수도 있다.There is no particular limitation on the distillation of the liquid as a result of the dehydration reaction of the hydrogenated sugar, and known methods and apparatuses known in the art can be used as is or modified appropriately. For example, a general condenser type distiller or distillation tower still can be used, or a thin film still can be used.

증류 결과액의 후속 정제공정으로는, 결정화, 탈색처리 및 이온교환수지 처리로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 그 순서에도 특별한 제한은 없다. 이들 후속 정제공정 역시 특별한 제한 없이, 해당 처리공정을 위하여 당 분야에 알려진 공지의 방법 및 장치를 그대로 또는 적절히 변형하여 활용할 수 있다. The subsequent purification step of the distillation result liquid may include at least one selected from crystallization, decoloring treatment and ion-exchange resin treatment, but is not limited thereto, and there is no particular limitation in the order. These subsequent purification steps can also be carried out without any particular limitation, and the known methods and apparatuses known in the art can be used as they are or modified appropriately for the treatment process.

본 발명의 구체예에 따르면, 상기 증류는 박막 증류기를 사용하여 수행될 수 있고, 상기 결정화는 용매(예컨대, 아세톤 용매)를 사용한 결정화 방법에 의해 수행될 수도 있고 용매를 사용하지 않는 용융결정화 방법에 의해 수행될 수도 있다. 상기 탈색처리는 활성탄을 사용하여 수행될 수 있고, 상기 이온교환수지 처리는 양이온성 교환수지, 음이온성 이온교환수지, 또는 이들 모두를 순차적으로 사용하여 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the distillation may be carried out using a thin film still, and the crystallization may be performed by a crystallization method using a solvent (for example, an acetone solvent) or by a melt crystallization method ≪ / RTI > The decolorizing treatment may be performed using activated carbon, and the ion exchange resin treatment may be performed using a cationic exchange resin, an anionic ion exchange resin, or both sequentially.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액상 물질용 반응기로서, 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 원료 투입부; 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배출부; 반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배기 라인; 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽; 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류;를 포함하는, 연속식 단일 반응기가 제공된다. 본 발명의 액상 물질용 연속식 단일 반응기의 구체예 및 그 사용예에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to another aspect of the present invention, there is provided a reactor for a liquid material, comprising: at least one raw material inlet portion in fluid communication with an outside of a reactor; At least one outlet in fluid communication with the outside of the reactor; One or more exhaust lines in fluid communication with the outside of the reactor; One or more partitions dividing the interior of the reactor into two or more zones and maintaining a fluid connection between the zones; And an inner screw passing through the zones. Specific examples of the continuous single reactor for liquid material of the present invention and their use examples are as described above, but are not limited thereto.

또한, 본 발명에 따른 액상 물질용 연속식 단일 반응기는 수소화 당을 무수당 알코올로 전환하는 데에 바람직하게 사용되나, 그 외의 액상 물질의 반응에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 연속식 단일 반응기 내에서 액상 물질을 반응시키는 것을 특징으로 하는 액상 물질 처리방법이 제공된다.In addition, the continuous single reactor for the liquid material according to the present invention is preferably used for converting the hydrogenated sugar into anhydrosugar alcohol, but can also be applied to the reaction of other liquid substances. Therefore, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating a liquid substance, which comprises reacting a liquid substance in the single continuous reactor.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the following examples are intended to assist the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example  And 비교예Comparative Example ]]

실시예Example 1 One

도 1에 도시된 바와 같은 스크류-타입 연속식 단일 반응기 내에서 수소화 당의 탈수반응을 수행하였다. 수분함량이 1% 이하인 소르비톨 용액(D-소르비톨, ㈜삼양제넥스)을 반응기의 원료 투입구에 515 mL/hr의 속도로 투입하였다. 이때 황산(덕산화공)을 8g/hr의 속도로 함께 첨가하였다. 반응기의 진공도를 50 mmHg 이하로 조절하면서 전환반응 중에 발생하는 물을 제거하였다. 반응기의 각 구역의 온도는 자켓을 이용하여 조절하였다. 혼합부의 온도는 120℃, 1차 반응부의 온도는 140℃, 2차 반응부의 온도는 150℃로 유지하였다. 스크류의 rpm은 40으로 조절하여 반응액의 교반과 이송을 실시하였다. 반응 시간은 총 3시간 30분이었다. 2차 반응부를 빠져 나온 반응 결과액을 저장조로 이송하였으며, 이때 반응을 종결하기 위해 배출구 후단에서 50% 액상 수산화나트륨(㈜삼전순약)을 15g/hr의 속도로 연속적으로 투입하였다. 반응이 완료된 전환액의 무수당 알코올 전환율은 77.8%이었다.A dehydration reaction of the hydrogenated sugar was carried out in a single screw-type continuous reactor as shown in Fig. A sorbitol solution (D-sorbitol, manufactured by Samyang Genex Co., Ltd.) having a moisture content of 1% or less was added to the feed inlet of the reactor at a rate of 515 mL / hr. At this time, sulfuric acid (Duksan Chemical Co.) was added together at a rate of 8 g / hr. The degree of vacuum in the reactor was adjusted to 50 mmHg or less to remove water generated during the conversion reaction. The temperature of each zone of the reactor was adjusted using a jacket. The temperature of the mixing portion was maintained at 120 ° C, the temperature of the first reaction portion was maintained at 140 ° C, and the temperature of the second reaction portion was maintained at 150 ° C. The rpm of the screw was adjusted to 40 to stir and transport the reaction solution. The reaction time was 3 hours and 30 minutes in total. The resultant liquid was transferred to a storage tank. At this time, 50% liquid sodium hydroxide (Seonjeon-gun, Co., Ltd.) was continuously fed at the rate of 15 g / hr at the downstream of the outlet to terminate the reaction. The conversion of the conversion solution without a sugar-free alcohol was 77.8%.

결과물 분석에는 가스크로마토 분석기(GC, gas chromatography, HP)를 이용하였다. Gas chromatograph (GC) was used for the analysis.

- 전환율: [생성된 무수당 알코올 mole / 투입된 헥시톨(소르비톨) mole] x 100 - Conversion rate: [produced moleless alcohol mole / injected hexitol (sorbitol) mole] x 100

비교예Comparative Example 1 One

수분함량이 1% 이하인 소르비톨 용액3090g 을 교반기와 자켓이 달린 6L반응기(격벽 없음)에 넣고, 황산과 메탄설폰산을 각각 30.9g과 15.5g 첨가한 후에 반응기의 온도를 135℃로 유지하면서 6시간동안 교반하였다. 반응이 진행되는 동안, 반응기의 진공도를 50 mmHg이하로 유지하면서 반응 중에 발생하는 물을 제거하였다. 6시간 반응이 완료된 후 50% 수산화나트륨 용액을 70g 첨가하여 반응을 종결하였다. 반응이 완료된 전환액의 무수당 알코올 전환율은 74.5%이었다.3090 g of a sorbitol solution having a moisture content of 1% or less was placed in a 6 L reactor (without a partition wall) equipped with a stirrer and a jacket, and 30.9 g and 15.5 g of sulfuric acid and methane sulfonic acid were added, respectively. Lt; / RTI > During the reaction, water generated during the reaction was removed while maintaining the vacuum degree of the reactor below 50 mmHg. After completion of the reaction for 6 hours, 70 g of 50% sodium hydroxide solution was added to terminate the reaction. The conversion of the free alcohol to the free alcohol was 74.5%.

비교예Comparative Example 2 2

반응기 내부가 격벽으로 분할되어 있지 않으며, 교반기가 장착되고 자켓으로 온도를 조절할 수 있는 2L 반응기 2개가 직렬로 연결되어 있는 2단 반응설비를 사용하여, 실시예 1과 동일한 원료들을 가지고 수소화 당의 탈수반응을 수행하였다.Using a two-stage reactor equipped with a stirrer and two jacketed 2L reactors connected in series, the dehydration reaction of the hydrogenated sugar was carried out using the same raw materials as in Example 1 Respectively.

소르비톨, 황산, 메탄설폰산 및 수산화나트륨은 실시예 1과 동일한 속도로 첨가하였으며, 2차 반응기로부터 배출되는 전환액의 속도도 동일하였다. 1차 및 2차 반응기의 온도는 자켓을 이용하여 조절하였으며, 1차 반응기의 내부 온도는 130℃로 유지하였고, 2차 반응기의 내부 온도는 140℃로 유지하였다. 2차 반응까지 완료된 전환액의 무수당 알코올 전환율은 72%이었다.Sorbitol, sulfuric acid, methane sulfonic acid and sodium hydroxide were added at the same rate as in Example 1, and the rate of the conversion liquid discharged from the second reactor was the same. The temperatures of the primary and secondary reactors were controlled using a jacket. The internal temperature of the primary reactor was maintained at 130 캜, and the internal temperature of the secondary reactor was maintained at 140 캜. The dihydrate alcohol conversion of the conversion solution completed up to the second reaction was 72%.

상기에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 스크류-타입 연속식 단일 반응기 내에서 수소화 당의 탈수반응을 수행한 실시예 1의 경우, 회분식으로 운전한 비교예 1이나 2개의 반응기를 직렬연결하여 단순연속식으로 운전한 비교예 2보다 높은 무수당 알코올 전환율을 얻을 수 있었다. 또한, 반응시간도 회분식으로 운전한 비교예 1에 비하여 현저히 단축시킬 수 있었다.As described above, in the case of Example 1 in which dehydration reaction of hydrogenated sugar was performed in a single screw-type continuous reactor according to the present invention, Comparative Example 1 operated in batch mode or two reactors connected in series, Was higher than that of Comparative Example 2, which was operated at a low temperature. In addition, the reaction time could be significantly shortened as compared with Comparative Example 1 which was operated in a batch manner.

1: 혼합부(제1구역)
2: 1차 반응부(제2구역)
3: 2차 반응부(제3구역)
4: 내부 스크류
5-1, 5-2: 격벽
6-1: 소르비톨 투입 라인
6-2: 산촉매 투입 라인
7-1, 7-2: 진공 라인
8: 반응 결과액 배출 라인
1: mixing part (first zone)
2: first reaction part (second zone)
3: Second reaction part (third zone)
4: Internal Screw
5-1, 5-2:
6-1: Sorbitol injection line
6-2: Acid injection line
7-1, 7-2: Vacuum line
8: reaction result liquid discharge line

Claims (19)

수소화 당을 탈수반응시켜 무수당 알코올로 전환시키는 단계를 포함하며,
상기 탈수반응이, 반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽 및 상기 구역들을 관통하는 내부 스크류를 포함하는 연속식 단일 반응기 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.
Dehydrating the hydrogenated sugar to convert it into an anhydrosugar alcohol,
Wherein the dehydration reaction is carried out in a continuous single reactor comprising at least one partition wall which divides the interior of the reactor into two or more zones and maintains a fluid connection between the zones and an inner screw passing through the zones ≪ / RTI >
제1항에 있어서, 격벽의 상단은 반응기 상단 내면과 이격되고, 격벽의 나머지 끝단은 모두 반응기 내면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the upper end of the partition wall is spaced apart from the reactor upper end inner surface, and all the other ends of the partition walls are in contact with the reactor inner surface. 제1항에 있어서, 격벽에 의해 나뉘어진 구역들의 온도가 독립적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The method of claim 1, wherein the temperature of the zones divided by the partition walls is independently controlled. 제1항에 있어서, 연속식 단일 반응기 내부가 2개의 격벽에 의하여 3개의 구역으로 나뉘어지는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The process according to claim 1, wherein the interior of the continuous single reactor is divided into three zones by two partition walls. 제4항에 있어서, 반응액 유동 방향을 기준으로, 첫번째 구역의 온도가 110~130℃이고, 두번째 구역의 온도가 120~150℃ 범위 내에서 첫번째 구역의 온도보다 높으며, 세번째 구역의 온도가 130~180℃ 범위 내에서 두번째 구역의 온도보다 높은 조건 하에서 탈수반응이 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The method of claim 4, wherein the temperature of the first zone is 110-130 ° C, the temperature of the second zone is higher than the temperature of the first zone within the range of 120-150 ° C, the temperature of the third zone is 130 Wherein the dehydration reaction is carried out under a condition higher than the temperature of the second zone within the range of < RTI ID = 0.0 > ~ 180 C. < / RTI > 제1항에 있어서, 수소화 당을 탈수시켜 무수당 알코올로 전환하는 단계에서 산 촉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The process for producing an alcohol-free alcohol according to claim 1, wherein an acid catalyst is used in the step of dehydrating the hydrogenated sugar to convert it to an alcohol-free alcohol. 제6항에 있어서, 산 촉매가 황산, 질산, 염산, p-톨루엔 설폰산 및 인산으로부터 선택되는 단일 산인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.7. The process according to claim 6, wherein the acid catalyst is a single acid selected from sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid and phosphoric acid. 제6항에 있어서, 산 촉매가 제1산 및 제2산의 혼합산이며, 여기서 제1산은 황산이고, 제2산은 p-톨루엔 설폰산, 메탄 설폰산, 에탄 설폰산, 벤젠 설폰산, 나프탈렌 설폰산 및 황산 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 황-함유 산 물질인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.7. The process of claim 6, wherein the acid catalyst is a mixed acid of a first acid and a second acid, wherein the first acid is sulfuric acid and the second acid is selected from the group consisting of p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, Sulfonic acid, and aluminum sulfate. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI > 제1항에 있어서, 수소화 당의 탈수반응이 수행되는 동안 연속식 단일 반응기 내로 수소화 당이 연속적으로 투입되고, 생성된 무수당 알코올은 이 반응기 바깥으로 연속적으로 배출되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The process according to claim 1, wherein the hydrogenated saccharide is continuously introduced into a continuous single reactor while the dehydrogenation reaction of the hydrogenated sugar is carried out, and the produced anhydrous alcohol is continuously discharged outside the reactor. Way. 제1항에 있어서, 수소화 당의 탈수 반응 결과액을 중화시키는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.The process for producing an alcohol-free alcohol according to claim 1, wherein the dehydration reaction of the hydrogenated sugar is neutralized. 제10항에 있어서, 중화된 수소화 당의 탈수 반응 결과액으로부터 수분을 제거한 뒤에 이를 증류하는 단계를 추가로 포함하는 무수당 알코올의 제조방법.The method for producing an alcohol-free alcohol according to claim 10, further comprising the step of removing moisture from the liquid resulting from the dehydration reaction of the neutralized hydrogenated sugar and then distilling it. 제11항에 있어서, 증류가 박막증류기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.12. The process according to claim 11, wherein the distillation is carried out using a thin film still. 제11항에 있어서, 증류후 결과액을 결정화, 탈색처리 및 이온교환수지 처리로부터 선택된 하나 이상의 공정에 의해 정제하는 것을 추가로 포함하는 무수당 알코올의 제조방법.12. The method of claim 11, further comprising purifying the resulting liquid after distillation by at least one process selected from crystallization, decolorization and ion-exchange resin treatment. 제13항에 있어서, 결정화가 용매를 사용한 결정화 방법 또는 용융결정화 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.14. The process for producing an alcohol-free alcohol according to claim 13, wherein the crystallization is carried out by a crystallization method using a solvent or a melt crystallization method. 제13항에 있어서, 탈색처리가 활성탄을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.14. The process for producing an alcohol-free alcohol according to claim 13, wherein the decolorizing treatment is carried out using activated carbon. 제13항에 있어서, 이온교환수지 처리가 양이온성 교환수지, 음이온성 이온교환수지, 또는 이들 모두를 순차적으로 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 제조방법.14. The method of claim 13, wherein the ion exchange resin treatment is carried out using a cation exchange resin, an anionic ion exchange resin, or both sequentially. 액상 물질용 반응기로서,
반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 원료 투입부;
반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배출부;
반응기 외부와 유체 연결되는 하나 이상의 배기 라인;
반응기 내부를 둘 이상의 구역(zone)들로 나누되 상기 구역들 사이의 유체 연결은 유지하는 하나 이상의 격벽; 및
상기 구역들을 관통하는 내부 스크류;
를 포함하는, 연속식 단일 반응기.
A reactor for a liquid material,
At least one feedstock in fluid connection with the outside of the reactor;
At least one outlet in fluid communication with the outside of the reactor;
One or more exhaust lines in fluid communication with the outside of the reactor;
One or more partitions dividing the interior of the reactor into two or more zones and maintaining a fluid connection between the zones; And
An inner screw passing through the zones;
≪ / RTI >
제17항에 있어서, 격벽에 의해 나뉘어진 구역들의 온도가 독립적으로 조절가능한 것을 특징으로 하는 연속식 단일 반응기.18. The continuous single reactor of claim 17, wherein the temperature of the zones divided by the partition walls is independently adjustable. 제17항 또는 제18항에 따른 연속식 단일 반응기 내에서 액상 물질을 반응시키는 것을 특징으로 하는 액상 물질 처리방법.A method for treating a liquid substance, comprising reacting a liquid substance in a continuous single reactor according to claim 17 or 18.
KR1020130019104A 2013-02-22 2013-02-22 Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor KR101615963B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130019104A KR101615963B1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130019104A KR101615963B1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140105183A true KR20140105183A (en) 2014-09-01
KR101615963B1 KR101615963B1 (en) 2016-04-28

Family

ID=51754249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130019104A KR101615963B1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101615963B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043501A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 에스케이이노베이션 주식회사 Method for preparing anhydrosugar alcohol using two-step hydrothermal reaction
KR20170024895A (en) * 2015-08-26 2017-03-08 에스케이이노베이션 주식회사 Method of Preparing Anhydrosugar Alcohols
KR20170085295A (en) * 2016-01-14 2017-07-24 에스케이이노베이션 주식회사 Purification Method by Decoloring and Crystallization of Anhydrous Sugar Alcohols

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245057A (en) * 1990-07-20 1993-09-14 The Dow Chemical Company Horizontal continuous reactor and processes
US6407266B2 (en) * 2000-05-26 2002-06-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for the manufacture of anhydro sugar alcohols and reactor useful therefor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245057A (en) * 1990-07-20 1993-09-14 The Dow Chemical Company Horizontal continuous reactor and processes
US6407266B2 (en) * 2000-05-26 2002-06-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for the manufacture of anhydro sugar alcohols and reactor useful therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043501A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 에스케이이노베이션 주식회사 Method for preparing anhydrosugar alcohol using two-step hydrothermal reaction
KR20160032782A (en) * 2014-09-16 2016-03-25 에스케이이노베이션 주식회사 Method of Producing Anhydrosugar Alcohols by Two-Step Hydrothermal Reaction
US10221187B2 (en) 2014-09-16 2019-03-05 Sk Innovation Co., Ltd. Method for preparing anhydrosugar alcohol using two-step hydrothermal reaction
KR20170024895A (en) * 2015-08-26 2017-03-08 에스케이이노베이션 주식회사 Method of Preparing Anhydrosugar Alcohols
KR20170085295A (en) * 2016-01-14 2017-07-24 에스케이이노베이션 주식회사 Purification Method by Decoloring and Crystallization of Anhydrous Sugar Alcohols

Also Published As

Publication number Publication date
KR101615963B1 (en) 2016-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101475388B1 (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using hydrol
KR20140105185A (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols with reduced formation of polymeric reaction byproducts
KR101388676B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols by thin film evaporation
KR101435640B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols by using a sequential combination of wiped film distillation and short path distillation
KR101615963B1 (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a screw-type continuous reactor
KR101571511B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved yield by using purification product of waste generated from crystallization procedure
KR101435639B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols by multi-stage thin film distillation
KR101475385B1 (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using a reactor comprising therein a barrier having one or more through holes
KR101392883B1 (en) Method for producing anhydrosugar alcohols having remarkably reduced ion content and improved color property
KR101455739B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved yield by using redistillate of waste generated from crystallization procedure
KR20140105193A (en) Method for preparation of highly pure anhydrosugar alcohols from low-grade distillate
KR101631579B1 (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols through continuous dehydration reaction of hydrosugar alcohols
KR20140105188A (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols comprising single distillation stage employing thin film evaporation followed by column distillation
KR101475387B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols by thin film distillation using viscosity-controlling additive
KR101455740B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved yield by using waste generated from crystallization procedure
KR101452903B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved yield by using recrystallite of waste generated from crystallization procedure
KR20140048439A (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using polyol as reaction diluent
KR20140105191A (en) Method for high-yield preparation of anhydrosugar alcohols having an improved transparency
KR101475386B1 (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved flowability of distillation residue
KR20140066987A (en) Method for producing highly pure anhydrosugar alcohols with improved flowability of distillation residue
KR101466913B1 (en) Method for preparation of anhydrosugar alcohols by using sulfuric acid and boric acid
KR20140105192A (en) Method for high-yield preparation of anhydrosugar alcohols having an improved transparency by using different solvents in crystallization and washing
KR20140016415A (en) Method for producing anhydrosugar alcohols having remarkably reduced ion content and improved color property
KR20140105194A (en) Method for high-yield preparation of highly pure anhydrosugar alcohols from low-grade distillate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200304

Year of fee payment: 5