KR20190041195A - 디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법 - Google Patents

디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 (A) n-부틸알데히드(n-BAL)와 포름알데히드(FA)를 알킬아민 촉매 하에 반응시켜, 디메틸올부탄알(DMB)을 포함하는 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득하는 단계; 및 (B) 상기 디메틸올부탄알 혼합 생성물로부터 알킬아세테이트(alkyl acetate)를 사용한 추출을 이용하여 디메틸올부탄알을 분리하는 단계를 포함하는 디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법에 관한 것이다.

Description

디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법 {PREPARING METHOD OF DIMETHYLOLBUTANAL AND PREPARATION METHOD OF TRIMETHYLOLPROPANE USING THE SAME}
본 명세서는 디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법에 관한 것이다.
트리메틸올프로판(trimethylolpropane, TMP)은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 중 하나는 하기와 같이 n-부틸알데히드(n-BAL), 포름알데히드(FA)를 알칼리메탈(주로, NaOH) 촉매 하에 Cannizzaro 반응을 통해 이루어진다.
Figure pat00001
상업화 공정에서 주로 사용되는 Cannizzaro 반응에 의한 TMP 제조방법은, TMP 1mol 당 1mol의 메탈포르메이트(formate salt)가 부산물로 생성되어 효율적이지 못하다.
트리메틸올프로판은 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.
미국 특허 등록 공보 제3956306호
본 명세서는 디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는,
(A) n-부틸알데히드(n-BAL)와 포름알데히드(FA)를 알킬아민 촉매 하에 반응시켜, 디메틸올부탄알(DMB)을 포함하는 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득하는 단계; 및
(B) 상기 디메틸올부탄알 혼합 생성물로부터 알킬아세테이트(alkyl acetate)를 사용한 추출을 이용하여 디메틸올부탄알을 분리하는 단계를 포함하는 디메틸올부탄알의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는,
디메틸올부탄알의 제조방법에 따라 디메틸올부탄알을 수득하는 단계; 및
금속 촉매 하에서 온도 80℃ 내지 150℃ 및 압력 20bar 내지 70bar 조건으로 수소화 반응시켜 트리메틸올프로판(TMP)을 제조하는 단계를 포함하는 것인 트리메틸올프로판의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 디메틸올부탄알의 제조방법을 통해 트리메틸올프로판 제조의 원료로서 사용하는 디메틸올부탄알을 높은 추출 효율로 얻을 수 있다.
더 나아가, 얻어진 디메틸올부탄알을 수소화 반응의 원료로 사용하여 트리메틸올프로판을 높은 효율로 얻을 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 디메틸올부탄알의 제조방법을 실시하기 위한 공정도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서, '추출 효율'은 투입된 추출 원료 중에 포함된 목적하는 추출물질의 중량에 대하여, 추출 후 추출 용매 내에 포함되는 추출물질의 중량의 비로 정의된다.
또한, 본 명세서에 있어서, '수율'은 반응에서 실제 생산되는 생산물의 양을, 이론상 기대할 수 있는 최대 생산량으로 나눈 값으로 정의된다.
본 명세서의 일 실시상태는 (A) n-부틸알데히드(n-BAL)와 포름알데히드(FA)를 알킬아민 촉매 하에 반응시켜, 디메틸올부탄알(DMB)을 포함하는 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득하는 단계; 및 (B) 상기 디메틸올부탄알 혼합 생성물로부터 알킬아세테이트(alkyl acetate)를 사용한 추출을 이용하여 디메틸올부탄알을 분리하는 단계를 포함하는 디메틸올부탄알의 제조방법을 제공한다.
TMP를 제조하는 Cannizzaro 반응의 경우, n-BAL이 반응을 통해 TMP가 생성되면서 포르메이트 염이 부산물로 함께 생성된다. 그러나, 본 명세서에 따른 트리메틸올프로판의 제조방법에 있어서는, 알돌 반응 후 DMB를 추출 방식으로 분리한 다음, 수소화 공정을 거쳐 TMP가 생성되는 것이므로, 부산물이 생성되지 않는다.
알돌 반응 후 DMB와 일부 TMP가 형성됨에 따라 염이 생성되며, 이를 제거하지 않으면, 이후의 수소화 반응시의 반응성 및 안정성을 저하시킨다. 트리메틸올프로판을 수소화 반응으로 제조할 경우, 1단계 알돌 반응 이후 트리메틸올프로판 전 단계 물질인 디메틸올부탄알(DMB)의 효과적인 분리가 필요하다.
특히, 본 발명자들은 추출에 사용되는 여러가지 용매 중에 알킬아세테이트(alkyl acetate)가 다른 용매 대비 높은 DMB 추출 효율을 나타내는 것을 알아내었다. DMB는 하이드록시기(-OH)를 2개 포함하고 있어서, 극성 용매에 잘 녹는다. 추출 용매로 사용되는 다른 탄화수소 용매나 2-에틸헥사놀(2-EH)보다 본 발명에 사용되는 알킬아세테이트, 특히 에틸아세테이트가 극성이 더 크기 때문에, 분별 깔때기(separatory funnel)를 이용한 추출 시 추출 용매로 사용할 경우, DMB 추출 효율을 극대화 할 수 있다.
이에 따라, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 디메틸올부탄알의 제조방법은, 알킬아세테이트를 용매로 사용한 추출을 이용하여 원하는 물질인 DMB를 효과적으로 제조할 수 있어서, 궁극적으로 이후의 수소화 반응을 진행하는 경우 높은 효율의 TMP 수율을 얻을 수 있었다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 추출 용매로서 알킬아세테이트는 탄소수 2 내지 10의 알킬아세테이트일 수 있고, 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 알킬아세테이트일 수 있으며, 더 바람직하게는 에틸아세테이트(ethyl acetate)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 디메틸올부탄알의 제조방법에 있어서, 상기 (A) 단계에서는 n-부틸알데히드와 포름알데히드, 그리고 알킬아민 촉매를 사용하여 알돌 축합 반응을 통하여 디메틸올부탄알을 포함하는 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계에서는 n-부틸알데히드 100중량부, 포름알데히드 200 내지 400 중량부, 및 알킬아민 촉매 10 내지 40 중량부를 반응시켜 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득할 수 있다. 이 때, 반응기는 자켓 타입(jacket type) 반응기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반응기에는 n-부틸알데히드, 포름알데히드, 및 알킬아민 촉매를 동시에 투입해도 좋고, 이들 중 일부가 먼저 반응기에 투입되어도 좋다. 예컨대, 반응 효율을 보다 향상시키기 위해서는 n-부틸알데히드와 포름알데히드를 반응기에 먼저 투입한 후에 알킬아민 촉매를 천천히 투입하는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계에서 알킬아민 촉매는 탄소수 3 내지 20의 알킬아민이고, 구체적으로 트리메틸아민(trimethylamine), 트리에틸아민(triethylamine, TEA), 트리프로필아민(tripropylamine), 또는 다이이소프로필에틸아민(diisopropylethylamine) 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 트리에틸아민이 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계에서 반응 온도는 15℃ 내지 70℃일 수 있고, 바람직하게는 20℃ 내지 50℃ 일 수 있다. 더 바람직하게는 25℃ 내지 40℃일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계의 반응 시간은 90분 내지 200분일 수 있고, 바람직하게는 120분 내지 200분일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계의 반응 후, 디메틸올부탄알 혼합 생성물의 온도를 상온으로 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계에서 n-부틸알데히드, 포름알데히드, 및 알킬아민 촉매를 반응기에 투입한 후, 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 교반 온도는 20℃ 내지 70℃ 일 수 있고, 더 바람직하게는 25℃ 내지 40℃ 일 수 있다.
상기 (A) 단계에서 n-부틸알데히드, 포름알데히드, 및 알킬아민 촉매를 반응기에 투입한 후, 반응과 동시에 교반하는 단계가 수행될 수 있다. 즉, 반응과 교반이 동시에 수행될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계에서 교반하는 단계의 교반 속도는 150 내지 350 rpm 일 수 있고, 더 바람직하게는 200 내지 300 rpm 일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (A) 단계 결과 얻어진 디메틸올부탄알 혼합 생성물은 DMB, TMP, FA 및 H2O가 포함될 수 있다. 이 경우, 디메틸올부탄알 혼합 생성물 기준으로 DMB는 20 내지 30wt% 일 수 있고, TMP는 4 내지 12wt% 일 수 있고, FA는 15 내지 25wt% 일 수 있고, H2O는 38 내지 45wt% 일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서는 (A) 단계에서 수득한 디메틸올부탄알 혼합 생성물로부터, 알킬아세테이트를 사용하여 DMB를 추출한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서 사용되는 추출은 분별 깔때기(Separatory funnel)를 이용한 추출 방식이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서 추출 온도는 20℃ 내지 50℃가 바람직하고, 구체적으로는 25℃ 내지 30℃가 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 추출 시간이란 추출 원료를 혼합한 후 정치하는 시간을 의미하며, 10분 내지 90분일 수 있고, 바람직하게는 10분 내지 40분일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서, 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비는 0.1 내지 5일 수 있다. 바람직하게는 0.2 내지 4일 수 있고, 더 바람직하게는 0.5 내지 3일 수 있다.
상기 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우, 추출 용매로서 알킬아세테이트와, 추출 원료로서 디메틸올부탄알 혼합 생성물의 접촉 면적, 접촉 시간, 추출 작용 등이 최적의 상태로 되어, 추출 효율이 극대화 된다. 또한, 구체적으로, 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비가 0.1 미만이 경우, 추출물(extract)과 라피네이트(raffinate)가 분리되지 않는 단일상이 되거나, 추출효율이 현저히 감소하게 되고, 5 초과인 경우 알킬아세테이트 사용량에 따라 추출효율이 거의 동일하여 사용량 대비 효과적이지 않다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서 추출은 디메틸올부탄알을 59% 이상의 효율로 추출할 수 있다. 바람직하게는 73% 이상의 효율로 추출할 수 있다. 더 바람직하게는 80% 이상의 효율로 추출할 수 있다.
특히 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 (B) 단계에서, 추출 용매로서 알킬아세테이트를 사용하고, 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비를 상기와 같은 바람직한 범위 내로 하였을 때, 상기 (A) 단계에서 수득한 디메틸올부탄알 혼합 생성물에서 DMB를 59% 이상의 추출 효율, 바람직하게는 73% 이상의 추출 효율, 더 바람직하게는 80% 이상의 추출 효율로 회수할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 전술한 디메틸올부탄알의 제조방법에 따라 DMB를 수득하는 단계; 및 금속 촉매 하에서 반응 온도 80℃ 내지 150℃ 및 반응 압력 20bar 내지 70bar 조건으로 수소화 반응시켜 TMP를 제조하는 단계를 포함하는 트리메틸올프로판의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 금속 촉매는 구리계 금속 촉매일 수 있다. 구리계 금속 촉매는 수소화 반응에 이용되는 촉매라면 제한되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 트리메틸올프로판의 제조방법에 사용되는 반응기는 Batch type의 수소화 반응기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 수소화 반응의 반응 온도는 80℃ 내지 150℃일 수 있고, 바람직하게는 100℃ 내지 140℃일 수 있고, 더 바람직하게는 110℃ 내지 130℃일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 수소화 반응의 반응 압력은 20bar 내지 70bar일 수 있다. 바람직하게는 25bar 내지 50bar일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 수소화 반응시 디메틸올부탄알을 기준으로 수소(H2)의 몰비가 1 내지 3일 수 있다. 바람직하게는 1 내지 2일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 트리메틸올프로판을 제조하는 단계는 트리메틸올프로판을 70% 이상의 수율로 제조할 수 있다. 전술한 수소화 반응의 반응 조건, 특정한 알코올 용매, 알코올 용매와 DMB 중량비 등을 조절하여 고수율의 트리메틸올프로판 제조가 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 트리메틸올프로판의 제조방법은 트리메틸올프로판을 수소화 반응에 의해 제조한 후, 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 디메틸올부탄알의 제조방법 및 트리메틸올프로판의 제조방법을 실시하기 위한 장치 및 배관 구성의 예시적인 공정도이다.
도 1에 따르면, FA 및 n-BAL은 배관(11)을 통해, 알킬아민 촉매는 배관(12)을 통해 각각 반응기(100)에 투입된다. 이 때, 바람직하게는 FA 및 n-BAL 일정량을 배관(11)을 통해 반응기(100)에 먼저 투입한 후, 알킬아민 촉매를 배관(12)을 통해 천천히 반응기(100)에 투입한다. 또한, 바람직하게는 n-BAL 100 중량부 대비, FA 200 내지 400 중량부, 알킬아민 촉매 10 내지 40 중량부의 양으로 투입된다. 투입 완료 후, 반응 온도 15℃ 내지 70℃에서, 반응 시간 90분 내지 200분 동안 반응시켜 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 얻는다.
다음으로, 상기에서 얻어진 디메틸올부탄알 혼합 생성물은 배관(13)을 통해 추출기(200)로 투입된다. 추출 용매로서 탄소수 2 내지 10의 알킬아세테이트가 배관(18)을 통해 추출기(200)로 공급된다. 이 때, 추출기(200)의 추출은 분별 깔때기를 이용한 추출 방식일 수 있다. 그 후, 추출 온도 20℃ 내지 50℃에서 추출 시간 10분 내지 90분 동안, 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비는 0.1 내지 5로 하여, DMB를 추출한다. 추출된 DMB는 배관(14)을 통해 추출기(200)로부터 배출된다. 추출기(200)에서 추출되지 않고 남은 반응원료(예컨대, FA, 알킬아민)는 배관(17)을 통해 다시 반응기(100)로 투입될 수 있다.
다음으로, 상기에서 얻어진 DMB는 배관(14)을 통해 수소화 반응기(300)로 투입된다. 이 때, 수소화 반응기(300)는 batch type 반응기 일 수 있다. 수소화 반응은 금속 촉매 하에서 반응 온도 80℃ 내지 150℃ 및 반응 압력 20bar 내지 70bar 조건으로 수행하여, TMP를 제조한다. 얻어진 TMP는 배관(15)을 통해 수소화 반응기(300)로부터 배출되고, 추출 후 남은 라피네이트(raffinate)는 배관(16)을 통해 수소화 반응기(300)로부터 배출된다.
상기와 같이, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, TMP 제조방법 중, 알돌 반응 후, TMP 전단계의 물질인 DMB를 추출을 통해 효과적으로 분리한다. 특히, 최적의 추출 용매(에틸아세테이트)와, 추출 조건(디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비)을 선정함으로써, DMB를 효과적으로 추출함으로써, 최종적으로는 TMP 수율을 극대화할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1>
1L 반응기에 n-BAL 100g 및 FA 280g을 투입한 뒤, 트리에틸아민(triethylamine, TEA) 28g을 천천히 적가하였다. 반응 온도 35℃에서 3시간 동안 반응하여 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 합성하였다. 이후 온도를 상온으로 감온하였다.
얻어진 디메틸올부탄알 혼합 생성물(feed)을 분별 깔때기(Separatory funnel)에 200g 투입한 뒤, 추출 용매(solvent)로 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 50g 투입하였다. 5분간 핸드쉐이킹(hand shaking) 후, 30분간 방치하여 추출물(extract)과 라피네이트(raffinate)를 분리하여, DMB를 분리하였다.
<실시예 2>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트를 100g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<실시예 3>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트를 150g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<실시예 4>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트를 300g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 1>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 디클로로메탄(dichloromethane)을 250g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 2>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 톨루엔(toluene)을 250g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 3>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 2-에틸헥사놀(2-ethylhexanol)을 100g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 4>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 2-에틸헥사놀(2-ethylhexanol)을 150g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 5>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 tert-부틸메틸이써(tert-butylmethylether)를 100g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 6>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 tert-부틸메틸이써(tert-butyl methylether)를 150g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 7>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 메틸이소부틸케톤(methyl isobutyl ketone)을 100g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
<비교예 8>
실시예 1에서, 추출 용매로 에틸아세테이트 대신 메틸이소부틸케톤(methyl isobutyl ketone)을 150g 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 DMB를 분리하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 8에 의해 얻어진 추출 결과(추출 효율)를 하기 표 1에 기재하였다.
구분 추출용매
(solvent)		 Solvent/feed ratio
(g/g)		 DMB 추출 효율(%)
실시예 1 ethyl acetate 0.25 59.5
실시예 2 ethyl acetate 0.5 73.6
실시예 3 ethyl acetate 0.75 81.9
실시예 4 ethyl acetate 1.5 87.5
비교예 1 dichloromethane 1.25 52.6
비교예 2 toluene 1.25 1.0
비교예 3 2-ethylhexanol 0.5 59.8
비교예 4 2-ethylhexanol 0.75 64.2
비교예 5 tert-butyl methylether 0.5 66.2
비교예 6 tert-butyl methylether 0.75 71.8
비교예 7 methyl isobutyl ketone 0.5 69.6
비교예 8 methyl isobutyl ketone 0.75 75.8
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 8에 의하면, 알돌 반응에 의한 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 분별깔때기를 이용한 추출에서, 비교예 1 내지 8에 사용된 용매와 대비하여, 실시예 1 내지 4에 사용된 에틸아세테이트를 추출 용매로 사용한 경우, 높은 DMB 추출 효율로 DMB를 분리할 수 있다.
또한, 추출시 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 에틸아세테이트의 중량비를 조절하는 경우, TMP 전단계 물질로서 DMB를 효과적으로 추출할 수 있음을 알 수 있다.
특히, 실시예 2와 같이 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 에틸아세테이트의 중량비(Solvent/feed ratio)가 0.5인 경우, 비교예 3, 5, 7에 비하여 DMB 추출 효율이 높은 것을 알 수 있다.
실시예 3 및 4와 같이 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 에틸아세테이트의 중량비(Solvent/feed ratio)가 0.75 내지 1.5인 경우, 비교예 1 내지 8에 비하여 DMB 추출 효율이 현저히 높은 것을 알 수 있다.
결과적으로, 최적의 추출 용매와, 추출 조건(디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 에틸아세테이트의 중량비)을 선정함으로써, TMP 전단계의 물질인 DMB를 효과적으로 추출함으로써, 궁극적으로 이 후의 수소화 반응을 통해 최종적으로는 TMP 수율을 극대화할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
100: 반응기
200: 추출기
300: 수소화 반응기
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: 배관

Claims (8)

  1. (A) n-부틸알데히드(n-BAL)와 포름알데히드(FA)를 알킬아민 촉매 하에 반응시켜, 디메틸올부탄알(DMB)을 포함하는 디메틸올부탄알 혼합 생성물을 수득하는 단계; 및
    (B) 상기 디메틸올부탄알 혼합 생성물로부터 알킬아세테이트(alkyl acetate)를 사용한 추출을 이용하여 디메틸올부탄알을 분리하는 단계를 포함하는 디메틸올부탄알의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 알킬아세테이트는 탄소수 2 내지 10의 알킬아세테이트인 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 알킬아세테이트는 에틸아세테이트(ethyl acetate)인 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 (A) 단계는 n-부틸알데히드 100 중량부와 포름알데히드 200 내지 400 중량부를 알킬아민 촉매 10 내지 40 중량부 하에 반응시키는 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 (B) 단계는 디메틸올부탄알 혼합 생성물에 대한 알킬아세테이트의 중량비가 0.1 내지 5인 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 추출은 분별 깔때기(separatory funnel)를 이용한 추출인 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 추출은 디메틸올부탄알을 59% 이상의 효율로 추출하는 것인 디메틸올부탄알의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 디메틸올부탄알의 제조방법에 따라 디메틸올부탄알을 수득하는 단계; 및
    금속 촉매 하에서 온도 80℃ 내지 150℃ 및 압력 20bar 내지 70bar 조건으로 수소화 반응시켜 트리메틸올프로판(TMP)을 제조하는 단계를 포함하는 것인 트리메틸올프로판의 제조방법.
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