KR20220088139A - 회분식 반응장치 - Google Patents

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이혜원
류현철
한기도
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한화솔루션 주식회사
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Abstract

본 발명의 목적은 기체상의 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응시, 반응물의 혼합성능을 향상시키는 회분식 반응장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 반응장치는, 액체상의 용매를 수용하는 반응기, 상기 반응기 내에 기체상의 원료를 공급하는 스파저, 및 상기 반응기에 높이 방향으로 설치되는 회전축에 임펠러를 구비하여 용매와 원료를 교반하는 교반기를 포함하며, 상기 임펠러는 레이디얼 타입 임펠러와 액시얼 타입 임펠러를 포함한다.

Description

회분식 반응장치 {BATCH REACTOR}
본 발명은 회분식 반응장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체상의 용매에 기체상의 원료를 주입하여 교반기로 혼합하여 슬러리 형태의 반응물을 생성하는 회분식 반응장치에 관한 것이다.
자일릴렌디이소시아네이트(Xylylene Diisocyanate)의 제조 공정 중 조염 반응 용매에 기체상의 원료를 주입하고 임펠러(Impeller)로 혼합하는 회분식 반응장치(Batch Reactor)가 사용될 수 있다.
이와 같이 조염 반응은 용매의 존재 하에서 진행된다. 조염 반응의 생성물인 아민염은 그 직경이 수 ~ 수십 ㎛ 수준의 입자 형태이므로 반응이 진행되면서 용매에 분산되어 슬러리 형태로 변하게 된다.
일반적으로 이러한 서로 다른 상이 존재하는 불균일 반응에서는 반응물간의 혼합이 매우 중요하다. 일례로써, 기체상의 염화수소를 액체상의 용매에 효과적으로 분산시켜서 빠르게 용해시키기 위하여, 기체를 작은 기포 형태로 액체상에 취입하여, 기체와 액체 간의 접촉 면적을 증가시키는 방법이 시도되고 있다.
본 발명의 목적은 기체상의 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응시, 반응성을 향상시키는 회분식 반응장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 기체상의 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응시, 반응물의 혼합성능을 향상시키는 회분식 반응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 반응장치는, 액체상의 용매를 수용하는 반응기, 상기 반응기 내에 기체상의 원료를 공급하는 스파저, 및 상기 반응기에 높이 방향으로 설치되는 회전축에 임펠러를 구비하여 용매와 원료를 교반하는 교반기를 포함하며, 상기 임펠러는 레이디얼 타입 임펠러와 액시얼 타입 임펠러를 포함한다.
상기 레이디얼 타입 임펠러는 상기 회전축의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 상기 액시얼 타입 임펠러는 상기 레이디얼 타입 임펠러의 상측에서 상기 회전축에 한 개 이상의 단으로 구비될 수 있다.
상기 액시얼 타입 임펠러는 상기 회전축의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 상기 레이디얼 타입 임펠러는 상기 액시얼 타입 임펠러의 상측에서 상기 회전축에 한 개 이상의 단으로 구비될 수 있다.
상기 반응기는 상기 회전축과 나란하게 배치되어 내측면에 설치되는 배플(baffle)을 포함할 수 있다. 상기 배플은 판형 또는 봉형을 포함할 수 있다.
상기 원료는 염화수소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 반응장치는, 상기 원료인 염화수소를 공급하여 자일릴렌디이소시아네이트를 제조할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예의 회분식 반응장치는 교반기의 회전축에 레이디얼 타입 임펠러 및 액시얼 타입 임펠러를 구비하므로 기체상의 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응시, 용매와 염화수소의 혼합성능, 즉 기체 포집률(gas holdup)을 향상시킬 수 있다. 따라서 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 3은 비교예 1에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 4는 비교예 2에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 회분식 반응장치(100)는 액체상의 용매(101)를 수용하는 반응기(10), 반응기(10) 내에 기체상의 원료(102)를 공급하는 스파저(sparger)(20), 및 교반기(30)를 포함한다.
일례로써, 반응기(10)는 원통형의 측벽부(11)와 측벽부(11)의 하측과 상측을 각각 형성하여 반응공간을 형성하는 바닥부(12)와 덮개부(13)를 포함한다. 바닥부(12)와 덮개부(13)는 하측과 상측으로 볼록한 곡면으로 형성되어, 액체상의 용매(101)와 기체상의 원료(102)가 유동되어 효과적으로 혼합될 수 있게 한다.
스파저(20)는 반응기(10)의 바닥부(12)에서 상향하여 교반기(30)의 하부에 설치되어 교반기(30)의 하부에서 기체상의 원료를 분사 공급할 수 있도록 복수의 분사구(21)를 구비한다.
스파저(20)는 교반기(30)의 하부에서 절곡되어 교반기(30)의 회전 범위에 대응하여 복수의 분사구(21)를 구비한다. 스파저(20)에서 복수의 분사구(21)는 기체상의 원료(102)인 염화수소(HCl)를 액체상의 용매(101) 내에 균일한 분사를 가능하게 한다.
교반기(30)는 반응기(10)에 높이 방향으로 설치되는 회전축(31)과, 회전축(31)에 구비되어, 용매(101)와 원료(102)를 교반하는 임펠러(32)를 포함한다. 회전축(31)은 반응기(10)의 덮개부(13)에 회전 가능하게 설치되어 하단으로 바닥부(12)를 향하고, 외부에 구비되는 구동모터(미도시)로 구동될 수 있다.
임펠러(32)는 레이디얼(radial) 타입 임펠러(321)와 액시얼(axial) 타입 임펠러(322)를 포함한다. 레이디얼 타입 임펠러(321)는 회전축(31)에 수직하는 횡 방향으로 유동을 생성하여 액체상의 용매(101) 내에서 공급되는 기체상의 원료(102)를 파쇄 및 분산시킨다. 액시얼 타입 임펠러(322)는 회전축(31)과 같은 축 방향으로 유동을 생성하여 액체상의 용매(101) 내에서 공급되는 기체상의 원료(102)를 분쇄 및 분산시킨다.
제1실시예에서, 레이디얼 타입 임펠러(321)는 회전축(31)의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 액시얼 타입 임펠러(322)는 레이디얼 타입 임펠러(321)의 상측에서 회전축(31)에 한 개의 단 또는 그 이상으로 구비될 수 있다. 즉 제1단에 레이디얼 타입 임펠러(321)가 설치되고, 제2단에 액시얼 타입 임펠러(322)가 설치된다. 더 도시하지 않았으나 액시얼 타입 임펠러(322)는 회전축(31) 및 반응기(10)의 높이에 따라 한 개 이상의 더 많은 단 수로 설치될 수 있다.
레이디얼 타입 임펠러(321)는 스파저(20)의 분사구(21)에서 분사되는 기체상의 원료(102)의 상방에서 회전 구동되어, 용매(101)를 횡 방향으로 유동시킨다. 따라서 스파저(20)의 분사구들(21)로 분사되는 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 횡 방향 유동에 의하여 횡 방향으로 유동하면서 용매(101)에 혼합된다.
액시얼 타입 임펠러(322)는 레이디얼 타입 임펠러(321)의 상방에서 구동되어 용매(101)를 축 방향으로 유동시킨다. 따라서 부분적으로 혼합된 기체상의 원료(102)와 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 축 방향 유동에 의하여 축 방향으로 유동하면서 용매(101)에 더욱 혼합된다.
용매(101)에 원료(102)를 혼합하여 조염 반응이 진행되면서 아민염이 생성된다. 생성물인 아민염은 수 ~ 수십㎛의 직경을 갖는 입자 형태이므로 반응이 진행되면서 용매에 분산되는 슬러리 형태로 변화된다.
이와 같이, 레이디얼 타입 임펠러(321)와 액시얼 타입 임펠러(322)의 혼합 사용은 용매(101)에 기체상의 원료(102)를 분사하여 혼합할 때, 기체 포집률(Gas holdup)을 상승시킨다. 따라서 반응기(10) 내에서의 반응 속도가 상승될 수 있다. 결론적으로, 용매(101)에 원료(102)를 혼합하여 슬러리를 생성하는 반응에서 균일한 생성물을 보다 짧은 시간에 생산하여, 생산성을 높이고 생성물 품질의 안정성을 향상시킬 수 있다.
한편, 반응기(10)는 회전축(31)과 나란하게 배치되어 측벽부(11)의 내면, 즉 내측면에 설치되는 배플(40)을 더 포함한다. 예를 들면, 배플(40)은 설정된 폭과 높이를 가지는 판형으로 형성될 수도 있고, 설정된 직경과 길이를 가지는 봉형으로 형성될 수도 있다.
배플(40)은 임펠러(32) 구동시, 유동하는 용매(101)에 와류를 발생시켜 용매(101)와 원료(102)를 반응기(10)의 높이 방향 전체 영역에서 보다 균일한 혼합을 가능케 한다.
배플(40)은 반응기(10)의 내부에 원주 방향을 따라 복수로 구비되어, 원주 방향에서 와류를 반복적으로 형성하여 용매(101)와 원료(102)를 원주 방향 전체 영역에서 보다 균일한 혼합을 가능케 한다.
또한, 배플(40)은 레이디얼 타입 임펠러(321)와 액시얼 타입 임펠러(322)의 회전 구동으로 인하여 발생되는 와류 영역에 구비되어 용매(101)와 원료(102)의 혼합에 직접적으로 작용할 수 있다.
레이디얼 타입 임펠러(321)와 액시얼 타입 임펠러(322) 및 배플(40)의 사용은 용매(101)에 기체상의 원료(102)를 분사하여 혼합할 때, 기체 포집률(Gas holdup)을 더욱 상승시킬 수 있다. 따라서 반응기(10) 내에서의 반응 속도가 더 상승될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 회분식 반응장치(100)는, 기체상과 액체상 간의 반응에 사용되며, 기체상의 원료(102)인 염화수소를 액체상의 용매(101)에 공급하여 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하는 공정에 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명의 다른 실시예 및 비교예에 대하여 설명한다. 제1실시예와 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대한 설명을 기재한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 제2실시예의 회분식 반응장치(200)의 임펠러(52)에서, 액시얼 타입 임펠러(522)는 회전축(51)의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 레이디얼 타입 임펠러(521)는 액시얼 타입 임펠러(522)의 상측에서 회전축(51)에 한 개의 단 또는 2개 이상의 단으로 구비될 수 있다. 즉 제1단에 액시얼 타입 임펠러(522)가 설치되고, 제2에 레이디얼 타입 임펠러(521)가 설치된다. 더 도시하지 않았으나 레이디얼 타입 임펠러(521)는 회전축(51) 및 반응기(10)의 높이에 따라 한 개 이상의 더 많은 단 수로 설치될 수 있다.
액시얼 타입 임펠러(522)는 스파저(20)의 분사구(21)에서 분사되는 기체상의 원료(102)의 상방에서 회전 구동되어, 용매(101)를 축 방향으로 유동시킨다. 따라서 스파저(20)의 분사구들(21)로 분사되는 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 축 방향 유동에 의하여 축 방향으로 유동하면서 용매(101)에 혼합된다.
레이디얼 타입 임펠러(521)는 액시얼 타입 임펠러(522)의 상방에서 구동되어 용매(101)를 횡 방향으로 유동시킨다. 따라서 부분적으로 혼합된 기체상의 원료(102)와 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 횡 방향 유동에 의하여 횡 방향으로 유동하면서 용매(101)에 더욱 혼합된다.
이와 같이, 액시얼 타입 임펠러(522)와 레이디얼 타입 임펠러(521)의 혼합 사용은 용매(101)에 기체상의 원료(102)를 분사하여 혼합할 때, 기체 포집률(Gas holdup)을 상승시킨다. 따라서 반응기(10) 내에서의 반응 속도가 상승될 수 있다. 결론적으로, 용매(101)에 원료(102)를 혼합하여 슬러리를 생성하는 반응에서 균일한 생성물을 보다 짧은 시간에 생산하여, 생산성을 높이고 생성물 품질의 안정성을 향상시킬 수 있다
또한, 배플(40)은 액시얼 타입 임펠러(522)와 레이디얼 타입 임펠러(521)의 회전 구동으로 인하여 발생되는 와류 영역에 구비되어 용매(101)와 원료(102)의 혼합에 직접적으로 작용할 수 있다.
액시얼 타입 임펠러(522)와 레이디얼 타입 임펠러(521) 및 배플(40)의 사용은 용매(101)에 기체상의 원료(102)를 분사하여 혼합할 때, 기체 포집률(Gas holdup)을 더욱 상승시킬 수 있다. 따라서 반응기(10) 내에서의 반응 속도가 더 상승될 수 있다.
도 3은 비교예 1에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 비교예 1의 회분식 반응기(300)에서, 교반기(60)는 회전축(61)에 레이디얼 타입 임펠러(62)를 복수로 장착하고 있다.
레이디얼 타입 임펠러(62)는 스파저(20)에서 분사되는 기체상의 원료(102)의 상방에서 회전 구동되어, 용매(101)를 횡 방향으로 유동시킨다. 따라서 스파저(20)의 분사구들(21)로 분사되는 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 횡 방향 유동에 의하여 횡 방향으로 유동하면서 용매(101)에 혼합된다.
2개 이상의 레이디얼 타입 임펠러(62)는 동일하게 구동되면서 기체상의 원료(102)를 용매(101)의 횡 방향 유동으로 용매(101)에 혼합시킨다. 제1, 제2실시예와 비교할 때, 비교예 1은 용매(101)에 대하여 축 방향으로 유동을 형성하기 어렵다.
도 4는 비교예 2에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 비교예 2의 회분식 반응기(400)에서, 교반기(70)는 회전축(71)에 액시얼 타입 임펠러(72)를 복수로 장착하고 있다.
액시얼 타입 임펠러(72)는 스파저(20)에서 분사되는 기체상의 원료(102)의 상방에서 회전 구동되어, 용매(101)를 축 방향으로 유동시킨다. 따라서 스파저(20)의 분사구들(21)로 분사되는 기체상의 원료(102)는 용매(101)의 축 방향 유동에 의하여 축 방향으로 유동하면서 용매(101)에 혼합된다.
2개 이상의 액시얼 타입 임펠러(72)는 동일하게 구동되면서 기체상의 원료(102)를 용매(101)의 축 방향 유동으로 용매(101)에 혼합시킨다. 제1, 제2실시예와 비교할 때, 비교예 2는 용매(101)에 대하여 횡 방향으로 유동을 형성하기 어렵다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제3실시예의 회분식 반응장치(500)의 임펠러(32)에서, 레이디얼 타입 임펠러(321)는 회전축(31)의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 액시얼 타입 임펠러(322)는 액시얼 타입 임펠러(322)의 상측에서 회전축(31)에 4개의 단으로 구비되어 있다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제4실시예의 회분식 반응장치(600)의 임펠러(52)에서, 액시얼 타입 임펠러(522)는 회전축(51)의 하단에 하나의 단으로 구비되고, 레이디얼 타입 임펠러(521)는 액시얼 타입 임펠러(522)의 상측에서 회전축(51)에 4개의 단으로 구비되어 있다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 회분식 반응장치의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제5실시예의 회분식 반응장치(500)의 임펠러(52)에서, 액시얼 타입 임펠러(522)는 회전축(51)의 하, 중 상단에 3개의 단으로 구비되고, 레이디얼 타입 임펠러(521)는 액시얼 타입 임펠러(522)의 단들 사이에 2개의 단으로 구비되어 있다.
도시하지는 않았으나, 레이디어 타입 임펠러는 회전축의 하, 중 상단에 3개의 단으로 구비되고, 엑시얼 타입 임펠러는 레이디얼 타입 임펠러의 단들 사이에 2개의 단으로 구비될 수 있다.
결국, 본 발명의 교반기에서 임펠러는 하단에 레이디얼 타입 임펠러 또는 엑시얼 타입 임펠러를 설치하고, 그 위에 동일 또는 다른 타입의 임펠러를 하나 또는 2이상, 즉 복수로 구비할 수 있다. 또한 교반기에서 임펠러는 레이디얼 타입 임펠러와 엑시얼 타입 임펠러를 필요로 하는 n단까지 교호적으로 구비할 수도 있다. 이러한 경우에 상응하는 다양한 도면들을 생략한다.
표 1은 제1실시예 내지 제5실시예와 비교예 1, 비교예 2에 대한 기체 포집률을 나타낸다.
제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예 제5실시예 비교예 1 비교예 2
제1단 임펠러 레이디얼 타입 액시얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입 액시얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입
제2단 임펠러 액시얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입 레이디얼 타입 레이디얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입
제3단 임펠러 - - 액시얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입 - -
제4단 임펠러 - - 액시얼 타입 레이디얼 타입 레이디얼 타입 - -
제5단 임펠러 - - 액시얼 타입 레이디얼 타입 액시얼 타입 - -
기체 포집률(%) >10 >10 >10 >10 >10 4.7 8.0
반응시간(hr) 6.0 6.3 4.5 5.3 5.2 7.8 6.7
제1실시예
도 1의 회분식 반응장치(100)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 제1실시예는 한 단의 레이디얼 타입 임펠러(321)와 한 단의 액시얼 타입 임펠러(322)를 사용하였다. 교반기(30)는 50~500rpm으로 회전하였다.
제2실시예
도 2의 회분식 반응장치(200)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 제2실시예는 한 단의 액시얼 타입 임펠러(522)와 한 단의 레이디얼 타입 임펠러(521)를 사용하였다. 교반기(50)는 50~500rpm으로 회전하였다.
제3실시예
도 5의 회분식 반응장치(500)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 제3실시예는 한 단의 레이디얼 타입 임펠러(321)와 4단의 액시얼 타입 임펠러(322)를 사용하였다. 교반기(30)는 50~500rpm으로 회전하였다.
제4실시예
도 6의 회분식 반응장치(600)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 제4실시예는 한 단의 액시얼 타입 임펠러(522)와 4단의 레이디얼 타입 임펠러(521)를 사용하였다. 교반기(50)는 50~500rpm으로 회전하였다.
제5실시예
도 7의 회분식 반응장치(700)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 제5실시예는 3단의 액시얼 타입 임펠러(522)와 2단의 레이디얼 타입 임펠러(521)를 사용하였고, 총 5단 임펠러를 교호적으로 설치하였다. 교반기(50)는 50~500rpm으로 회전하였다.
비교예 1
도 3의 회분식 반응장치(300)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 비교예 1은 두 단의 레이디얼 타입 임펠러(62)를 사용하였다. 교반기(60)는 50~500rpm으로 회전하였다.
비교예 2
도 4의 회분식 반응장치(400)에 용매(101)를 담고, 스파저(20)로 원료(102)인 염화수소를 용매(101)에 공급하여, 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하였다. 비교예 2는 두 단의 액시얼 타입 임펠러(72)를 사용하였다. 교반기(70)는 50~500rpm으로 회전하였다.
실험예 1
제1실시예 내지 제5실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 기체 포집률을 측정하였다. 제1실시예는 반응시간 6.0hr 동안, 기체 포집률이 10%를 초과하고, 제2실시예는 반응시간 6.3hr 동안, 기체 포집률이 10%를 초과하며, 제3실시예는 반응시간 4.5hr 동안, 기체 포집률이 10%를 초과하고, 제4실시예는 반응시간 5.3hr 동안, 기체 포집률이 10%를 초과하고, 제5실시예는 반응시간 5.2hr 동안, 기체 포집률이 10%를 초과하는데 비하여, 비교예 1은 반응시간 7.8hr 동안, 기체 포집률이 4.7%이고, 비교예 2는 반응시간 6.7hr 동안, 기체 포집률이 8.0%이었다.
즉 제1 내지 제5실시예는 비교예 1 및 2에 비하여 반응시간이 짧음에도 불구하고 상승된 기체 포집률을 나타낸다. 따라서 제1 내지 제5실시예는 비교예 1 및 2에 비하여, 반응에 참여하는 원료(102)인 염화수소의 반응에 효율적으로 참여할 수 있는 염화수소의 형태 변화를 유도하여, 염화수소를 이용한 지방족 이소시아네이트의 반응성을 향상시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 반응기 11: 측벽부
12: 바닥부 13: 덮개부
20: 스파저(sparger) 21: 분사구
30: 교반기 31, 51: 회전축
32, 52: 임펠러 40: 배플
100, 200, 500, 600, 700: 회분식 반응장치101: 용매
102: 원료 321, 521: 레이디얼 타입 임펠러
322, 522: 액시얼 타입 임펠러

Claims (7)

  1. 액체상의 용매를 수용하는 반응기;
    상기 반응기 내에 기체상의 원료를 공급하는 스파저; 및
    상기 반응기에 높이 방향으로 설치되는 회전축에 임펠러를 구비하여 용매와 원료를 교반하는 교반기
    를 포함하며,
    상기 임펠러는
    레이디얼 타입 임펠러와 액시얼 타입 임펠러를 포함하는, 회분식 반응장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이디얼 타입 임펠러는
    상기 회전축의 하단에 하나의 단으로 구비되고,
    상기 액시얼 타입 임펠러는
    상기 레이디얼 타입 임펠러의 상측에서 상기 회전축에 한 개 이상의 단으로 구비되는, 회분식 반응장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액시얼 타입 임펠러는
    상기 회전축의 하단에 하나의 단으로 구비되고,
    상기 레이디얼 타입 임펠러는
    상기 액시얼 타입 임펠러의 상측에서 상기 회전축에 한 개 이상의 단으로 구비되는, 회분식 반응장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응기는
    상기 회전축과 나란하게 배치되어 내측면에 설치되는 배플을 포함하는, 회분식 반응장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배플은
    판형 또는 봉형을 포함하는, 회분식 반응장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원료는 염화수소인, 회분식 반응장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원료인 염화수소를 공급하여 자일릴렌디이소시아네이트를 제조하는, 회분식 반응장치.
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