KR20240033640A - Preparation method of terephthalic acid and terephthalic acid prepared therefrom - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐 폴리에스테르를 이용하여 친환경적으로 테레프탈산을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 테레프탈산의 제조 방법은 (1) 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 액상 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함함으로써, 친환경적으로 테레프탈산을 제조할 수 있음은 물론, 공정성을 향상시킬 수 있으면서 공정 비용도 절감할 수 있다. The present invention relates to an environmentally friendly method of producing terephthalic acid using waste polyester. Specifically, according to one embodiment of the present invention, the method for producing terephthalic acid includes (1) alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing the compound represented by Formula 1; steps; and (2) hydrolyzing the liquid composition, thereby making it possible to produce terephthalic acid in an environmentally friendly manner, improve processability, and reduce process costs.

Description

테레프탈산의 제조 방법 및 이로부터 제조된 테레프탈산{PREPARATION METHOD OF TEREPHTHALIC ACID AND TEREPHTHALIC ACID PREPARED THEREFROM}Method for producing terephthalic acid and terephthalic acid produced thereby {PREPARATION METHOD OF TEREPHTHALIC ACID AND TEREPHTHALIC ACID PREPARED THEREFROM}

본 발명은 폐 폴리에스테르를 이용하여 친환경적으로 테레프탈산을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 재생 테레프탈산에 관한 것이다. The present invention relates to an environmentally friendly method of producing terephthalic acid using waste polyester and recycled terephthalic acid produced therefrom.

폴리에스테르는 기계적 강도, 내열성, 투명성 및 가스 배리어성이 우수하기 때문에, 음료 충전용 용기나, 포장용 필름, 오디오, 비디오용 필름 등의 소재나, 의료용 섬유나 타이어 코드 등의 산업 자재로도 널리 사용되고 있다. 특히, 폴리에스테르 시트나 판재는 투명성이 양호하고 기계적 강도가 우수하여, 케이스, 박스, 파티션, 선반, 패널, 패키징, 건축자재, 인테리어 내외장재 등의 재료로 광범위하게 사용되고 있다.Because polyester has excellent mechanical strength, heat resistance, transparency, and gas barrier properties, it is widely used in materials such as beverage filling containers, packaging films, audio and video films, and industrial materials such as medical fibers and tire cords. there is. In particular, polyester sheets and plates have good transparency and excellent mechanical strength, and are widely used as materials for cases, boxes, partitions, shelves, panels, packaging, building materials, and interior and exterior materials.

폴리에스테르를 소재로 한 플라스틱 폐기물이 연간 세계적으로 감당하기 어려울 정도로 발생함에 따라 폐 폴리에스테르를 재활용하거나 폐 폴리에스테르를 이용한 재생 공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 최근 세계 각국에서는 폐 폴리에스테르를 비롯한 폐 플라스틱 자원의 재활용에 관한 규제 및 방안을 마련하고 있다. 예를 들어, 다양한 분야에서 사용되는 포장재에 재활용 수지를 일정 비율 이상 사용하도록 하는 등의 규제가 논의되고 있다. As the amount of plastic waste made of polyester is generated every year worldwide at an unmanageable level, interest in recycling waste polyester or a recovery process using waste polyester is increasing. Additionally, countries around the world have recently been preparing regulations and measures for recycling waste plastic resources, including waste polyester. For example, regulations such as requiring a certain percentage of recycled resin to be used in packaging materials used in various fields are being discussed.

특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)는 열저항성, 가공성, 투명성 및 무독성과 같은 특성이 우수하여 필름, 섬유, 병, 용기 등과 같은 광범위한 제품들을 제조하는데 널리 사용되고 있으나, 사용이 완료된 후 대부분 매립되거나 소각처리되고 있어 이를 이용한 재활용이나 재생 공정에 대한 연구가 계속되고 있다. In particular, polyethylene terephthalate (PET) is widely used to manufacture a wide range of products such as films, fibers, bottles, and containers due to its excellent properties such as heat resistance, processability, transparency, and non-toxicity, but most of it is landfilled after use. Since it is being disposed of or incinerated, research on recycling or regeneration processes using it is continuing.

일례로, 한국 공개특허공보 제1997-0042469호는 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 알칼리 수용액으로 가수분해하여 테레프탈산 알칼리 금속 및 토금속염의 슬러리를 만들고 이를 산으로 중화하여 테레프탈산을 제조하는 기술을 개시하고 있으나, 가수분해 반응의 결과물로 테레프탈산이 아닌 테레프탈산 염이 생성되므로 이를 테레프탈산으로 전환하기 위해서 산을 투입하는 중화 단계가 필요하고, 이로 인해 생성되는 부산물들로 인해 환경오염 유발물질이 발생하거나 다량의 산처리 폐액이 발생하는 문제가 있다. For example, Korean Patent Publication No. 1997-0042469 discloses a technology for producing terephthalic acid by hydrolyzing waste polyethylene terephthalate with an aqueous alkaline solution to create a slurry of alkali metal and earth metal salts of terephthalic acid and neutralizing it with acid. As a result of the decomposition reaction, terephthalic acid salts, not terephthalic acid, are produced, so a neutralization step by adding acid is necessary to convert it to terephthalic acid. The by-products produced as a result of this result in the generation of environmental pollutants or a large amount of acid treatment waste fluid. There is a problem that arises.

한국 공개특허공보 제1997-0042469호Korean Patent Publication No. 1997-0042469

따라서, 본 발명은 폐 폴리에스테르를 특정 알코올을 이용하여 가알콜분해 및 가수분해하여 친환경적으로 테레프탈산을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 재생 테레프탈산을 제공하고자 한다. Therefore, the present invention seeks to provide an environmentally friendly method of producing terephthalic acid by alcoholizing and hydrolyzing waste polyester using a specific alcohol, and regenerated terephthalic acid produced therefrom.

본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 (1) 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 액상 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함한다. A method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention includes the steps of (1) alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing the compound represented by Formula 1; and (2) hydrolyzing the liquid composition.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에 있어서,In Formula 1,

R1은 탄소수 4 이상의 알킬이다. R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재생 테레프탈산은 상기 테레프탈산의 제조 방법에 따라 제조되고, 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 금속의 총 함량이 100 ppm 미만이다. Regenerated terephthalic acid according to another embodiment of the present invention is manufactured according to the above method for producing terephthalic acid, and has a total metal content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of less than 100 ppm.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리에스테르 수지는 상기 재생 테레프탈산을 포함한다. A polyester resin according to another embodiment of the present invention includes the recycled terephthalic acid.

본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하고, 이를 물을 이용하여 가수분해함으로써, 친환경적으로 테레프탈산을 제조할 수 있음은 물론, 공정성을 향상시킬 수 있으면서 공정 비용도 절감할 수 있다. The method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention involves alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing the compound represented by Formula 1, and hydrolyzing it using water, In addition to being able to produce terephthalic acid in an environmentally friendly manner, processability can be improved and process costs can also be reduced.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 특정 알코올, 더욱 구체적으로 탄소수 4 이상의 알코올을 이용하여 폐 폴리에스테르를 가알코올분해하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물을 액상으로 제조하고 이를 가수분해한다. 종래에 폐 폴리에스테르로부터 테레프탈산 염을 제조한 후 이를 중화하는 단계를 추가로 수행하던 것과 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 추가 공정 없이 고상의 테레프탈산을 바로 제조할 수 있으므로, 공정이 용이할 뿐만 아니라 공정 비용도 절감할 수 있어 공정성이 매우 우수하다. Specifically, the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention involves alcoholizing waste polyester using a specific alcohol, more specifically, an alcohol having 4 or more carbon atoms to produce a composition containing the compound represented by Formula 1 in a liquid form. It is manufactured and hydrolyzed. Unlike the conventional method of producing terephthalic acid salt from waste polyester and then performing an additional step of neutralizing it, the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention can directly produce solid terephthalic acid without additional processing, so the process Not only is this easy to do, but process costs can also be reduced, so fairness is excellent.

또한, 종래에 테레프탈산 염을 중화하기 위해서 사용되는 황산이나 염산과 같은 산은 부산물로 Na2SO4, NaCl 등과 같은 환경오염 유발물질이나 다량의 산처리 폐액이 발생하는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 종래와 달리 중화 단계를 추가로 수행하지 않고 고상의 테레프탈산을 바로 제조할 수 있으므로 친환경적이다. In addition, acids such as sulfuric acid or hydrochloric acid, which have been conventionally used to neutralize terephthalic acid salts, have had the problem of generating environmental pollutants such as Na 2 SO 4 and NaCl or large amounts of acid treatment waste liquid as by-products. However, the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention is environmentally friendly because, unlike the prior art, solid terephthalic acid can be directly produced without performing an additional neutralization step.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 중간체를, 즉 가수분해 반응물을 액상으로 제조함으로써, 금속 촉매, 착색용 안료 등과 같은 불용성 불순물(insoluble impurity)이나 폐 폴리에스테르에 포함될 수 있는 용해성 착색제 등과 같은 첨가제를 용이하게 제거할 수 있으므로, 간편한 공정으로 통해 제조되는 테레프탈산의 순도 및 수율을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention is to prepare intermediates, that is, hydrolysis reactants, in a liquid phase, thereby removing insoluble impurities such as metal catalysts, coloring pigments, etc. or waste polyester. Since additives such as soluble colorants can be easily removed, the purity and yield of terephthalic acid produced through a simple process can be further improved.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the content disclosed below, and may be modified into various forms as long as the gist of the invention is not changed.

본 명세서에 있어서, 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.In this specification, when a part “includes” a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.All numbers and expressions indicating the amounts of components, reaction conditions, etc. described in this specification should be understood as being modified by the term “about” in all cases unless otherwise specified.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성요소들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로만 사용된다. In this specification, terms such as first and second are used to describe various components, and the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 (1) 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 액상 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함한다. A method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention includes the steps of (1) alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing a compound represented by the following formula (1); and (2) hydrolyzing the liquid composition.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에 있어서,In Formula 1,

R1은 탄소수 4 이상의 알킬이다. R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms.

종래에 폐 폴리에스테르로부터 테레프탈산을 제조하는 방법으로는, 산 촉매 등을 이용하여 고상의 테레프탈산을 직접 얻거나, 메탄올리시스(methanolysis) 또는 글리콜리시스(glycolysis)를 통해 중간체로 디메틸 테레프탈레이트(DMT, dimethyl terephthalate)나 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트(BHET, bis-2-hydroxyethyl terephthalate)를 제조한 후, 이를 테레프탈산으로 전환하는 방법이 사용되었다. 이때, 상기 테레프탈산, 디메틸 테레프탈레이트 및 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트는 모두 상온 또는 비교적 고온에서도 고상이다. Conventional methods for producing terephthalic acid from waste polyester include directly obtaining solid terephthalic acid using an acid catalyst, or dimethyl terephthalate (DMT) as an intermediate through methanolysis or glycolysis. , dimethyl terephthalate) or bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) was manufactured and then converted to terephthalic acid. At this time, the terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and bis-2-hydroxyethyl terephthalate are all solid even at room temperature or relatively high temperature.

이와 같이, 산 촉매 등을 이용하여 고상의 테레프탈산을 직접 얻는 경우, 테레프탈산이 생성 즉시 고체로 석출되므로, 제조 공정에서 불용성 불순물이나 폐 폴리에스테르에 포함될 수 있는 착색제, 안료 등과 같은 첨가제를 제거하기가 어려워 제조되는 테레프탈산의 순도나 수율을 향상시키는데 한계가 있다. 이에, 폐 폴리에스테르로부터 테레프탈산 염을 제조한 후 이를 중화하여 고상의 테레프탈산을 얻는 방법도 사용되었으나, 이러한 경우 불용성 불순물 등을 제거하여 테레프탈산의 순도나 수율을 향상시킬 수 있는 반면, 상기 테레프탈산 염을 중화하는 공정에서 부산물로 Na2SO4, NaCl 등과 같은 환경오염 유발물질이나 다량의 산처리 폐액이 발생하는 문제가 있다. In this way, when solid terephthalic acid is directly obtained using an acid catalyst, etc., terephthalic acid precipitates as a solid immediately after being formed, making it difficult to remove insoluble impurities or additives such as colorants and pigments that may be included in waste polyester during the manufacturing process. There are limits to improving the purity or yield of manufactured terephthalic acid. Accordingly, a method of producing a terephthalic acid salt from waste polyester and then neutralizing it to obtain solid terephthalic acid has been used. However, in this case, the purity or yield of terephthalic acid can be improved by removing insoluble impurities, etc., while neutralizing the terephthalic acid salt There is a problem that environmental pollutants such as Na 2 SO 4 and NaCl or large amounts of acid treatment waste fluid are generated as by-products in the process.

또한, 중간체로 디메틸 테레프탈레이트를 제조하는 경우, 상기 디메틸 테레프탈레이트를 제조하기 위해서는 다량의 메탄올을 사용해야 하며, 이에 따라 사용된 메탄올에 의해 매우 높은 압력 조건이 발생하고, 불용성 불순물 등을 제거하기 위해서는 상기 디메틸 테레프탈레이트를 액상으로 전환하는 가열 고압 공정이 추가로 필요하므로, 공정성이 낮다. 또한, 중간체로 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트를 제조하는 경우, 제조 공정에서 부산물로 발생하는 에틸렌글리콜을 분리 및 회수하기 어려워 공정성 및 공정 비용 면에서 바람직하지 않다. In addition, when producing dimethyl terephthalate as an intermediate, a large amount of methanol must be used to produce the dimethyl terephthalate. Accordingly, very high pressure conditions are generated due to the methanol used, and in order to remove insoluble impurities, etc. Because an additional heating and high-pressure process is required to convert dimethyl terephthalate into a liquid phase, processability is low. In addition, when producing bis-2-hydroxyethyl terephthalate as an intermediate, it is difficult to separate and recover ethylene glycol generated as a by-product during the manufacturing process, which is undesirable in terms of processability and process cost.

또한, 폐 폴리에스테르에 금속염을 첨가하고 물로 직접 가수분해함으로써, 친환경적으로 폐 폴리에스테르를 재생하는 방법이 사용되었으나, 300℃ 이상의 매우 높은 온도 조건이 필요하고, 반응 장치도 높은 내압성을 갖춰야하는 점에서 공정성이 낮다.In addition, an environmentally friendly method of recycling waste polyester has been used by adding metal salts to waste polyester and directly hydrolyzing it with water, but it requires very high temperature conditions of over 300℃ and the reaction device must also have high pressure resistance. Fairness is low.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 중간체를, 즉 가수분해 반응물을 액상으로 제조함으로써, 불용성 불순물이나 폐 폴리에스테르에 포함될 수 있는 착색제, 안료 등과 같은 첨가제를 제거하기가 용이하므로, 제조되는 테레프탈산의 순도 및 수율을 향상시킬 수 있다. However, in the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention, it is easy to remove insoluble impurities or additives such as colorants and pigments that may be contained in waste polyester by producing intermediates, that is, hydrolysis reactants, in a liquid phase. , the purity and yield of produced terephthalic acid can be improved.

또한, 종래와 달리 중화 단계를 추가로 수행하지 않고, 고상의 테레프탈산을 바로 제조할 수 있으므로, 공정성이 우수하며, 친환경적이다. 나아가, 제조 공정에서 부산물로 발생할 수 있는 에틸렌글리콜을 분리 및 회수하기가 용이할 뿐만 아니라, 가알코올분해 반응에 사용되는 탄소수 4 이상의 알코올을 간단히 분리하여 재사용할 수도 있으므로, 공정 비용 절감 효과가 우수하다. 또한, 반응 외 정제나 이송 공정이 상온 또는 저온에서 이루어질 수 있는 점에서 공정성과 경제성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, unlike the conventional method, solid terephthalic acid can be produced directly without performing an additional neutralization step, thus providing excellent processability and being environmentally friendly. Furthermore, not only is it easy to separate and recover ethylene glycol, which may be generated as a by-product in the manufacturing process, but also the alcohol with carbon atoms of 4 or more used in the alcoholysis reaction can be simply separated and reused, resulting in excellent process cost reduction. . In addition, fairness and economic efficiency can be further improved in that purification or transfer processes other than reaction can be performed at room temperature or low temperature.

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은, 먼저 폐 폴리에스테르, 탄소수 4 이상의 알코올 및 극미량의 가알코올분해 촉매를 제 1 고압반응기에 투입하고, 가알코올분해 반응을 진행될 수 있다. 상기 가알코올분해 반응이 진행되면서 생성되는 부생성물인 에틸렌글리콜과 미반응 알코올(과량으로 존재하는 알코올)은 반응 종료 후 별도의 분별증류 장치를 통해 회수되어 재사용 될 수 있다. For example, in the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention, waste polyester, alcohol with a carbon number of 4 or more, and a very small amount of alcohol decomposition catalyst are first introduced into a first high pressure reactor, and alcohol decomposition reaction can be carried out. . Ethylene glycol and unreacted alcohol (alcohol present in excess), which are by-products generated as the alcohol decomposition reaction proceeds, can be recovered through a separate fractional distillation device after completion of the reaction and reused.

또한, 반응 중 생성되는 에틸렌글리콜과 미반응 알코올을 반응 중간 실시간 기상 혼합물 형태로 배출하고, 이를 외부 냉각장치를 이용하여 응축하여 회수하는 방법도 있다. 이때, 상기 배출되는 기상 혼합물의 용량 및 배출 속도와 동일한 용량 및 투입 속도로 계속 알코올을 상기 고압반응기에 주입할 수 있다. 상기 배출되는 기상 혼합물은 분별증류 또는 층분리와 같은 간단한 공정을 통해 상기 미반응 알코올을 분리할 수 있으므로, 분리된 미반응 알코올은 다시 상기 제 1 고압반응기에 투입될 수 있고, 이로부터 에틸렌글리콜을 회수할 수 있다. In addition, there is also a method of discharging ethylene glycol and unreacted alcohol generated during the reaction in the form of a real-time gaseous mixture during the reaction and condensing and recovering it using an external cooling device. At this time, alcohol may be continuously injected into the high-pressure reactor at the same volume and injection rate as the volume and discharge rate of the gaseous mixture being discharged. Since the unreacted alcohol can be separated from the discharged gaseous mixture through a simple process such as fractional distillation or layer separation, the separated unreacted alcohol can be put back into the first high pressure reactor, from which ethylene glycol is produced. It can be recovered.

이후, 상기 가알코올분해 반응을 통해 얻은 액상의 가알코올분해 생성물을 냉각시키고, 흡착 및 여과하여 정제할 수 있다. 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물은 제 2 고압반응기에 물과 함께 투입하여 가수분해 반응을 진행한 후, 슬러리 형태의 용액을 얻고 이를 여과하여 고상의 테레프탈산을 얻을 수 있다. 이때, 상기 가수분해 반응 이전에 물과 함께 소량의 가수분해 촉매를 추가로 투입할 수 있으며, 상기 가수분해 촉매는 상기 가알코올분해 촉매와 동일하거나 상이할 수 있다. Thereafter, the liquid alcoholysis product obtained through the alcoholysis reaction can be cooled, adsorbed, and filtered to purify it. The purified alcoholysis reaction composition is added together with water to a second high-pressure reactor to undergo a hydrolysis reaction, and then a slurry-type solution is obtained and filtered to obtain solid terephthalic acid. At this time, a small amount of hydrolysis catalyst may be additionally added along with water before the hydrolysis reaction, and the hydrolysis catalyst may be the same as or different from the alcoholization catalyst.

또한, 가수분해 반응이 완료된 이후 미반응 성분들을 회수하고 상기 가알코올분해 또는 가수분해 반응에 재투입하여 반응시키는 단계를 1회 이상 추가로 수행함으로써 최종 제조되는 테레프탈산의 수율을 향상시킬 수 있는 것은 물론, 이에 따라 발생되는 폐기물의 양도 감소시킬 수 있으므로 친환경적이다. 예를 들어, 과량의 미반응 알코올(탄소수 4 이상의) 및 부산물인 에틸렌글리콜을 필터 등을 이용하여 여과하여 얻은 여과액을 상기 가수분해 반응에 재투입할 수 있다. In addition, after the hydrolysis reaction is completed, the yield of the finally produced terephthalic acid can be improved by additionally performing the step of recovering unreacted components and reintroducing them to the alcoholization or hydrolysis reaction and reacting them one or more times. , it is environmentally friendly because it can reduce the amount of waste generated. For example, the filtrate obtained by filtering excess unreacted alcohol (having 4 or more carbon atoms) and ethylene glycol as a by-product using a filter or the like can be reintroduced into the hydrolysis reaction.

테레프탈산의 제조 방법Method for producing terephthalic acid

본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 (1) 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 액상 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함한다. A method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention includes (1) alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing the compound represented by Formula 1; steps; and (2) hydrolyzing the liquid composition.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에 있어서,In Formula 1,

R1은 탄소수 4 이상의 알킬이다. R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms.

가알코올분해 단계 (1)Alcohol decomposition step (1)

본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계를 포함한다. A method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention includes the step of alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms to prepare a liquid composition containing a compound represented by the following formula (1).

상기 폐 폴리에스테르는 폐 폴리에스테르 제품을 분쇄 또는 용융한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 폐 폴리에스테르는 소비를 통해 사용이 완료되어 회수 및 분리된 폴리에스테르 제품을 분쇄한 것이거나 이를 펠렛(pellet)의 형태로 변환한 것(Post Consumer Recycled material; PCR)일 수 있고, 폴리에스테르 필름이나, 섬유, 용기 등의 성형과 같은 공정에서 발생될 수 있는 불량품이나 자투리 같은 폴리에스테르 폐기물(Post Industrial Recycled material; PIR)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The waste polyester may be obtained by pulverizing or melting waste polyester products. For example, the waste polyester may be pulverized polyester products that have been used up and recovered and separated, or converted into pellets (Post Consumer Recycled material; PCR). , It may be polyester waste (Post Industrial Recycled material; PIR) such as defective products or scraps that may be generated in processes such as molding of polyester films, fibers, containers, etc., but is not limited to this.

또한, 상기 알코올의 탄소수는 4 이상, 6 이상, 8 이상, 10 이상 또는 12 이상일 수 있고, 4 내지 14, 4 내지 13, 4 내지 10, 4 내지 8, 6 내지 12, 8 내지 14 또는 8 내지 13일 수 있다.In addition, the carbon number of the alcohol may be 4 or more, 6 or more, 8 or more, 10 or more, or 12 or more, and may be 4 to 14, 4 to 13, 4 to 10, 4 to 8, 6 to 12, 8 to 14, or 8 to 8. It could be 13.

상기 탄소수를 갖는 알코올을 이용하여 폐 폴리에스테르의 가알코올분해를 수행함으로써, 종래에 고온 및 고압에서 수행되던 폐 폴리에스테르 제조 공정 조건에 비해서 낮은 온도 및 압력에서 가알코올분해를 수행할 수 있음은 물론, 중간체 즉, 가알코올분해 생성물을 액상으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 알코올의 탄소수가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 가알코올분해 반응의 속도를 향상시킬 수 있다. By performing the alcoholysis of waste polyester using an alcohol having the above carbon number, the alcoholysis can be carried out at a lower temperature and pressure compared to the waste polyester production process conditions that were conventionally performed at high temperature and high pressure. , the intermediate, that is, the alcohol decomposition product, can be produced in liquid form. In addition, when the carbon number of the alcohol satisfies the above range, the speed of the alcohololysis reaction can be improved.

또한, 상기 알코올의 끓는점은 100℃ 내지 290℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 알코올의 끓는점은 100℃ 내지 280℃, 100℃ 내지 260℃, 100℃ 내지 230℃, 110℃ 내지 190℃ 또는 180℃ 내지 290℃일 수 있다. 알코올의 끓는점이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 가알코올분해에서 발생하는 부산물인 에틸렌글리콜을 후속 공정에서 더욱 용이하게 제거 또는 회수할 수 있으므로, 공정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 최근 폴리에스테르를 원료로 사용하는 분야에서 다양한 모노머 물질을 사용하는 추세이므로, 폐 플라스틱 제품 등과 같은 폐 폴리에스테르 제품에 사용된 다양한 디알코올형 모노머를 제거하는 데에도 용이하게 적용할 수 있다. Additionally, the boiling point of the alcohol may be 100°C to 290°C. For example, the boiling point of the alcohol may be 100°C to 280°C, 100°C to 260°C, 100°C to 230°C, 110°C to 190°C, or 180°C to 290°C. When the boiling point of alcohol satisfies the above range, ethylene glycol, a by-product generated from the alcohol decomposition, can be more easily removed or recovered in the subsequent process, thereby further improving processability. In particular, since there is a recent trend of using various monomer materials in fields that use polyester as a raw material, it can be easily applied to remove various dialcohol-type monomers used in waste polyester products such as waste plastic products.

상기 폐 폴리에스테르 및 상기 알코올의 중량비는 1 : 1 내지 10일 수 있다. 예를 들어, 상기 폐 폴리에스테르 및 상기 알코올의 중량비는 1 : 1 내지 8, 1 : 1 내지 6, 1 : 1 내지 4, 1 : 1 내지 3.5, 1 : 1.1 내지 3.3, 1 : 2 내지 4 또는 1 : 2 내지 3.5일 수 있다. The weight ratio of the waste polyester and the alcohol may be 1:1 to 10. For example, the weight ratio of the waste polyester and the alcohol is 1:1 to 8, 1:1 to 6, 1:1 to 4, 1:1 to 3.5, 1:1.1 to 3.3, 1:2 to 4, or It may be 1:2 to 3.5.

또한, 상기 가알코올분해 반응은 160℃ 내지 280℃의 온도 및 1 bar 내지 40 bar의 압력에서 0.5 시간 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가알코올분해 반응은 165℃ 내지 280℃, 165℃ 내지 270℃, 180℃ 내지 270℃, 190℃ 내지 250℃, 200℃ 내지 265℃, 220℃ 내지 265℃, 240℃ 내지 260℃ 또는 245℃ 내지 260℃의 온도, 및 1 bar 내지 38 bar, 1 bar 내지 33 bar, 1 bar 내지 28 bar, 1 bar 내지 24 bar, 2 bar 내지 40 bar, 3 bar 내지 35 bar 또는 5 bar 내지 30 bar의 압력에서 0.5시간 내지 22시간, 1시간 내지 15시간, 1.5시간 내지 10시간, 2시간 내지 8시간 또는 2시간 내지 6시간 동안 수행될 수 있다.Additionally, the alcoholysis reaction may be performed at a temperature of 160°C to 280°C and a pressure of 1 bar to 40 bar for 0.5 to 24 hours. For example, the alcoholysis reaction is performed at 165°C to 280°C, 165°C to 270°C, 180°C to 270°C, 190°C to 250°C, 200°C to 265°C, 220°C to 265°C, 240°C to 260°C. °C or a temperature of 245°C to 260°C, and 1 bar to 38 bar, 1 bar to 33 bar, 1 bar to 28 bar, 1 bar to 24 bar, 2 bar to 40 bar, 3 bar to 35 bar or 5 bar. It may be carried out at a pressure of 30 bar for 0.5 hours to 22 hours, 1 hour to 15 hours, 1.5 hours to 10 hours, 2 hours to 8 hours or 2 hours to 6 hours.

상기 단계 (1)에서 가알코올분해 촉매를 투입할 수 있다. 구체적으로, 상기 가알코올분해 반응은 가알코올분해 촉매를 사용하지 않은 무촉매 반응으로도 원활하게 수행될 수 있어 친환경적이다. 특히, 폐 폴리에스테르 내 불용성 금속의 함량이 높은 경우, 불순물의 효율적인 처리 및 제거를 위해 무촉매 반응이 유리할 수 있다. 또한, 반응성을 향상시켜 공정성을 향상시킬 수 있는 에너지 관점에서 단계 (1)에서 가알코올분해 촉매를 투입할 수 있다. In step (1), an alcohol decomposition catalyst may be added. Specifically, the alcohol decomposition reaction can be smoothly performed as a non-catalytic reaction without using an alcohol decomposition catalyst, making it environmentally friendly. In particular, when the content of insoluble metals in waste polyester is high, a non-catalytic reaction may be advantageous for efficient treatment and removal of impurities. In addition, an alcohol decomposition catalyst can be added in step (1) from an energy perspective to improve processability by improving reactivity.

상기 가알코올분해 촉매는 금속 아세테이트염, 알칼리 금속염 또는 히드록시염 등이 사용될 수 있다. The alcohol decomposition catalyst may be a metal acetate salt, an alkali metal salt, or a hydroxy salt.

보다 구체적으로, 상기 가알코올분해 촉매가 Li+, Na+, K+ 또는 Cs+의 알칼리 금속 이온, Be2+, Mg2+, Ca2+ 또는 Ba2+의 알칼리 토금속 이온, NH4+ 또는 NR4+(R은 알킬이다)의 암모늄 이온, 및 Zn2+로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 양이온; 및 OH-, OR-(R은 알킬이다), HCO3 -, CO3 2-, 벤조에이트 이온(C7H5O2 -), 4-알콕시카보닐벤조에이트 이온, 아세테이트 이온 및 테레프탈레이트 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온을 포함할 수 있다. 상기 R은 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬일 수 있다.More specifically, the alcohol decomposition catalyst is an alkali metal ion of Li + , Na + , K + or Cs + , an alkaline earth metal ion of Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ or Ba 2+ , NH 4+ or an ammonium ion of NR 4+ (R is alkyl), and at least one cation selected from the group consisting of Zn 2+ ; and OH - , OR - (R is alkyl), HCO 3 - , CO 3 2- , benzoate ion (C 7 H 5 O 2 - ), 4-alkoxycarbonylbenzoate ion, acetate ion and terephthalate ion. It may contain one or more anions selected from the group consisting of. R may be alkyl having 1 to 10 carbon atoms or alkyl having 1 to 5 carbon atoms.

예를 들어, 상기 가알코올분해 촉매는 Zn(OAC)2, Co(OAc)2, Mn(OAc)2, Mg(OAc)2, Ca(OAc)2, Ba(OAc)2, LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC)2·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, Pb(OAc)2, Mn(OAc)2·4H2O, Mg(OAc)2·4H2O, Pd(OAc)2, Ti(OBu)4, Ti(OiPr)4, GeO2, Al(OiPr)3, Na2CO3, K2CO3, 디부틸틴(IV) 옥사이드, 옥토산주석, 티타늄 포스페이트 및 테레프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the alcohol decomposition catalyst is Zn(OAC) 2 , Co(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 , Mg(OAc) 2 , Ca(OAc) 2 , Ba(OAc) 2 , LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC) 2 ·2H 2 O, Co(OAc) 2 ·4H 2 O, Pb(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 ·4H 2 O, Mg(OAc) 2 ·4H 2 O, Pd( OAc) 2 , A group consisting of Ti(OBu) 4 , Ti(OiPr) 4 , GeO 2 , Al(OiPr) 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , dibutyltin(IV) oxide, stannous octoate, titanium phosphate and terephthalic acid. It may include one or more types selected from.

또한, 상기 가알코올분해 촉매의 투입량은 상기 폐 폴리에스테르 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm일 수 있다. 예를 들어, 상기 가알코올분해 촉매의 투입량은 상기 폐 폴리에스테르 총 중량 대비 10 ppm 내지 9,000 ppm, 15 ppm 내지 8,000 ppm, 20 ppm 내지 6,000 ppm, 50 ppm 내지 3,500 ppm, 100 ppm 내지 1,500 ppm, 150 ppm 내지 1,000 ppm, 180 ppm 내지 500 ppm 또는 200 ppm 내지 450 ppm 일 수 있다.Additionally, the input amount of the alcohol decomposition catalyst may be 10 ppm to 10,000 ppm based on the total weight of the waste polyester. For example, the input amount of the alcohol decomposition catalyst is 10 ppm to 9,000 ppm, 15 ppm to 8,000 ppm, 20 ppm to 6,000 ppm, 50 ppm to 3,500 ppm, 100 ppm to 1,500 ppm, 150 ppm, based on the total weight of the waste polyester. It may be from ppm to 1,000 ppm, 180 ppm to 500 ppm, or 200 ppm to 450 ppm.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가알코올분해를 통해 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조한다. 구체적으로, 상기 조성물은 상온에서 액상이며, 상기 액상 조성물은 가알코올분해 반응으로 생성된 조성물이다. According to one embodiment of the present invention, a liquid composition containing a compound represented by the following formula (1) is prepared through alcoholysis. Specifically, the composition is liquid at room temperature, and the liquid composition is a composition produced through an alcohololysis reaction.

상기 액상 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. The liquid composition includes a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에 있어서,In Formula 1,

R1은 탄소수 4 이상의 알킬이다. R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms.

구체적으로, 상기 R은 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헥실, 1-메틸헥실, 2-에틸-1-헥실, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헵틸, 옥틸, n-옥틸, 이소옥틸, tert-옥틸, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실, 데카닐, 운데카닐, 도데카닐, 트리데카닐 또는 테트라데카닐일 수 있다. Specifically, R is butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl. , hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, hexyl, 1-methylhexyl, 2-ethyl-1- Hexyl, heptyl, n-heptyl, 1-methylheptyl, octyl, n-octyl, isooctyl, tert-octyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 1-ethyl-propyl, 1, It may be 1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylpentyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl, decanyl, undecanyl, dodecanyl, tridecanyl or tetradecanyl.

구체적으로, 상기 액상 조성물은 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜(EG)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 액상 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 가알코올분해 반응에 의해 생성된 부산물인 에틸렌글리콜(EG), 미반응된 알코올 및 올리고머를 포함할 수 있다. Specifically, the liquid composition may include unreacted alcohol and ethylene glycol (EG), a by-product. More specifically, the liquid composition may include the compound represented by Formula 1, ethylene glycol (EG), a by-product produced by the alcoholysis reaction, unreacted alcohol, and oligomers.

예를 들어, 상기 액상 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 상기 올리고머는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. For example, the liquid composition may include a compound represented by Formula 2 below, and the oligomer may include a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 2][Formula 2]

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 2 및 3에 있어서, In Formulas 2 and 3,

R1은 탄소수 4 이상의 알킬이고, R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms,

n은 1 이상의 정수이다. n is an integer greater than or equal to 1.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액상 조성물은 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜을 포함할 수 있으며, 상기 액상 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 70 몰% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 가알코올분해를 통해 제조된 액상 조성물에 대하여, 상기 액상 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 72 몰% 이상, 75 몰% 이상, 80 몰% 이상, 75 몰% 이상, 80 몰% 이상, 85 몰% 이상, 90 몰% 이상, 91 몰% 이상, 92 몰% 이상, 92.5 몰% 이상, 93 몰% 이상, 95 몰% 이상, 97 몰% 이상, 99 몰% 이상 또는 99.5 몰% 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the liquid composition may include unreacted alcohol and ethylene glycol as a by-product, and the content of the compound represented by Formula 1 in the liquid composition may be 70 mol% or more. For example, with respect to the liquid composition prepared through alcoholysis, the content of the compound represented by Formula 1 in the liquid composition is 72 mol% or more, 75 mol% or more, 80 mol% or more, and 75 mol% or more. , 80 mol% or more, 85 mol% or more, 90 mol% or more, 91 mol% or more, 92 mol% or more, 92.5 mol% or more, 93 mol% or more, 95 mol% or more, 97 mol% or more, 99 mol% or more Or it may be 99.5 mol% or more.

또한, 상기 액상 조성물 내 올리고머의 함량은 15 몰% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물 내 올리고머의 함량은 11 몰% 이하, 8.5 몰% 이하, 7 몰% 이하, 5 몰% 이하, 3 몰% 이하, 1 몰% 이하, 0.8 몰% 이하, 0.4 몰% 이하 또는 0.1 몰% 이하일 수 있다. Additionally, the content of oligomers in the liquid composition may be 15 mol% or less. For example, the oligomer content in the composition is 11 mol% or less, 8.5 mol% or less, 7 mol% or less, 5 mol% or less, 3 mol% or less, 1 mol% or less, 0.8 mol% or less, 0.4 mol% or less. Or it may be 0.1 mol% or less.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 단계 (1)에서 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜을 배출하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, step (1) may include discharging unreacted alcohol and ethylene glycol as a by-product.

구체적으로, 상기 배출된 알코올 및 에틸렌글리콜의 혼합물에서 알코올을 분리하고, 상기 분리된 알코올은 상기 가알코올분해의 원료로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 가알코올분해를 통해 생성되는 부산물인 에틸렌글리콜과 미반응 알코올(과량으로 존재하는 알코올)은 상기 가알코올분해 반응 중 기상혼합물 형태로 실시간 배출하여 분별증류 또는 층분리로 분리하거나 및/또는 반응 완료 후 분별증류로 알코올과 에틸렌글리콜를 분리할 수 있으며, 상기 분리된 알코올을 다시 단계 (1)의 가알코올분해에 투입하여 재사용할 수 있다. 이때, 재사용을 위해 투입되는 알코올의 용량 및 투입 속도는 상기 배출되는 알코올 및 에틸렌글리콜의 혼합물의 용량 및 배출 속도와 동일할 수 있다. Specifically, alcohol is separated from the discharged mixture of alcohol and ethylene glycol, and the separated alcohol can be recycled as a raw material for alcohol decomposition. For example, ethylene glycol and unreacted alcohol (alcohol in excess), which are by-products produced through alcohol decomposition, are discharged in real time in the form of a gaseous mixture during the alcohol decomposition reaction and separated by fractional distillation or layer separation, and/ Alternatively, after completion of the reaction, alcohol and ethylene glycol can be separated by fractional distillation, and the separated alcohol can be reused by adding it to the alcohol decomposition in step (1). At this time, the volume and discharge rate of alcohol introduced for reuse may be the same as the volume and discharge rate of the mixture of alcohol and ethylene glycol discharged.

또한, 단계 (1)에서 상기 가알코올분해의 부산물인 에틸렌글리콜을 회수하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가알코올분해의 부산물인 에틸렌글리콜은 상기 배출된 알코올 및 에틸렌글리콜의 혼합물을 분별증류하거나 층분리하여 회수될 수 있고, 상기 단계 (1)에서 제조된 조성물을 분별증류하거나 층분리하여 회수될 수 있다. Additionally, step (1) may include recovering ethylene glycol, which is a by-product of alcohol decomposition. Specifically, ethylene glycol, a by-product of alcohol decomposition, can be recovered by fractional distillation or layer separation of the discharged mixture of alcohol and ethylene glycol, and by fractional distillation or layer separation of the composition prepared in step (1). It can be recovered.

예를 들어, 상기 가알코올분해 반응 중에 실시간으로 상기 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜을 기상 혼합물의 상태로 배출하고, 이를 외부 냉각 장치를 이용하여 응축하여 에틸렌글리콜을 회수할 수 있다. For example, during the alcohol decomposition reaction, the unreacted alcohol and the by-product ethylene glycol can be discharged as a gaseous mixture in real time, and the ethylene glycol can be recovered by condensing it using an external cooling device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분별증류나 층분리 같은 간단한 공정으로 미반응 알코올과 에틸렌글리콜을 분리할 수 있음은 물론, 상기 분리된 미반응 알코올은 상기 가알코올분해의 원료로 재순환시킬 수 있고, 회수된 에틸렌글리콜을 다른 공정에 활용할 수도 있으므로, 공정성 및 공정 비용 절감 효과가 우수하다. According to one embodiment of the present invention, unreacted alcohol and ethylene glycol can be separated by a simple process such as fractional distillation or layer separation, and the separated unreacted alcohol can be recycled as a raw material for alcohol decomposition. Since the recovered ethylene glycol can be used in other processes, fairness and process cost reduction effects are excellent.

상기 에틸렌글리콜의 회수율은 65% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 에틸렌글리콜의 회수율은 70% 이상, 76% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 93% 이상, 95% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상 또는 99.5% 이상일 수 있다. The recovery rate of ethylene glycol may be 65% or more. For example, the recovery rate of ethylene glycol may be 70% or more, 76% or more, 85% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, or 99.5% or more. there is.

정제 단계purification steps

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 하기 단계 (2) 이전에, 상기 액상 조성물을 정제하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. A method for producing terephthalic acid according to another embodiment of the present invention may further include the step of purifying the liquid composition before step (2).

구체적으로, 상기 정제하는 단계는 활성탄, 실리카겔, 알루미나, 제올라이트 및 활성백토로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 흡착제를 투입하거나 베드(bed) 흡착을 통해 흡착하는 단계를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 흡착제는 활성탄이거나, 활성탄과 실리카겔의 혼합물일 수 있으며, 예를 들어 상기 흡착제가 활성탄과 실시카겔을 1 : 0.5 내지 1.5 또는 1 : 0.8 내지 1.2의 중량비로 혼합한 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Specifically, the purifying step may include adding one or more adsorbents selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, zeolite, and activated clay, or adsorbing through bed adsorption. More specifically, the adsorbent may be activated carbon or a mixture of activated carbon and silica gel. For example, the adsorbent may be a mixture of activated carbon and silica gel in a weight ratio of 1:0.5 to 1.5 or 1:0.8 to 1.2. , but is not limited to this.

상기 흡착제의 투입량은 상기 액상 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 흡착제의 투입량은 상기 액상 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 18 중량%, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량% 또는 0.1 중량% 내지 2 중량%일 수 있다.The amount of the adsorbent may be 0.1% by weight to 20% by weight based on the total weight of the liquid composition. For example, the amount of the adsorbent added is 0.1% to 18% by weight, 0.1% to 15% by weight, 0.1% to 10% by weight, 0.1% to 5% by weight, or 0.1% by weight, based on the total weight of the liquid composition. It may be from % to 2% by weight.

상기 흡착제를 이용하여, 구체적으로 상기 수치 범위의 투입량을 만족하는 특정 흡착제를 이용하여 상기 액상 조성물을 정제하는 단계를 추가로 수행함으로써, 순도 및 수율을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 가알코올분해 반응 조성물인 액상 조성물을 정제하는 단계를 수행함으로써, 상기 가알코올분해 반응 조성물에 포함될 수 있는, 더욱 구체적으로 금속과 같은 불용성 불순물이나 폐 폴리에스테르에 포함될 수 있는 착색제, 안료 등과 같은 첨가제를 더욱 효과적으로 제거할 수 있으므로, 최종 제조되는 테레프탈산의 순도 및 수율을 더욱 향상시킬 수 있다. Purity and yield can be further improved by further purifying the liquid composition using the adsorbent, specifically using a specific adsorbent that satisfies the dosage within the above numerical range. Specifically, by performing the step of purifying the liquid composition, which is the alcoholysis reaction composition, colorants and pigments that may be contained in the alcoholysis reaction composition, more specifically, insoluble impurities such as metals or waste polyester, may be contained. Since additives such as the like can be removed more effectively, the purity and yield of the final manufactured terephthalic acid can be further improved.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 상기 정제 단계 이후에 농축하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the method for producing terephthalic acid according to another embodiment of the present invention may further include a step of concentrating after the purification step.

상기 농축은 50℃ 내지 120℃의 온도에서 0.5시간 내지 6시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 농축은 55℃ 내지 115℃, 60 ℃ 내지 110℃, 65℃ 내지 105℃ 또는 75℃ 내지 100℃의 온도에서 1시간 내지 5시간, 1.5시간 내지 4시간 또는 2시간 내지 4시간 동안 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물을 교반하여 수행될 수 있다. The concentration may be performed at a temperature of 50°C to 120°C for 0.5 to 6 hours. For example, the concentration is performed at a temperature of 55°C to 115°C, 60°C to 110°C, 65°C to 105°C, or 75°C to 100°C for 1 hour to 5 hours, 1.5 hours to 4 hours, or 2 hours to 4 hours. The purified alcoholysis may be performed by stirring the reaction composition.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정제된 조성물은 하기 식 A에 따른 색소 잔류율(%)이 15% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물의 색소 잔류율은 하기 식 A에 따른 색소 잔류율(%)이 13% 이하, 11% 이하, 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하, 5.5% 이하, 5% 이하, 4.3% 이하 또는 4% 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the purified composition may have a pigment residual rate (%) of 15% or less according to the following formula A. For example, the colorant residual rate of the purified alcoholysis reaction composition is 13% or less, 11% or less, 10% or less, 8% or less, 6% or less, 5.5% according to the formula A below. % or less, 5% or less, 4.3% or less, or 4% or less.

[식 A][Formula A]

상기 식 A에 있어서, In formula A,

A1은 정제된 가알코올분해 반응 조성물을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 메틸피롤리돈(NMP)를 이용하여 각각 5%의 농도로 희석한 후, UV-vis 분광광도계를 이용하여 400 nm 내지 800 nm에서 얻은 흡광도 곡선의 면적이고, A1 diluted the purified alcoholysis reaction composition to a concentration of 5% using dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), or methylpyrrolidone (NMP), respectively, and then measured it using a UV-vis spectrophotometer. is the area of the absorbance curve obtained from 400 nm to 800 nm using,

A2는 정제를 수행하지 않은 가알코올분해 반응 조성물을 준비하고, 이에 대하여 상기와 동일한 방법으로 얻은 흡광도 곡선의 면적이다. A2 is the area of the absorbance curve obtained by preparing an alcoholysis reaction composition without purification and obtaining it in the same manner as above.

상기 식 A에 있어서 정제에 관한 설명은 전술한 바와 같다. The description of purification in Formula A is the same as described above.

상기 색소 잔류율은 조성물 내 잔류하는 착색제, 안료, 염료 등과 같은 첨가제의 함량을 의미하는 것으로, 이러한 색소 잔류율의 수치가 낮을수록 착색제, 안료, 염료 등과 같은 첨가제의 함량이 낮으므로 순도가 높다고 볼 수 있다. The colorant residual rate refers to the content of additives such as colorants, pigments, dyes, etc. remaining in the composition. The lower the colorant residual rate, the lower the content of additives such as colorants, pigments, dyes, etc., and thus the higher the purity. You can.

또한, 상기 정제된 조성물은 금속과 같은 불용성 불순물의 함량이 낮을 수 있다. 구체적으로, 상기 정제된 액상 조성물은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 금속의 총 함량이 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 100 ppm 이하일 수 있다. Additionally, the purified composition may have a low content of insoluble impurities such as metals. Specifically, the purified liquid composition may have a total metal content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of 100 ppm or less relative to the total weight of the purified alcoholysis reaction composition.

예를 들어, 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물은 금속과 같은 불용성 불순물을 포함할 수 있는데, 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물 내 금속의 총 함량은 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 80 ppm 이하, 70 ppm 이하, 60 ppm 이하, 50 ppm 이하, 40 ppm 이하 또는 30 ppm 미만일 수 있다. 특히, 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물 내 Sb, Ti 및 Zn의 총 함량은 30 ppm 미만, 25 ppm 이하, 20 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 3 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. For example, the purified alcoholysis reaction composition may contain insoluble impurities such as metals, and the total amount of metals in the purified alcoholysis reaction composition measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) The content may be 80 ppm or less, 70 ppm or less, 60 ppm or less, 50 ppm or less, 40 ppm or less, or less than 30 ppm relative to the total weight of the purified alcoholysis reaction composition. In particular, the total content of Sb, Ti and Zn in the purified alcoholysis reaction composition is less than 30 ppm, less than 25 ppm, less than 20 ppm, less than 15 ppm, less than 10 ppm, less than 5 ppm, less than 3 ppm, or less than 1 ppm. It may be below.

Sb는 안정성, 반응속도 및 가격적인 측면에서 우수하여 일반적인 폴리에스테르 중합 시 많이 사용하는 촉매로 알려져 있으나 Sb가 인체 및 환경에 미치는 영향으로 인해 규제가 강화되는 추세이므로 화학적 재생 과정에서 반드시 제거가 필요한 물질이다. Sb is known to be a widely used catalyst in general polyester polymerization due to its excellent stability, reaction speed, and cost, but as regulations are being strengthened due to the impact of Sb on the human body and the environment, it is a substance that must be removed during the chemical regeneration process. am.

또한, Ti는 폴리에스테르 중합 촉매 또는 TiO2 형태로 폴리에스테르 가공공정에서 첨가제로 사용될 수 있는데, 일정량 이상 함유 시 이로부터 제조된 재생 테레프탈산이나 이를 이용한 폴리에스테르 수지의 품질을 저하시켜 용도가 제한될 수 있다. In addition, Ti can be used as a polyester polymerization catalyst or as an additive in the polyester processing process in the form of TiO 2 , but if it is contained in more than a certain amount, the quality of recycled terephthalic acid manufactured from it or polyester resin using it may be reduced, limiting its use. there is.

Zn 역시 PET 중합촉매로 사용되는 성분으로, 잔류할 경우 재생 테레프탈산이나 이를 이용한 폴리에스테르 수지의 제조 공정에서 반응성 조절에 영향을 미칠 수 있으므로 제거하는 것이 바람직하다. 특히 화학적 재생과정에서 다수 활용되고 있으므로, 본 공정의 원료인 폐 플라스틱에 함유된 양과 더불어 재생과정에서 촉매로 별도 투입된 양까지 충분한 제거가 필요한 물질이다.Zn is also a component used as a PET polymerization catalyst, and if it remains, it may affect the control of reactivity in the manufacturing process of recycled terephthalic acid or polyester resin using it, so it is desirable to remove it. In particular, since it is widely used in the chemical regeneration process, it is a material that requires sufficient removal of not only the amount contained in waste plastic, which is the raw material for this process, but also the amount separately added as a catalyst during the regeneration process.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정제를 추가로 수행함으로써, 상기 정제된 가알코올분해 반응 조성물 내 금속, 특히 상기 설명한 바와 같은 Sb, Ti 및 Zn의 총 함량이 30 ppm 이하로 매우 낮다. According to one embodiment of the present invention, by further performing the purification, the total content of metals, especially Sb, Ti and Zn as described above, in the purified alcoholysis reaction composition is very low at 30 ppm or less.

예를 들어, 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Sb의 함량은 상기 정제된 조성물 총 중량 대비 30 ppm 이하, 20 ppm 이하, 10 ppm 또는 1 ppm 이하일 수 있다.For example, the Sb content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) may be 30 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or 1 ppm or less based on the total weight of the purified composition.

유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Ti의 함량은 상기 정제된 조성물 총 중량 대비 30 ppm 이하, 20 ppm 이하, 10 ppm 또는 1 ppm 이하일 수 있다.The Ti content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) may be 30 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or 1 ppm or less based on the total weight of the purified composition.

유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Zn의 함량은 상기 정제된 조성물 총 중량 대비 30 ppm 이하, 20 ppm 이하, 10 ppm 또는 1 ppm 이하일 수 있다.The Zn content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) may be 30 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or 1 ppm or less based on the total weight of the purified composition.

가수분해 반응 단계 (2)Hydrolysis reaction step (2)

본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 상기 단계 (2)는 상기 단계 (1)에서 제조된 가알코올분해 반응 조성물(화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물) 또는 정제된 가알코올분해 반응 조성물을 가수분해하여 재생 테레프탈산을 제조할 수 있다. A method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention includes the step of hydrolyzing the composition. Specifically, step (2) hydrolyzes the alcoholysis reaction composition (liquid composition containing the compound represented by Formula 1) or the purified alcoholysis reaction composition prepared in step (1) to produce regenerated terephthalic acid. It can be manufactured.

상기 가수분해는 상기 조성물에 물을 투입하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가수분해는 상기 가알코올분해 반응 조성물 또는 정제된 가알코올분해 반응 조성물에 물을 투입하고, 180℃ 내지 280℃, 185℃ 내지 280℃, 200℃ 내지 275℃, 220℃ 내지 270℃ 또는 240℃ 내지 265℃의 온도에서 0.5시간 내지 24시간, 1시간 내지 20시간, 2.5시간 내지 12시간 또는 3시간 내지 8시간 동안 수행될 수 있다. The hydrolysis can be performed by adding water to the composition. For example, in the hydrolysis, water is added to the alcoholysis reaction composition or the purified alcoholysis reaction composition, and the reaction temperature is 180°C to 280°C, 185°C to 280°C, 200°C to 275°C, and 220°C to 270°C. It may be carried out at a temperature of ℃ or 240 ℃ to 265 ℃ for 0.5 hours to 24 hours, 1 hour to 20 hours, 2.5 hours to 12 hours or 3 hours to 8 hours.

종래에 폐 폴리에스테르에 철, 코발트, 망간, 니켈 등과 같은 금속 촉매를 첨가하고 물로 직접 가수분해하는 공정이 친환경적이나, 300℃ 이상의 매우 높은 온도 조건이 필요하고, 반응 장치도 높은 내압성을 갖춰야하는 점에서 공정성이 낮다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산의 제조 방법은 상기와 같이 종래에 비하여 공정 조건이 완화되어 공정성이 우수하다. Conventionally, the process of adding metal catalysts such as iron, cobalt, manganese, nickel, etc. to waste polyester and directly hydrolyzing it with water is environmentally friendly, but requires extremely high temperature conditions of over 300℃ and the reaction device must also have high pressure resistance. fairness is low. However, the method for producing terephthalic acid according to an embodiment of the present invention has excellent processability because the process conditions are relaxed compared to the conventional method as described above.

또한, 상기 조성물 및 상기 물의 중량비는 1 : 1 내지 500일 수 있다. 예를 들어, 상기 가수분해에 사용되는 상기 가알코올분해 반응 조성물(정제, 또는 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물), 및 상기 물의 중량비는 1 : 1 내지 450, 1 : 1 내지 400, 1 : 1 내지 250, 1 : 1 내지 100, 1 : 1 내지 50, 1 : 1.2 내지 20 또는 1 : 1.5 내지 10일 수 있다. Additionally, the weight ratio of the composition and the water may be 1:1 to 500. For example, the weight ratio of the alcoholysis reaction composition (purified or purified and concentrated alcoholysis reaction composition) and the water used in the hydrolysis is 1:1 to 450, 1:1 to 400, 1:1. It may be 1 to 250, 1:1 to 100, 1:1 to 50, 1:1.2 to 20, or 1:1.5 to 10.

또한, 상기 단계 (2)에서 가수분해 촉매가 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 가알코올분해 반응 조성물과 물의 혼합물에 가수분해 촉매를 투입하여 가수분해가 수행될 수 있다. Additionally, a hydrolysis catalyst may be added in step (2). Specifically, hydrolysis may be performed by adding a hydrolysis catalyst to the mixture of the alcoholysis reaction composition and water.

상기 가수분해 반응은 가수분해 촉매를 사용하지 않은 무촉매 반응으로도 원활하게 수행될 수 있어 친환경적이다. 특히, 폐 폴리에스테르 내 불용성 금속의 함량이 높은 경우, 불순물의 효율적인 처리 및 제거를 위해 무촉매 반응이 유리할 수 있다. 또한, 반응성을 향상시켜 공정성을 향상시킬 수 있는 에너지 관점에서 단계 (2)에서 가수분해 촉매를 투입할 수 있다. The hydrolysis reaction can be smoothly performed as a non-catalytic reaction without using a hydrolysis catalyst, making it environmentally friendly. In particular, when the content of insoluble metals in waste polyester is high, a non-catalytic reaction may be advantageous for efficient treatment and removal of impurities. Additionally, a hydrolysis catalyst may be added in step (2) from an energy perspective to improve processability by improving reactivity.

상기 가수분해 촉매는 금속 아세테이트염, 알칼리 금속염 또는 히드록시염 등이 사용될 수 있다. The hydrolysis catalyst may be a metal acetate salt, an alkali metal salt, or a hydroxy salt.

보다 구체적으로, 상기 가수분해 촉매가 Li+, Na+, K+ 또는 Cs+의 알칼리 금속 이온, Be2+, Mg2+, Ca2+ 또는 Ba2+의 알칼리 토금속 이온, NH4+ 또는 NR4+(R은 알킬이다)의 암모늄 이온, 및 Zn2+로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 양이온; 및 OH-, OR-(R은 알킬이다), HCO3 -, CO3 2-, 벤조에이트 이온(C7H5O2 -), 4-알콕시카보닐벤조에이트 이온, 아세테이트 이온 및 테레프탈레이트 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온을 포함할 수 있다. 상기 R은 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬일 수 있다.More specifically, the hydrolysis catalyst is an alkali metal ion of Li + , Na + , K + or Cs + , an alkaline earth metal ion of Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ or Ba 2+ , NH 4+ or NR 4+ (R is alkyl) ammonium ion, and at least one cation selected from the group consisting of Zn 2+ ; and OH - , OR - (R is alkyl), HCO 3 - , CO 3 2- , benzoate ion (C 7 H 5 O 2 - ), 4-alkoxycarbonylbenzoate ion, acetate ion and terephthalate ion. It may contain one or more anions selected from the group consisting of. R may be alkyl having 1 to 10 carbon atoms or alkyl having 1 to 5 carbon atoms.

예를 들어, 상기 가수분해 촉매는 Zn(OAC)2, Co(OAc)2, Mn(OAc)2, Mg(OAc)2, Ca(OAc)2, Ba(OAc)2, LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC)2·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, Pb(OAc)2, Mn(OAc)2·4H2O, Mg(OAc)2·4H2O, Pd(OAc)2, Ti(OBu)4, Ti(OiPr)4, GeO2, Al(OiPr)3, Na2CO3, K2CO3, 디부틸틴(IV) 옥사이드, 옥토산주석, 티타늄 포스페이트 및 테레프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the hydrolysis catalyst is Zn(OAC) 2 , Co(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 , Mg(OAc) 2 , Ca(OAc) 2 , Ba(OAc) 2 , LiOAc, NaOAc, KOAc , Zn(OAC) 2 ·2H 2 O, Co(OAc) 2 ·4H 2 O, Pb(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 ·4H 2 O, Mg(OAc) 2 ·4H 2 O, Pd(OAc ) 2 , A group consisting of Ti(OBu) 4 , Ti(OiPr) 4 , GeO 2 , Al(OiPr) 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , dibutyltin(IV) oxide, stannous octoate, titanium phosphate and terephthalic acid. It may include one or more types selected from.

상기 가수분해 촉매의 투입량은 상기 조성물 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm일 수 있다. 예를 들어, 상기 가수분해 촉매의 투입량은 상기 가알코올분해 반응 조성물(정제, 또는 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물) 총 중량 대비 15 ppm 내지 8,000 ppm, 20 ppm 내지 5,500 ppm, 30 ppm 내지 3,000 ppm, 50 ppm 내지 1,600 ppm, 100 ppm 내지 1,200 ppm, 150 ppm 내지 1,100 ppm, 300 ppm 내지 1,000 ppm, 350 ppm 내지 950 ppm, 400 ppm 내지 850 ppm, 420 ppm 내지 700 ppm 또는 450 ppm 내지 650 ppm일 수 있다. The dosage of the hydrolysis catalyst may be 10 ppm to 10,000 ppm based on the total weight of the composition. For example, the input amount of the hydrolysis catalyst is 15 ppm to 8,000 ppm, 20 ppm to 5,500 ppm, and 30 ppm to 3,000 based on the total weight of the alcohololysis reaction composition (purified or purified and concentrated alcohololysis reaction composition). ppm, 50 ppm to 1,600 ppm, 100 ppm to 1,200 ppm, 150 ppm to 1,100 ppm, 300 ppm to 1,000 ppm, 350 ppm to 950 ppm, 400 ppm to 850 ppm, 420 ppm to 700 ppm or 450 ppm to 650 ppm. You can.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가수분해 반응을 통해 고상의 테레프탈산을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 가수분해 단계 이후에, 상기 가수분해 반응에 의해 제조된 가수분해 반응 생성물을 여과, 세척 및 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 상기 가수분해 반응으로 제조된 가수분해 반응 생성물을 여과, 세척 및 건조하여 고상의 테레프탈산을 제조할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, solid terephthalic acid can be produced through the hydrolysis reaction. Specifically, after the hydrolysis step, the step of filtering, washing, and drying the hydrolysis reaction product prepared by the hydrolysis reaction may be further included. That is, solid terephthalic acid can be produced by filtering, washing, and drying the hydrolysis reaction product prepared through the hydrolysis reaction.

예를 들어, 상기 가수분해 반응 생성물을 적절한 온도, 예컨대 상온 내지 100℃ 미만 같이 물이 기화되지 않을 정도의 온도로 냉각시켜 슬러리 형태의 용액을 얻을 수 있고, 이를 여과하여 얻어진 고체를 세척한 후, 진공 건조하여 고상의 테레프탈산을 얻을 수 있다. For example, a slurry-type solution can be obtained by cooling the hydrolysis reaction product to an appropriate temperature, such as room temperature to less than 100° C., to a temperature that does not vaporize water, and filtering the solution to wash the resulting solid. Solid terephthalic acid can be obtained by vacuum drying.

상기 세척은 탄소수 4 이상의 알코올 및/또는 물의 혼합물이나, 이소프로판올, 아세트산 등과 같은 양자성 용매, 아세톤, 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란(THF), 톨루엔 등의 비양자성 용매를 이용하여 수행될 수 있다. The washing may be performed using a mixture of alcohol and/or water having 4 or more carbon atoms, a protic solvent such as isopropanol, acetic acid, etc., or an aprotic solvent such as acetone, dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran (THF), and toluene. .

이때, 상기 탄소수 4 이상의 알코올에 관한 설명은 전술한 바와 같으며, 상기 세척에 사용되는 탄소수 4 이상의 알코올은 상기 단계 (1)에서 사용된 탄소수 4 이상의 알코올과 같거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 테레프탈산을 제조하기 위한 단계 (1)에서 1-부탄올을 알코올로서 사용한 경우, 상기 제조된 고상의 테레프탈산을 1-부탄올 및 물의 혼합물로 세척할 수 있다. 또한, 상기 세척에 사용되는 알코올의 탄소수가 상기 단계 (1)에서 사용된 알코올의 탄소수와 같을 수 있다. At this time, the description of the alcohol having 4 or more carbon atoms is as described above, and the alcohol with 4 or more carbon atoms used in the washing may be the same as or different from the alcohol with 4 or more carbon atoms used in step (1). For example, when 1-butanol is used as alcohol in step (1) for producing terephthalic acid, the prepared solid terephthalic acid can be washed with a mixture of 1-butanol and water. Additionally, the carbon number of the alcohol used in the washing may be the same as the carbon number of the alcohol used in step (1).

상기 세척을 통해 잔류 색소나 가수분해 시 색소 분해로 발생되는 불순물, 특히 황색 불순물을 효과적으로 제거함으로써, 황색도나 색상(color) 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 세척에 물을 이용함으로써, 무기염을 제거할 수 있으므로, 품질을 향상시킬 수 있다. Through the washing, residual pigments or impurities generated by pigment decomposition during hydrolysis, especially yellow impurities, can be effectively removed, thereby improving yellowness or color characteristics. Additionally, by using water for washing, inorganic salts can be removed, thereby improving quality.

또한, 상기 테레프탈산의 수율은 65% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 최종 제조된 재생 테레프탈산의 수율은 68% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. Additionally, the yield of terephthalic acid may be 65% or more. For example, the yield of the finally produced recycled terephthalic acid may be 68% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more.

재생 테레프탈산Regenerated Terephthalic Acid

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재생 테레프탈산은 상기 테레프탈산의 제조 방법에 따라 제조되고, 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 금속의 총 함량이 100 ppm 미만이다. Regenerated terephthalic acid according to another embodiment of the present invention is manufactured according to the above method for producing terephthalic acid, and has a total metal content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of less than 100 ppm.

구체적으로, 상기 재생 테레프탈산은 상기 테레프탈산의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. Specifically, the recycled terephthalic acid can be produced according to the method for producing terephthalic acid.

상기 재생 테레프탈산은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 금속의 총 함량이 100 ppm 미만, 90 ppm 이하, 80 ppm 이하, 65 ppm 이하, 50 ppm 이하, 35 ppm 이하, 30 ppm 미만, 15 ppm 이하, 9 ppm 이하, 7 ppm 이하, 5 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. The regenerated terephthalic acid has a total metal content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of less than 100 ppm, less than 90 ppm, less than 80 ppm, less than 65 ppm, less than 50 ppm, less than 35 ppm, less than 30 ppm. , may be 15 ppm or less, 9 ppm or less, 7 ppm or less, 5 ppm or less, or 1 ppm or less.

또한, 상기 재생 테레프탈산은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Sb, Ti 및 Zn의 총 함량이 30 ppm 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 재생 테레프탈산은 인체에 해롭거나 향후 중합공정에서 반응 또는 부반응 촉매로 활용될 가능성이 있는 Sb, Ti 및 Zn의 총 함량이 25 ppm 이하, 20 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 3 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. Additionally, the regenerated terephthalic acid may have a total content of Sb, Ti, and Zn of less than 30 ppm, as measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES). For example, the recycled terephthalic acid has a total content of Sb, Ti, and Zn, which are harmful to the human body or may be used as reaction or side reaction catalysts in future polymerization processes, of 25 ppm or less, 20 ppm or less, 15 ppm or less, and 10 ppm or less. , may be 5 ppm or less, 3 ppm or less, or 1 ppm or less.

예를 들어, 상기 재생 테레프탈산은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Sb의 함량이 상기 재생 테레프탈산 총 중량 대비 30 ppm 이하, 25 ppm 이하, 20 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 3 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. For example, the recycled terephthalic acid has a Sb content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of 30 ppm or less, 25 ppm or less, 20 ppm or less, 15 ppm or less, and 10 ppm relative to the total weight of the recycled terephthalic acid. It may be 5 ppm or less, 3 ppm or less, or 1 ppm or less.

상기 재생 테레프탈산은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Ti의 함량이 상기 재생 테레프탈산 총 중량 대비 30 ppm 이하, 25 ppm 이하, 20 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 3 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. The recycled terephthalic acid has a Ti content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of 30 ppm or less, 25 ppm or less, 20 ppm or less, 15 ppm or less, 10 ppm or less, and 5 ppm relative to the total weight of the recycled terephthalic acid. It may be less than or equal to 3 ppm or less than or equal to 1 ppm.

상기 재생 테레프탈산은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Zn의 함량이 상기 재생 테레프탈산 총 중량 대비 30 ppm 이하, 25 ppm 이하, 20 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 3 ppm 이하 또는 1 ppm 이하일 수 있다. The recycled terephthalic acid has a Zn content measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of 30 ppm or less, 25 ppm or less, 20 ppm or less, 15 ppm or less, 10 ppm or less, and 5 ppm relative to the total weight of the recycled terephthalic acid. It may be less than or equal to 3 ppm or less than or equal to 1 ppm.

상기 재생 테레프탈산은 색차계(colorimeter)로 측정된 color-b가 2 미만, 1.6 이하, 1.4 이하, 1.3 이하 또는 1 이하일 수 있다. 상기 color-b의 수치 범위는 석유화학공정에서 제조되는 일반적인 신규한 테레프탈산과 동등한 수치이므로, 재생 테레프탈산의 color-b가 상기 범위를 만족함으로써 황색도가 낮음은 물론, 모노머의 정제가 잘되어 품질이 우수하다. The recycled terephthalic acid may have a color-b measured with a colorimeter of less than 2, less than 1.6, less than 1.4, less than 1.3, or less than 1. The numerical range of color-b is equivalent to the general new terephthalic acid produced in the petrochemical process, so the color-b of recycled terephthalic acid satisfies the above range, so not only is the yellowness low, but the monomer is well purified, improving the quality. great.

상기 color-b은 국제 표준 컬러 측정 기구(CIE(Commission International d'Eclairage)에 의해 정립된 컬러 체계로서, Color를 L(명도), a(녹색에서 적색의 보색), b(황색에서 청색의 보색)로 표기하여 색상을 표현하며, 색차계(colorimeter)를 이용하여 측정될 수 있다. The color-b is a color system established by the International Standard Color Measuring Organization (CIE (Commission International d'Eclairage)), where the colors are L (lightness), a (complementary color from green to red), and b (complementary color from yellow to blue). ) and can be measured using a colorimeter.

또한, 상기 재생 테레프탈산은 하기 식 B에 따른 색소 잔류율이 10% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 재생 테레프탈산의 색소 잔류율은 10% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 5% 이하 또는 4% 이하일 수 있다. In addition, the regenerated terephthalic acid may have a pigment residual rate of 10% or less according to the formula B below. For example, the pigment residual rate of the recycled terephthalic acid may be 10% or less, 8% or less, 7% or less, 5% or less, or 4% or less.

[식 B][Formula B]

상기 식 B에서, In formula B above,

B1은 상기 재생 테레프탈산을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 메틸피롤리돈(NMP)에 5%의 농도로 희석한 후, UV-vis 분광광도계를 이용하여 400 nm 내지 800 nm에서 얻은 흡광도 곡선의 면적이고, B1 is obtained by diluting the regenerated terephthalic acid in dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), or methylpyrrolidone (NMP) to a concentration of 5%, and then measuring the regenerated terephthalic acid at 400 nm to 800 nm using a UV-vis spectrophotometer. is the area of the absorbance curve obtained from,

B2는 상기 재생 테레프탈산을 제조하는 공정 중 정제 공정을 수행하지 않고 제조된 조성물을 준비하고, 이에 대하여 상기와 동일한 방법으로 얻은 흡광도 곡선의 면적이다. B2 is the area of the absorbance curve obtained by preparing a composition manufactured without performing a purification process during the process of producing the recycled terephthalic acid, and obtained in the same manner as above.

상기 B1은 재생 테레프탈산을 제조하는 공정에서 정제, 또는 정제 및 농축 공정을 수행하여 제조된 재생 테레프탈산에 대하여 측정한 것일 수 있고, 상기 B2는 재생 테레프탈산을 제조하는 공정에서 정제 공정을 수행하지 않거나, 농축 공정만 수행하여 제조된 재생 테레프탈산에 대하여 측정한 것일 수 있다. The B1 may be measured for recycled terephthalic acid produced by purification or purification and concentration in the process for producing recycled terephthalic acid, and B2 may be measured for recycled terephthalic acid produced by performing a purification or concentration process in the process for producing recycled terephthalic acid. It may have been measured on recycled terephthalic acid produced by only performing the process.

또한, 상기 재생 테레프탈산을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 메틸피롤리돈(NMP)를 이용하여 각각 5%의 농도로 희석한 후 측정된 황색도(Yellowness Index, Y.I.)가 2 미만, 1.8 이하 또는 1.7 이하일 수 있다. 상기 황색도는 재생 테레프탈산을 제조하는 공정에서 정제, 또는 정제 및 농축 공정을 수행하여 제조된 재생 테레프탈산에 대하여 측정한 것일 수 있다. In addition, the yellowness index (Y.I.) measured after diluting the regenerated terephthalic acid to a concentration of 5% using dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), or methylpyrrolidone (NMP), respectively, was It may be less than 2, less than or equal to 1.8, or less than or equal to 1.7. The yellowness may be measured for recycled terephthalic acid produced by performing a purification or purification and concentration process in the process for producing recycled terephthalic acid.

폴리에스테르 수지 및 이의 제조 방법Polyester resin and method for producing the same

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리에스테르 수지는 상기 재생 테레프탈산을 포함한다. A polyester resin according to another embodiment of the present invention includes the recycled terephthalic acid.

구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 재생 테레프탈산, 디올 화합물 또는 이의 유도체, 및 선택적으로 디카르복실산 화합물 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. Specifically, the polyester resin may include the recycled terephthalic acid, a diol compound or a derivative thereof, and optionally a dicarboxylic acid compound or a derivative thereof.

예를 들어, 상기 디올 화합물 또는 이의 유도체는 에틸렌글리콜, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 및 네오펜틸글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 디카르복실산 화합물 및 이의 유도체는 테레프탈산(TPA), 아이소프탈산(isophthalic acid; IPA), 나프탈렌 2,6-디카르복실산(2,6-naphthalenedicarboxylic acid; 2,6-NDA), 디메틸테레프탈레이트(DMT), 디메틸이소프탈산(dimethylisophthalate; DMI) 및 디메틸 나프탈렌 2,6-디카르복실산(dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate; 2,6-NDC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the diol compound or its derivative is a group consisting of ethylene glycol, monoethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and neopentyl glycol. It may include one or more types selected from, and the dicarboxylic acid compound and its derivatives include terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), and naphthalene 2,6-dicarboxylic acid (2,6-naphthalenedicarboxylic acid). acid; 2,6-NDA), dimethyl terephthalate (DMT), dimethylisophthalate (DMI), and dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate (2,6-NDC). It may include one or more types selected from the group consisting of, but is not limited to this.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리에스테르 수지의 제조 방법은 상기 재생 테레프탈산을 디올 화합물 또는 이의 유도체, 및 선택적으로 디카르복실산 화합물 또는 이의 유도체와 혼합한 후 에스테르화 반응시키는 단계; 및 상기 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응시키는 단계를 포함한다. A method for producing a polyester resin according to another embodiment of the present invention includes mixing the recycled terephthalic acid with a diol compound or a derivative thereof, and optionally a dicarboxylic acid compound or a derivative thereof, and then performing an esterification reaction; and subjecting the esterification reaction product to a polycondensation reaction.

상기 에스테르화 반응은 200℃ 내지 350℃, 220℃ 내지 320℃ 또는 250℃ 내지 290℃의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 에스테르화 반응은 상압에 비해서 0 kg/cm2 내지 10 kg/cm2(0 mmHg 내지 7355.6 mmHg), 0 kg/cm2 내지 5 kg/cm2(0 내지 3677.8 mmHg) 또는 0 kg/cm2 내지 2.0 kg/cm2 (0 내지 1471.1 mmHg)만큼 높은 가압 상태에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 에스테르화 반응은 1시간 내지 24시간, 1시간 내지 10시간 또는 1시간 내지 6시간 동안 수행될 수 있다. The esterification reaction may be performed at a temperature of 200°C to 350°C, 220°C to 320°C, or 250°C to 290°C. In addition, the esterification reaction is performed at a pressure of 0 kg/cm 2 to 10 kg/cm 2 (0 mmHg to 7355.6 mmHg), 0 kg/cm 2 to 5 kg/cm 2 (0 to 3677.8 mmHg), or 0 kg/cm 2 compared to normal pressure. It can be performed under pressurization as high as cm 2 to 2.0 kg/cm 2 (0 to 1471.1 mmHg). Additionally, the esterification reaction may be performed for 1 hour to 24 hours, 1 hour to 10 hours, or 1 hour to 6 hours.

또한, 상기 중축합 반응은 150℃ 내지 400℃, 200℃ 내지 370℃, 250℃ 내지 350℃ 또는 270℃ 내지 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 중축합 반응은 0.01 mmHg 내지 400 mmHg, 0.05 mmHg 내지 100 mmHg 또는 0.1 mmHg 내지 100 mmHg의 감압 조건에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 중축합 반응은 원하는 고유점도에 도달할 때까지 필요한 시간 동안 수행될 수 있으며, 예를 들어, 1시간 내지 24시간, 1시간 내지 10시간 또는 1시간 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. Additionally, the polycondensation reaction may be performed at a temperature of 150°C to 400°C, 200°C to 370°C, 250°C to 350°C, or 270°C to 300°C. Additionally, the polycondensation reaction may be performed under reduced pressure conditions of 0.01 mmHg to 400 mmHg, 0.05 mmHg to 100 mmHg, or 0.1 mmHg to 100 mmHg. In addition, the polycondensation reaction may be performed for the necessary time until the desired intrinsic viscosity is reached, for example, 1 hour to 24 hours, 1 hour to 10 hours, or 1 hour to 4 hours.

또한, 상기 에스테르화 반응 및 상기 중축합 반응에서 촉매 및/또는 안정제가 추가로 투입될 수 있다. Additionally, a catalyst and/or stabilizer may be additionally added in the esterification reaction and the polycondensation reaction.

예를 들어, 상기 에스테르화 반응 촉매는 나트륨, 마그네슘의 메틸레이트(methylate); Zn, Cd, Mn, Co, Ca, Ba 등의 초산염, 붕산염, 지방산염, 탄산염; 금속 Mg; Pb, Zn, Sb, Ge 등의 산화물 등일 수 있다.For example, the esterification reaction catalyst includes methylates of sodium and magnesium; Acetate, borate, fatty acid salt, carbonate such as Zn, Cd, Mn, Co, Ca, Ba, etc.; metal Mg; It may be an oxide such as Pb, Zn, Sb, or Ge.

또한, 상기 중축합 반응 촉매는, 예를 들어 테트라에틸티타네이트, 아세틸트리프로필티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라부틸티타네이트, 폴리부틸티타네이트, 2-에틸헥실티타네이트, 옥틸렌글리콜티타네이트, 락테이트티타네이트, 트리에탄올아민티타네이트, 아세틸 아세토네이트티타네이트, 에틸아세토아세틱에스테르티타네이트, 이소스테아릴티타네이트, 티타늄디옥사이드, 티타늄디옥사이드/실리콘디옥사이드 공중합체, 티타늄디옥사이드/지르코늄디옥사이드 공중합체 등과 같은 티타늄계 촉매; 게르마늄 디옥사이드 및 이를 이용한 공중합체 등과 같은 게르마늄계 촉매; 또는 모노부틸산화주석, 디부틸산화주석, 모노부틸히드록시 산화주석 등과 같은 주석계 촉매일 수 있다. In addition, the polycondensation reaction catalyst is, for example, tetraethyl titanate, acetyltripropyl titanate, tetrapropyl titanate, tetrabutyl titanate, polybutyl titanate, 2-ethylhexyl titanate, octylene glycol titanate. , lactate titanate, triethanolamine titanate, acetyl acetonate titanate, ethyl acetoacetic ester titanate, isostearyl titanate, titanium dioxide, titanium dioxide/silicon dioxide copolymer, titanium dioxide/zirconium dioxide copolymer, etc. The same titanium-based catalyst; Germanium-based catalysts such as germanium dioxide and copolymers using it; Alternatively, it may be a tin-based catalyst such as monobutyl tin oxide, dibutyl tin oxide, or monobutyl hydroxy tin oxide.

또한, 상기 안정제는 인산, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트 등의 인계 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Additionally, the stabilizer may be a phosphorus-based compound such as phosphoric acid, trimethyl phosphate, or triethyl phosphate, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리에스테르 수지의 제조 방법은 고상중합 반응시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상중합은 상기 중축합 반응시키는 단계 이후에 수행될 수 있으며, 190℃ 내지 230℃의 온도에서 수행될 수 있고, 진공도 0.2 torr 내지 2.0 torr의 압력 조건이나 질소 분위기 하에서 수행될 수 있다. A method for producing a polyester resin according to another embodiment of the present invention may further include the step of performing a solid-state polymerization reaction. For example, the solid-state polymerization may be performed after the polycondensation reaction step, and may be performed at a temperature of 190°C to 230°C, and may be performed under vacuum conditions of 0.2 torr to 2.0 torr or under a nitrogen atmosphere. there is.

상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The above will be explained in more detail by the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the examples is not limited to these only.

[실시예][Example]

액상 조성물의 제조 Preparation of liquid composition

실시예 1-1Example 1-1

7 L 용량의 제 1 고압반응기에 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폐 PET) 1 kg과 알코올로서 1-부탄올 3.3 kg을 투입하고, 가알코올분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 200 mg(상기 폐 PET의 총 중량 대비 200 ppm)을 첨가하였다.Into the first high pressure reactor with a capacity of 7 L, 1 kg of waste polyethylene terephthalate (waste PET) and 3.3 kg of 1-butanol as alcohol were added, and 200 mg of Zn(OAC) 2 ·2H 2 O (the waste 200 ppm relative to the total weight of PET) was added.

이후, 상기 제 1 고압반응기의 연결 부위를 모두 체결하여 밀폐를 유지한 상태에서 1시간에 걸쳐 250℃까지 승온시킨 후, 3시간 동안 250℃의 온도 및 24 bar의 압력을 유지한 상태로 교반하여 가알코올분해(alcoholysis) 반응을 진행하였다. Afterwards, the temperature was raised to 250°C over 1 hour while all connections of the first high pressure reactor were tightened and sealed, and then stirred while maintaining the temperature of 250°C and pressure of 24 bar for 3 hours. An alcohololysis reaction was performed.

상기 가알코올분해 반응이 완료된 이후, 상온으로 냉각시켜 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 얻었다. 이때, 상기 가알코올분해 반응 조성물에 대하여 NMR을 통해 성분 및 이의 함량을 분석하였다. 상기 가알코올분해 반응 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(R1: (CH2)3CH3), 잔류하는 에틸렌글리콜(EG), 알코올(1-부탄올) 및 올리고머를 포함하였다. After the alcoholysis reaction was completed, it was cooled to room temperature to obtain a liquid alcoholysis reaction composition. At this time, the components and their contents of the alcoholysis reaction composition were analyzed through NMR. The alcoholysis reaction composition contained a compound represented by the following formula (R 1 : (CH 2 ) 3 CH 3 ), residual ethylene glycol (EG), alcohol (1-butanol), and oligomer.

이후, 상기 가알코올분해 반응 조성물을 별도의 플라스크에 투입하고 분별증류 장치를 이용하여 과량의 미반응 1-부탄올 및 생성된 에틸렌글리콜(EG)을 각각 회수하였다. Thereafter, the alcoholysis reaction composition was added to a separate flask, and excess unreacted 1-butanol and produced ethylene glycol (EG) were respectively recovered using a fractional distillation device.

[화학식 1][Formula 1]

실시예 1-2 Example 1-2

7 L 용량의 제 1 고압반응기에 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폐 PET) 1 kg과 알코올로서 1-부탄올 3.3 kg을 투입하고, 가알코올분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 200 mg(상기 폐 PET의 총 중량 대비 200 ppm)을 첨가하였다.Into the first high pressure reactor with a capacity of 7 L, 1 kg of waste polyethylene terephthalate (waste PET) and 3.3 kg of 1-butanol as alcohol were added, and 200 mg of Zn(OAC) 2 ·2H 2 O (the waste 200 ppm relative to the total weight of PET) was added.

이후, 상기 제 1 고압반응기의 연결 부위를 모두 체결하여 밀폐를 유지한 상태에서 1시간에 걸쳐 250℃까지 승온시킨 후, 3시간 동안 250℃의 온도 및 24 bar의 압력을 유지한 상태로 교반하여 가알코올분해(alcoholysis) 반응을 진행하였다. Afterwards, the temperature was raised to 250°C over 1 hour while all connections of the first high pressure reactor were tightened and sealed, and then stirred while maintaining the temperature of 250°C and pressure of 24 bar for 3 hours. An alcohololysis reaction was performed.

구체적으로, 상기 가알코올분해 반응이 시작되고 1시간이 지난 후, 미리 설치한 역압력조절기(back pressure regulator)의 밸브를 조절하여 상기 가알코올분해 반응에 의해 생성된 부생성물인 에틸렌글리콜(EG)과 과량으로 존재하는 1-부탄올의 기상 혼합물을 배출하였다. 이때, 상기 제 1 고압반응기의 내부 온도는 250℃를 계속 유지하였고, 상기 역압력조절기를 통해 배출된 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물은 외부 냉각장치를 이용하여 응축하였다. 또한, 상기 배출되는 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물의 배출속도는 3 kg/h으로 조절하였고, 동시에 상기 제 1 고압반응기에 1-부탄올을 계속 공급하였다. 이때, 상기 제 1 고압반응기에 새롭게 공급되는 1-부탄올의 용량 및 투입 속도는 상기 배출되는 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물의 용량 및 배출 속도와 동일하게 조절하였다. 상기 배출 및 공급 공정을 3시간 동안 유지하면서 가알코올분해 반응을 진행하였다.Specifically, 1 hour after the alcohol decomposition reaction starts, the valve of the pre-installed back pressure regulator is adjusted to control ethylene glycol (EG), a by-product produced by the alcohol decomposition reaction. A gaseous mixture of 1-butanol present in excess was discharged. At this time, the internal temperature of the first high pressure reactor was maintained at 250°C, and the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol discharged through the reverse pressure regulator was condensed using an external cooling device. In addition, the discharge rate of the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol was adjusted to 3 kg/h, and at the same time, 1-butanol was continuously supplied to the first high pressure reactor. At this time, the volume and input rate of 1-butanol newly supplied to the first high pressure reactor were adjusted to be the same as the volume and discharge rate of the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol discharged. Alcohol decomposition reaction was carried out while maintaining the discharge and supply process for 3 hours.

상기 가알코올분해 반응이 완료된 이후, 상온으로 냉각시켜 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 얻었다. 이때, 상기 가알코올분해 반응 조성물에 대하여 NMR을 통해 성분 및 이의 함량을 분석하였다. 상기 가알코올분해 반응 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(R1: (CH2)3CH3), 잔류하는 에틸렌글리콜(EG), 알코올(1-부탄올) 및 올리고머를 포함하였다. After the alcoholysis reaction was completed, it was cooled to room temperature to obtain a liquid alcoholysis reaction composition. At this time, the components and their contents of the alcoholysis reaction composition were analyzed through NMR. The alcoholysis reaction composition contained a compound represented by the following formula (R 1 : (CH 2 ) 3 CH 3 ), residual ethylene glycol (EG), alcohol (1-butanol), and oligomer.

이후, 상기 가알코올분해 반응 조성물을 별도의 플라스크에 투입하고 분별증류 장치를 이용하여 과량의 미반응 1-부탄올 및 생성된 에틸렌 글리콜을 각각 회수하였다. Thereafter, the alcoholysis reaction composition was added to a separate flask, and excess unreacted 1-butanol and produced ethylene glycol were respectively recovered using a fractional distillation device.

[화학식 1][Formula 1]

실시예 1-3Example 1-3

7 L 용량의 제 1 고압반응기에 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폐PET) 1 kg와 알코올로서 1-부탄올 3.3 kg을 투입하고, 가알코올분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 200 mg(상기 폐 PET의 총 중량 대비 200 ppm)을 첨가하였다. Into the first high pressure reactor with a capacity of 7 L, 1 kg of waste polyethylene terephthalate (waste PET) and 3.3 kg of 1-butanol as alcohol were added, and 200 mg of Zn(OAC) 2 ·2H 2 O as an alcohol decomposition catalyst (the waste 200 ppm relative to the total weight of PET) was added.

이후, 상기 제 1 고압반응기의 연결 부위를 모두 체결하여 밀폐를 유지한 상태에서 1시간에 걸쳐 250℃까지 승온시킨 후, 3시간 동안 250℃의 온도 및 24 bar의 압력을 유지한 상태로 교반하여 가알코올분해(alcoholysis) 반응을 진행하였다. Afterwards, the temperature was raised to 250°C over 1 hour while all connections of the first high pressure reactor were tightened and sealed, and then stirred while maintaining the temperature of 250°C and pressure of 24 bar for 3 hours. An alcohololysis reaction was performed.

구체적으로, 상기 가알코올분해 반응이 시작되고 1시간이 지난 후, 미리 설치한 역압력조절기(back pressure regulator)의 밸브를 조절하여 상기 가알코올분해 반응에 의해 생성된 부생성물인 에틸렌글리콜(EG)과 과량으로 존재하는 1-부탄올의 기상 혼합물을 배출하였다. 이때, 상기 제 1 고압반응기의 내부 온도는 250℃를 계속 유지하였고, 상기 역압력조절기를 통해 배출된 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물은 외부 냉각장치를 이용하여 응축하였다. 또한, 상기 배출되는 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물의 배출속도는 3 kg/h으로 조절하였고, 동시에 상기 제 1 고압반응기에 1-부탄올을 계속 공급하였다. 이때, 상기 제 1 고압반응기에 새롭게 공급되는 1-부탄올의 용량 및 투입 속도는 상기 배출되는 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물의 용량 및 배출 속도와 동일하게 조절하였다.Specifically, 1 hour after the alcohol decomposition reaction starts, the valve of the pre-installed back pressure regulator is adjusted to control ethylene glycol (EG), a by-product produced by the alcohol decomposition reaction. A gaseous mixture of 1-butanol present in excess was discharged. At this time, the internal temperature of the first high pressure reactor was maintained at 250°C, and the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol discharged through the reverse pressure regulator was condensed using an external cooling device. In addition, the discharge rate of the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol was adjusted to 3 kg/h, and at the same time, 1-butanol was continuously supplied to the first high pressure reactor. At this time, the volume and input rate of 1-butanol newly supplied to the first high pressure reactor were adjusted to be the same as the volume and discharge rate of the gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol discharged.

상기 응축된 에틸렌글리콜(EG) 및 1-부탄올의 기상 혼합물은 3 kg의 물이 충진된 5 L 용량의 층분리 장치로 이송한 후, 10분 동안 교반 및 2분 동안 층분리하는 과정을 반복하여 1-부탄올층과 물/에틸렌글리콜(EG)층으로 분리하였다. 상기 분리된 1-부탄올은 실시간으로 고압펌프를 이용하여 상기 제 1 고압반응기로 다시 투입하여 재사용하였다. 상기 교반, 층분리 및 재투입 공정을 3시간 동안 유지하면서 가알코올분해 반응을 진행하였다. The condensed gaseous mixture of ethylene glycol (EG) and 1-butanol was transferred to a 5 L capacity layer separation device filled with 3 kg of water, and then the process of stirring for 10 minutes and layer separation for 2 minutes was repeated. It was separated into a 1-butanol layer and a water/ethylene glycol (EG) layer. The separated 1-butanol was re-introduced to the first high-pressure reactor in real time using a high-pressure pump. Alcohol decomposition reaction was performed while the stirring, layer separation, and reintroduction processes were maintained for 3 hours.

상기 가알코올분해 반응이 완료된 이후, 상온으로 냉각시켜 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 얻었다. 이때, 상기 가알코올분해 반응 조성물에 대하여 NMR을 통해 성분 및 이의 함량을 분석하였다. 상기 가알코올분해 반응 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(R1: (CH2)3CH3), 잔류하는 에틸렌글리콜(EG), 알코올(1-부탄올) 및 올리고머를 포함하였다. After the alcoholysis reaction was completed, it was cooled to room temperature to obtain a liquid alcoholysis reaction composition. At this time, the components and their contents of the alcoholysis reaction composition were analyzed through NMR. The alcoholysis reaction composition contained a compound represented by the following formula (R 1 : (CH 2 ) 3 CH 3 ), residual ethylene glycol (EG), alcohol (1-butanol), and oligomer.

이후, 상기 가알코올분해 반응 조성물을 별도의 플라스크에 투입하고 분별증류 장치를 이용하여 과량의 미반응 1-부탄올 및 생성된 에틸렌 글리콜을 각각 회수하였다. Thereafter, the alcoholysis reaction composition was added to a separate flask, and excess unreacted 1-butanol and produced ethylene glycol were respectively recovered using a fractional distillation device.

[화학식 1][Formula 1]

실시예 1-4 Example 1-4

알코올로서 1-펜탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 13 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 1-pentanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 13 bar.

실시예 1-5 Examples 1-5

알코올로서 1-펜탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 13 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of 1-pentanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 13 bar.

실시예 1-6 Example 1-6

알코올로서 1-펜탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 13 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-3, except that 3.3 kg of 1-pentanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 13 bar.

실시예 1-7 Example 1-7

알코올로서 1-옥탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 3.4 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 1-octanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 3.4 bar.

실시예 1-8 Examples 1-8

알코올로서 1-옥탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 3.4 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of 1-octanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 3.4 bar.

실시예 1-9 Example 1-9

알코올로서 1-옥탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 3.4 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-3, except that 3.3 kg of 1-octanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 3.4 bar.

실시예 1-10 Examples 1-10

알코올로서 2-에틸-1-헥산올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 4.1 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 2-ethyl-1-hexanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 4.1 bar.

실시예 1-11Example 1-11

알코올로서 2-에틸-1-헥산올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 4.1 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of 2-ethyl-1-hexanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 4.1 bar.

실시예 1-12Examples 1-12

알코올로서 2-에틸-1-헥산올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 4.1 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-3, except that 3.3 kg of 2-ethyl-1-hexanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 4.1 bar.

실시예 1-13 Example 1-13

알코올로서 1-데칸올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 1.6 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 1-decanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 1.6 bar.

실시예 1-14 Example 1-14

알코올로서 1-데칸올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 1.6 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of 1-decanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 1.6 bar.

실시예 1-15 Example 1-15

알코올로서 1-데칸올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 1.6 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-3, except that 3.3 kg of 1-decanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 1.6 bar.

실시예 1-16 Example 1-16

알코올로서 1-도데칸올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 1.0 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 1-dodecanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 1.0 bar.

실시예 1-17Example 1-17

7 L 용량의 제 1 고압반응기에 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폐PET) 1 kg와 알코올로서 1-도데칸올 3.3 kg을 투입하고, 가알코올분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 200 mg(상기 폐 PET의 총 중량 대비 200 ppm)을 첨가하였다. Into the first high pressure reactor with a capacity of 7 L, 1 kg of waste polyethylene terephthalate (waste PET) and 3.3 kg of 1-dodecanol as alcohol were added, and 200 mg of Zn(OAC) 2 ·2H 2 O as an alcohol decomposition catalyst (as described above) 200 ppm relative to the total weight of waste PET) was added.

이후, 상기 제 1 고압반응기의 연결 부위를 모두 체결하여 밀폐를 유지한 상태에서 1시간에 걸쳐 250℃까지 승온시킨 후, 3시간 동안 250℃의 온도 및 1.0 bar의 압력을 유지한 상태로 교반하여 가알코올분해(alcoholysis) 반응을 진행하였다. Afterwards, the temperature was raised to 250°C over 1 hour while all connections of the first high pressure reactor were fastened and sealed, and then stirred while maintaining the temperature of 250°C and pressure of 1.0 bar for 3 hours. An alcohololysis reaction was performed.

구체적으로, 상기 가알코올분해 반응이 시작되고 1시간이 지난 후, 미리 설치한 역압력조절기(back pressure regulator)의 밸브를 조절하여 상기 가알코올분해 반응에 의해 생성된 부생성물인 에틸렌글리콜(EG)의 증기를 배출하였다. 이때, 상기 제 1 고압반응기의 내부 온도는 250℃를 계속 유지하였고, 상기 배출된 에틸렌글리콜(EG)의 증기는 외부 냉각장치를 이용하여 응축하였다.Specifically, 1 hour after the alcohol decomposition reaction starts, the valve of the pre-installed back pressure regulator is adjusted to control ethylene glycol (EG), a by-product produced by the alcohol decomposition reaction. of vapor was discharged. At this time, the internal temperature of the first high pressure reactor was maintained at 250°C, and the discharged vapor of ethylene glycol (EG) was condensed using an external cooling device.

또한, 증기로 배출되어 응축된 에틸렌글리콜(EG)의 양만큼 1- 도데칸올을 상기 제 1 고압반응기에 계속 공급하였다. 이때, 제 1 고압반응기에 새롭게 공급되는 1- 도데칸올의 용량 및 투입 속도는 상기 배출되는 에틸렌글리콜(EG)의 용량 및 배출 속도와 동일하게 조절하였다. 상기 배출 및 공급 공정을 3시간 동안 유지하면서 가알코올분해 반응을 진행하였다. Additionally, 1-dodecanol was continuously supplied to the first high pressure reactor in an amount equal to the amount of ethylene glycol (EG) discharged as vapor and condensed. At this time, the volume and input rate of 1-dodecanol newly supplied to the first high pressure reactor were adjusted to be the same as the volume and discharge rate of ethylene glycol (EG) discharged. The alcohol decomposition reaction was performed while maintaining the discharge and supply process for 3 hours.

상기 가알코올분해 반응이 완료된 이후, 상온으로 냉각시켜 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 얻었다. 이때, 상기 가알코올분해 반응 조성물에 대하여 NMR을 통해 성분 및 이의 함량을 분석하였다. 상기 가알코올분해 반응 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(R1: (CH2)11CH3), 잔류하는 에틸렌글리콜(EG), 알코올(1-도데칸올) 및 올리고머를 포함하였다. After the alcohol decomposition reaction was completed, it was cooled to room temperature to obtain a liquid alcohol decomposition reaction composition. At this time, the components and their contents of the alcoholysis reaction composition were analyzed through NMR. The alcoholysis reaction composition contained a compound represented by the following formula (R 1 : (CH 2 ) 11 CH 3 ), residual ethylene glycol (EG), alcohol (1-dodecanol), and oligomer.

이후, 상기 가알코올분해 반응 조성물을 별도의 플라스크에 투입하고 분별증류 장치를 이용하여 과량의 미반응 1-도데칸올 및 생성된 에틸렌 글리콜(EG)을 각각 회수하였다. Thereafter, the alcoholysis reaction composition was added to a separate flask, and excess unreacted 1-dodecanol and produced ethylene glycol (EG) were respectively recovered using a fractional distillation device.

[화학식 1][Formula 1]

실시예 1-18 Example 1-18

알코올로서 1-테트라데칸올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 1.0 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of 1-tetradecanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 1.0 bar.

실시예 1-19 Example 1-19

알코올로서 1-테트라데칸올 3.3 kg을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-17과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as in Example 1-17, except that 3.3 kg of 1-tetradecanol was used as alcohol.

비교예 1-1 Comparative Example 1-1

알코올로서 메탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 83 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of methanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 83 bar.

비교예 1-2 Comparative Example 1-2

알코올로서 메탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 83 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of methanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 83 bar.

비교예 1-3Comparative Example 1-3

알코올로서 에탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 64 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-1, except that 3.3 kg of ethanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 64 bar.

비교예 1-4 Comparative Example 1-4

알코올로서 에탄올 3.3 kg을 사용하고, 압력을 64 bar로 유지한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 제조하였다. A liquid alcoholysis reaction composition was prepared in the same manner as Example 1-2, except that 3.3 kg of ethanol was used as alcohol and the pressure was maintained at 64 bar.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1-1 내지 1-19의 액상의 가알코올분해 반응 조성물은 탄소수 4 이상의 알코올을 사용하여 제조됨으로써, 비교예 1-1 내지 1-4에 비해서 매우 낮은 공정 압력에서 제조될 수 있으면서, 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량, 즉 수율 및 순도가 높고, 에틸렌글리콜의 회수율 또한 우수하였다. As shown in Table 1, the liquid alcoholysis reaction compositions of Examples 1-1 to 1-19 were prepared using alcohol having 4 or more carbon atoms, so the process was very low compared to Comparative Examples 1-1 to 1-4. While it can be manufactured under pressure, the content of the compound represented by Chemical Formula 1, that is, the yield and purity, is high, and the recovery rate of ethylene glycol is also excellent.

액상 조성물의 정제 및 농축Purification and concentration of liquid compositions

실시예 2-1Example 2-1

상기 실시예 1-1에서 분별 증류장치를 이용하여 과량의 미반응 알코올 및 생성된 에틸렌 글리콜을 회수하기 이전의 액상의 가알코올분해 반응 조성물 100 g에 흡착제로서 활성탄 0.1 g을 투입하여 정제하고, 100℃에서 3시간 동안 교반한 후 여과하여 상기 가알코올분해 반응 조성물을 농축하였다. In Example 1-1, 0.1 g of activated carbon was added as an adsorbent to 100 g of the liquid alcoholization reaction composition before recovering the excess unreacted alcohol and produced ethylene glycol using a fractional distillation device, and purified, and 100 g of activated carbon was added as an adsorbent. After stirring at ℃ for 3 hours, the alcoholysis reaction composition was concentrated by filtration.

실시예 2-2 내지 2-23, 및 비교예 2-1 및 2-2Examples 2-2 to 2-23, and Comparative Examples 2-1 and 2-2

하기 표 2와 같이 액상 조성물 및 공정 조건을 달리한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 액상의 가알코올분해 반응 조성물을 정제 및 농축하였다. 다만, 비교예 2-1 및 2-2는 미용해 상태로 석출되어 정제가 되지 않았다.The liquid alcoholysis reaction composition was purified and concentrated in the same manner as in Example 2-1, except that the liquid composition and process conditions were different as shown in Table 2 below. However, Comparative Examples 2-1 and 2-2 precipitated in an undissolved state and were not purified.

실시예 2-24 내지 2-26Examples 2-24 to 2-26

각각 상기 실시예 1-1, 1-4 및 1-10에서 분별 증류장치를 이용하여 과량의 미반응 알코올 및 생성된 에틸렌 글리콜을 회수한 이후의 액상의 가알코올분해 반응 조성물 100 g에 흡착제로서 활성탄 0.1 g을 투입하여 정제하고, 100℃에서 3시간 동안 교반한 후 여과하여 상기 가알코올분해 반응 조성물을 농축하였다. Activated carbon as an adsorbent was added to 100 g of the liquid alcoholysis reaction composition after recovering the excess unreacted alcohol and produced ethylene glycol using a fractional distillation apparatus in Examples 1-1, 1-4, and 1-10, respectively. 0.1 g was added and purified, stirred at 100°C for 3 hours, and then filtered to concentrate the alcoholysis reaction composition.

비교예 2-3 내지 2-21Comparative Examples 2-3 to 2-21

상기 실시예 1-1 내지 1-19에서 분별 증류장치를 이용하여 과량의 미반응 알코올 및 생성된 에틸렌 글리콜을 회수하기 이전의 액상의 가알코올분해 반응 조성물에 대하여 흡착제를 투입하지 않고, 100℃에서 3시간 동안 교반한 후 여과하여 농축하였다.In Examples 1-1 to 1-19, an adsorbent was not added to the liquid alcoholysis reaction composition before recovering the excess unreacted alcohol and produced ethylene glycol using a fractional distillation device, and the reaction mixture was distilled at 100°C. After stirring for 3 hours, it was filtered and concentrated.

실험예 1-1: 색소 잔류율Experimental Example 1-1: Pigment Residual Rate

상기 실시예 2-1 내지 2-26 및 비교예 2-1 내지 2-21의 조성물에 대하여 색소 잔류율(%)을 계산하였다. The pigment residual rate (%) was calculated for the compositions of Examples 2-1 to 2-26 and Comparative Examples 2-1 to 2-21.

구체적으로, 상기 실시예 2-1의 조성물을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 및 메틸피롤리돈(NMP)를 이용하여 각각 5%의 농도로 희석한 후, UV-vis 분광광도계를 이용하여 400 nm 내지 800 nm에서의 흡광도 곡선을 얻고 이의 면적(A1)을 측정하였다. 또한, 상기 비교예 2-3의 조성물(상기 실시예 2-1의 조성물과 동일하게 실시예 1-1의 조성물을 사용하였으나, 흡착제를 투입하여 정제하지 않고 농축된 조성물)에 대하여 상기와 동일한 방법으로 400 nm 내지 800 nm에서의 흡광도 곡선을 얻어 이의 면적(A2)을 측정하였다. 상기 측정된 흡광도 곡선의 면적을 이용하여 하기 식 A에 따라 색소 잔류율(%)을 계산하였다. Specifically, the composition of Example 2-1 was diluted to a concentration of 5% using dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), and methylpyrrolidone (NMP), respectively, and then subjected to UV-vis spectroscopy. An absorbance curve was obtained from 400 nm to 800 nm using a photometer, and its area (A1) was measured. In addition, the same method as above was used for the composition of Comparative Example 2-3 (the composition of Example 1-1 was used in the same way as the composition of Example 2-1, but the composition was concentrated without purification by adding an adsorbent) An absorbance curve was obtained from 400 nm to 800 nm and its area (A2) was measured. The pigment residual rate (%) was calculated according to the following formula A using the area of the measured absorbance curve.

[식 A][Formula A]

상기와 동일한 방법으로 상기 실시예 2-2 내지 2-26 및 비교예 2-1 내지 2-21의 조성물에 대해서도 색소 잔류율(%)을 계산하였다. The pigment residual rate (%) was calculated for the compositions of Examples 2-2 to 2-26 and Comparative Examples 2-1 to 2-21 in the same manner as above.

실험예 1-2: 황색도Experimental Example 1-2: Yellowness

상기 실시예 2-1 내지 2-26 및 비교예 2-1 내지 2-21의 조성물에 대하여, 황색도(Yellowness Index, Y.I.)를 측정하였다. For the compositions of Examples 2-1 to 2-26 and Comparative Examples 2-1 to 2-21, yellowness index (Y.I.) was measured.

구체적으로, 상기 실시예 2-1 내지 2-26 및 비교예 2-1 내지 2-21의 조성물에 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 및 메틸피롤리돈(NMP)을 투입하여 각각 5%의 농도로 희석한 후 ColorFlex EZ(제조사: HunterLab) 장비를 사용하여 황색도를 측정하였다. Specifically, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), and methylpyrrolidone (NMP) were added to the compositions of Examples 2-1 to 2-26 and Comparative Examples 2-1 to 2-21. After diluting each to a concentration of 5%, the yellowness was measured using ColorFlex EZ (manufacturer: HunterLab) equipment.

실험예 1-3: 금속의 함량Experimental Example 1-3: Metal content

유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법 (ICP-AES, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)을 이용하여 상기 실시예 2-1 내지 2-26 및 비교예 2-1 내지 2-21의 조성물 내에 존재하는 금속의 함량(ppm)을 측정하였다. N.D.는 함량이 1 ppm 미만으로 너무 적어 구체적인 수치로 측정되지 않았음을 의미한다. The content of the metal present in the compositions of Examples 2-1 to 2-26 and Comparative Examples 2-1 to 2-21 was determined using Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES) ( ppm) was measured. N.D. means that the content is too low, less than 1 ppm, to be measured as a specific value.

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 2-1 내지 2-26의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물은 색소 잔류율이 매우 낮으면서 Sb, Ti 및 Zn와 같은 금속의 함량 또한 매우 낮았다. As shown in Table 2, the purified and concentrated alcoholysis reaction compositions of Examples 2-1 to 2-26 had a very low colorant residual rate and also had a very low content of metals such as Sb, Ti, and Zn.

테레프탈산의 제조Preparation of terephthalic acid

실시예 3-1Example 3-1

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-2의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.36 mol)과 물 200 g(11.10 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 50 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 100 g (0.36 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-2 and 200 g (11.10 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was added as a hydrolysis catalyst. ) 50 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체를 90℃의 부탄올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 53.7 g(수율: 90%)을 얻었다. Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. The solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product was washed with butanol and water at 90°C and dried under vacuum to obtain 53.7 g of solid terephthalic acid (TPA) (yield: 90%).

실시예 3-2Example 3-2

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-5의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.30 mol)과 물 200 g(11.10 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 50 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 100 g (0.30 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-5 and 200 g (11.10 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was used as a hydrolysis catalyst. ) 50 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체를 90℃의 펜탄올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 43.9 g(수율: 81%)을 얻었다.Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. The solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product was washed with pentanol and water at 90°C and dried under vacuum to obtain 43.9 g of solid terephthalic acid (TPA) (yield: 81%).

실시예 3-3Example 3-3

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-11의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.26 mol)과 물 1,000 g(55.50 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 50 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 100 g (0.26 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-11 and 1,000 g (55.50 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was added as a hydrolysis catalyst. ) 50 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체를 90℃의 2-에틸-1-헥산올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 38.0 g(수율: 88%)을 얻었다.Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. The solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product was washed with 2-ethyl-1-hexanol and water at 90°C and dried in vacuum to obtain 38.0 g (yield: 88%) of solid terephthalic acid (TPA).

실시예 3-4Example 3-4

상기 실시예 2-13의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.26 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-3과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 35.4 g(수율: 82%)을 얻었다.35.4 g of solid terephthalic acid (TPA) (yield: 82) was prepared in the same manner as in Example 3-3, except that 100 g (0.26 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-13 was used. %) was obtained.

실시예 3-5Example 3-5

상기 실시예 2-14의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.26 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-3과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 36.7g(수율: 85%)을 얻었다.36.7 g of solid terephthalic acid (TPA) (yield: 85 g) in the same manner as in Example 3-3, except that 100 g (0.26 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-14 was used. %) was obtained.

실시예 3-6Example 3-6

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-18의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 114 g(0.26 mol)과 물 200 g(11.10 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 57 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 114 g (0.26 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-18 and 200 g (11.10 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was added as a hydrolysis catalyst. ) 57 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체를 90℃ 데칸올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 36.1 g(수율: 85%)을 얻었다. Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. The solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product was washed with decanol and water at 90°C and dried under vacuum to obtain 36.1 g (yield: 85%) of solid terephthalic acid (TPA).

실시예 3-7Example 3-7

가수분해 촉매를 투입하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 54.3g(수율: 91%)을 얻었다.54.3 g (yield: 91%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the hydrolysis catalyst was not added.

실시예 3-8Example 3-8

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-2의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.36 mol)과 물 200 g(11.10 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 50 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 100 g (0.36 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-2 and 200 g (11.10 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was added as a hydrolysis catalyst. ) 50 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체에 아세톤을 넣고 50℃에서 4시간 동안 교반하였다. 이를 여과한 후 50℃의 아세톤 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 55.6g(수율: 93%)을 얻었다.Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. Acetone was added to the solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product and stirred at 50°C for 4 hours. After filtering, washing with acetone and water at 50°C and drying under vacuum, 55.6 g (yield: 93%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained.

실시예 3-9Example 3-9

600 ml 용량의 제 2 고압반응기에 상기 실시예 2-2의 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 100 g(0.36 mol)과 물 200 g(11.10 mol)을 투입하고, 가수분해 촉매로서 Zn(OAC)2·2H2O 50 mg(상기 정제 및 농축된 가알코올분해 반응 조성물 총 중량 대비 500 ppm)을 첨가하였다. 100 g (0.36 mol) of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition of Example 2-2 and 200 g (11.10 mol) of water were added to a second high pressure reactor of 600 ml capacity, and Zn (OAC) was added as a hydrolysis catalyst. ) 50 mg of 2 ·2H 2 O (500 ppm relative to the total weight of the purified and concentrated alcoholysis reaction composition) was added.

이후, 상기 제 2 고압반응기의 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체에 부탄올을 넣고 90℃에서 4시간 동안 교반하였다. 이를 여과한 후 50℃의 부탄올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 53.1g(수율: 89%)을 얻었다.Thereafter, the temperature of the second high pressure reactor was raised to 260°C, the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C, and then cooled to 90°C to obtain a hydrolysis reaction product in the form of a slurry. Butanol was added to the solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product and stirred at 90°C for 4 hours. After filtering, washing with butanol and water at 50°C and drying in vacuum, 53.1 g (yield: 89%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained.

실시예 3-10Example 3-10

상기 실시예 3-1에서 여과 공정을 통해 분리된 여과액을 추가로 이용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 테레프탈산(TPA) 59.2g(수율: 99%)을 얻었다.59.2 g (yield: 99%) of terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the filtrate separated through the filtration process in Example 3-1 was additionally used.

구체적으로, 상기 실시예 3-1의 여과 공정을 통해 분리된 여과액을 다시 상기 제 2 고압반응기에 넣고 온도를 260℃까지 승온시키고, 260℃를 유지한 상태로 4시간 동안 가수분해 반응을 진행한 후, 90℃로 냉각시켜 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 얻었다. 상기 슬러리 형태의 가수분해 반응 생성물을 여과하여 얻어진 고체를 90℃의 부탄올 및 물로 세척하고 진공 건조하여 고상의 테레프탈산(TPA) 5.5 g을 추가로 얻었다. Specifically, the filtrate separated through the filtration process of Example 3-1 was placed back into the second high pressure reactor, the temperature was raised to 260°C, and the hydrolysis reaction was performed for 4 hours while maintaining 260°C. Afterwards, it was cooled to 90°C to obtain a slurry-type hydrolysis reaction product. The solid obtained by filtering the slurry-type hydrolysis reaction product was washed with butanol and water at 90°C and dried in vacuum to obtain an additional 5.5 g of solid terephthalic acid (TPA).

비교예 3-1Comparative Example 3-1

상기 비교예 2-4의 조성물 100 g(0.36 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 54.4g(수율: 91%)을 얻었다.54.4 g (yield: 91%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that 100 g (0.36 mol) of the composition of Comparative Example 2-4 was used.

비교예 3-2Comparative Example 3-2

상기 비교예 2-7의 조성물 100 g(0.30 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-2와 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 40.4 g(수율: 81%)을 얻었다.40.4 g (yield: 81%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-2, except that 100 g (0.30 mol) of the composition of Comparative Example 2-7 was used.

비교예 3-3Comparative Example 3-3

상기 비교예 2-13의 조성물 100 g(0.26 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-3과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 36.7 g(수율: 85%)을 얻었다. 36.7 g (yield: 85%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-3, except that 100 g (0.26 mol) of the composition of Comparative Example 2-13 was used.

비교예 3-4Comparative Example 3-4

상기 비교예 2-16의 조성물 114 g(0.26 mol)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-6과 동일한 방법으로 고상의 테레프탈산(TPA) 34.4 g(수율: 81%)을 얻었다.34.4 g (yield: 81%) of solid terephthalic acid (TPA) was obtained in the same manner as in Example 3-6, except that 114 g (0.26 mol) of the composition of Comparative Example 2-16 was used.

실험예 2-1: 색소 잔류율Experimental Example 2-1: Pigment Residual Rate

상기 실시예 3-1 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4의 테레프탈산에 대하여 색소 잔류율(%)을 계산하였다. The pigment residual rate (%) was calculated for the terephthalic acid of Examples 3-1 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4.

구체적으로, 상기 실시예 3-1의 테레프탈산을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 및 메틸피롤리돈(NMP)를 이용하여 각각 5%의 농도로 희석한 후, UV-vis 분광광도계를 이용하여 400 nm 내지 800 nm에서의 흡광도 곡선을 얻고 이의 면적(B1)을 측정하였다. 또한, 상기 비교예 2-4의 조성물(실시예 3-1의 테레프탈산의 제조에 사용된 실시예 1-2의 조성물을 동일하게 사용하였으나, 흡착제를 투입하지 않고 농축된 조성물)에 대하여 상기와 동일한 방법으로 400 nm 내지 800 nm에서의 흡광도 곡선을 얻어 이의 면적(B2)을 측정하였다. 상기 측정된 흡광도 곡선의 면적을 이용하여 하기 식 B에 따라 색소 잔류율(%)을 계산하였다. Specifically, the terephthalic acid of Example 3-1 was diluted to a concentration of 5% using dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), and methylpyrrolidone (NMP), respectively, and then subjected to UV-vis spectroscopy. An absorbance curve was obtained from 400 nm to 800 nm using a photometer, and its area (B1) was measured. In addition, the composition of Comparative Example 2-4 (the composition of Example 1-2 used for the production of terephthalic acid in Example 3-1 was used in the same manner, but concentrated without adding an adsorbent) was the same as above. Using this method, an absorbance curve was obtained from 400 nm to 800 nm and its area (B2) was measured. The pigment residual rate (%) was calculated according to the following formula B using the area of the measured absorbance curve.

[식 B][Formula B]

상기와 동일한 방법으로 상기 실시예 3-2 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4에 대하여 테레프탈산의 색소 잔류율(%)을 계산하였다. 구체적으로, 상기 식 1의 B2와 관련하여, 실시예 3-2는 비교예 2-7의 조성물을 이용하여 측정하였고, 실시예 3-3 내지 3-5는 비교예 2-13의 조성물을 이용하여 측정하였으며, 실시예 3-6은 비교예 2-16의 조성물을 이용하여 측정하였다. 또한, 비교예 3-1 내지 3-4는 각각 비교예 2-4, 2-7, 2-13 및 2-16의 조성물을 이용하여 상기 식 1의 B2를 측정하였다. The pigment residual rate (%) of terephthalic acid was calculated for Examples 3-2 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4 in the same manner as above. Specifically, with respect to B2 of Formula 1, Example 3-2 was measured using the composition of Comparative Example 2-7, and Examples 3-3 to 3-5 were measured using the composition of Comparative Example 2-13. and Example 3-6 was measured using the composition of Comparative Example 2-16. In addition, in Comparative Examples 3-1 to 3-4, B2 of Formula 1 was measured using the compositions of Comparative Examples 2-4, 2-7, 2-13, and 2-16, respectively.

실험예 2-2: 황색도Experimental Example 2-2: Yellowness

상기 실시예 3-1 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4의 재생 테레프탈산에 대하여, 황색도(Yellowness Index, Y.I.)를 측정하였다. For the regenerated terephthalic acid of Examples 3-1 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4, the yellowness index (Y.I.) was measured.

구체적으로, 상기 실시예 3-1 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4의 재생 테레프탈산에 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 및 메틸피롤리돈(NMP)을 투입하여 각각 5%의 농도로 희석한 후 ColorFlex EZ(제조사: HunterLab) 장비를 사용하여 황색도를 측정하였다. Specifically, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), and methylpyrrolidone (NMP) were added to the regenerated terephthalic acid of Examples 3-1 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4. After each dilution to a concentration of 5%, the yellowness was measured using ColorFlex EZ (manufacturer: HunterLab) equipment.

실험예 2-2: 금속의 함량Experimental Example 2-2: Metal content

유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)을 이용하여 상기 실시예 3-1 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4의 테레프탈산 내에 존재하는 금속의 함량(ppm)을 측정하였다. N.D.는 함량이 1 ppm 미만으로 너무 적어 구체적인 수치로 측정되지 않았음을 의미한다.The content of the metal present in the terephthalic acid of Examples 3-1 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4 was determined using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) ( ppm) was measured. N.D. means that the content is too low, less than 1 ppm, to be measured as a specific value.

실험예 2-3: color-bExperimental Example 2-3: color-b

상기 실시예 3-1 내지 3-10 및 비교예 3-1 내지 3-4의 테레프탈산에 대하여, 색차계(colorimeter)를 이용하여 색상 특성인 color-b를 측정하였다. For the terephthalic acid of Examples 3-1 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-4, color-b, a color characteristic, was measured using a colorimeter.

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 실시예 3-1 내지 3-6에서 제조된 테레프탈산(재생 테레프탈산)은 색소잔류율 및 황색도가 낮음은 물론, 불순물인 금속의 함량 또한 매우 낮았다. 특히, 실시예 3-10은 여과 공정을 통해 분리된 여과액 즉, 미반응물을 이용함으로써 매우 높은 수율로 재생 테레프탈산을 얻을 수 있었다.As shown in Table 3, the terephthalic acid (regenerated terephthalic acid) prepared in Examples 3-1 to 3-6 not only had low pigment retention rate and low yellowness, but also had a very low content of metal as an impurity. In particular, Example 3-10 was able to obtain regenerated terephthalic acid in very high yield by using the filtrate, that is, the unreacted material, separated through the filtration process.

Claims (19)

(1) 폐 폴리에스테르를 탄소수 4 이상의 알코올로 가알코올분해(alcoholysis)하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 액상 조성물을 제조하는 단계; 및
(2) 상기 액상 조성물을 가수분해(hydrolysis)하는 단계를 포함하는, 테레프탈산의 제조 방법:
[화학식 1]

상기 화학식 1에 있어서,
R1은 탄소수 4 이상의 알킬이다.
(1) preparing a liquid composition containing a compound represented by the following formula (1) by alcoholizing waste polyester with an alcohol having 4 or more carbon atoms; and
(2) A method for producing terephthalic acid, comprising the step of hydrolyzing the liquid composition:
[Formula 1]

In Formula 1,
R 1 is alkyl having 4 or more carbon atoms.
제 1 항에 있어서,
상기 알코올의 탄소수가 4 내지 14인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing terephthalic acid, wherein the alcohol has 4 to 14 carbon atoms.
제 1 항에 있어서,
상기 폐 폴리에스테르 및 상기 알코올의 중량비가 1 : 1 내지 10인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing terephthalic acid, wherein the weight ratio of the waste polyester and the alcohol is 1:1 to 10.
제 1 항에 있어서,
상기 가알코올분해가 160℃ 내지 280℃의 온도 및 1 bar 내지 40 bar의 압력에서 0.5 시간 내지 24 시간 동안 수행되는, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing terephthalic acid, wherein the alcoholysis is performed at a temperature of 160°C to 280°C and a pressure of 1 bar to 40 bar for 0.5 to 24 hours.
제 1 항에 있어서,
상기 액상 조성물은 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜을 포함하며,
상기 액상 조성물 내 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 70 몰% 이상인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
The liquid composition contains unreacted alcohol and ethylene glycol as a by-product,
A method for producing terephthalic acid, wherein the content of the compound represented by Formula 1 in the liquid composition is 70 mol% or more.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)이 상기 가알코올분해에서 미반응된 알코올 및 부산물인 에틸렌글리콜을 배출하는 단계를 포함하고,
상기 배출된 알코올 및 에틸렌글리콜의 혼합물에서 알코올을 분리하고, 상기 분리된 알코올은 상기 가알코올분해의 원료로 재순환되는, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
Step (1) includes discharging unreacted alcohol and ethylene glycol as a by-product from the alcohol decomposition,
A method for producing terephthalic acid, wherein alcohol is separated from the mixture of the discharged alcohol and ethylene glycol, and the separated alcohol is recycled as a raw material for the alcoholysis.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)이 상기 가알코올분해의 부산물인 에틸렌글리콜을 회수하는 단계를 포함하고,
상기 에틸렌글리콜의 회수율이 65% 이상인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
Step (1) includes recovering ethylene glycol, a by-product of alcohol decomposition,
A method for producing terephthalic acid, wherein the recovery rate of ethylene glycol is 65% or more.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)에서 가알코올분해 촉매를 투입하고,
상기 가알코올분해 촉매가 Li+, Na+, K+ 또는 Cs+의 알칼리 금속 이온, Be2+, Mg2+, Ca2+ 또는 Ba2+의 알칼리 토금속 이온, NH4+ 또는 NR4+(R은 알킬이다)의 암모늄 이온, 및 Zn2+로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 양이온; 및 OH-, OR-(R은 알킬이다), HCO3 -, CO3 2-, 벤조에이트 이온(C7H5O2 -), 4-알콕시카보닐벤조에이트 이온, 아세테이트 이온 및 테레프탈레이트 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온을 포함하고,
상기 가알코올분해 촉매의 투입량이 상기 폐 폴리에스테르 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
In step (1), an alcohol decomposition catalyst is added,
The alcohol decomposition catalyst is an alkali metal ion of Li + , Na + , K + or Cs + , an alkaline earth metal ion of Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ or Ba 2+ , NH 4+ or NR 4+ ( R is alkyl) ammonium ion, and at least one cation selected from the group consisting of Zn 2+ ; and OH - , OR - (R is alkyl), HCO 3 - , CO 3 2- , benzoate ion (C 7 H 5 O 2 - ), 4-alkoxycarbonylbenzoate ion, acetate ion and terephthalate ion. Contains one or more anions selected from the group consisting of,
A method for producing terephthalic acid, wherein the input amount of the alcohol decomposition catalyst is 10 ppm to 10,000 ppm based on the total weight of the waste polyester.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (1)에서 가알코올분해 촉매를 투입하고,
상기 가알코올분해 촉매는 Zn(OAC)2, Co(OAc)2, Mn(OAc)2, Mg(OAc)2, Ca(OAc)2, Ba(OAc)2, LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC)2·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, Pb(OAc)2, Mn(OAc)2·4H2O, Mg(OAc)2·4H2O, Pd(OAc)2, Ti(OBu)4, Ti(OiPr)4, GeO2, Al(OiPr)3, Na2CO3, K2CO3, 디부틸틴(IV) 옥사이드, 옥토산주석, 티타늄 포스페이트 및 테레프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 가알코올분해 촉매의 투입량이 상기 폐 폴리에스테르 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
In step (1), an alcohol decomposition catalyst is added,
The alcohol decomposition catalyst is Zn(OAC) 2 , Co(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 , Mg(OAc) 2 , Ca(OAc) 2 , Ba(OAc) 2 , LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn ( OAC) 2 ·2H 2 O, Co(OAc) 2 ·4H 2 O, Pb(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 ·4H 2 O, Mg(OAc) 2 ·4H 2 O, Pd(OAc) 2 , A group consisting of Ti(OBu) 4 , Ti(OiPr) 4 , GeO 2 , Al(OiPr) 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , dibutyltin(IV) oxide, stannous octoate, titanium phosphate and terephthalic acid. Contains one or more types selected from,
A method for producing terephthalic acid, wherein the input amount of the alcohol decomposition catalyst is 10 ppm to 10,000 ppm relative to the total weight of the waste polyester.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (2) 이전에, 상기 액상 조성물을 정제하는 단계를 추가로 포함하는, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing terephthalic acid, further comprising the step of purifying the liquid composition before step (2).
제 10 항에 있어서,
상기 정제하는 단계가 활성탄, 실리카겔, 알루미나, 제올라이트 및 활성백토로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 흡착제를 투입하거나 베드(bed) 흡착을 통해 흡착하는 단계를 포함하고,
상기 흡착제의 투입량은 상기 액상 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 10,
The purifying step includes adding at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, zeolite, and activated clay or adsorbing through bed adsorption,
A method for producing terephthalic acid, wherein the amount of the adsorbent added is 0.1% to 20% by weight based on the total weight of the liquid composition.
제 1 항에 있어서,
상기 가수분해가 상기 액상 조성물에 물을 투입하고, 180℃ 내지 280℃에서 0.5시간 내지 24시간 동안 수행되는, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing terephthalic acid, wherein the hydrolysis is performed by adding water to the liquid composition and performing it at 180°C to 280°C for 0.5 to 24 hours.
제 11 항에 있어서,
상기 액상 조성물 및 상기 물의 중량비가 1 : 1 내지 500인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 11,
A method for producing terephthalic acid, wherein the weight ratio of the liquid composition and the water is 1:1 to 500.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (2)에서 가수분해 촉매가 투입되고,
상기 가수분해 촉매가 Li+, Na+, K+ 또는 Cs+의 알칼리 금속 이온, Be2+, Mg2+, Ca2+ 또는 Ba2+의 알칼리 토금속 이온, NH4+ 또는 NR4+(R은 알킬이다)의 암모늄 이온, 및 Zn2+로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 양이온; 및 OH-, OR-(R은 알킬이다), HCO3 -, CO3 2-, 벤조에이트 이온(C7H5O2 -), 4-알콕시카보닐벤조에이트 이온, 아세테이트 이온 및 테레프탈레이트 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온을 포함하고,
상기 가수분해 촉매의 투입량이 상기 액상 조성물 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
In step (2), a hydrolysis catalyst is added,
The hydrolysis catalyst is an alkali metal ion of Li + , Na + , K + or Cs + , an alkaline earth metal ion of Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ or Ba 2+ , NH 4+ or NR 4+ (R is an alkyl) ammonium ion, and at least one cation selected from the group consisting of Zn 2+ ; and OH - , OR - (R is alkyl), HCO 3 - , CO 3 2- , benzoate ion (C 7 H 5 O 2 - ), 4-alkoxycarbonylbenzoate ion, acetate ion and terephthalate ion. Contains one or more anions selected from the group consisting of,
A method for producing terephthalic acid, wherein the input amount of the hydrolysis catalyst is 10 ppm to 10,000 ppm based on the total weight of the liquid composition.
제 1 항에 있어서,
상기 가수분해 촉매가 Zn(OAC)2, Co(OAc)2, Mn(OAc)2, Mg(OAc)2, Ca(OAc)2, Ba(OAc)2, LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC)2·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, Pb(OAc)2, Mn(OAc)2·4H2O, Mg(OAc)2·4H2O, Pd(OAc)2, Ti(OBu)4, Ti(OiPr)4, GeO2, Al(OiPr)3, Na2CO3, K2CO3, 디부틸틴(IV) 옥사이드, 옥토산주석, 티타늄 포스페이트 및 테레프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 가수분해 촉매의 투입량이 상기 액상 조성물 총 중량 대비 10 ppm 내지 10,000 ppm인, 테레프탈산의 제조 방법.
According to claim 1,
The hydrolysis catalyst is Zn(OAC) 2 , Co(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 , Mg(OAc) 2 , Ca(OAc) 2 , Ba(OAc) 2 , LiOAc, NaOAc, KOAc, Zn(OAC) ) 2 ·2H 2 O, Co(OAc) 2 ·4H 2 O, Pb(OAc) 2 , Mn(OAc) 2 ·4H 2 O, Mg(OAc) 2 ·4H 2 O, Pd(OAc) 2 , A group consisting of Ti(OBu) 4 , Ti(OiPr) 4 , GeO 2 , Al(OiPr) 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , dibutyltin(IV) oxide, stannous octoate, titanium phosphate and terephthalic acid. Contains one or more types selected from,
A method for producing terephthalic acid, wherein the input amount of the hydrolysis catalyst is 10 ppm to 10,000 ppm based on the total weight of the liquid composition.
제 1 항의 테레프탈산의 제조 방법에 따라 제조되고,
유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 금속의 총 함량이 100 ppm 미만인, 재생 테레프탈산.
Prepared according to the method for producing terephthalic acid of claim 1,
Regenerated terephthalic acid with a total metal content of less than 100 ppm as determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES).
제 16 항에 있어서,
상기 재생 테레프탈산은, 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광법(ICP-AES)으로 측정된 Sb, Ti 및 Zn의 총 함량이 30 ppm 미만인, 재생 테레프탈산.
According to claim 16,
The regenerated terephthalic acid has a total content of Sb, Ti and Zn of less than 30 ppm, as measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES).
제 16 항에 있어서,
상기 재생 테레프탈산을 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 메틸피롤리돈(NMP)를 이용하여 각각 5%의 농도로 희석한 후 측정된 황색도(Yellowness Index, Y.I.)가 2 미만인, 재생 테레프탈산.
According to claim 16,
The regenerated terephthalic acid is diluted to a concentration of 5% using dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), or methylpyrrolidone (NMP), and the yellowness index (YI) measured is less than 2. , recycled terephthalic acid.
제 16 항의 재생 테레프탈산을 포함하는, 폴리에스테르 수지. A polyester resin comprising the recycled terephthalic acid of claim 16.
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JP2004531573A (en) * 2001-06-04 2004-10-14 イーストマン ケミカル カンパニー Method for producing purified terephthalic acid

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