KR20180047257A - Trimethylolpropane manufacturing device and method using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 기재는 트리메틸올프로판의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알돌 반응 후 생성물 내 수분 및 포름알데히드를 제거하고, 제거된 수분 및 포름알데히드를 알돌 반응에 재사용하고, 기존 공정의 추출공정 및 유기용매 정제공정이 필요치 않음으로써 공정이 단순화되고 에너지 사용량이 감소하는 트리메틸올프로판의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing trimethylolpropane and a process for producing the same, and more particularly to a process for producing trimethylolpropane by removing moisture and formaldehyde from a product after aldol reaction, reusing the removed water and formaldehyde for aldol reaction, And an organic solvent purification process are not required, thereby simplifying the process and reducing the amount of energy used, and a manufacturing method using the same.
트리메틸올프로판(TMP)은 상온에서 백색 결정 물질이며, 알키드 수지, 포화 폴리에스테르, 합성 윤활유, 폴리우레탄 수지 및 가소제 분야 등의 다양한 분야에서 원료 물질로서 널리 사용된다. 따라서 산업적으로 중요한 원료 물질인 트리메틸올프로판을 경제적인 방법으로 생산하기 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다.Trimethylolpropane (TMP) is a white crystalline material at room temperature and is widely used as raw material in various fields such as alkyd resin, saturated polyester, synthetic lubricating oil, polyurethane resin and plasticizer field. Therefore, studies for producing trimethylolpropane, which is an industrially important raw material, in an economical manner have been continuously carried out.
트리메틸올프로판(TMP)의 공업적 제조는 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 출발 물질로서 이용한다. 일반적으로 먼저 염기-촉매 반응으로 중간체 2-메틸올부탄알을 거쳐 2,2-디메틸올부탄알이 형성되고, 최종 단계에서 칼슘 히드록시드의 존재하에서 칼슘 포르메이트의 유리와 동시에 트리메틸올프로판이 형성된다. 그러나 상기 공정은 1 단계 공정으로서 수행되고, 이는 개별 반응 단계, 즉, 2,2-디메틸올부탄알의 형성 단계 및 그것의 트리메틸올프로판으로의 전환단계를 개별적으로 최적화시킬 수 없다는 단점을 가진다. 이는 바람직하지 않은 부산물 형성 및 사용된 n-부티르알데히드를 기준으로 한 수율이 만족스럽지 못한 문제가 있다. Industrial production of trimethylolpropane (TMP) uses n-butyraldehyde and formaldehyde as starting materials. In general, first, 2,2-dimethylol butane is formed through intermediate 2-methylol butane in a base-catalyzed reaction, and trimethylol propane is added simultaneously with the free of calcium formate in the presence of calcium hydroxide . However, the process is carried out as a one-step process, which has the disadvantage that it can not individually optimize the individual reaction steps, i.e. the steps of forming 2,2-dimethylol butane and its conversion to trimethylolpropane. This has the problem that the yield based on the formation of undesirable by-products and the n-butyraldehyde used is unsatisfactory.
이러한 단점을 피하기 위해서, 제 1 단계에서 축합반응에 의해 2,2-디메틸올부탄알이 n-부티르알데히드 및 포름알데히드로부터 제조되고 이어서 제 2 단계에서 이것이 수소화되는 두 단계 공정이 개발되었다. To avoid this disadvantage, a two-step process has been developed in which the 2,2-dimethylolbutane aldehyde is prepared from n-butyraldehyde and formaldehyde by condensation reaction in the first stage followed by hydrogenation thereof in the second stage.
DE-A 25 07 461은 예를 들어 2,2-디메틸올부탄알이 1 개 이상의 분지된 알킬 라디칼을 함유하는 촉매량의 tert-트리알킬아민의 존재 하에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드로부터 얻어지고 이어서 수소화되는 두 단계 공정을 설명한다. 사용된 n-부티르알데히드를 기준으로 약 75%의 트리메틸올프로판의 수율을 얻을 수 있지만 만족스러운 수준은 아니다.DE-A 25 07 461 is obtained, for example, from n-butyraldehyde and formaldehyde in the presence of a catalytic amount of tert-trialkylamine in which the 2,2-dimethylolbutanal contains at least one branched alkyl radical The following two-step process of hydrogenation is described. The yield of trimethylolpropane of about 75% based on the n-butyraldehyde used can be obtained but is not a satisfactory level.
DE-A 196 53 093에 따르면, 제 1 단계에서, 2,2-디메틸올부탄알의 제조가 3개의 스테이지에서 촉매량의 tert-아민의 존재 하에 n-부티르알데히드 및 포름알데히드의 축합반응에 의해 수행되고, 반응하지 않은 출발 물질 및 형성된 부산물을 재순환시켜 추가로 반응시키면, 사용된 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 기준으로 한 트리메틸올프로판의 수율이 현저하게 증가할 수 있다. 제 2 단계에서 이 방식으로 얻은 축합 생성물(2,2-디메틸올부탄알)을 트리메틸올프로판으로 수소화시킨다. According to DE-A 196 53 093, in the first stage, the preparation of 2,2-dimethylol butane is carried out by condensation reaction of n-butyraldehyde and formaldehyde in the presence of a catalytic amount of tert- When the unreacted starting material and the formed by-products which are carried out and are reacted further are recycled, the yield of trimethylolpropane based on the used n-butyraldehyde and formaldehyde can be remarkably increased. In the second step, the condensation product (2,2-dimethylolbutane) obtained in this manner is hydrogenated with trimethylolpropane.
EP-A 860 419도 또한 n-부티르알데히드 및 포름알데히드로부터 2,2-디메틸올부탄알의 제조, 즉, 트리메틸올프로판 제조의 제 1단계를 1 스테이지에서는 실제 반응이 일어나고, 제 2 스테이지에서는 부산물로 형성된 2-에틸아크롤레인이 추가 포름알데히드와 반응하는 복수의 스테이지로 수행하는 것을 제안한다. 이러한 방식으로 제조된 2,2-디메틸올부탄알을 제 2 단계에서 수소화시켜 트리메틸올프로판을 얻을 수 있다.EP-A 860 419 also discloses that the first stage of the production of 2,2-dimethylol butane from n-butyraldehyde and formaldehyde, that is, the first stage of the production of trimethylolpropane, takes place in one stage and in the second stage Ethyl acrolein formed as a by-product is reacted with additional formaldehyde in a plurality of stages. The 2,2-dimethylol butane produced in this manner can be hydrogenated in the second step to give trimethylol propane.
트리메틸올프로판을 두 단계, 즉 2,2-디메틸올부탄알의 제조 단계 및 이어서 트리메틸올프로판의 제조단계로 제조하는 상기 공정은 두 단계가 개별적으로 최적화될 수 있고, 따라서 우수한 수율을 얻을 수 있지만 상기 공정들 중에 물을 제거하는 공정으로 인해 에너지가 많이 소비되어 가격 경쟁력이 저하되는 단점이 있다.This process of producing trimethylol propane in two steps, i.e., the step of preparing 2,2-dimethylol butane and the step of preparing trimethylol propane, can be carried out in such a manner that the two steps can be individually optimized and thus an excellent yield can be obtained There is a disadvantage that energy is consumed a lot due to the process of removing water during the above processes and the price competitiveness is lowered.
또한 상기 종래 공정은 알돌반응으로 생성된 DMB를 용매로 추출한 뒤 농축시켜 수소첨가 반응(이하, '수첨반응'이라 함)을 통해 트리메틸올프로판(TMP)을 얻은 다음, 이를 증류하여 정제한다. 따라서 물 제거에 에너지 소비가 크고 추출제로 많은 양의 용매가 필요하며 출발물질인 포름알데히드의 분리/회수 장치가 추가적으로 필요하고, 그러면서도 생성물인 DMB의 손실이 적지 않은 문제가 있다.In the above-mentioned conventional process, trimethylol propane (TMP) is obtained through a hydrogenation reaction (hereinafter, referred to as a 'hydrogenation reaction') after extracting the DMB produced by the aldol reaction with a solvent, followed by distillation and purification. Therefore, a large amount of solvent is required as an extraction agent, a separation / recovery device for starting formaldehyde is additionally needed, and there is a problem that loss of product DMB is small.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 알돌반응 생성물 내 수분 및 포름알데히드를 선 제거함으로써 2,2-디메틸올부탄알(2,2-dimethylolbutanal; DMB) 추출효율이 극대화되면서 DMB 추출에 필요한 유기 용매가 필요치 않고 추가적인 포름알데히드 분리 및 회수 공정이 필요치 않음으로써 공정이 단순화되고 전체 공정에 대한 에너지 사용량이 감소되는 트리메틸올프로판의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a method of extracting 2,2-dimethylolbutanal (DMB) by maximally removing water and formaldehyde in the aldol reaction product, The present invention aims at providing an apparatus for producing trimethylolpropane and a method of using the same, in which an organic solvent required for an organic solvent is not required and an additional formaldehyde separation and recovery process is not required, thereby simplifying the process and reducing energy consumption for the entire process.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.These and other objects of the present disclosure can be achieved by all of the present invention described below.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 a) 촉매로서 아민 화합물의 존재 하에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 알돌 반응시켜 DMB(2,2-디메틸올부탄알)를 생성시키는 알돌 반응기; b) 상기 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부를 제거하는 수분 및 포름알데히드 선 제거기; c) 상기 수분 및 포름알데히드가 제거된 DMB를 수첨반응시켜 TMP(트리메틸올프로판)를 생성하는 수첨 반응기; 및 d) 상기 TMP를 정제하는 정제장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an aldol reaction apparatus comprising: a) an aldol reactor in which n-butyraldehyde and formaldehyde are subjected to aldol reaction in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylolbutanal); b) a water and formaldehyde line remover which removes some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB; c) a hydrogenation reactor for producing TMP (trimethylol propane) by hydrogenation of the water and formaldehyde-removed DMB; And d) a purifying apparatus for purifying the TMP. The present invention also provides an apparatus for producing trimethylolpropane.
또한, 본 기재는 1) 촉매로서 아민 화합물의 존재 하에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 알돌 반응시켜 DMB(2,2-디메틸올부탄알)를 생성시키는 단계; 2) 상기 1) 단계의 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부를 제거하는 단계; 3) 상기 2) 단계에서 수분 및 포름알데히드가 제거된 DMB를 수첨반응시켜 TMP(트리메틸올프로판)를 생성하는 단계; 및 4) 상기 3) 단계에서 수득한 생성물을 증류하여 저비점 불순물 및 고비점 불순물을 제거하여 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for producing a polyisocyanate compound, which comprises: 1) aldol reaction of n-butyraldehyde and formaldehyde in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylolbutanal); 2) removing some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB of step 1); 3) hydrolyzing DMB in which water and formaldehyde are removed in step 2) to produce TMP (trimethylol propane); And 4) distilling the product obtained in the step 3) to remove low boiling point impurities and high boiling point impurities and purifying them.
본 기재에 따르면, 알돌반응 생성물 내 수분 및 포름알데히드를 선 제거함으로써, DMB(2,2-디메틸올부탄알)의 추출효율이 극대화되어 DMB 추출에 필요한 유기용매가 필요치 않고, 추가적인 포름알데히드의 분리 및 회수 공정이 필요치 않음으로써 공정이 단순화되고 전체 공정에 대한 에너지 사용량이 감소하는 효과가 있다.According to the present invention, since the extraction efficiency of DMB (2,2-dimethylol butane) is maximized by removing water and formaldehyde in the aldol reaction product in advance, an organic solvent required for DMB extraction is not required and separation of additional formaldehyde And the recovery process is not required, thereby simplifying the process and reducing the energy consumption for the entire process.
도 1은 종래의 n-부티르알데히드 및 포름알데히드의 알돌반응으로 DMB를 생성한 다음 이를 추출 및 농축 후 수첨반응을 통해 TMP로 제조하고, 증류탑에 의해 TMP를 정제하는, 트리메틸올프로판 제조장치를 개략적으로 도시한 장치도이다.
도 2는 본 기재의 의한 n-부티르알데히드 및 포름알데히드로의 알돌반응 생성물을 수분 및 포름알데히드 선 제거기를 이용하여 수분 및 포름알데히드의 일부를 제거한 다음, 이를 수첨반응으로 TMP로 제조하고, 증류탑에 의해 TMP를 정제하는, 트리메틸올프로판 제조장치를 개략적으로 도시한 장치도이다.
도 3은 종래의 TMP의 제조공정을 간략히 도시한 공정도이다.
도 4는 본 기재에 따른 TMP의 제조공정을 간략히 도시한 공정도이다.FIG. 1 shows a conventional apparatus for producing trimethylolpropane, in which DMB is produced by aldol reaction of n-butyraldehyde and formaldehyde, and then TMP is produced by extracting and concentrating the resultant by hydrogenation and purifying TMP by a distillation tower. Fig.
FIG. 2 is a graph showing the results obtained by removing part of water and formaldehyde from the aldol reaction product of n-butyraldehyde and formaldehyde according to the present invention using water and a formaldehyde eliminator, In which the TMP is purified by the method of the present invention.
3 is a process diagram briefly showing a manufacturing process of a conventional TMP.
4 is a process drawing briefly showing a manufacturing process of the TMP according to the present invention.
이하 본 기재의 트리메틸올프로판의 제조장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for producing trimethylolpropane according to the present invention will be described in detail.
본 기재의 트리메틸올프로판의 제조장치는 a) 촉매로서 아민 화합물의 존재 하에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 알돌 반응시켜 DMB(2,2-디메틸올부탄알)를 생성시키는 알돌 반응기; b) 상기 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부를 제거하는 수분 및 포름알데히드 선 제거기; c) 상기 수분 및 포름알데히드가 제거된 DMB를 수첨반응시켜 TMP(트리메틸올프로판)를 생성하는 수첨 반응기; 및 d) 상기 TMP를 정제하는 정제장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for producing trimethylolpropane according to the present invention comprises: a) an aldol reactor in which n-butyraldehyde and formaldehyde are subjected to aldol reaction in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylol butane); b) a water and formaldehyde line remover which removes some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB; c) a hydrogenation reactor for producing TMP (trimethylol propane) by hydrogenation of the water and formaldehyde-removed DMB; And d) a purification apparatus for purifying the TMP.
상기 a) 알돌 반응기에서 아민 화합물은 일례로 트리메틸아민, 트리에틸아민 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 이 경우에 부산물의 형성이 억제되고 DMB 생성 효율이 우수한 효과가 있다.The amine compound in the aldol reactor a) may be, for example, trimethylamine, triethylamine or a mixture thereof. In this case, the formation of by-products is suppressed and the DMB production efficiency is excellent.
상기 a) 알돌 반응기에서 아민 화합물은 일례로 n-부티르알데히드 1몰당 0.01 내지 0.5몰, 0.02 내지 0.1몰, 또는 0.03 내지 0.08몰로 사용될 수 있고, 이 범위 내에서 DMB 생성 효율이 우수하면서 부산물이 적게 생성되는 효과가 있다.The amine compound in the aldol reactor a) may be used in an amount of 0.01 to 0.5 mol, 0.02 to 0.1 mol, or 0.03 to 0.08 mol per mol of n-butyraldehyde, for example. In this range, There is an effect to be generated.
상기 a) 알돌 반응기에서 상기 포름알데히드는 일례로 1 내지 50 중량%, 20 내지 40 중량%, 또는 30 내지 37 중량%의 포름알데히드를 포함하는 수용액의 형태일 수 있고, 이 경우에 DMB 생성 효율이 우수한 효과가 있다. In the a) aldol reactor, the formaldehyde may be in the form of an aqueous solution containing from 1 to 50% by weight, from 20 to 40% by weight, or from 30 to 37% by weight of formaldehyde, It has excellent effect.
상기 a) 알돌 반응기에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드는 일례로 몰비 1:2 내지 1:19, 1:2 내지 1:5, 또는 1:2 내지 1:3일 수 있고, 이 범위 내에서 DMB 생성 효율이 우수한 효과가 있다.In the a) aldol reactor, n-butyraldehyde and formaldehyde can be, for example, in a molar ratio of 1: 2 to 1:19, 1: 2 to 1: 5, or 1: 2 to 1: 3, The DMB generation efficiency is excellent.
상기 a) 알돌 반응기에서 알돌 반응은 상기 a) 알돌 반응기에서 알돌반응은 일례로 일례로 반응온도 5 내지 100℃, 15 내지 80℃, 또는 20 내지 60℃; 및 반응시간 20분 내지 12시간, 1 내지 6시간, 또는 2 내지 4시간 동안 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 반응효율이 우수한 효과가 있다.The aldol reaction in the aldol reactor a) may be carried out at a reaction temperature of 5 to 100 ° C, 15 to 80 ° C, or 20 to 60 ° C, for example. And a reaction time of 20 minutes to 12 hours, 1 to 6 hours, or 2 to 4 hours, and the reaction efficiency is excellent in this range.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 일례로 제거된 수분 및 포름알데히드를 알돌 반응기로 이송하는 이송배관이 결합될 수 있고, 이는 종래 기술의 경우와는 달리 포름알데히드의 재사용을 위해 추가적인 정제 공정이 필요하지 않으므로 에너지 효율 및 경제성이 우수할 뿐만 아니라 선 제거된 수분 및 포름알데히드가 알돌 반응기로 바로 회수될 수 있어 공정 단순화 및 경제성이 우수한 효과가 있다.The b) water and formaldehyde line remover may be combined with a transfer line for transferring the removed moisture and formaldehyde to the aldol reactor, which is unlike the prior art, and an additional purification process is required for reuse of formaldehyde Since it is not necessary, it is not only excellent in energy efficiency and economical efficiency, but also can remove water and formaldehyde, which have been removed beforehand, directly to the aldol reactor, thus being advantageous in process simplification and economical efficiency.
상기 선 제거된 수분 및 포름알데히드는 일례로 포름알데히드를 1 내지 37 중량%, 또는 10 내지 37 중량%로 포함하는 수용액일 수 있다.The pre-removed moisture and formaldehyde may be, for example, an aqueous solution containing 1 to 37% by weight, or 10 to 37% by weight of formaldehyde.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 일례로 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 100 중량% 중에서 10 내지 99 중량%, 50 내지 99 중량%, 85 내지 98 중량%, 또는 85 내지 95 중량%를 제거할 수 있고, 이 범위 내에서 추출기 및 유기용매 정제기가 필요하지 않아 공정이 단순화되고 후단에서 수분을 제거하는데 필요한 열랑이 감소되어 에너지 사용량이 저감되는 효과가 있다.The b) moisture and formaldehyde line remover may be, for example, 10 to 99 wt%, 50 to 99 wt%, 85 to 98 wt%, or 85 to 95 wt% in 100 wt% of water in the aldol reaction product containing DMB And the extractor and the organic solvent purifier are not required within this range, so that the process is simplified and the heat required to remove moisture from the downstream is reduced, thereby reducing energy consumption.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 일례로 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 포름알데히드 100 중량% 중에서 10 내지 100 중량%, 50 내지 100중량%, 70 내지 100 중량%, 또는 80 내지 99 중량%를 제거할 수 있고, 이 범위 내에서 추출기 및 유기용매 정제기가 필요하지 않아 공정이 단순화되고 에너지 사용량이 저감되는 효과가 있다.The b) moisture and formaldehyde line remover may be, for example, 10 to 100%, 50 to 100%, 70 to 100%, or 80 to 99% by weight in 100% by weight of formaldehyde in the aldol reaction product comprising DMB, And the extractor and the organic solvent purifier are not required within the range, so that the process is simplified and the energy consumption is reduced.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 일례로 플래쉬 드럼(flash drum)을 포함할 수 있고, 이 경우에 공정이 단순하고 생성물인 DMB의 손실이 적으면서 수분과 포름알데히드와 같은 저비점 불순물을 효과적으로 제거하는 효과가 있다.The b) water and formaldehyde line eliminator may include a flash drum. In this case, the process is simple and the loss of the product DMB is small, and water and low-boiling impurities such as formaldehyde are effectively removed .
상기 플래쉬 드럼은 온도 75 내지 115℃, 80 내지 110℃, 또는 85 내지 105℃; 및 압력 250 내지 550 mmHg, 300 내지 500 mmHg, 또는 350 내지 450 mmHg; 조건 하에서 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 물을 효율적으로 제거하면서 생성물의 손실이 적은 효과가 있다.Wherein the flash drum has a temperature of 75 to 115 캜, 80 to 110 캜, or 85 to 105 캜; And a pressure of 250 to 550 mmHg, 300 to 500 mmHg, or 350 to 450 mmHg; , And there is an effect that the loss of product is small while efficiently removing water within this range.
상기 c) 수첨반응기는 수분 및 포름알데히드가 일부 또는 전부가 제거된 DMB 용액에 수소를 첨가하여 TMP(트리메틸올프로판)를 제조한다.In the c) hydrogenation reactor, TMP (trimethylol propane) is prepared by adding hydrogen to a DMB solution in which water and formaldehyde are partially or wholly removed.
상기 d) 수첨반응기는 일례로 수소화 촉매를 포함할 수 있고, 알데히드를 알코올로 수소화 할 수 있는 수소화 촉매인 경우 특별히 제한되지 않는다.The d) hydrogenation reactor may include, for example, a hydrogenation catalyst and is not particularly limited in the case of a hydrogenation catalyst capable of hydrogenating an aldehyde with an alcohol.
상기 d) 정제장치는 일례로 i) 상기 수첨반응으로 생성된 TMP로부터 저비점 불순물을 제거하는 저비점 제거탑, 및 ii) 상기 저비점 불순물이 제거된 TMP로부터 고비점 불순물을 제거하는 고비점 제거탑을 포함할 수 있고, 이 경우에 고순도의 TMP을 수득할 수 있는 효과가 있다.The d) refining apparatus includes, for example, i) a low boiling point removal tower for removing low boiling point impurities from the TMP produced by the hydrogenation reaction, and ii) a high boiling point removal tower for removing high boiling point impurities from the TMP from which the low boiling point impurities have been removed In this case, it is possible to obtain a high purity TMP.
상기 i) 저비점 제거탑에서 저비점 불순물은 일례로 상부의 배관을 통해 배출되고 TMP를 포함하는 나머지 물질은 하부의 배관을 통해 ii) 고비점 제거탑으로 이송된다.The i) low boiling point impurities in the i) low boiling point column are discharged through the upper pipe and the remaining material including TMP is transferred to the high boiling point removal tower through the lower pipe.
일례로 상기 ii) 고비점 제거탑에서 일례로 고비점 불순물은 하부의 배관으로 배출되고, TMP는 상부의 배관을 통해 수득된다.For example, in the above-mentioned (ii) high boiling point removing column, the high boiling point impurity is discharged to the lower pipe, and the TMP is obtained through the upper pipe.
상기 d) 정제장치에서 저비점 불순물은 TMP보다 비점이 낮은 물질을 말하며, 일례로 물, 메탄올, 또는 아민 화합물일 수 있다.The low boiling point impurity in the above d) refining apparatus is a substance having a boiling point lower than that of TMP, for example, water, methanol, or an amine compound.
상기 d) 정제장치에서 고비점 불순물은 TMP보다 비점이 높은 물질을 말하며, 일례로 알돌반응의 부산물일 수 있다.The d) high boiling point impurity in the purification apparatus refers to a substance having a boiling point higher than that of TMP, and may be, for example, a by-product of the aldol reaction.
상기 i) 저비점 제거탑은 일례로 압력 35 내지 65 mmHg, 40 내지 60 mmHg, 또는 45 내지 55 mmHg; 탑정 온도 100 내지 135℃, 105 내지 125℃, 또는 107 내지 121℃; 및 탑저 온도 215 내지 240℃, 220 내지 235℃, 또는 225 내지 230℃; 조건 하에서 작동될 수 있고, 이 범위 내에서 저비점 불순물 정제 효과가 우수하다.The i) low boiling point removal tower may for example have a pressure of 35 to 65 mmHg, 40 to 60 mmHg, or 45 to 55 mmHg; A top temperature of 100 to 135 占 폚, 105 to 125 占 폚, or 107 to 121 占 폚; And a bottom temperature of 215 to 240 캜, 220 to 235 캜, or 225 to 230 캜; And the effect of purifying the low-boiling point impurity is excellent within this range.
상기 ii) 고비점 제거탑은 일례로 압력 10 내지 30 mmHg, 15 내지 25 mmHg, 또는 18 내지 23 mmHg; 탑정 온도 180 내지 210℃, 190 내지 200℃, 또는 190 내지 195℃; 및 탑저 온도 230 내지 260℃, 240 내지 255℃, 또는 243 내지 248℃; 조건 하에서 작동될 수 있고 이 범위 내에서 고비점 불순물 정제 효과가 우수하다.The ii) high boiling point removal tower may have a pressure of, for example, 10 to 30 mmHg, 15 to 25 mmHg, or 18 to 23 mmHg; A top temperature of 180 to 210 占 폚, 190 to 200 占 폚, or 190 to 195 占 폚; And a bottom temperature of 230 to 260 캜, 240 to 255 캜, or 243 to 248 캜; And the effect of purifying the high boiling point impurities within this range is excellent.
상기의 트리메틸올프로판의 제조장치는 알돌반응 생성물을 유기용매로 추출하는 추출기 및 유기용매를 제거하는 유기용매 정제기가 필요하지 않아 공정이 단순화되고 추출기 및 유기용매 정제기를 포함하는 종래의 장치에 대비하여 에너지 소비가 절감되는 효과가 우수하다.The above apparatus for producing trimethylolpropane does not require an extractor for extracting an aldol reaction product with an organic solvent and an organic solvent purifier for removing an organic solvent, so that the process is simplified and compared to a conventional apparatus including an extractor and an organic solvent purifier The energy saving effect is excellent.
또한, 본 기재의 트리메틸올프로판의 제조방법은 1) 촉매로서 아민 화합물의 존재 하에서 n-부티르알데히드 및 포름알데히드를 알돌 반응시켜 DMB(2,2-디메틸올부탄알)를 생성시키는 단계; 2) 상기 1) 단계의 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부를 제거하는 단계; 3) 상기 2) 단계에서 수분 및 포름알데히드가 제거된 DMB를 수첨반응시켜 TMP(트리메틸올프로판)를 생성하는 단계; 및 4) 상기 3) 단계에서 수득한 생성물을 증류하여 저비점 불순물 및 고비점 불순물을 제거하여 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The process for producing trimethylolpropane according to the present invention comprises the steps of 1) aldol reaction of n-butyraldehyde and formaldehyde in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylol butane); 2) removing some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB of step 1); 3) hydrolyzing DMB in which water and formaldehyde are removed in step 2) to produce TMP (trimethylol propane); And 4) distilling the product obtained in the step 3) to remove and purify the low boiling point impurities and high boiling point impurities.
상기 1) 단계의 아민 화합물은 일례로 트리메틸아민, 트리에틸아민 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 이 경우에 DMB 생성 효율이 우수한 효과가 있다.The amine compound in step 1) may be, for example, trimethylamine, triethylamine or a mixture thereof. In this case, the DMB production efficiency is excellent.
상기 2) 단계에서 DMB에서 제거된 수분 및 포름알데히드는 상기 1) 단계로 이송되어 재이용될 수 있고, 이 경우에 추가적인 포름알데히드 분리 및 회수 단계가 필요 없는 효과가 있다.The moisture and formaldehyde removed from the DMB in the step 2) can be transferred to the step 1) and reused, in which case the additional formaldehyde separation and recovery step is not necessary.
상기 2) 단계에서 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 일례로 수분을 총 수분 100 중량% 중 10 내지 99 중량%, 50 내지 99 중량%, 80 내지 98 중량%, 또는 85 내지 95 중량% 제거할 수 있고, 이 범위 내에서 추출 및 유기용매 정제하는 단계가 필요하지 않아 공정이 단순화되고 후단에서 수분을 제거하는데 필요한 열랑이 감소되어 에너지 사용량이 저감되는 효과가 있다.In the step 2), 10 to 99% by weight, 50 to 99% by weight, 80 to 98% by weight, or 85 to 95% by weight of water may be removed from the aldol reaction product containing DMB In this range, there is no need for extraction and organic solvent purification steps, which simplifies the process and reduces the heat required to remove moisture from the rear end, thereby reducing energy consumption.
상기 2) 단계에서 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 일례로 포름알데히드를 총 포름알데히드 100 중량% 중 10 내지 100 중량%, 50 내지 100 중량%, 70 내지 100 중량%, 또는 80 내지 99 중량% 제거할 수 있고, 이 범위 내에서 추출 단계 및 유기용매 정제하는 단계가 필요하지 않아 공정이 단순화되고 에너지 사용량이 저감되는 효과가 있다.In step 2), 10 to 100% by weight, 50 to 100% by weight, 70 to 100% by weight, or 80 to 99% by weight of formaldehyde is removed from 100% by weight of the total formaldehyde And the extraction step and the organic solvent purification step are not required within this range, so that the process is simplified and the energy consumption is reduced.
상기 2) 단계에서 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물은 일례로 플래쉬 드럼(flash drum)에서 온도 75 내지 115℃, 80 내지 110℃, 또는 85 내지 105℃; 압력 250 내지 550 mmHg, 300 내지 500 mmHg, 또는 350 내지 450 mmHg;로 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 물을 효율적으로 제거하면서 생성물 손실이 감소되는 효과가 있다. 상기 플래시 드럼의 온도를 조절함에 의해서 물 제거율을 조정할 수 있다.The aldol reaction product containing DMB in the step 2) may be, for example, at a temperature of from 75 to 115 ° C, from 80 to 110 ° C, or from 85 to 105 ° C in a flash drum; A pressure of 250 to 550 mmHg, a pressure of 300 to 500 mmHg, or a pressure of 350 to 450 mmHg; and the product loss is effectively reduced while efficiently removing water within this range. The water removal rate can be adjusted by adjusting the temperature of the flash drum.
상기 3) 단계는 상기 2) 단계의 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부가 제거된 DMB를 수첨반응시켜 트리메틸올프로판(TMP)을 생성하는 단계에서 잔류 포름알데히드는 메탄올로 변환되고, 이는 상기 4) 단계에서 저비점 불순물로 분리될 수 있다.In the step 3), the residual formaldehyde is converted into methanol in the step of producing trimethylolpropane (TMP) by subjecting the DMB obtained by removing part or all of water and formaldehyde from the step 2) to hydrogenation, It can be separated into low boiling point impurities.
상기 4) 단계에서 상기 저비점 불순물의 제거는 일례로 저비점 제거탑을 통해 압력 35 내지 65 mmHg, 40 내지 60 mmHg, 또는 45 내지 55 mmHg; 탑정 온도 100 내지 135℃, 105 내지 125℃, 또는 107 내지 121℃; 및 탑저 온도 215 내지 240℃, 220 내지 235℃, 또는 225 내지 230℃; 조건 하에서 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 저비점 불순물의 정제 효과가 우수하다.Removal of the low boiling point impurities in step 4) may be performed, for example, through a low boiling point removal column at a pressure of 35 to 65 mmHg, 40 to 60 mmHg, or 45 to 55 mmHg; A top temperature of 100 to 135 占 폚, 105 to 125 占 폚, or 107 to 121 占 폚; And a bottom temperature of 215 to 240 캜, 220 to 235 캜, or 225 to 230 캜; , And the effect of purifying the low-boiling point impurity is excellent within this range.
상기 저비점 불순물은 TMP보다 비점이 낮은 물질로 일례로 물, 메탄올, 또는 아민 화합물일 수 있다.The low boiling point impurity is a material having a lower boiling point than TMP, and may be, for example, water, methanol, or an amine compound.
상기 4) 단계에서 상기 고비점 불순물의 제거는 일례로 압력 10 내지 30 mmHg, 15 내지 25 mmHg, 또는 18 내지 23 mmHg; 탑정 온도 180 내지 210℃, 190 내지 200℃, 또는 190 내지 195℃; 및 탑저 온도 230 내지 260℃, 240 내지 255℃, 또는 243 내지 248℃; 조건 하에서 실시할 수 있고 이 범위 내에서 고비점 불순물의 정제 효과가 우수하다.Removal of the high boiling point impurities in step 4) may, for example, be performed at a pressure of 10 to 30 mmHg, 15 to 25 mmHg, or 18 to 23 mmHg; A top temperature of 180 to 210 占 폚, 190 to 200 占 폚, or 190 to 195 占 폚; And a bottom temperature of 230 to 260 캜, 240 to 255 캜, or 243 to 248 캜; And the effect of purifying high boiling point impurities within this range is excellent.
상기 고비점 불순물은 TMP보다 비점이 높은 물질로 일례로 알돌반응의 부산물일 수 있다.The high boiling point impurity is a substance having a boiling point higher than that of TMP, and may be, for example, a by-product of the aldol reaction.
일례로, 먼저 저비점 제거탑을 통해 크루드(crude) TMP 생성물에서 저비점 불순물을 제거한 후, 이어서 다시 고비점 제거탑을 통해 고비점 불순물을 제거하여 정제된 TMP를 수득한다.For example, purified TMP is obtained by first removing low boiling point impurities from the crude TMP product through a low boiling point removal column, and then removing high boiling point impurities again through a high boiling point removal column.
본 기재에서 제거탑은 일례로 증류탑일 수 있다.In the present description, the removal column may be, for example, a distillation column.
본 기재의 트리메틸올프로판의 제조방법은 일례로 유기용매로 DMB를 추출하는 단계 및 상기 유기용매를 정제하는 단계가 필요하지 않음으로써 제조단계가 단순하고 다단장치가 아닌 플래시 드럼을 사용함으로써 에너지 소비가 절감되는 효과가 우수하다.The method of producing trimethylolpropane according to the present invention is not limited to the steps of extracting DMB with an organic solvent and purifying the organic solvent, so that the manufacturing steps are simple and the flash drum is used instead of a multi-stage device, The effect to be saved is excellent.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.
[실시예][Example]
실시예Example 1 One
도 2와 같이 설치된 장치에 n-부티르알데히드(B) 및 포름알데히드(F)를 몰비(B:F) 1:2로 하고, 촉매로 TEA를 n-부티르알데히드 1몰 당 0.03몰의 비율을 투입하여 온도 50℃, 2시간 동안 알돌반응기에서 알돌반응을 실시하였다. 상기 알돌반응 생성물을 수분 및 포름알데히드 선 제거기에서 다음 하기 표 1의 조건으로 온도 87℃ 및 압력 400 mmHg 조건 하에 상부로 수분 85 중량% 및 포름알데히드 96 중량%를 제거하였다. 상기 선 제거기의 하부로 배출된 흐름(DMB 용액)을 수첨 반응기로 이송하여 수소 첨가에 의해 크루드 TMP로 제조된 다음, 하기 표 1의 조건으로 저비점 제거탑 및 고비점 제거탑을 통과하여 최종 정제된 TMP를 수득하였다.(B: F) at a molar ratio (B: F) of 1: 2 was fed to a reactor equipped with the apparatus shown in Fig. 2 at a ratio of 0.03 mol of TEA per 1 mol of n-butyraldehyde as a catalyst And the aldol reaction was carried out in an aldol reactor at a temperature of 50 ° C for 2 hours. The aldol reaction product was removed from water and formaldehyde line remover at a temperature of 87 캜 and a pressure of 400 mmHg under the conditions shown in Table 1 below to remove 85% by weight of moisture and 96% by weight of formaldehyde. (DMB solution) discharged to the lower portion of the line remover was transferred to a hydrogenation reactor and hydrogenated to produce Crude TMP. The resulting product was passed through a low boiling point eliminating column and a high boiling point eliminating column under the conditions shown in Table 1 below, Gt; TMP < / RTI >
이 때, 수득된 TMP는 투입된 n-부티르알데히드에 대한 TMP 회수율은 97.5%이고, 순도는 99.99% 이상이었다. At this time, the obtained TMP had a 97.5% recovery of TMP against the added n-butyraldehyde and a purity of 99.99% or more.
상기 공정에 따른 총 에너지 사용량은 4.63 Gcal/hr 이었다.The total energy consumption according to the process was 4.63 Gcal / hr.
실시예Example 2 2
상기 실시예 1에서 수분 및 알코올 선 제거기에서 하기 표 1의 조건으로 온도 91℃ 및 압력 400 mmHg 조건 하에 상부로 수분을 90 중량% 및 포름알데히드를 97 중량%를 제거하였다. 상기 선 제거기의 하부로 배출된 흐름(DMB 용액)을 수첨반응기로 이송하여 수소 첨가에 의해 크루드 TMP로 제조된 다음, 하기 표 1의 조건으로 저비점 제거탑 및 고비점 제거탑을 통과하여 최종 정제된 TMP를 각각 수득한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. In Example 1, 90% by weight of moisture and 97% by weight of formaldehyde were removed from the upper part under conditions of the temperature of 91 ° C and the pressure of 400 mmHg in the condition of Table 1 in the moisture and alcohol eliminator. (DMB solution) discharged to the lower portion of the line remover was transferred to a hydrogenation reactor and hydrogenated to produce Crude TMP. The resulting product was passed through a low boiling point eliminating column and a high boiling point eliminating column under the conditions shown in Table 1 below, Gt; TMP < / RTI > was obtained, respectively.
이 때, 수득된 TMP는 투입된 n-부티르알데히드에 대한 TMP 회수율은 97.5%이고, 순도는 99.99% 이상이었다.At this time, the obtained TMP had a 97.5% recovery of TMP against the added n-butyraldehyde and a purity of 99.99% or more.
상기 공정에 따른 총 에너지 사용량은 4.49 Gcal/hr 이었다.The total energy consumption according to the process was 4.49 Gcal / hr.
실시예Example 3 3
상기 실시예 1에서 수분 및 알코올 선 제거기에서 하기 표 1의 조건으로 온도 102℃ 및 압력 400 mmHg 조건 하에 상부로 수분을 90 중량% 및 포름알데히드를 99 중량% 제거하였다. 상기 선 제거기의 하부로 배출된 흐름(DMB 용액)을 수첨반응기로 이송하여 수소 첨가에 의해 크루드 TMP로 제조된 다음, 하기 표 1의 조건으로 저비점 제거탑 및 고비점 제거탑을 통과하여 최종 정제된 TMP를 각각 수득한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. In the above Example 1, 90% by weight of moisture and 99% by weight of formaldehyde were removed from the upper portion under the conditions of the following Table 1 at a temperature of 102 ° C and a pressure of 400 mmHg. (DMB solution) discharged to the lower portion of the line remover was transferred to a hydrogenation reactor and hydrogenated to produce Crude TMP. The resulting product was passed through a low boiling point eliminating column and a high boiling point eliminating column under the conditions shown in Table 1 below, Gt; TMP < / RTI > was obtained, respectively.
이 때, 수득된 TMP는 투입된 n-부티르알데히드에 대한 TMP 회수율은 97.5%이고, 순도는 99.99% 이상이었다.At this time, the obtained TMP had a 97.5% recovery of TMP against the added n-butyraldehyde and a purity of 99.99% or more.
상기 공정에 따른 총 에너지 사용량은 4.36 Gcal/hr 이었다.The total energy consumption according to the process was 4.36 Gcal / hr.
비교예Comparative Example 1 One
하기 도 1과 같이 설치된 장치로 n-부티르알데히드(B) 및 포름알데히드(F)를 몰비(B:F) 1:2로 하고, 촉매로 TEA를 n-부티르알데히드 1몰 당 0.03몰의 비율을 투입하여 온도 50℃, 2시간 동안 알돌반응기에서 알돌반응을 실시하였다. 상기 알돌반응기 생성물을 추출기에서 하기 표 1의 조건으로 DMB를 추출하였고, 이후 수첨반응 후 생성된 크루드 TMP를 하기 표 1의 조건으로 저비점 불순물 및 고비점 불순물을 제거하고 유기 용매를 정제하여 최종 정제된 TMP와 유기 용매를 각각 수득하였다.(B: F) molar ratio (B: F) of 1: 2 was used as n-butyraldehyde (B) and formaldehyde (F) And the aldol reaction was carried out in an aldol reactor at a temperature of 50 DEG C for 2 hours. The aldol reactor product was extracted with DMB under the conditions shown in Table 1 below, and then the crude TMP produced after the hydrogenation reaction was subjected to the purification of the organic solvent by removing the low-boiling impurities and high boiling point impurities under the conditions shown in Table 1 below, Gt; TMP < / RTI > and an organic solvent, respectively.
수득된 TMP는 투입된 n-부티르알데히드에 대한 TMP 회수율은 97.5%이고, 순도는 99.99% 이상이었다.The obtained TMP had a 97.5% recovery of TMP against the charged n-butyraldehyde and a purity of 99.99% or more.
상기 공정에 따른 총 에너지 사용량은 4.71 Gcal/hr 이었다.The total energy consumption according to the process was 4.71 Gcal / hr.
[시험예] [Test Example]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 TMP의 회수율, 순도 및 물 제거율의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.The characteristics of recovery, purity and water removal rate of TMP prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.
측정방법How to measure
* TMP 회수율(%): 반응에 의한 TMP 생산량 대비 최종 TMP 제품의 비* TMP recovery (%): ratio of final TMP product to TMP production by reaction
* TMP 순도(%): 최종 TMP 제품 내 순수한 TMP의 비* TMP Purity (%): Ratio of pure TMP in final TMP product
* 물 제거율(중량%): 알돌 반응물 내 물의 양 대비 제거된 물의 양의 비* Water removal rate (% by weight): The ratio of the amount of water removed to the amount of water in the aldol reaction
드럼Flash
drum
(Kg/hr)Solvent flow rate
(Kg / hr)
(Kg/hr)Major substance loss
(Kg / hr)
제거탑Low boiling point
Removal tower
(mmHg)Top pressure
(mmHg)
제거탑High point
Removal tower
(mmHg)Top pressure
(mmHg)
(Gcal/hr)Reb. Q
(Gcal / hr)
정제탑Organic solvent
Tablet tower
(mmHg)Top pressure
(mmHg)
(Gcal/hr)Total energy usage
(Gcal / hr)
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 기재의 실시예 1 내지 3은 종래기술인 비교예 1과 대비하여 TMP 회수율과 순도는 유지되면서 총 에너지 사용량이 4.71 Gcal/hr에서 4.36 Gcal/hr, 4.49 Gcal/hr 및 4.63 Gcal/hr로 각각 1.7%, 4.7 % 및 7.4%로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한, 종래기술인 비교예 1은 추출제로 2-에틸헥산올을 사용하는 추출단계 및 이를 제거하기 위한 유기용매 정제단계가 필수적이므로 공정이 복잡한데 비해 본 기재는 추출단계 및 유기용매 정제단계가 필요치 않으므로 공정이 단순하고 에너지 소비가 크게 절감되어 생산성이 우수한 효과가 있었다.As shown in Table 1, Examples 1 to 3 of the present invention show that the total energy consumption is 4.36 Gcal / hr and 4.49 Gcal / hr at 4.71 Gcal / hr while maintaining the TMP recovery rate and purity as compared with Comparative Example 1 of the prior art. And 4.63 Gcal / hr, respectively, to 1.7%, 4.7% and 7.4%, respectively. In addition, since Comparative Example 1, which is a prior art, requires an extraction step using 2-ethylhexanol as an extraction agent and an organic solvent purification step to remove the organic solvent, it is necessary to perform an extraction step and an organic solvent purification step The process was simple and the energy consumption was greatly reduced, and the productivity was excellent.
Claims (15)
a) an aldol reactor in which n-butyraldehyde and formaldehyde are aldol-reacted in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylolbutane); b) a water and formaldehyde line remover which removes some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB; c) a hydrogenation reactor for producing TMP (trimethylol propane) by hydrogenating the DMB from which the water and formaldehyde have been removed; And d) a purification apparatus for purifying the TMP.
상기 d) 정제장치는 i) 상기 TMP로부터 저비점 불순물을 제거하는 저비점 제거탑, 및 ii) 상기 TMP로부터 고비점 불순물을 제거하는 고비점 제거탑을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the d) purification apparatus comprises: i) a low boiling point removal column for removing low boiling point impurities from the TMP; and ii) a high boiling point removal column for removing high boiling point impurities from the TMP.
상기 a) 알돌 반응기에서 아민 화합물은 트리메틸아민, 트리에틸아민 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the amine compound in the aldol reactor a) is trimethylamine, triethylamine or a mixture thereof.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 제거된 포름알데히드 수용액을 알돌 반응기로 이송하는 이송배관이 결합된 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the b) water and formaldehyde line eliminator are combined with a transfer pipe for transferring the removed aqueous formaldehyde solution to the aldol reactor.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물 내 수분 100 중량% 중에서 10 내지 99 중량% 및 포름알데히드 100 중량% 중 10 내지 100 중량% 범위 내에서 제거하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the b) water and formaldehyde line eliminator is removed in an amount of 10 to 99% by weight in 100% by weight of water in the aldol reaction product containing DMB and 10 to 100% by weight in 100% by weight of formaldehyde Apparatus for the production of ol propane.
상기 b) 수분 및 포름알데히드 선 제거기는 플래쉬 드럼(flash drum)을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the b) water and formaldehyde line eliminator comprises a flash drum.
상기 트리메틸올프로판의 제조장치는 유기용매 정제탑 및 추출기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the apparatus for producing trimethylolpropane does not contain an organic solvent purification tower and an extractor.
2) 상기 1) 단계의 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물에서 수분 및 포름알데히드의 일부 또는 전부를 제거하는 단계;
3) 상기 2) 단계에서 수분 및 포름알데히드가 제거된 DMB를 수소 첨가 반응시켜 TMP(트리메틸올프로판)를 생성하는 단계; 및
4) 상기 3) 단계에서 수득한 생성물을 증류하여 저비점 불순물 및 고비점 불순물을 제거하여 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
1) Aldol reaction of n-butyraldehyde and formaldehyde in the presence of an amine compound as a catalyst to produce DMB (2,2-dimethylol butane);
2) removing some or all of water and formaldehyde from the aldol reaction product comprising the DMB of step 1);
3) hydrogenating TMB (trimethylol propane) by DMB in which water and formaldehyde are removed in step 2); And
4) distilling the product obtained in the step 3) to remove low boiling point impurities and high boiling point impurities and purifying the trimethylol propane.
상기 1) 단계의 아민 화합물은 트리메틸아민, 트리에틸아민 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the amine compound in step 1) is trimethylamine, triethylamine or a mixture thereof.
상기 2) 단계에서 제거한 수분 및 포름알데히드는 상기 1) 단계로 이송되어 재이용되는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The water and the formaldehyde removed in the step 2) are transferred to the step 1) and reused.
상기 2) 단계에서 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물 내 수분 100 중량% 중에서 10 내지 99 중량%를 제거하고 포름알데히드 100 중량% 중에서 10 내지 100 중량% 범위 내에서 제거하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein 10 to 99% by weight of 100% by weight of water in the aldol reaction product containing DMB is removed in step 2), and 10 to 100% by weight of 100% by weight of formaldehyde is removed. Gt;
상기 2) 단계에서 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물은 플래시 드럼(flash drum)에서 온도 85 내지 105℃ 및 압력 350 내지 450mmHg 조건 하에서 수분 및 포름알데히드를 제거하는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the aldol reaction product containing DMB in the step 2) is removed from a flash drum under a condition of a temperature of 85 to 105 ° C and a pressure of 350 to 450 mmHg to remove water and formaldehyde.
상기 4) 단계에서 저비점 불순물의 제거는 저비점 제거탑을 통해 압력 35 내지 65 mmHg, 탑정 온도 100 내지 135℃ 및 탑저 온도 215 내지 240℃ 조건 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the removal of the low boiling point impurities is carried out at a pressure of 35 to 65 mmHg through a low boiling point removal tower at a temperature of from 100 to 135 DEG C and a temperature of from 215 to 240 DEG C at step 4).
상기 4) 단계에서 고비점 불순물의 제거는 고비점 제거탑을 통해 압력 10 내지 30 mmHg, 탑정 온도 180 내지 210℃ 및 탑저 온도 230 내지 260℃ 조건 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the removal of the high boiling point impurities in the step 4) is carried out through a high boiling point removal tower at a pressure of 10 to 30 mmHg, a top temperature of 180 to 210 ° C and a bottom temperature of 230 to 260 ° C .
상기 트리메틸올프로판의 제조방법은 유기용매로 DMB를 포함하는 알돌반응 생성물을 추출하는 단계 및 유기용매를 정제하는 단계를 포함하지 않은 것을 특징으로 하는 트리메틸올프로판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the method for producing trimethylolpropane does not include extraction of an aldol reaction product containing DMB with an organic solvent and purification of an organic solvent.
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