KR20150057467A - 석유화학 공정에서 발생되는 스티렌 모노머 잔여물로부터의 스틸벤 회수방법 - Google Patents

석유화학 공정에서 발생되는 스티렌 모노머 잔여물로부터의 스틸벤 회수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석유화학 공장의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔여물로부터 증류 추출 또는 결정화 분리공정을 이용하여 트랜스-스틸벤을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

석유화학 공정에서 발생되는 스티렌 모노머 잔여물로부터의 스틸벤 제조방법{Production method of stilbene from styrene monomer residues occured in petrochemical processes}
본 발명은 석유화학 공장의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔여물로부터 증류 추출 또는 결정화 분리를 이용하여 스틸벤, 특히 트랜스-스틸벤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
스틸벤은 화학식이 C14H12인 방향족 탄화수소로, 시스형과 트랜스형의 두가지 이성질체가 있고, 방향족 화합물로서는 가장 오래전부터 알려진 것 중의 하나이다. 일반적으로 스틸벤은 불포화 탄화수소로서, 에틸렌의 디페닐치환체(C6H5CH=CHC6H5)이다. 1,2-다이페닐에틸렌이라고도 하고, 시스형은 이소-스틸벤이라고도 하며, 액체이지만 쉽게 자리옮김하여 스틸벤이 되며, 트랜스-스틸벤을 환원시켜 합성될 수 있다. 트랜스-스틸벤은 흰색 가루로, 물에는 잘 녹지 않지만, 유기용매에는 비교적 잘 녹으며, 밀도는 0.9707g/cm3이고, α-페닐신남산의 탈탄산에 의해서 합성된다.
스틸벤은 이성질체의 성질에도 다소 차이가 나는데, 시스형보다 트랜스형이 안정하다. 열이나 할로겐화수소의 존재로 시스형이 트랜스형으로 변하는데, 자외선을 조사하면 반대로 트랜스형이 시스형으로 변한다. 유도체에는 발정(發情)·항(抗)말라리아·제암(制癌) 등의 생리작용을 가진 것이 있어서 주목을 받고 있다. 스틸벤형의 구조를 가진 염료를 스틸벤 염료라고 하는데, 어느 것이나 노란색 염료이며, 특히 크리소페닌 G는 노란색이 감도는 오렌지색이 아름다워 유명하다.
석유화학 공장의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응의 결과로 발생하는 스티렌 모노머 잔여물은 자체 보일러 원료로 사용함에 있어 펌프 스트레이너 막힘현상을 초래하여 공정의 안정적 운전의 방해 요인으로 작용하고, 또한, 스티렌 모노머 잔여물은 자체 원료유로 사용하는데 있어 상업적 이용가치가 지극히 떨어져 개선이 요구되었다.
본 발명의 목적은 석유화학 공장의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔여물로부터 증류 추출 또는 결정화 분리공정을 이용하여 트랜스-스틸벤을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 스티렌 모노머 생산 공정에서 발생하는 스티렌 모노머 잔여물로부터 트랜스-스틸벤을 추출하여 제품화하여 고부가화하는 신규의 방법을 제공하기 위한 것이다.
석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 발생하는 스티렌 모노머 잔유물 중에는 15~23중량% 정도의 트랜스-스틸벤이 함유되어 있으며, 이것은 스티렌 모노머 생산 설비에서 자체 보일러 및 버너 원료유로 전량 소비되고 있다. 본 발명에서는, 상기와 같이 폐원료로 배출되는 스티렌 모노머 잔유물 중 트랜스-스틸벤을 증류추출 또는 결정화 분리를 이용하여 회수하는 공정을 제공한다.
본 발명에서 증류 추출 및 결정화 분리를 위한 자세한 공정을 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1을 참조하여, 본 발명에서의 증류 추출 공정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 발생되는 스티렌 모노머 잔유물을 중유와 혼합하여 증류탑으로 급유한다. 이때, 스티렌 모노머의 중합을 방지하기 위하여, 증류탑의 내부 압력은 0.4mmHg~760mmHg범위이고, 온도는 100~320℃범위인 것이 바람직하다. 급유된 상기 혼합물 중 스티렌 모노머 및 라이트 성분을 증류탑 상부에서 제거하고, 하부로 나오는 성분은 다음 증류탑에 급유하여 증류탑 상부에서 트랜스-스틸벤을 추출하여 생산하고, 하부에서 중유 및 헤비(heavy) 성분이 나온다. 이후 트랜스-스틸벤에 남아있는 불순물을 제거하기 위하여 정제과정을 거치게 되는데, 정제과정에는 1~2회 정도의 용제 세정 및 메탄올 세정의 과정을 거치게 된다. 이렇게 정제과정을 거쳐 생산된 스틸벤은 사용 용도에 따라 10~100℃범위의 온도에서 10분~1시간 동안 건조 단계를 거치고, 용도에 따라 분쇄 과정도 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명에서의 결정화 분리 공정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 발생되는 스티렌 모노머 잔유물을 10~50℃에서 30분~2시간 동안 정치시키면 스틸벤의 결정이 생성되는 것을 의미하고, 정제과정에는 1~3회 정도의 용제 세정 및 메탄올 세정의 과정을 거치게 되면 결정의 스틸벤을 얻게 된다. 이렇게 정제과정에서 생산된 스틸벤은 사용 용도에 따라 건조 단계를 거치는데, 건조 조건은 30~100℃범위에서, 10분~1시간일 수 있고, 용도에 따라 분쇄 과정도 포함할 수 있다.
상기와 같이, 스티렌 모노머 잔여물로부터 증류추출 또는 결정화 분리 공정을 이용하여 트랜스-스틸벤을 회수하고 남은 나머지 잔여물은 스티렌 모노머 생산 공정에서의 자체 보일러 원료로 사용할 수 있다.
본 발명에 따라, 석유화학 공장의 스티렌 모노머 생산에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔여물로부터 트랜스-스틸벤을 증류 추출 또는 결정화 분리공정을 이용하여 추출함으로써, 고부가가치의 트랜스-스틸벤을 얻을 수 있음과 동시에, 트랜스-스틸벤을 회수하고 남은 나머지 스티렌 모노머 잔여물은 스티렌 모노머 생산 공정에서 펌프 스트레이너의 막힘 현상없이 자체 보일러 원료로 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 스티렌 모노머 잔여물로부터 증류추출 공정을 통한 트랜스-스틸벤의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 스티렌 모노머 잔여물로부터 결정화분리 공정을 통한 트랜스-스틸벤의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
이하 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세히 설명하나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
　
실시예 1: 증류추출
석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔유물 100g을, 증류장치(증류탑 내부 압력 760mmHg, 온도 200℃)를 이용하여 증류 추출을 실시하였다. 증류 추출의 결과물을 하이신 2회, 메탄올로 1회 세정한 후, 100℃에서 30분 동안 건조시켜 결과물로서 스틸벤 함량 96%중량%의 분말 7g을 얻었다.
실시예 2: 결정화 분리
석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔유물 100g을 30℃에서 1시간 동안 정치하여 스틸벤의 결정이 생성되도록 하였다. 결과의 결정물을 하이신으로 2회, 메탄올로 1회 세정한 후, 100℃에서 30분 동안 건조시켜 결과물로서 스틸벤 함량 96중량%의 분말 5g을 얻었다.

Claims (7)

  1. 석유화학 공정의 스티렌 모노머 생산 공정에서 부반응으로 생성되는 스티렌 모노머 잔유물로부터 증류 추출 또는 결정화 분리공정을 이용하여 트랜스-스틸벤을 회수하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증류 추출공정은 상기 스티렌 모노머 잔여물과 중유의 혼합, 증류, 정제 및 건조 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증류단계는 0.4mmHg~760mmHg범위의 압력 및 100~320℃범위의 온도 조건을 가지는 증류탑에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결정화 분리 공정은 스티렌 모노머 잔여물과 중유의 혼합, 결정화 분리, 정제 및 건조의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결정화 분리 단계의 온도는 10~50℃인 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 정제 단계는 하이신 세정 및 메탄올 세정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 건조 단계는 10~100℃의 온도 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스틸벤 제조방법.
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[논문] APPLIED CATALYSIS A: GENERAL *

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