KR20190021710A - 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠 - Google Patents

모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 반응에 사용된 촉매 재생시 손실되는 기체 상태의 요오드를 선택적으로 회수할 수 있고, 회수된 요오드 및 재생된 촉매를 이용하여 반응을 진행하여 공정의 효율성이 향상되는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠에 관한 것이다.

Description

모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠{PREPARING METHOD OF MONO-IODO BENZENE AND MONO-IODO BENZENE OBTAINED THEREFROM}
본 발명은 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반응에 사용된 촉매 재생시 손실되는 기체 상태의 요오드를 선택적으로 회수할 수 있고, 회수된 요오드 및 재생된 촉매를 이용하여 반응을 진행하여 공정의 효율성이 향상되는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠에 관한 것이다.
불균일 촉매반응에서 피독된 촉매의 재생시 배출되는 exhaust gas 는 scrubber 를 통하여 caustic soda로 중화처리를 하는 것이 일반적이다. 할로겐 원소를 포함하는 exhaust gas 를 scrubber 에서 caustic soda 를 이용하여 중화처리할 경우, 할로겐 원소는 caustic soda 와 반응하여, 수용액내에 염으로 존재한다. 염상태의 할로겐 원소의 회수나 분리를 위해서는 산처리를 필요로 하게되어, 많은 양의 폐수가 발생하게 된다.
특히 촉매 재생시 배출되는 exhaust gas 에는 피독된 촉매내 coke 으로 존재하는 hydrocarbon 물질의 burning 으로 발생하는 다량의 CO/CO2 를 포함하고 있다. 다량의 CO/CO2 는 역시 scrubber 에서 caustic soda 와 반응하여 NaHCO3 를 생성하고, 물에 대한 용해도가 높은 NaHCO3는 수용액에 포화상태로 존재한다. 할로겐 원소를 회수하기 위한 산을 이용한 중화 처리를 할 경우, 역시 NaHCO3 의 중화에 많은 양의 산이 소모되고 따라서 많은 양의 폐수가 발생하게 된다.
요오드를 포함하는 물질의 화학반응에서 사용된 촉매는 피독된 후, 재생시 요오드 원소가 CO/CO2 와 함께 가스형태로 배출된다. 할로겐 원소가 포함되어 있는 물질의 반응이 포함되어 있는 화학 프로세스에서는 할로겐 원소의 상대적으로 높은 가격 과 대기/토양 오염과 관련되어, 폐수 와 대기로 방출되는 할로겐 원소의 회수 나 분리가 필요하다. 현재까지 알려진 할로겐 원소의 회수 나 분리 기술은 주로 액상에 존재하는 할로겐 원소의 회수, 더하여 액상내 수백 ppm 의 저농도로 존재하는 할로겐 원소의 회수 기술로 한정되어 있다.
알려진 가스 상태의 할로겐 원소 회수 나 분리 기술은 caustic soda 를 이용한 중화 방법으로 많은 양의 폐수가 발생하는 방법들이다. 이에 더하여 지금까지 알려진 할로겐 원소의 가스 상태에서의 회수 방법은 혼합가스로부터의 할로겐 원소의 회수가 아닌, 저농도 할로겐 원소가 함유된 공기에서의 분리에 한정되어 있다.
이에 고농도의 요오드를 혼합가스로부터 선택적으로 분리 및 회수하고, 회수된 요오드를 요오드 화합물 반응에 재사용하기 위한 기술 개발이 필요하다.
본 발명은 반응에 사용된 촉매 재생시 손실되는 기체 상태의 요오드를 선택적으로 회수할 수 있고, 회수된 요오드 및 재생된 촉매를 이용하여 반응을 진행하여 공정의 효율성이 향상되는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 모노-요오드 벤젠의 제조 방법으로부터 제조된 모노-요오드 벤젠을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, (1) 제올라이트 촉매 존재하에, 디-요오드 벤젠 및 트리-요오드 벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 포함하는 반응물로부터 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계; (2) 상기 모노-요오드 벤젠 제조단계 이후, 비활성화된 제올라이트 촉매를 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 소성시키는 단계; (3) 상기 소성단계에서 발생하는 요오드 및 탄소산화물을 포함한 기체 혼합물을 활성탄에 흡착시키는 단계; (4) 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계; (5) 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계; 및 (6) 상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계를 포함하는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 모노-요오드 벤젠의 제조 방법에 의해 얻어지는 모노-요오드 벤젠이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
발명의 일 구현예에 따르면, (1) 제올라이트 촉매 존재하에, 디-요오드 벤젠 및 트리-요오드 벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 포함하는 반응물로부터 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계; (2) 상기 모노-요오드 벤젠 제조단계 이후, 비활성화된 제올라이트 촉매를 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 소성시키는 단계; (3) 상기 소성단계에서 발생하는 요오드 및 탄소산화물을 포함한 기체 혼합물을 활성탄에 흡착시키는 단계; (4) 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계; (5) 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계; 및 (6) 상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계를 포함하는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 상술한 특정의 모노-요오드 벤젠의 제조 방법을 이용하면, 비활성촉매의 재생과정에서 발생하는 기체 혼합물 가운데 요오드 기체를 상대적으로 고함량으로 활성탄에 흡착시킬 수 있고, 활성탄에 흡착된 요오드 및 탄소산화물 가운데 요오드를 선택적으로 탈착시켜 회수함으로써 모노-요오드 벤젠 합성 초기반응에 재사용할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
구체적으로, 반응을 통해 피독되어 비활성 상태인 촉매의 재생과 동시에 반응기에 잔류하는 반응물인 요오드를 회수할 수 있기 때문에, 재생된 촉매와 회수된 요오드를 이용하여 모노-요오드 벤젠 합성반응공정을 다시 진행할 수 있다는 점에서 공정상의 높은 효율성을 구현할 수 있다.
특히, 기체상태의 요오드와 탄소산화물의 혼합기체로부터 높은 비율의 요오드를 흡착해내는 것은, 기체상태의 요오드에 대한 활성탄의 작용에 따른 것으로 보이며, 승온온도범위를 조절하는 간단한 공정을 통해 흡착된 요오드와 탄소산화물로부터 선택적으로 요오드를 탈착할 수 있는 것은, 활성탄의 온도변화에 따른 요오드와 탄소산화물간 탈착율 차이에 따른 것으로 보인다.
이하에서는, 상기 일 구현예의 모노-요오드 벤젠의 제조 방법의 세부 단계별로 자세히 살펴보기로 한다.
(1) 제올라이트 촉매 존재하에, 디-요오드 벤젠 및 트리-요오드 벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 포함하는 반응물로부터 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계
상기 제올라이트 촉매는 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 포함하는 반응물로부터 트랜스 요오드화 반응에 사용되는 제올라이트 촉매로서, 상기 제올라이트 촉매는 Si/Al의 몰비가 5 내지 100이고, 이온 교환량의 2% 내지 50%가 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속으로 이온 교환된 것이다.
본 발명에서 '멀티-요오드화 벤젠' 이란, 모노-요오드 벤젠, 디-요오드 벤젠, 트리-요오드 벤젠 등 벤젠의 수소 하나 이상이 요오드로 치환된 벤젠을 지칭한다. 또한, 본 발명에서 '트랜스 요오드화 반응' 이란 분자 내에 함유된 요오드 원자의 분자 내에서의 이동(이성질체화) 또는 분자 간의 이동을 포함하는 반응으로, 부가 가치가 높은 엔지니어링 고분자인 폴리페닐설파이드 (poly phenyl sulfide, PPS) 합성을 위한 원료로 사용되는 모노-요오드 벤젠(mono-iodo benzene, MIB) 및 p-디-요오드 벤젠(p-di-iodo benzene, p-DIB)의 제조에 매우 유용하게 이용될 수 있다. PPS의 주원료인 p-DIB를 벤젠과 요오드로부터 효과적으로 생산하기 위해서는 옥시 요오드화 반응 및 트랜스 요오드화 반응이 결합되어야 하며, 아래의 도 1에 도시된 반응 공정 개략도(Scheme)에 제안된 것과 같은 공정을 포함할 수 있다.
도 1의 공정 개략도에 따르면, 벤젠과 요오드로부터 옥시 요오드화 반응을 거쳐, p-DIB를 제조하고, 이 제조 과정에서 생성된 부반응물들 중에서 벤젠 및 MIB는 증류과정을 거쳐 옥시 요오드화 반응기에 되돌려지며, m-디-요오드 벤젠(m-di-iodo benzene, m-DIB), o-디-요오드 벤젠(o-di-iodo benzene, o-DIB) 및 트리-요오드 벤젠(tri-iodo benzene, TIB) 등과 같은 멀티-요오드화 벤젠은 결정화 과정을 거쳐 분리된 후, 트랜스 요오드화 반응기로 보내져 다시 MIB로 전환되어 옥시 요오드화 반응기로 보내지게 된다. 이와 같이 공정이 구성되면, m-DIB, o-DIB 및 TIB 등과 같은 부반응물들이 생성되어도 요오드의 손실 없이 효과적으로 회수 및 재사용이 가능하다.
본 발명에서 제안된 공정의 핵심은 옥시 요오드화 반응 및 트랜스 요오드화 반응에 있으며, 특히 옥시 요오드화 반응의 부산물인 m-DIB, o-DIB 및 TIB 등을 이용한 트랜스 요오드화 반응에 있다. 이들 두 반응에서 방향족 요오드화 화합물의 손실이 발생하게 되면, 경제성에 치명적인 영향을 미치게 된다. 따라서, 요오드의 손실을 최소화할 수 있는 옥시 요오드화 반응 및 트랜스 요오드화 반응에 대한 연구가 필요하며, 이에 적합한 촉매로서, 상기 구현예에 따른 양이온 교환 제올라이트 촉매를 사용할 수 있다.
상기 제올라이트 촉매는 상기 트랜스 요오드 반응을 통해 MIB 및 p-DIB를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 바람직하게는 MIB를 제조하는 데 사용될 수 있다. 특히, 상기 제올라이트 촉매는 트랜스 요오드화 반응에 있어서, 모노-요오드 벤젠에 대한 선택도를 높게 하고, 장시간 사용하여도 촉매의 활성 저하가 완화되어 촉매의 수명을 향상시킬 수 있다.
이 때, 상기 제올라이트 촉매의 Si/Al 몰비는 상기 범위 내에서 바람직하게 5 내지 15인 것을 사용할 수 있다. Si/Al 몰비가 5 내지 15의 범위의 것이 촉매의 트랜스 요오드화 반응 활성을 높게 유지하는 데 유리하다.
또한, 상기 양이온 교환에 사용되는 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속은 그 구성의 제한이 없이 선택될 수 있으나, 바람직하게는 나트륨(Na), 또는 칼륨(K)으로 교환하여 사용할 수 있다. 양이온 교환의 정도는 전체 이온 교환량의 2% 내지 50% 범위 내에서, 교환되는 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속의 양이온의 종류에 따라 결정할 수 있다. 바람직하게는 나트륨(Na) 이온으로 양이온 교환하는 경우, 전체 이온 교환량의 20% 내지 50%가 바람직하며, 칼륨(K) 이온으로 양이온 교환하는 경우, 전체 이온 교환량의 전체 이온 교환량의 10% 내지 50%가 바람직하다. 상기 범위 내로 양이온 교환한 촉매를 사용하여 트랜스 요오드화 반응을 진행하는 경우, 모노-요오드 벤젠의 선택도가 높게 나타나고, 촉매의 활성 저하 현상이 적게 관찰된다. 이 때, 양이온 성분의 이온 교환량이 2% 미만인 경우에 이러한 촉매 활성 효과를 얻을 수 없으며, 이온 교환량이 50%를 초과하게 되면, 촉매가 갖고 있는 산점이 너무 감소되어 트랜스 요오드화 반응활성의 저하를 가져올 수 있다.
상기 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속을 이용한 양이온 교환 반응에 대한 구체적인 반응 조건 및 방법 등은 제올라이트 촉매의 이온 교환 반응에 적용할 수 있는 것으로 알려진 정도에서 별도의 한정 없이 사용될 수 있다.
한편, 상기 양이온 교환 제올라이트를 제작하기 위해 사용될 수 있는 촉매는 Y, BEA, 및 ZSM-5 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로부터, 선택하여 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속으로 양이온 교환하여 사용할 수 있다. 양이온 교환 제올라이트의 제작에 사용되는 촉매는 제올라이트 계열의 고체산 촉매로서 산의 세기 및 기공의 구조 등으로 특징지어진다. 제올라이트 촉매의 강한 산성도는 암모늄 이온으로 이온 교환한 후 소성을 하여 수소 이온으로 전환할 때 생긴다. 대표적인 제올라이트 촉매로는 Y, BEA, ZSM-5, Mordenite 등이 있으며, 산성도 및 세공크기 등을 조절하기 위하여 전이금속, 희토류 금속, 알칼리 금속, 알칼리토 금속 등으로 이온교환 또는 담지하여 사용할 수 있다. 본 발명의 상기 구현예에 따른 촉매를 제작하기 위해서는 수소 이온으로 이온 교환된 H+ 형의 제올라이트를 사용하여, 양이온 교환하는 것이 바람직하며, 산성인 HY, HBEA, HZSM-5 등의 제올라이트 촉매를 사용할 수 있다.
상기 구현예에 따른 모노-요오드 벤젠의 제조에 있어서, 반응물인 멀티-요오드화 벤젠에 벤젠을 첨가하게 되면, MIB의 선택도 및 촉매의 비활성화에 긍정적인 효과를 가져온다. 특히, 촉매의 비활성화 속도를 감소시키는 데 결정적인 역할을 한다. 촉매의 비활성화 속도를 감소시키는 정도와 MIB의 선택도 증가 효과는 반응물에 함유된 벤젠의 양이 많을수록 큰 것을 관찰하였다.
따라서, 상기 트랜스 요오드화 반응을 통해서 생성되는 MIB의 선택도를 높이고 촉매의 비활성화를 방지하기 위해서는 벤젠/멀티-요오드화 벤젠의 몰비가 2:1 이상인 것이 바람직하고, 매우 선택적으로 MIB를 얻기 위해서는 벤젠/멀티-요오드화 벤젠의 몰비가 3:1 이상인 것이 더욱 바람직하며, 충분한 요오드의 공급을 위해서는 벤젠/멀티-요오드화 벤젠의 몰비가 25:1 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이, 반응물에 벤젠을 첨가하는 것은 멀티-요오드화 벤젠으로부터 MIB를 안정적으로 얻는데 결정적인 역할을 한다.
상기 트랜스 요오드화 반응에 있어서, 촉매 및 반응물의 선택을 제외한 나머지 공정 조건은 특별히 한정되지 않으나, 트랜스 요오드화 반응에 있어서는 반응온도의 중요성이 다른 반응에 비하여 크다고 할 수 있다.
반응온도가 낮을수록 부반응이 줄게 되어 초기 MIB의 선택도는 높으나, 촉매 내의 코크 침적으로 촉매의 활성이 빠르게 감소할 염려가 있으며, 반응온도가 지나치게 높으면 MIB의 초기 선택도가 감소할 염려가 있으므로 반응온도의 최적화가 필요하다. 따라서, 본 발명의 트랜스 요오드화 반응은 120 ℃ 내지 250 ℃의 온도에서 실시하는 것이 MIB의 선택도 및 촉매 활성 유지를 위해서 바람직하며, 160 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 반응시키는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 반응압력 역시 반응온도만큼이나 촉매의 비활성화 측면에서는 매우 중요한 변수이다. 반응 압력은 일정 압력 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 반응물에 포함되어 있는 벤젠이 액상이 아닌 기상상태로 존재할 수 있는 압력 이하로 유지하는 것이 매우 바람직하다. 압력이 이보다 높아지게 되면, 촉매의 비활성화가 더욱 급격히 진행될 수 있으므로, 상기 반응온도인 120 ℃ ~ 250 ℃의 범위 내에서는 대기압 정도의 반응압력을 유지하는 것이 바람직하고, 벤젠이 액화할 수 있는 압력인 10 기압 이하로 반응압력을 유지하는 촉매의 비활성화 방지 측면에서 바람직하다.
(2) 상기 모노-요오드 벤젠 제조단계 이후, 비활성화된 제올라이트 촉매를 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 소성시키는 단계
상기 모노-요오드 벤젠 제조단계에서의 트랜스 요오드화 반응을 장시간 진행할 경우에는 일정시간이 경과 후부터 반응활성 및 MIB의 선택도가 저하되는 현상이 나타난다.
이와 같이 촉매 성능저하가 일어나는 것은 코크의 침적에 의한 것으로 해석되며, 그 침적량이 특정 양을 넘어서면 급속히 활성이 저하되는 것으로 해석된다. 촉매 내의 코크 침적을 근본적으로 막기는 힘들며, 생성속도를 최소화 하는 것이 촉매 수명을 연장하는 데 중요하다. 코크 침적에 의하여 촉매활성이 떨어질 경우는 코크를 제거하기 위한 재생 과정을 거쳐 재사용하는 것이 바람직하다
이 때, 상기 비활성화된 제올라이트 촉매는 산소 또는 공기 분위기 하에서 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 소성 처리하여 재사용할 수 있다.
(3) 상기 소성단계에서 발생하는 요오드 및 탄소산화물을 포함한 기체 혼합물을 활성탄에 흡착시키는 단계
상기 소성단계에서는 촉매반응기안에 존재하는 요오드화합물과 촉매내 기공에 존재하는 요오드 고리가 연결된 멀티 벤젠링 화합물, 즉 코크 물질의 연소로 인해 기체상태의 요오드와 탄소산화물이 질소와 함께 발생하게된다.
구체적으로, 상기 기체 혼합물은 0.1 부피 % 내지 10 부피%의 요오드 기체, 15 부피% 내지 24 부피%의 탄소산화물 기체 및 70 부피 % 내지 80 부피%의 질소 기체를 포함할 수 있다.
이러한 기체 혼합물은 반응기 후단에 위치한 활성탄 칼럼으로 이동하여, 활성탄 칼럼 내부에 충진된 활성탄에 의해 흡착될 수 있다. 상기 흡착시 온도와 압력이 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 20 ℃ 내지 30 ℃의 상온 및 상압에서 진행될 수 있다.
한편, 상기 활성탄 내부에 흡착된 성분의 함량을 TGA와 이온크로마토그래피(IC)를 통해 확인한 결과, 상기 활성탄 100 중량부에 대하여 80 중량부 내지 90 중량부의 함량으로 요오드 및 탄소산화물이 흡착될 수 있다. 즉, 상기 기체 혼합물의 대다수를 차지하는 질소의 경우 활성탄에 흡착되는 비율이 매우 적은 반면, 기체 혼합물 내부의 요오드, 탄소산화물은 대부분 활성탄에 흡착된 것을 확인할 수 있다.
이는 활성탄이 요오드 및 탄소산화물에 대해 선택적으로 높은 흡착력을 가지고 있기 때문이며, 이러한 활성탄의 흡착력에 의해 기체상태로 손실되기 쉬운 요오드 화합물을 효과적으로 회수할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 활성탄에 흡착된 요오드 100 중량부에 대하여 상기 활성탄에 흡착된 탄소산화물 함량은 25 중량부 이하, 또는 1 중량부 내지 25 중량부일 수 있다. 즉, 상기 활성탄에 의한 흡착시, 요오드가 활성탄에 대해 가장 높은 흡착력을 통해 고함량으로 흡착될 수 있다. 기체 혼합물 내에서 0.1 부피 % 내지 10 부피%로 미량을 차지했던 요오드가 최종 활성탄 내 흡착량에서는 탄소산화물보다 많은 양을 나타낸다는 점을 통해 이를 확인할 수 있다.
따라서, 상기 활성탄을 이용한 기체 혼합물의 흡착단계를 통해, 미량으로 잔류하는 요오드 기체에 대해서도 효과적으로 활성탄에 흡착시킬 수 있어, 손실되는 요오드의 함량을 최소화하여 공정의 효율성을 높일 수 있다.
상기 탄소산화물은 탄소와 산소의 화학적 결합으로 형성되는 화합물로서, 예를 들어 일산화탄소 또는 이산화탄소를 포함할 수 있다.
(4) 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계
상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃, 또는 20 ℃에서부터 80 ℃, 또는 50 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서는, 활성탄으로부터 탄소산화물이 선택적으로 탈착되고, 요오드는 활성탄에 흡착된 상태를 유지할 수 있는 온도범위로 조절하는 것을 특징으로 한다. 상기 활성탄의 승온방법의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 활성탄 칼럼을 가열된 질소나 외부 tracing 에 의해 가열하는 방법을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 활성탄으로부터 탈착되는 요오드 함량이 100 ppm 미만, 또는 0.1 ppm 내지 50 ppm, 또는 1 ppm 내지 20 ppm일 수 있다. 요오드의 끓는점인184 ℃ 이전의 온도에서도 일부의 요오드가 활성탄으로부터 탈착되는 것은 요오드의 승화성에 따른 것으로 판단된다.
상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식1에 의한 요오드 탈착율이 1 % 미만, 또는 0.01% 내지 0.5%, 또는 0.05% 내지 0.2%일 수 있다.
[수학식1]
요오드 탈착율(%) = 탈착된 요오드 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm) x 100.
상기 수학식1에서, 상기 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm)은 활성탄에 흡착된 모든 요오드가 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 요오드 이온 함량을 의미하며, 상기 탈착된 요오드 함량(ppm)은 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서 탈착된 요오드가 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 요오드 이온 함량을 의미한다.
반면, 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식2에 의한 탄소산화물 탈착율은 95 % 이상, 또는 90% 내지 100%일 수 있다.
[수학식2]
탄소산화물 탈착율(%) = 탈착된 탄소산화물 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm) x 100.
상기 수학식2에서, 상기 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm)은 활성탄에 흡착된 모든 탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 NaHCO3 함량을 의미하며, 상기 탈착된 탄소산화물 함량(ppm)은 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서 탈착된 탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 NaHCO3 함량을 의미한다.
상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 활성탄으로부터 탈착되는 탄소산화물 함량이 1000 ppm 이상, 또는 1000 ppm 내지 2000 ppm일 수 있다. 이에 따라, 상기 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계 에서, 대다수의 탄소산화물이 활성탄으로부터 탈착되어 높은 선택도를 가지며 분리될 수 있다.
이처럼, 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시키는 단계에서는 활성탄에 흡착된 요오드와 탄소산화물의 탈착율이 현저한 차이를 보임에 따라, 상대적으로 요오드는 활성탄에 흡착시킨 상태를 유지하면서, 탄소산화물 대부분을 활성탄으로부터 탈착시켜 요오드와 탄소산화물의 분리시킬 수 있다. 승화성의 요오드가 90 ℃ 에서도 탈착되지 않는 것은, 활성탄에 흡착된 요오드의 탈착을 위해서는 활성탄과 요오드의 흡착에너지보다 높은 에너지가 필요하며, 90 ℃보다 높은 열에너지가 필요하기 때문인 것으로 보인다.
이에 따라, 요오드와 탄소산화물이 혼합된 기체 혼합물로부터 간단한 승온공정만으로 용이하게 요오드와 탄소산화물을 분리하여 높은 수율 및 선택도를 만족하면서 요오드 만을 회수할 수 있다.
한편, 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계 이후에, 탈착된 탄소산화물을 중화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탄소산화물의 중화는 알카리 용액, 구체적인 예로는 수산화나트륨 용액을 들 수 있다.
(5) 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계
상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃, 또는 90 ℃에서부터 400 ℃, 또는 90 ℃에서부터 380 ℃까지 승온시켜 요오드 탈착시키는 단계에서는, 상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계를 통해 활성탄에 흡착되고 있는 요오드가 선택적으로 탈착될 수 있다. 상기 활성탄의 승온방법의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 활성탄 칼럼을 가열된 질소나 외부 tracing 에 의해 가열하는 방법을 사용할 수 있다.
상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 활성탄으로부터 탈착되는 요오드 함량이 4000 ppm 이상, 또는 4000 ppm 내지 7000 ppm일 수 있다. 이에 따라, 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 대다수의 요오드가 활성탄으로부터 탈착되어 높은 선택도를 가지며 분리될 수 있다.
상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식3에 의한 요오드 탈착율이 70 % 이상, 또는 70% 내지 100%, 또는 70% 내지 80%일 수 있다.
[수학식3]
요오드 탈착율(%) = 탈착된 요오드 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm) x 100.
상기 수학식3에서, 상기 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm)은 활성탄에 흡착된 모든 요오드가 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 요오드 이온 함량을 의미하며, 상기 탈착된 요오드 함량(ppm)은 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서 탈착된 요오드가 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 요오드 이온 함량을 의미한다.
상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 활성탄으로부터 탈착되는 탄소산화물 함량이 0.1 ppm 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서는, 탄소산화물이 거의 분리되어 배출되지 않음을 확인할 수 있다.
상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식4에 의한 탄소산화물 탈착율은 1 % 미만, 또는 0% 내지 0.5%, 또는 0% 내지 0.2%일 수 있다.
[수학식4]
탄소산화물 탈착율(%) = 탈착된 탄소산화물 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm) x 100.
상기 수학식4에서, 상기 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm)은 활성탄에 흡착된 모든 탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 NaHCO3 함량을 의미하며, 상기 탈착된 탄소산화물 함량(ppm)은 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서 탈착된 탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 1000g을 기준으로 측정한 NaHCO3 함량을 의미한다.
한편, 상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계 이후에, 탈착된 요오드를 알카리 용액으로 중화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 알카리 용액의 예로는 수산화나트륨 용액을 들 수 있다.
(6) 상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계
상기 탈착된 요오드는 반응물로서 초기 반응이 진행되는 반응기로 직접 이동되거나 또는 요오드 저장 탱크로 이동시켜 저장할 수 있다. 상기 탈착된 요오드는 상술한 2단계의 승온공정을 통해 고순도를 가짐에 따라 별도의 정제공정 없이도 반응에 곧바로 적용될 수 있다.
다만 상술한 바와 같이, 필요에 따라 탈착된 요오드를 회수하는 단계 이전에, 상기 탈착된 요오드를 알카리 용액으로 중화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 알카리 용액의 예로는 수산화나트륨 용액을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계 이후에, 회수된 요오드를 벤젠과 반응시켜 멀티-요오드화 벤젠을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 벤젠과 요오드를 시작 물질로 하여 요오드화 벤젠을 합성하는 옥시 요오드화 반응은 느리게 진행되므로 보통 액체 상에서 질산이나 아세트산, 과산화수소와 황화은 등을 산화제로 사용하여 수행될 수 있다.
상기 회수된 요오드를 벤젠과 반응시켜 멀티-요오드화 벤젠을 제조하는 단계에서 얻어진 멀티-요오드화 벤젠은 상술한 제1단계의 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계의 반응물로 사용될 수 있다. 이처럼 손실되기 쉬운 요오드를 효과적으로 회수하여 반응물로 재사용하는 과정을 반복하게 되면, 전체적인 공정상의 효율성이 향상될 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 일 구현예의 모노-요오드 벤젠의 제조 방법에 의해 얻어지는 모노-요오드 벤젠이 제공될 수 있다. 상기 모노-요오드 벤젠의 제조 방법에 관한 내용은 상기 일 구현예에서 상술한 모든 내용을 포함할 수 있으며, 상기 다른 구현예의 모노-요오드 벤젠은 상기 일 구현예의 모노-요오드 벤젠의 제조방법을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반응에 사용된 촉매 재생시 손실되는 기체 상태의 요오드를 선택적으로 회수할 수 있고, 회수된 요오드 및 재생된 촉매를 이용하여 반응을 진행하여 공정의 효율성이 향상되는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법 및 이로부터 제조된 모노-요오드 벤젠이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스 요오드화 반응의 반응 공정을 간략히 도시한 것이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<합성예: 촉매의 합성>
합성예 1~2: 양이온/Na 교환 제올라이트 촉매
합성예 1 및 2의 Na 교환 제올라이트 촉매는 0.05N NaCl을 이용하여 이온교환하여 준비하였다. Albemarle Y411(Si/Al = 5.5) 제올라이트 촉매의 각각 20% (실시예 1), 30% (실시예 2)에 해당하는 0.05N NaCl의 양을 취하여 60 ℃에서 이온교환 한 뒤 증류수로 세척하였다. 위 과정을 1회 반복한 뒤, 110 ℃의 오븐에서 건조하였다. 최종적으로 이온교환 된 촉매를 550 ℃, 공기(air) 분위기 하에서 소성하여, Na 교환 제올라이트 촉매를 준비하였다.
합성예 3~4: 양이온/K 교환 제올라이트 촉매
합성예 3 및 4의 K 교환 제올라이트 촉매는 0.05N KNO3를 이용하여 이온교환하여 준비하였다. Albemarle Y411(Si/Al = 5.5) 제올라이트 촉매의 각각 10% (실시예 3), 20% (실시예 4)에 해당하는 0.05N KNO3의 양을 취하여 60 ℃에서 이온교환 한 뒤 증류수로 세척하였다. 위 과정을 1회 반복한 뒤, 110 ℃의 오븐에서 건조하였다. 최종적으로 이온교환 된 촉매는 550 ℃, 공기(air) 분위기 하에서 소성하여, K 교환 제올라이트 촉매를 준비하였다.
<실시예: 모노-요오드 벤젠의 제조 방법>
(1) 트랜스 요오드화 반응
상기 합성예 1~4에 의해 준비된 제올라이트 촉매를 이용하여, 트랜스 요오드화 반응을 하기와 같은 조건 하에서 수행하였다.
반응 시 압력손실 발생 및 반응물의 채널링(channeling)을 발생시키지 않도록, 분말 형태의 촉매를 프레스로 압착한 후, 300 ㎛ ~ 800 ㎛ 크기로 분쇄된 입자(granule)의 형태로 사용하였다.
반응기는 3/4" 지름의 스테인레스 스틸 관형 반응기를 사용하였으며, 입자(granule) 형태의 촉매 50 g을 반응기에 넣고 반응하였다.
촉매는 건조한 공기를 200 ml/min의 유속으로 흘려 주면서 200 ℃에서 2 시간 동안 전처리하였다. 반응물의 투입속도는 50 ml/h로 하였다.
상기 반응물은 벤젠과 1종 이상이 멀티-요오드화 벤젠을 포함하는 것으로, 멀티-요오드화 벤젠은 m-DIB 및 o-DIB가 주성분이며, MIB, p-DIB, 및 TIB도 일부 함유되어 있는 것을 사용하였다. 이때, 상기 반응물 중 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 3:7의 무게비(벤젠/멀티-요오드화 벤젠의 몰비는 16.5:1)로 혼합하여 사용하였다. 본 실험에 사용한 반응물 중 멀티-요오드화 벤젠(이하 Feed라 함)은 벤젠과 요오드의 옥시 요오드화 반응에 의하여 생성된 생성물 중 MIB 및 p-DIB를 분리해 내고 남은 잔류 성분을 의미한다.
상기와 같은 반응 조건하에서, 합성예 1~4의 촉매 50 g에 대하여, 반응물을 50 ml/hr로 주입하면서 250 ℃, 1 기압 조건에서 반응하였다. 일정시간 반응이 진행된 이후, 피독된 상태의 촉매를 얻었다.
(2) 촉매 재생 및 요오드 회수
상기 제조예의 피독촉매가 위치하는 반응기를 반응기 외부의 Furnace에 의해 500 ℃ 로 가열하고, 반응기 내로 질소가 희석된 공기를 주입하여 피독촉매를 소성시켰다. 이후, 요오드(약 0.3 부피%), 일산화탄소(CO)/이산화탄소(CO2)(약 24 부피%), 수증기(약 0.7 부피%) 및 질소(약 75 부피%)의 기체 혼합물이 반응기 후단에 위치한 활성탄 칼럼으로 배출되었고, 활성탄 칼럼 내에서 활성탄에 흡착되었다.
이후, 상기 활성탄 칼럼의 온도를 상온에서부터 90 ℃까지 승온시키면서, 발생하는 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2) 기체를 활성탄 칼럼 후단에 위치한 스크러버(scrubber)로 흘려보내 수산화나트륨 수용액(온도 : 25 ℃, 농도 : 2%, 부피 : 1000 ml)을 이용하여 중화시켰다.
이후, 상기 활성탄 칼럼의 온도를 90 ℃ 에서부터 380 ℃까지 승온시키면서, 발생하는 요오드 기체를 활성탄 칼럼 후단에 위치한 스크러버(scrubber)로 흘려보내 수산화나트륨 수용액(온도 : 25 ℃, 농도 : 2%, 부피 : 1000 ml)을 이용하여 중화시킨 후 회수하였다.
< 실험예 >
실험예1: 활성탄 흡착 함량 측정
상기 실시예의 피독촉매 재생공정에서, 활성탄에 흡착된 성분별 함량을 이온크로마토그래피(IC) 분석을 통해 측정하고, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
실시예의 실험예1 결과
구분 요오드(ppm) 일산화탄소/ 이산화탄소(ppm)
실시예 8180 1270
*ppm : 흡착된 요오드/탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 내 요오드 이온/ NaHCO3함량
상기 표1 에 나타난 바와 같이, 상기 실시예에서는 피독촉매의 재생공정에서 발생하는 요오드 기체 및 탄소산화물 기체를 활성탄을 이용하여 흡착시킬 수 있으며, 특히 요오드 기체에 대해 보다 우수한 흡착력을 나타냄을 확인할 수 있다.
실험예2: 요오드 탈착 함량/탈착율 측정
상기 실시예의 피독촉매 재생공정에서, 활성탄에 흡착되어 있던 요오드가 활성탄 승온구간별로 탈착되는 함량(ppm)을 측정하고, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다. 상기 탈착된 요오드 함량은, 탈착된 요오드가 함유된 NaOH 수용액 1000 g에 대한 이온크로마토그래피(IC) 분석을 통해 측정하였다.
또한, 하기 수학식을 통해 활성탄 온도변화에 따른 요오드의 탈착율을 계산하여, 하기 표2에 함께 나타내었다.
[수학식]
요오드 탈착율(%) = 탈착된 요오드 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm) x 100.
실시예의 실험예2 결과
활성탄 승온구간(℃) 50~80 80~90 90~350 350
(12시간)		 350~360 360~370 370~380 총계
요오드 탈착함량
(단위 : ppm)		 0 10 1390 2500 1500 600 300 6300
요오드 탈착율 (단위 : %) 0 0.1 17 30.5 18.3 7.3 3.8 77
* 350(12시간)은 350 ℃에 도달한 직후부터 12시간동안 온도를 유지시킨 구간을 의미함.
*ppm : 탈착된 요오드가 포집된 NaOH 수용액 내 요오드 이온 함량
상기 표2 에 나타난 바와 같이, 상기 실시예에서는 피독촉매의 재생공정에서 발생하는 요오드 기체 및 탄소산화물 기체를 활성탄을 이용하여 흡착시킨 후에, 열처리를 통한 활성탄 승온을 통해 탈착시킬 수 있다.
특히, 탄소산화물이 대부분 탈착되는 50~80 ℃ 구간(하기 표3 참조)에서 요오드는 탈착되지 않고, 80 ℃ 이상의 구간, 특히 90 ℃ 내지 380 ℃의 구간에서 대부분의 요오드가 탈착됨에 따라 요오드와 탄소산화물을 선택적으로 탈착시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
실험예3: 탄소산화물 탈착 함량/탈착율 측정
상기 실시예의 피독촉매 재생공정에서, 활성탄에 흡착되어 있던 탄소산화물, 예를 들어 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2)가 활성탄 승온구간별로 탈착되는 함량(ppm)을 측정하고, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다. 상기 탈착된 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2) 함량은, 탈착된 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2)가 함유된 NaOH 수용액 1000 g에 대한 이온크로마토그래피(IC) 분석을 통해 측정하였다.
또한, 하기 수학식을 통해 활성탄 온도변화에 따른 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2)의 탈착율을 계산하여, 하기 표3에 나타내었다.
[수학식]
탄소산화물 탈착율(%) = 탈착된 탄소산화물 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm) x 100.
실시예의 실험예3 결과
활성탄 승온구간(℃) 50~80 80~90 90~350 350
(12시간)		 350~360 360~370 370~380 총계
탄소산화물 탈착함량
(단위 : ppm)		 1150 120 0 0 0 0 0 1270
탄소산화물 탈착율 (단위 : %) 90.6 9.4 0 0 0 0 0 100
* 350(12시간)은 350 ℃에 도달한 직후부터 12시간동안 온도를 유지시킨 구간을 의미함.
*ppm : 탈착된 탄소산화물이 포집된 NaOH 수용액 내 NaHCO3함량.
상기 표3 에 나타난 바와 같이, 상기 실시예에서는 피독촉매의 재생공정에서 발생하는 요오드 기체 및 탄소산화물 기체를 활성탄을 이용하여 흡착시킨 후에, 열처리를 통한 활성탄 승온을 통해 탈착시킬 수 있다.
특히, 탄소산화물은 50~80 ℃ 구간에서 대부분 탈착되었고, 80~90 ℃ 구간에서 전체가 탈착완료되었음을 확인할 수 있다. 즉, 탄소산화물의 탈착은 50~90℃ 구간에서 완료되며, 90 ℃ 내지 380 ℃의 구간에서는 더 이상 탄소산화물이 탈착되지 않음을 확인할 수 있다. 이를 통해 활성탄에 흡착된 요오드와 탄소산화물은 승온 구간에 따라 탈착율이 상이하므로, 승온 구간을 조절하는 방법을 통해 선택적인 탈착이 가능함을 확인할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제올라이트 촉매 존재하에, 디-요오드 벤젠 및 트리-요오드 벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 멀티-요오드화 벤젠과 벤젠을 포함하는 반응물로부터 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계;
    상기 모노-요오드 벤젠 제조단계 이후, 비활성화된 제올라이트 촉매를 400 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 소성시키는 단계;
    상기 소성단계에서 발생하는 요오드 및 탄소산화물을 포함한 기체 혼합물을 활성탄에 흡착시키는 단계;
    상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계;
    상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계; 및
    상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계를 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식1에 의한 요오드 탈착율이 1 % 미만인, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법:
    [수학식1]
    요오드 탈착율(%) = 탈착된 요오드 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm) x 100.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식2에 의한 탄소산화물 탈착율이 95 % 이상인, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법:
    [수학식2]
    탄소산화물 탈착율(%) = 탈착된 탄소산화물 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm) x 100.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식3에 의한 요오드 탈착율이 70 % 이상인, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법:
    [수학식3]
    요오드 탈착율(%) = 탈착된 요오드 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 요오드 함량(ppm) x 100.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄을 90 ℃에서부터 450 ℃까지 승온시켜 요오드를 탈착시키는 단계에서, 하기 수학식4에 의한 탄소산화물 탈착율은 1 % 미만인, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법:
    [수학식4]
    탄소산화물 탈착율(%) = 탈착된 탄소산화물 함량(ppm) / 활성탄에 흡착된 전체 탄소산화물 함량(ppm) x 100.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기체 혼합물은 0.1 부피 % 내지 10 부피%의 요오드 기체, 15 부피% 내지 24 부피%의 탄소산화물 기체 및 70 부피 % 내지 80 부피%의 질소 기체를 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소성단계에서 발생하는 요오드 및 탄소산화물을 포함한 기체 혼합물을 활성탄에 흡착시키는 단계에서,
    상기 활성탄 100 중량부에 대하여 80 중량부 내지 90 중량부의 함량으로 요오드 및 탄소산화물이 흡착된, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 활성탄에 흡착된 요오드 100 중량부에 대하여 상기 활성탄에 흡착된 탄소산화물 함량은 25 중량부 이하인, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탄소산화물은 일산화탄소 또는 이산화탄소를 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄을 20 ℃에서부터 90 ℃까지 승온시켜 탄소산화물을 탈착시키는 단계 이후에,
    탈착된 탄소산화물을 중화시키는 단계를 더 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탈착된 요오드를 회수하는 단계 이후에,
    회수된 요오드를 벤젠과 반응시켜 멀티-요오드화 벤젠을 제조하는 단계를 더 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회수된 요오드를 벤젠과 반응시켜 멀티-요오드화 벤젠을 제조하는 단계에서 얻어진 멀티-요오드화 벤젠이 제1항의 모노-요오드 벤젠을 제조하는 단계의 반응물로 사용되는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트 촉매는,
    Si/Al의 몰비가 5 내지 100이고, 이온교환량의 2% 내지 50%가 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속으로 이온 교환된 양이온 교환 제올라이트 촉매를 포함하는, 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트 촉매는 Y, BEA, 및 ZSM-5 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 멀티-요오드화 벤젠은 m-디-요오드 벤젠, o-디-요오드 벤젠, 및 트리-요오드 벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 모노-요오드 벤젠의 제조 방법.
  16. 제1항의 모노-요오드 벤젠의 제조 방법에 의해 얻어지는, 모노-요오드 벤젠.
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