KR20210025805A - Method for separating ternary mixture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 삼성분계 혼합물의 분리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 삼성분계 혼합물로부터 각각의 성분을 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating a ternary mixture, and more particularly, to a method for separating each component from a ternary mixture comprising acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol.
아크릴로니트릴(Acrylonitrile, AN)의 이량화(dimerization) 반응은, 촉매의 존재 하에, 아크릴로니트릴 단량체를 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)과 같은 양성자 주개(proton donating) 용매와 톨루엔(toluene, TOL)과 같은 불활성(inert) 용매를 포함하는 용매 내에서 반응시켜 이량화시키는 공정이다.The dimerization reaction of acrylonitrile (AN) is, in the presence of a catalyst, acrylonitrile monomer is mixed with a proton donating solvent such as isopropyl alcohol (IPA) and toluene. It is a process of dimerization by reacting in a solvent containing an inert solvent such as TOL).
종래에는 상기 아크릴로니트릴 이량화 반응에서 반응 후 미반응 단량체인 아크릴로니트릴과 용매인 이소프로필 알코올, 톨루엔 및 촉매를 포함하는 부산물로부터 촉매를 분리하여 재사용하는 방법에 대하여 연구가 집중되어 왔다. 그러나, 상업적인 공정의 구성을 위해서는 미반응 아크릴로니트릴 단량체와 용매의 회수에 대한 방법이 필요한 실정이다.Conventionally, research has been focused on a method of separating and reusing a catalyst from by-products including acrylonitrile, an unreacted monomer, isopropyl alcohol, toluene, and a catalyst after the reaction in the acrylonitrile dimerization reaction. However, in order to construct a commercial process, a method for recovering the unreacted acrylonitrile monomer and the solvent is required.
상기 아크릴로니트릴 이량화 반응 부산물로부터 미반응 아크릴로니트릴 단량체, 이소프로필 알코올 및 톨루엔을 재사용하기 위해서는 불순물 관리를 위하여 각각의 성분을 분리해야 하는데, 상기 아크릴로니트릴 단량체과 이소프로필 알코올 및 아크릴로니트릴과 톨루엔 사이에는 공비점이 존재하여 일반적인 증류 방법으로는 고순도 분리가 어렵다.In order to reuse the unreacted acrylonitrile monomer, isopropyl alcohol and toluene from the acrylonitrile dimerization reaction by-product, each component must be separated for impurity management. Since an azeotropic point exists between toluene, high purity separation is difficult with a general distillation method.
따라서, 아크릴로니트릴 이량화 반응 부산물로부터 아크릴로니트릴 단량체, 이소프로필 알코올 및 톨루엔 각각의 성분에 대하여 고순도로 분리하는 방법에 대한 연구가 필요하다.Therefore, it is necessary to study a method of separating each component of acrylonitrile monomer, isopropyl alcohol, and toluene from acrylonitrile dimerization reaction by-products with high purity.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올 각각의 성분을 고순도로 분리하는 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved in the present invention is to provide a method for separating a ternary mixture for separating each component of acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol with high purity in order to solve the problems mentioned in the technology behind the background of the invention. It is to do.
즉, 본 발명은 복수개의 증류 컬럼을 사용하고, 상기 각각의 증류 컬럼의 압력 조건을 조절함으로써, 아크릴로니트릴 이량화 반응으로부터 배출되는 부산물로부터 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올 각각의 성분을 고순도로 분리한 후 불순물 관리를 용이하게 하여 재사용 함으로써, 공정 비용을 현저하게 절감시킬 수 있고, 경제성을 향상시킬 수 있는 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.That is, the present invention uses a plurality of distillation columns, and by adjusting the pressure conditions of each of the distillation columns, each component of acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol is highly purified from by-products discharged from the acrylonitrile dimerization reaction. It is an object of the present invention to provide a method for separating a ternary mixture that can be separated into and reused by facilitating impurity management, thereby significantly reducing process costs and improving economic efficiency.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 혼합물로부터 각각의 성분을 분리하는 방법으로서, 상기 혼합물 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 상기 제2 증류 컬럼으로 공급된 제1 증류 컬럼 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제3 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 및 상기 제3 증류 컬럼으로 공급된 제2 증류 컬럼의 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계를 포함하며, 상기 제2 증류 컬럼은 저압으로 운전되고, 상기 제3 증류 컬럼은 고압으로 운전되는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention is a method of separating each component from a mixture containing acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol, wherein the mixture stream is divided into a first distillation column. And recovering toluene from the bottom effluent stream by feeding to a second distillation column, and supplying a partial stream of the top effluent stream comprising acrylonitrile and isopropyl alcohol to a second distillation column; Separating the upper discharge stream of the first distillation column supplied to the second distillation column to partially recover isopropyl alcohol from the lower discharge stream, and a third distillation of a partial stream of the upper discharge stream containing acrylonitrile and isopropyl alcohol. Supplying to the column; And separating the upper discharge stream of the second distillation column supplied to the third distillation column to partially recover acrylonitrile from the lower discharge stream, and to produce a partial stream of the upper discharge stream including acrylonitrile and isopropyl alcohol. It includes the step of supplying the 2 distillation column, wherein the second distillation column is operated at a low pressure, and the third distillation column is operated at a high pressure, it is possible to provide a separation method of a ternary mixture.
본 발명의 삼성분계 혼합물의 분리 방법에 따르면, 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 혼합물 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 톨루엔을 먼저 분리하고, 톨루엔이 분리된 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림을 저압인 제2 증류 컬럼 및 고압인 제3 증류 컬럼으로 순환시키면서 제2 증류 컬럼으로부터 이소프로필 알코올을 분리하고, 제3 증류 컬럼으로부터 아크릴로니트릴을 분리함으로써, 상기 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 각각 고순도로 분리하여 공정 내에서 재사용할 수 있고, 이를 통해, 불순물 관리를 용이하게 하여 공정 비용을 현저하게 절감시킴으로써 경제성을 확보할 수 있다.According to the separation method of the ternary mixture of the present invention, a mixture stream containing acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol is supplied to a first distillation column to separate toluene first, and acrylonitrile and isopropyl from which toluene is separated. Separating the isopropyl alcohol from the second distillation column while circulating the stream containing alcohol to the second distillation column having a low pressure and a third distillation column having a high pressure, and separating the acrylonitrile from the third distillation column, the acrylonitrile , Toluene and isopropyl alcohol can be separated in high purity and reused in the process, thereby facilitating impurity management and significantly reducing process costs, thereby securing economical efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼성분계 혼합물의 분리 방법의 공정 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for separating a ternary mixture according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 배관 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 '스트림'은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas) 또는 액체(liquid)를 의미할 수 있다.In the present invention, the term'stream' may mean the flow of fluid in the process, and may also mean the fluid itself flowing in the pipe. Specifically, the'stream' may mean both the fluid itself and the flow of the fluid flowing in a pipe connecting each device. In addition, the fluid may mean gas or liquid.
본 발명에서 '아크릴로니트릴 단량체(Acrylonitrile monomer)'는 편의를 위하여 '아크릴로니트릴'로 기재될 수 있다.In the present invention, the'acrylonitrile monomer' may be described as'acrylonitrile' for convenience.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 하기 도 1을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1 to aid in understanding the present invention.
본 발명에 따르면, 삼성분계 혼합물의 분리 방법이 제공된다. 상기 삼성분계 혼합물의 분리 방법으로, 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 혼합물로부터 각각의 성분을 분리하는 방법으로서, 상기 혼합물 스트림을 제1 증류 컬럼(310)으로 공급하여 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼(320)으로 공급하는 단계; 상기 제2 증류 컬럼(320)으로 공급된 제1 증류 컬럼(310) 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제3 증류 컬럼(330)으로 공급하는 단계; 및 상기 제3 증류 컬럼(330)으로 공급된 제2 증류 컬럼(320)의 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼(320)으로 공급하는 단계를 포함하며, 상기 제2 증류 컬럼(320)은 저압으로 운전되고, 상기 제3 증류 컬럼(330)은 고압으로 운전되는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a method for separating a ternary mixture is provided. As a method of separating the ternary mixture, a method of separating each component from a mixture containing acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol, wherein the mixture stream is supplied to a
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 혼합물은 아크릴로니트릴의 이량화 반응으로부터 생성되는 부산물일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴로니트릴의 이량화 반응은 촉매의 존재 하에, 아크릴로니트릴을 이소프로필 알코올과 같은 양성자 주개 용매와 톨루엔과 같은 불활성 용매를 포함하는 용매 내에서 반응시켜 이량화시키는 공정일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the mixture containing acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol may be a by-product generated from a dimerization reaction of acrylonitrile. Specifically, the dimerization reaction of acrylonitrile may be a process of dimerization by reacting acrylonitrile in a solvent including a proton donor solvent such as isopropyl alcohol and an inert solvent such as toluene in the presence of a catalyst.
종래에는 상기 아크릴로니트릴 이량화 반응에서 반응 후 미반응 아크릴로니트릴과 용매인 이소프로필 알코올, 톨루엔 및 촉매를 포함하는 부산물로부터 촉매를 분리하여 재사용하는 방법에 대하여 연구가 집중되어 왔으며, 미반응 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔을 분리하여 재사용하기 위한 연구는 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올 및 아크릴로니트릴과 톨루엔 사이의 공비점으로 인해 고순도 분리가 쉽지 않은 이유로 충분히 이루어지지 않았다. 이에 대해, 본 발명은 상기 아크릴로니트릴 이량화 반응으로부터 생성되는 부산물로부터 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 각각 고순도로 분리하는 방법을 제공하고자 한다. Conventionally, research has been focused on a method of separating and reusing a catalyst from by-products including unreacted acrylonitrile and solvents such as isopropyl alcohol, toluene, and catalyst after the reaction in the acrylonitrile dimerization reaction. Studies for separating and reusing ronitrile, isopropyl alcohol and toluene have not been sufficiently conducted due to the azeophilic point between acrylonitrile and isopropyl alcohol and acrylonitrile and toluene, which makes high-purity separation difficult. On the other hand, the present invention is to provide a method for separating acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol with high purity from by-products generated from the acrylonitrile dimerization reaction.
상기 아크릴로니트릴 이량화 반응은, 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 이량화 반응기(100)에 공급하여 아크릴로니트릴을 이량화 반응시키는 단계; 상기 이량화 반응기(100)에서 배출되는 스트림을 여과하여 고형물을 제거하는 단계; 및 상기 여과를 통해 분리된 여과액을 예비 증류 컬럼(300)으로 공급하여 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 부산물을 상부 배출 스트림으로 회수하는 단계를 포함하며, 상기 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 부산물을 포함하는 예비 증류 컬럼(300) 상부 배출 스트림은 제1 증류 컬럼(310)으로 공급될 수 있다.The acrylonitrile dimerization reaction includes: supplying acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol to a
상기 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 이량화 반응기(100)에 공급하여 아크릴로니트릴을 이량화 반응시키는 단계는 수소의 존재 하에 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 이량화 반응기(100)에 공급하고, 20 ℃ 내지 250 ℃, 50 ℃ 내지 250 ℃ 또는 70 ℃ 내지 220 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 아크릴로니트릴을 이량화 반응시킴으로써, 아디포니트릴, 1,4-디시아노부텐 및 1,4-디시아노부타디엔을 포함하는 직쇄 아크릴로니트릴 이량체를 제조할 수 있다.The step of dimerizing acrylonitrile by supplying acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol to the
상기 아크릴로니트릴을 이량화 반응시키는 단계에서, 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매는 포스피나이트(phosphinite) 및 포스포나이트(phosphonite)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매는 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다.In the step of dimerizing the acrylonitrile, a catalyst may be further included. The catalyst may include at least one selected from the group consisting of phosphinite and phosphonite. For example, the catalyst may be represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 8의 사이클로알킬기를 나타내고,R represents a C 1 to C 5 alkyl group or a C 1 to C 8 cycloalkyl group,
R1 내지 R3은 각각 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 아미노기 또는 알콕시기를 나타내며,R 1 to R 3 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group or an alkoxy group,
n은 1 내지 3의 정수이고, m은 1 내지 3의 정수이다.n is an integer of 1 to 3, and m is an integer of 1 to 3.
예를 들어, 상기 화학식 1에서, R은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 사이클로헥실기일 수 있다.For example, in Formula 1, R may be a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a cyclohexyl group.
상기 아크릴로니트릴을 이량화 반응시키는 단계 이후에 이량화 반응기(100)에서 배출되는 스트림은 필터(200)를 이용한 여과 단계를 거치게 된다. 상기 여과 단계를 거치면서 고형물이 제거된 이량화 반응기(100) 배출 스트림은 예비 증류 컬럼(300)으로 공급된다. 상기 예비 증류 컬럼(300)에서 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림을 상부 배출 스트림으로 배출하고, 아크릴로니트릴 이량체 및 촉매 등을 포함하는 스트림은 하부 배출 스트림으로 배출하게 된다. 상기 예비 증류 컬럼(300) 하부 배출 스트림으로 배출된 아크릴로니트릴 이량체 및 촉매 등을 포함하는 스트림은 별도의 분리 단계를 거쳐 각각의 성분으로 분리할 수 있다.After the step of dimerizing the acrylonitrile, the stream discharged from the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 예비 증류 컬럼(300) 상부 배출 스트림으로 배출된 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림은 제1 증류 컬럼(310)으로 공급하여 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼(320)으로 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stream containing acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol discharged from the upper discharge stream of the
상기 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력은 상압보다 고압에서 수행될 수 있다. 상기 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력은 1.2 bar 내지 2.2 bar일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력은 1.3 bar 내지 2.2 bar, 1.5 bar 내지 2.2 bar 또는 1.9 bar 내지 2.1 bar일 수 있다. 상기 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력을 상기 범위 내로 제어함으로써 공비점 조성을 조절하여, 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올 및 아크릴로니트릴과 톨루엔으로 형성되는 증류 영역으로 인해 톨루엔을 고순도로 분리하기 어려운 문제점을 해결할 수 있다.The operating pressure of the
상기 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림 내 톨루엔의 유량은 0.95 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림 내 톨루엔의 유량은 0.95 내지 1, 0.97 내지 1 또는 0.98 내지 1일 수 있다. 이와 같이, 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림은 거의 100 %의 순도에 달하는 수준으로 톨루엔을 포함하고 있어, 아크릴로니트릴 이량화 반응에서 사용된 톨루엔을 고순도로 회수할 수 있다.The flow rate of toluene in the lower discharge stream of the
상기 제1 증류 컬럼(310)의 상부 배출 스트림은 제1 응축기(미도시)로 공급되고, 상기 제1 응축기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 제1 증류 컬럼(310)으로 환류되고, 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 제1 증류 컬럼(310)의 환류비는 1.5 내지 10일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 증류 컬럼(310)의 환류비는 1.5 내지 9, 2.5 내지 5 또는 2.5 내지 3.5일 수 있다. 제1 증류 컬럼(310)의 환류비를 상기 범위로 제어함으로써, 톨루엔을 포함하는 하부 배출 스트림과, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 분리가 용이하고, 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 고순도로 회수할 수 있다.The upper discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 증류 컬럼(310)에서 상부 배출 스트림으로부터 고순도의 톨루엔을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림을 제2 증류 컬럼(320)으로 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, high purity toluene is recovered from the upper discharge stream in the
상기 제1 증류 컬럼(310) 상부 배출 스트림으로 배출된 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 공급하여 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제3 증류 컬럼(330)으로 공급할 수 있다.The stream containing acrylonitrile and isopropyl alcohol discharged to the upper discharge stream of the
상기 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력은 0.3 bar 내지 1.1 bar일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력은 0.4 bar 내지 1.1.1 bar, 0.6 bar 내지 1.05 bar 또는 0.9 bar 내지 1.05 bar일 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 상기 범위로 제어함으로써, 하부 배출 스트림으로 이소프로필 알코올을 고순도로 회수할 수 있다.The operating pressure of the
상기 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림 내 이소프로필 알코올의 유량은 0.95 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림 내 이소프로필 알코올의 유량은 0.95 내지 1, 0.97 내지 1 또는 0.98 내지 1일 수 있다. 이와 같이, 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림은 거의 100 %의 순도에 달하는 수준으로 이소프로필 알코올을 포함하고 있어, 아크릴로니트릴 이량화 반응에서 사용된 이소프로필 알코올을 고순도로 회수할 수 있다.The flow rate of the isopropyl alcohol in the lower discharge stream of the
상기 제2 증류 컬럼(320)의 상부 배출 스트림은 제2 응축기(미도시)로 공급되고, 상기 제2 응축기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 환류되고, 나머지 스트림은 제3 증류 컬럼(330)으로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 제2 증류 컬럼(320)의 환류비는 1.5 내지 5일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼(320)의 환류비는 1.5 내지 4, 1.5 내지 3 또는 1.8 내지 2.4일 수 있다. 제2 증류 컬럼(320)의 환류비를 상기 범위로 제어함으로써, 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 고순도로 회수할 수 있다.The upper discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 증류 컬럼(330)으로 공급된 제2 증류 컬럼(320)의 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼(320)으로 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper discharge stream of the
상기 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력은 1 bar 내지 9 bar일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력은 3 bar 내지 9 bar, 5 bar 내지 8 bar 또는 5.5 bar 내지 7.5 bar일 수 있다. 상기 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 상기 범위로 제어함으로써, 하부 배출 스트림으로 아크릴로니트릴을 고순도로 회수할 수 있다.The operating pressure of the
상기 제3 증류 컬럼(330)의 상부 배출 스트림은 제3 응축기(미도시)로 공급되고, 상기 제3 응축기(미도시) 배출 스트림의 일부 스트림은 제3 증류 컬럼(330)으로 환류되고, 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 제3 증류 컬럼(330)의 환류비는 1.5 내지 5일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 증류 컬럼(330)의 환류비는 1.5 내지 4, 1.5 내지 3 또는 1.8 내지 2.4일 수 있다. 제3 증류 컬럼(330)의 환류비를 상기 범위로 제어함으로써, 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 고순도로 회수할 수 있다.The upper discharge stream of the
상기 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 제2 증류 컬럼(320) 상부 배출 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올의 유량 대비 제2 증류 컬럼(320)으로 공급되는 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림의 유량은 0.8 내지 1.2일 수 있다. 예를 들어, 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 제2 증류 컬럼(320) 상부 배출 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올의 유량 대비 제2 증류 컬럼(320)으로 공급되는 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림의 유량은 0.83 내지 1.15, 0.85 내지 1.1 또는 0.95 내지 1.05일 수 있다. 이와 같이, 제3 증류 컬럼(330)에서 제2 증류 컬럼(320)으로 재순환시키는 유량을 높임으로써, 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 고순도로 분리함과 동시에 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 고순도로 분리할 수 있다.The upper portion of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림은 제1 증류 컬럼(310)으로 재순환될 수 있다. 상기 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림을 제1 증류 컬럼(310)으로 재순환시킬 경우, 제1 증류 컬럼(310) 내의 조성을 조절하여 제1 증류 컬럼(310)으로부터 톨루엔을 고순도로 회수할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림은 예비 증류 컬럼(300)으로 재순환될 수 있다. 상기 제3 증류 컬럼(330) 상부 배출 스트림을 예비 증류 컬럼(300)으로 재순환시킬 경우, 예비 증류 컬럼(300) 내의 조성을 조절하여 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔를 포함하는 상부 배출 스트림과 아크릴로니트릴 이량체 및 촉매 등을 포함하는 하부 배출 스트림을 더욱 용이하게 분리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper discharge stream of the
상기 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림 내 아크릴로니트릴의 유량은 0.95 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림 내 아크릴로니트릴의 유량은 0.95 내지 1, 0.97 내지 1 또는 0.98 내지 1일 수 있다. 이와 같이, 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림은 거의 100 %의 순도에 달하는 수준으로 아크릴로니트릴을 포함하고 있어, 아크릴로니트릴 이량화 반응에서 미반응된 아크릴로니트릴을 고순도로 회수할 수 있다.The flow rate of acrylonitrile in the lower discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330)은 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림을 순환시키면서, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 압력 변동 증류(pressure swing distillation)하여 고순도로 분리 회수할 수 있다. 구체적으로, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 스트림을 순환시키면서, 저압의 제2 증류 컬럼(320)의 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 분리하고, 고압의 제3 증류 컬럼(330)의 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 분리할 수 있다. 상기 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올은 압력에 따라서 공비점 조성이 쉽게 변하기 때문에, 상기 저압의 제2 증류 컬럼(320) 및 고압의 제3 증류 컬럼(330) 순환시키면서 압력에 변화를 줌으로써 각각의 성분을 고순도로 분리할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올을 분리하는 증류 컬럼은 경우에 따라서 바뀔 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 증류 컬럼(320)의 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 분리하고, 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 분리할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the distillation column separating the acrylonitrile and isopropyl alcohol may be changed depending on the case. For example, acrylonitrile may be separated from the lower discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크릴로니트릴을 포함하는 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림은 제4 증류 컬럼(미도시)으로 공급되며, 하부 배출 스트림으로 아크릴로니트릴을 회수할 수 있다. 이와 같이, 고순도의 아크릴로니트릴을 포함하는 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림을 제4 증류 컬럼(미도시)으로 공급하여 추가적으로 비점이 낮은 불순물을 제거함으로써, 보다 고순도의 아크릴로니트릴을 회수할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lower discharge stream of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이소프로필 알코올을 포함하는 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림은 제5 증류 컬럼(미도시)으로 공급되며, 하부 배출 스트림으로 이소프로필 알코올을 회수할 수 있다. 이와 같이, 고순도의 이소프로필 알코올을 포함하는 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림을 제5 증류 컬럼(미도시)으로 공급하여 추가적으로 낮은 비점을 가지는 불순물을 제거함으로써, 보다 고순도의 이소프로필 알코올을 회수할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the lower discharge stream of the
상기 제4 증류 컬럼(미도시) 및 제5 증류 컬럼(미도시)는 증류를 통해 혼합물로부터 특정 성분을 분리하는 용도로 쓰이는 장치면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 플래쉬 증류 드럼을 포함할 수 있다.The fourth distillation column (not shown) and the fifth distillation column (not shown) are not particularly limited as long as they are devices used for separating a specific component from a mixture through distillation, and, for example, may include a flash distillation drum. have.
상기 삼성분계 혼합물의 분리 방법으로부터 회수된 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올은 각각 이량화 반응기(100)로 공급되어 아크릴로니트릴의 이량화 반응에서 재사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림으로부터 분리된 톨루엔, 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림으로부터 분리된 이소프로필 알코올 및 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 분리된 아크릴로니트릴은 이량화 반응기(100)로 재공급되어 아크릴로니트릴의 이량화 반응에 참여함으로써 재사용될 수 있다.Acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol recovered from the separation method of the ternary mixture may be supplied to the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼성분계 혼합물의 분리 방법에서는 필요한 경우, 증류 컬럼(미도시), 응축기(미도시), 재비기(미도시), 펌프(미도시), 압축기(미도시) 및 혼합기(미도시) 등을 추가적으로 더 설치할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in a method of separating a ternary mixture, if necessary, a distillation column (not shown), a condenser (not shown), a reboiler (not shown), a pump (not shown), a compressor (not shown) And a mixer (not shown) may be additionally installed.
이상, 본 발명에 따른 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 기재 및 도면에 도시하였으나, 상기의 기재 및 도면의 도시는 본 발명을 이해하기 위한 핵심적인 구성만을 기재 및 도시한 것으로, 상기 기재 및 도면에 도시한 공정 및 장치 이외에, 별도로 기재 및 도시하지 않은 공정 및 장치는 본 발명에 따른 삼성분계 혼합물의 분리 방법을 실시하기 위해 적절히 응용되어 이용될 수 있다.As described above, the method for separating the ternary mixture according to the present invention has been shown in the description and drawings, but the description and drawings in the above description and show only the essential components for understanding the present invention, and are shown in the description and drawings. In addition to one process and apparatus, processes and apparatuses not separately described and not shown may be appropriately applied and used to carry out the separation method of the ternary mixture according to the present invention.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention and the scope of the technical idea are obvious to those skilled in the art, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
도 1에 도시된 공정 흐름도와 같이, 이량화 반응기(100)에 단량체로서 아크릴로니트릴 9,500 kg/hr, 용매로서 이소프로필 알코올 3,220 kg/hr 및 톨루엔 29,140 kg/hr를 공급하고, 촉매로서 포스피나이트를 사용하여 아크릴로니트릴 이량화 반응을 수행하였다.1, 9,500 kg/hr of acrylonitrile as a monomer, 3,220 kg/hr of isopropyl alcohol and 29,140 kg/hr of toluene as a solvent were supplied to the
반응이 완료된 이량화 반응기(100) 배출 스트림을 필터(200)로 공급하여 고형물을 제거하고 고형물이 제거된 여과액을 예비 증류 컬럼(300)으로 공급하여 상부 배출 스트림으로 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔을 분리하고, 하부 배출 스트림으로 아크릴로니트릴 이량체 및 촉매를 분리하였다.The discharge stream of the
상기 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔을 포함하는 예비 증류 컬럼(300) 상부 배출 스트림을 제1 증류 컬럼(310)으로 공급하고, 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 분리하여 이량화 반응기(100)로 공급하였고, 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 환류시키고 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 공급하였다.The upper discharge stream of the
그런 다음, 상기 제2 증류 컬럼(320)에서는 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 분리하여 이량화 반응기(100)로 공급하였고, 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 환류시키고 나머지 스트림은 제3 증류 컬럼(330)으로 공급하였다. Then, in the
그런 다음, 상기 제3 증류 컬럼(330)에서는 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 분리하여 이량화 반응기(100)로 공급하였고, 상부 배출 스트림의 일부 스트림은 환류시키고 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼(320)으로 순환시켰다.Then, in the
이 때, 상기 제1 증류 컬럼(310), 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력, 환류비, 제2 증류 컬럼(320)에서 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올(AN+IPA)의 유량 대비 제3 증류 컬럼(330)에서 제2 증류 컬럼(320)으로 순환되는 스트림의 유량(순환량) 및 각각의 증류 컬럼의 하부 배출 스트림으로부터 회수되는 톨루엔, 이소프로필 알코올, 아크릴로니트릴의 순도를 하기 표 1에 기재하였다.At this time, the operating pressure of the
상기 표 1을 참조하면, 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력을 2 bar, 환류비를 2.7로 제어하고, 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 1 bar, 환류비를 2.2로 제어하고, 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 6.3 bar, 환류비를 2.2로 제어함으로써, 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림으로부터 99 % 이상의 톨루엔을 회수하고, 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림으로부터 99 % 이상의 이소프로필 알코올을 회수하고, 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 99 % 이상의 아크릴로니트릴을 회수하여 아크릴로니트릴 이량화 반응에 재사용할 수 있었다.종래의 아크릴로니트릴의 이량화 반응으로부터 생성되는 부산물 중 미반응 단량체나, 용매에 대한 분리 방법이 연구되지 않은데 비하여, 본 발명에 따른 분리 방법으로 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔을 고순도로 분리하여 이량화 반응에 재사용함으로써, 공정 비용을 현저하게 절감시켜 경제성을 향상시킬 수 있다.Referring to Table 1, the operating pressure of the
비교예Comparative example
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예와 동일한 방법으로 아크릴로니트릴 이량화 반응을 수행하되, 상기 이량화 반응으로부터 배출되는 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔 각각의 성분을 분리하는 단계에서, 제1 증류 컬럼(310), 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력, 환류비, 제2 증류 컬럼(320)에서 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올의 유량 대비 제3 증류 컬럼(330)에서 제2 증류 컬럼(320)으로 순환되는 스트림의 유량(순환량)을 하기 표 2와 같이 제어하였다.In the step of performing the acrylonitrile dimerization reaction in the same manner as in the above embodiment, but separating each component of acrylonitrile, isopropyl alcohol, and toluene discharged from the dimerization reaction, the
상기 표 2를 참조하면, 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력을 2 bar, 환류비를 2.7로 제어하고, 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 3 bar, 환류비를 2.2로 제어하고, 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 1 bar, 환류비를 2.2로 제어한 경우, 제2 증류 컬럼(320) 하부 배출 스트림으로부터 회수되는 아크릴로니트릴의 순도가 90 %이고, 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 회수되는 이소프로필 알코올의 순도가 80 %로, 실시예와 비교하여 낮은 것을 알 수 있었다.이 경우, 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 3 bar로, 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 1 bar로 제2 증류 컬럼(320)과 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 적절히 조절하지 못했기 때문에, 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올 사이에 공비점 조성을 깨지 못한 결과로서, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 낮은 순도로 얻게 된 것을 알 수 있다.Referring to Table 2, the operating pressure of the
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예와 동일한 방법으로 아크릴로니트릴 이량화 반응을 수행하되, 상기 이량화 반응으로부터 배출되는 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔 각각의 성분을 분리하는 단계에서, 제1 증류 컬럼(310), 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력, 환류비, 제2 증류 컬럼(320)에서 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올의 유량 대비 제3 증류 컬럼(330)에서 제2 증류 컬럼(320)으로 순환되는 스트림의 유량(순환량)을 하기 표 3과 같이 제어하였다.In the step of performing the acrylonitrile dimerization reaction in the same manner as in the above embodiment, but separating each component of acrylonitrile, isopropyl alcohol, and toluene discharged from the dimerization reaction, the
상기 표 3을 참조하면, 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력을 1 bar, 환류비를 2.7로 제어하고, 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 1 bar, 환류비를 2로 제어하고, 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 6 bar, 환류비를 2로 제어한 경우, 제1 증류 컬럼(310) 하부 배출 스트림으로부터 회수되는 톨루엔의 순도가 83 %로, 실시예와 비교하여 낮은 것을 알 수 있었다.이 경우, 제1 증류 컬럼을 상압(1 bar)로 운전한 결과로서, 아크릴로니트릴과 이소프로필 알코올 및 아크릴로니트릴과 톨루엔 사이에 존재하는 공비점 조성으로 인해 톨루엔을 고순도로 얻지 못한 것을 알 수 있다.Referring to Table 3, the operating pressure of the
비교예 3Comparative Example 3
상기 실시예와 동일한 방법으로 아크릴로니트릴 이량화 반응을 수행하되, 상기 이량화 반응으로부터 배출되는 아크릴로니트릴, 이소프로필 알코올 및 톨루엔 각각의 성분을 분리하는 단계에서, 제1 증류 컬럼(310), 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력, 환류비, 제2 증류 컬럼(320)에서 제3 증류 컬럼(330)으로 공급되는 스트림 내 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올의 유량 대비 제3 증류 컬럼(330)에서 제2 증류 컬럼(320)으로 순환되는 스트림의 유량(순환량)을 하기 표 4와 같이 제어하였다.In the step of performing the acrylonitrile dimerization reaction in the same manner as in the above embodiment, but separating each component of acrylonitrile, isopropyl alcohol, and toluene discharged from the dimerization reaction, the
상기 표 4를 참조하면, 제1 증류 컬럼(310)의 운전 압력을 2 bar, 환류비를 2.7로 제어하고, 제2 증류 컬럼(320)의 운전 압력을 1 bar, 환류비를 1로 제어하고, 제3 증류 컬럼(330)의 운전 압력을 6.3 bar, 환류비를 2.2로 제어한 경우, 제2 증류 컬럼(320) 및 제3 증류 컬럼(330) 하부 배출 스트림으로부터 회수되는 이소프로필 알코올 및 아크릴로니트릴의 순도가 97 %로, 실시예와 비교하여 낮은 것을 알 수 있었다. 이를 통해, 각 증류 컬럼의 환류비가 각 증류 컬럼으로부터 분리되는 성분의 순도에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.Referring to Table 4, the operating pressure of the
100: 이량화 반응기
200: 필터
300: 예비 증류 컬럼
310: 제1 증류 컬럼
320: 제2 증류 컬럼
330: 제3 증류 컬럼100: dimerization reactor 200: filter
300: preliminary distillation column 310: first distillation column
320: second distillation column 330: third distillation column
Claims (10)
상기 혼합물 스트림을 제1 증류 컬럼으로 공급하여 하부 배출 스트림으로부터 톨루엔을 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계;
상기 제2 증류 컬럼으로 공급된 제1 증류 컬럼 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 이소프로필 알코올을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제3 증류 컬럼으로 공급하는 단계; 및
상기 제3 증류 컬럼으로 공급된 제2 증류 컬럼의 상부 배출 스트림을 분리하여 하부 배출 스트림으로부터 아크릴로니트릴을 일부 회수하고, 아크릴로니트릴 및 이소프로필 알코올을 포함하는 상부 배출 스트림의 일부 스트림을 제2 증류 컬럼으로 공급하는 단계를 포함하며,
상기 제2 증류 컬럼은 저압으로 운전되고, 상기 제3 증류 컬럼은 고압으로 운전되는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.A method of separating each component from a mixture comprising acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol, comprising:
Supplying the mixture stream to a first distillation column to recover toluene from a bottom effluent stream, and supplying a partial stream of the top effluent stream comprising acrylonitrile and isopropyl alcohol to a second distillation column;
Separating the upper discharge stream of the first distillation column supplied to the second distillation column to partially recover isopropyl alcohol from the lower discharge stream, and a third distillation of a partial stream of the upper discharge stream containing acrylonitrile and isopropyl alcohol. Supplying to the column; And
The upper discharge stream of the second distillation column supplied to the third distillation column is separated to partially recover acrylonitrile from the lower discharge stream, and a partial stream of the upper discharge stream containing acrylonitrile and isopropyl alcohol is second Including the step of supplying the distillation column,
The second distillation column is operated at low pressure, and the third distillation column is operated at high pressure.
상기 제2 증류 컬럼의 운전 압력은 0.3 bar 내지 1.1 bar이고,
상기 제3 증류 컬럼의 운전 압력은 1 bar 내지 9 bar인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The operating pressure of the second distillation column is 0.3 bar to 1.1 bar,
The method of separating a ternary mixture in which the operating pressure of the third distillation column is 1 bar to 9 bar.
상기 제1 증류 컬럼의 운전 압력은 1.2 bar 내지 2.2 bar인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The method of separating a ternary mixture in which the operating pressure of the first distillation column is 1.2 bar to 2.2 bar.
상기 제3 증류 컬럼으로 공급되는 제2 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 유량 대비 제2 증류 컬럼으로 공급되는 제3 증류 컬럼 상부 배출 스트림의 유량은 0.8 내지 1.2인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
A method of separating a ternary mixture in which the flow rate of the upper discharge stream of the third distillation column supplied to the second distillation column is 0.8 to 1.2 compared to the flow rate of the discharge stream above the second distillation column supplied to the third distillation column.
상기 제1 증류 컬럼의 상부 배출 스트림은 제1 응축기로 공급되고, 상기 제1 응축기 배출 스트림의 일부 스트림은 제1 증류 컬럼으로 환류되고, 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급되며, 상기 환류비는 1.5 내지 10이고,
상기 제2 증류 컬럼의 상부 배출 스트림은 제2 응축기로 공급되고, 상기 제2 응축기 배출 스트림의 일부 스트림은 제2 증류 컬럼으로 환류되고, 나머지 스트림은 제3 증류 컬럼으로 공급되며, 상기 환류비는 1.5 내지 5이고,
상기 제3 증류 컬럼의 상부 배출 스트림은 제3 응축기로 공급되고, 상기 제3 응축기 배출 스트림의 일부 스트림은 제3 증류 컬럼으로 환류되고, 나머지 스트림은 제2 증류 컬럼으로 공급되며, 상기 환류비는 1.5 내지 5인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The upper discharge stream of the first distillation column is supplied to the first condenser, some streams of the first condenser discharge stream are refluxed to the first distillation column, the remaining stream is supplied to the second distillation column, and the reflux ratio is 1.5 To 10,
The upper discharge stream of the second distillation column is supplied to a second condenser, some streams of the second condenser discharge stream are refluxed to a second distillation column, and the remaining stream is supplied to a third distillation column, and the reflux ratio is 1.5 To 5,
The upper discharge stream of the third distillation column is supplied to a third condenser, some streams of the third condenser discharge stream are refluxed to a third distillation column, and the remaining stream is supplied to a second distillation column, and the reflux ratio is 1.5 Separation method of the ternary mixture of 5 to.
상기 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 혼합물은, 아크릴로니트릴의 이량화 반응으로부터 생성되는 부산물인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The mixture containing acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol is a method for separating a ternary mixture, which is a by-product generated from a dimerization reaction of acrylonitrile.
상기 아크릴로니트릴의 이량화 반응은,
아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 이량화 반응기에 공급하여 아크릴로니트릴을 이량화 반응시키는 단계;
상기 이량화 반응기에서 배출되는 스트림을 여과하여 고형물을 제거하는 단계; 및
상기 여과를 통해 분리된 여과액을 예비 증류 컬럼으로 공급하여 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올을 포함하는 부산물을 상부 배출 스트림으로 회수하는 단계를 포함하며,
상기 예비 증류 컬럼 상부 배출 스트림은 제1 증류 컬럼으로 공급되는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 6,
The dimerization reaction of the acrylonitrile,
Supplying acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol to a dimerization reactor to perform a dimerization reaction of acrylonitrile;
Filtering the stream discharged from the dimerization reactor to remove solids; And
Supplying the filtrate separated through the filtration to a preliminary distillation column to recover by-products including acrylonitrile, toluene and isopropyl alcohol as an upper discharge stream,
The method of separating a ternary mixture, wherein the preliminary distillation column upper discharge stream is supplied to the first distillation column.
상기 회수된 아크릴로니트릴, 톨루엔 및 이소프로필 알코올은 각각 아크릴로니트릴의 이량화 반응에서 재사용되는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 7,
The recovered acrylonitrile, toluene, and isopropyl alcohol are each reused in the dimerization reaction of acrylonitrile, a method for separating a ternary mixture.
상기 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제1 증류 컬럼 하부 배출 스트림 내 톨루엔의 유량은 0.95 이상이고,
상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제2 증류 컬럼 하부 배출 스트림 내 이소프로필 알코올의 유량은 0.95 이상이고,
상기 제3 증류 컬럼 하부 배출 스트림의 유량 대비 상기 제3 증류 컬럼 하부 배출 스트림 내 아크릴로니트릴의 유량은 0.95 이상인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The flow rate of toluene in the first distillation column lower discharge stream compared to the flow rate of the first distillation column lower discharge stream is 0.95 or more,
The flow rate of isopropyl alcohol in the second distillation column lower discharge stream relative to the flow rate of the second distillation column lower discharge stream is 0.95 or more,
A method for separating a ternary mixture in which the flow rate of acrylonitrile in the lower discharge stream of the third distillation column is 0.95 or higher compared to the flow rate of the lower discharge stream of the third distillation column.
상기 아크릴로니트릴을 포함하는 제3 증류 컬럼 하부 배출 스트림은 제4 증류 컬럼으로 공급되며, 상기 제4 증류 컬럼에서 하부 배출 스트림으로 아크릴로니트릴을 회수하는 것인 삼성분계 혼합물의 분리 방법.The method of claim 1,
The third distillation column bottom discharge stream containing the acrylonitrile is supplied to a fourth distillation column, and the method for separating a ternary mixture in which acrylonitrile is recovered as a bottom discharge stream from the fourth distillation column.
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US4958042A (en) | 1987-10-28 | 1990-09-18 | Imperial Chemical Industries Plc | Dimerization of acrylonitrile |
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