KR20240040343A - 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기 및 수소화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기에 관한 것으로서, 상세하게는, 반응성이 높아 불안정한 물질인 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 부반응을 억제하도록 상온의 액상에서 빠르게 안정적으로 기화시키는 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기 및 이를 이용한 수소화 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기 및 수소화 방법에 관한 것으로서, 상세하게는, 반응성이 높아 불안정한 물질인 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 부반응을 억제하도록 상온의 액상에서 빠르게 안정적으로 기화시키는 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기와 이를 이용한 수소화 방법에 관한 것이다.
퍼퓨릴 알코올(Furfuryl alcohol)은 대표적인 그린탄소원인 퍼퓨랄(Furfural)의 수소화로부터 생성되는 산물로서, 습윤제, 용제, 접착제 등에 화학원료로 사용되며, 추가적인 수소화 반응을 통해 친환경 화장품 원료제조가 가능하다.
그러나, 퍼퓨릴 알코올은 반응성이 매우 높은 불안정한 물질로서, 액체 상태의 퍼퓨릴 알코올은 수소와 함께 촉매에 혼합 접촉하여도 수소화 반응이 아닌 올리고머화 반응이 우세하여 반응기 내부에 올리고머가 축적되고, 촉매의 활성이 저하되는 문제가 있어 올리고머화 부반응을 억제하기 위해 반드시 기화된 상태로 촉매층에 투입이 되어야 한다. 하지만, 퍼퓨릴 알코올을 기화시키기 위해 액상을 승온하는 경우에도 올리고머화 반응이 일어나는 것으로 알려져 있으며(비특허문헌1), 상기 올리고머에 의해 부반응물이 만들어지는 문제점을 가지게 된다. 또한, 부반응에 의해 생성된 퍼퓨릴 알코올의 올리고머가 주입관을 막아 원료 공급이 안되는 문제가 발생하므로, 상기 문제들을 해결하기 위해서는 열적 안정성이 낮은 퍼퓨릴 알코올을 상온의 액상에서 빠르게 안정적으로 기화시킨 후에 수소와 혼합되어 고온의 촉매층에 주입할 수 있는 방법이 요구된다.
그럼에도 종래 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기술과 관련하여 일본공개특허 2014-169268호(2014.09.18. 공개)는 액상의 퍼퓨릴 알코올을 반응온도로 승온된 반응기에 신속하게 공급한 후에 수소가스가 공급하는 것으로 기재되어 있거나, 한국등록특허공보 10-1881747호(2018.08.24. 공고)는 피드 스트림내 퍼퓨릴 알코올을 기상으로 전환하기 위해 80~120℃로 가열하는 포화기를 이용한다고 기재되어 있을 뿐이다.
따라서, 퍼퓨릴 알코올의 수소화를 위하여는, 반응기 내 고온의 벽면이나 촉매 층에 접촉할 경우 수소 분위기라 할지라도 부반응인 올리고머화가 진행되는 퍼퓨릴 알코올의 불안정한 특성을 고려하여 촉매와의 접촉 전에 부반응 없이 퍼퓨릴 알코올을 기화할 수 있는 퍼퓨릴 알코올 수소화 반응기의 설계가 필요한 실정이다.
Austine O. Iroegbu et al. Effects of the Type of Catalyst on the Polymerisation Mechanism of Furfuryl Alcohol and its Resultant Properties. Chemistry Africa. 2018, 1, 187-197.
본 발명은 열에 불안정한 퍼퓨릴 알코올의 특성을 고려하여 촉매 반응 전에 부반응 없이 퍼퓨릴 알코올을 기화시켜 촉매 층으로 주입할 수 있는 퍼퓨릴 알코올 수소화 반응기 및 이를 이용한 퍼퓨릴 알코올의 수소화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기에 있어서, 공급원료 분사부, 무화원료 기화부 및 촉매 반응부를 포함하고, 상기 공급원료 분사부는 수소가스 공급관, 퍼퓨릴 알코올 공급관 및 냉각 재킷을 포함하며, 상기 퍼퓨릴 알코올 공급관은 내부에는 상기 수소가스 공급관이 삽입되어 있으며, 상기 수소가스 공급관은 관 내부에 수소가스가 이송되는 제1관로가 형성되고, 제1관로 내부로 유입된 수소가스가 상기 수소가스 공급관의 하부 말단에서 배출되며, 상기 수소가스 공급관의 외벽과 퍼퓨릴 알코올 공급관의 내벽 사이의 환상 공간으로 퍼퓨릴 알코올이 이송되는 제2관로가 형성되며, 상기 퍼퓨릴 알코올 공급관의 외벽에는 상기 퍼퓨릴 알코올을 냉각시키는 역할을 하는 냉각 유체가 순환되는 냉각 재킷이 형성되어 있고, 상기 퍼퓨릴 알코올 공급관의 하부는 밑으로 갈수록 직경이 점차 축소되도록 형성되어 상기 제1관로로부터 배출된 수소가스에 의해 상기 제2관로로부터 이송된 퍼퓨릴 알콜이 상기 퍼퓨릴알코올 공급관의 하부의 분사구로부터 분사되어 무화되며, 상기 무화원료 기화부는 무화된 퍼퓨릴 알코올이 기화되는 공간으로서 상기 분사구와 촉매층의 상부 표면에 이르는 빈 공간으로서 반응기 외벽에 의해 구획되며, 상기 촉매 반응부는 퍼퓨릴 알코올 수소화 반응용 촉매가 충진되어 있고, 상기 기화된 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응이 진행되는 영역이며, 상기 무화되어 분사된 퍼퓨릴 알코올은 기화되기 전에 상기 반응기의 외벽이나 촉매 반응부와 접촉하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 예로서, 상기 제1관로로 투입되는 수소 외에 별도의 수소 도입관이 반응기에서 상기 촉매층의 상부 표면 윗부분의 반응기 외벽 소정 위치에 존재할 수 있다.
상기 제1관로의 수소가스 및 제2관로의 퍼퓨릴 알코올은 반응기 내부압력보다 5 bar 이상 높은 압력으로 가압하여 공급될 수 있다.
상기 촉매 반응부의 상부 표면과 상기 분사구 사이의 최단 직선거리 L은 하기 식 1의 부등식 조건을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[식 1]
(상기 식에서 L은 상기 분사구로부터 촉매층의 상부표면까지의 최단 직선 거리이며, tv는 분사된 퍼퓨릴 알코올이 기화하는 데 소요된 시간이고, Vf는 분사구로부터 분사되는 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올의 부피 유속이며, ,R1은 촉매층 상부 표면의 반지름이다.)
상기 L과 R1의 관계는 하기 식 2의 조건을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[식 2]
(상기 식에서 θ는 분사구의 중심축을 기준으로 분사구에서 분사되는 무화된 퍼퓨릴 알코올의 분사각을 나타낸다.)
상기 퍼퓨릴 알코올의 공급관의 온도는 10~100℃로 유지될 수 있고, 상기 무화원료 기화부의 온도는 100~300℃로 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 일 예로서, 상기 수소화 반응기를 이용하여 퍼퓨릴 알코올을 수소화 반응시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 액상의 퍼퓨릴 알코올이 공급하는 관로를 냉각 유체가 순환되는 냉각 재킷으로 둘러싸 불안정한 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 부반응을 방지할 수 있다.
또한, 무화된 퍼퓨릴 알코올의 분사각도, 이동거리 및 반경 사이의 관계를 특정함으로써 상기 퍼퓨릴 알코올의 촉매와의 접촉을 위한 이동 중에 고온의 촉매 층이나 고온의 반응기 벽면에 접촉하는 것을 방지하여, 퍼퓨릴 알코올을 올리고머화에 의한 부산물의 생성없이 상온의 액상에서 빠르게 안정적으로 기화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예로서 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기의 내부 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예로서 무화원료 기화부에서 원료가 원뿔 형상으로 분사되는 양태를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 예로서 무화원료 기화부에서 원료가 원뿔 형상으로 분사되는 양태를 나타낸 그림이다.
다른 식으로 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예로서 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기(10)의 내부 단면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기(10)는 공급원료 분사부(100), 무화원료 기화부(200) 및 촉매 반응부(300)를 포함한다.
상기 공급원료 분사부(100)는 액상의 퍼퓨릴 알코올 및 수소가스를 포함한 공급원료가 관로를 이동하여 분사구를 통해 분사하는 구성에 해당한다.
상기 공급원료 분사부(100)는 수소가스 공급관(110), 퍼퓨릴 알코올 공급관(120) 및 냉각 재킷(130)을 포함하며, 상기 퍼퓨릴 알코올 공급관(120)의 내부에는 상기 수소가스 공급관(110)이 삽입되어 있으며, 상기 퍼퓨릴 알코올 공급관(120)의 외벽에는 상기 퍼퓨릴 알코올을 냉각시키는 역할을 하는 냉각 유체가 순환되는 냉각 재킷(130)이 형성되어 있다. 상기 냉각 유체는 열교환이 가능한 유체라면 종류에 제한 없이 사용가능하다.
수소가스 공급관(110)은 관 내부에 수소가스가 이송되는 제1관로(111)가 형성되고, 제1관로(111) 내부로 유입된 수소가스는 상기 수소가스 공급관(110)의 하부 말단에서 배출된다.
상기 수소가스 공급관(110)의 외벽과 퍼퓨릴 알코올 공급관(120)의 내벽 사이의 환상 공간으로는 퍼퓨릴 알코올이 이송되는 제2관로(112)가 형성되어, 상기 제2관로로 퍼퓨릴 알코올이 이송되어, 상기 제2관로의 말단에서 상기 수소가스 공급관로(111)로 이송된 수소와 혼합되면서, 무화원료 기화부(200)의 공간으로 무화되어 분사된다.
상기 제2 관로(112)로 이송되는 퍼퓨릴 알코올은 상기 냉각 재킷(130)의 냉각 유체에 의해 냉각되어 낮은 온도로 유지되게 함으로써, 올리고머화가 방지된다. 상기 특허 문헌들에 따르면 퍼퓨릴 알코올은 액상 형태로 반응기에 신속히 공급되거나, 가열하여 기화된 상태로 공급한다고 알려져 있으나, 퍼퓨릴 알코올은 열에 불안정한 특성으로 인해 올리고머화 부반응이 발생하여 관로(112) 또는 분사구(113)를 폐색시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 이에 본 발명은 공급된 액상의 퍼퓨릴 알코올이 공급되는 경로에 냉각 재킷(130) 및 재킷내 냉각 유체를 순환시키는 구성을 구비함으로써 불안정한 퍼퓨릴 알코올이 고온으로 가열되는 것을 막아 이의 올리고머화를 방지할 수 있다.
상기 냉각재킷에 의해 퍼퓨릴 알코올의 온도는 10~100 ℃의 범위로 유지될 수 있으며, 바람직하게는 25~60 ℃의 범위로 유지되게 할 수 있다.
또한, 상기 냉각 재킷(120)에서 내벽의 하부(121b)는 직경이 점차 축소되도록 형성되어 상기 제1관로(111)로부터 배출된 수소가스 및 상기 제2관로(124)로부터 이송된 퍼퓨릴 알코올이 혼합되며, 분사구(113)로부터 무화된 채로 분사된다.
상기 제1관로(111)의 수소가스 및 제2관로(112)의 퍼퓨릴 알코올은 반응기 내부 압력보다 5 bar 이상 높은 압력으로 가압하여 공급되어 분사구(113)에서 미세 액적 형태로 무화된 채로 무화원료 기화부로 분사되며, 무화에 의해 퍼퓨릴 알코올은 미세 액적으로 나누어지므로 기화가 용이하게 된다.
상기 무화원료 기화부(200)는 상기 냉각 재킷(120)과 이격된 채로 이를 둘러싸는 반응기 외벽(210)에 의해 구획되는 반응기내 영역으로서, 상기 무화원료 기화부는 빈공간으로 이루어져 있어, 분사구로부터 분사되어 미세액적으로 무화된 퍼퓨릴 알코올이 촉매층 혹은 반응기 외벽에 닿기 전에 기화되도록 하는 공간이다.
상기 무화원료 기화부(200)의 온도는 상기 퍼퓨릴 알코올이 쉽게 기화될 수 있도록 100~300 ℃의 온도 범위로 유지되고 있다.
상기 무화원료 기화부(200)에서 원료인 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올은 분사구(125)의 중심축을 기준으로 분사각 θ의 각도로 원뿔 형태를 이루면서 분사된다. 여기서, 본 발명의 기술적 특징인 분사된 퍼퓨릴 알코올이 촉매 반응부 상부 표면(300)나 반응기의 외벽(210)에 닿기 전에 기화할 수 있도록 하기 위하여, 분사구(113)에서 촉매 반응부(300)의 상부 표면(310) 까지의 최단 직선 거리 (L) 및 상기 촉매반응부(300)의 상부 표면(310)의 반경 (R1)의 특정 수식 관계가 만족될 수 있는 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응기를 설계하여야 한다.
즉, 분사구에서 토출되어 분사된 퍼퓨릴 알코올은 도 2에서 도시한 바와 같이 원뿔 형태로 분사되게 된다.
이때, 상기 분사된 퍼퓨릴 알코올이 분사구(113)에서 촉매반응부(300)의 상단 표면까지의 최단 직선 거리 L을 움직여 촉매반응부(300)의 상부 표면에 도달하는 시간을 ta라고 하고, 상기 분사된 퍼퓨릴 알코올이 모두 기화하는데 걸리는 시간을 tv라고 할 때, 퍼퓨릴 알코올이 기화 후에 촉매층과 접촉하려면 ta ≥ tv 의 관계에 있어야 한다.
상기 ta는 분사구로부터 분출되어 나오는 유체의 부피 유속 Vf을 도 2에서 도시한 것과 같은 분사 후 퍼퓨릴 알코올이 분사되는 형태의 원뿔 부피로 나눈 값이 된다. 즉, 본원 발명에서 퍼퓨릴 알코올의 기화속도는 하기의 식을 만족하여야 한다.
상기 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올을 포함한 원료가 분사되는 양태가 밑면 반지름은 결국 상기 촉매 반응부(300)의 상부 표면 반경 R1과 같을 것이고, 원뿔의 높이는 분사구(113)로부터 촉매 반응부(300)의 최단 직선거리 L과 같으므로, 원뿔의 부피 V는 과 같을 것이므로, ta는 의 관계를 만족하여야 하고, 이로부터 L은 다음의 식1로 결정될 수 있다.
[식 1]
상기 식 1에서 L은 분사구(113)에서 촉매반응부(300)의 상단 표면까지의 최단 직선 거리이고, tv는 분사된 퍼퓨릴 알코올이 기화하는 데 소요된 시간이고, Vf는 분사구로부터 분사되는 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올의 부피 유속이며, R1은 촉매층 상부 표면의 반지름이다.
상기 식 1의 부등식 조건을 만족하여 분사된 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올은 기화 후에 반응기내 촉매 반응부(300)와 접촉하게 된다. 이때, 상기 tv 는 액적의 크기, 반응기 내 온도와 압력의 함수로 열역학 시뮬레이션을 통해 계산할 수 있다.
또한, 퍼퓨릴 알코올이 완전히 기화하기 전 반응기 외벽과 접촉하게 될 경우, 올리고머의 생성이 있을 수 있으므로 상기 분사구(113)에서의 분사각 θ에 따라 상기 R1 역시 달라져야하며, 상기 θ와 R1의 상관관계는 하기 부등식 식 2의 조건을 만족하여야 한다.
[식 2]
상기 식 2에서 θ는 분사구(113)에서 원뿔 형태로 퍼퓨릴 알코올이 분사될때, 분사구의 중심축과 원뿔의 모선사이의 각도이며, L과 R1은 상기 식 1에서의 정의와 같다.
상기 식 1을 참고하면, 무화원료 기화부(200)에서 퍼퓨릴 알코올의 완전 기화를 위하여, 상기 직선 거리 L과 반경 R1 의 제곱은 서로 반비례의 관계에 있으며, 식 2를 참고하면, 분사각(θ)이 클수록 R1 값도 커져야만 퍼퓨릴 알코올의 액적이 기화전 반응기 벽면에 접촉하여 올리고머화 되는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
상기 도 1을 참고하면 무화원료 기화부를 이루는 반응기의 형태는 반지름의 크기가 일정한 원통형으로 도시하고 있으나, 분사구(113)와 동일한 높이에서의 반응기 외벽 반지름이 가장 작고, 하부로 갈수록 반응기 외벽 반지름이 커지는 형태여도 좋으나, 분사된 액적이 반응기 외벽(210)에 접촉하는 것을 방지하기 위하여 반응기 외벽(210)은 무화되어 분사되는 원뿔의 모선 내부로 들어가게 반지름이 형성되지 않아야 한다.
상기 촉매 반응부(300)는 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응이 일어나는 영역으로서, 기화된 상태의 퍼퓨릴 알코올과 수소가 반응하여 퍼퓨릴 알코올의 수소화 생성물이 생성된다. 이때, 상기 촉매 반응부는 촉매가 층진되어 있어 촉매에 의한 반응이 일어나도록 하고 있으나, 촉매 상부측의 일부는 촉매층의 보호를 위한 불활성 비드 등이 채워져 있을 수도 있다.
상기 촉매 반응부 상부 표면(300)에서 촉매 반응부 상부 표면 상부 표면(310) 반경은 상기 식 2의 부등식 관계를 만족하여야 하나, 이후 상기 상부 표면 아래의 촉매 충진층(320)의 반경 R2 는 본 발명의 반응기(10)의 부피가 지나치게 커지거나 작아지는 것을 방지하기 위하여, R1과 무관하게 촉매의 반응성능을 확보할 수 있는 WHSV 혹은 GHSV를 만족하고 유체의 균일한 흐름을 만족할 수 있는 차압이 유지될 수 있도록 결정할 수 있다. 대부분의 경우 R1 > R2 로 원료가 주입되는 상부 표면의 직경이 더 큰 형태로 설계될 수 있다.
상기 촉매는 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응을 수행할 수 있는 것이면 제한되지 않으나, 바람직하게는 금속산화물이 사용될 수 있다.
상기 수소화 반응의 온도는 200 내지 350 ℃ 범위에서 수행될 수 있다.
상기 수소화 반응으로부터 1,2-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-메틸퓨란 및 테트라하이드로퍼퓨릴 알코올 중 하나 이상이 생성된다.
상기 반응기 외벽(210)에 수소 주입관(미도시)이 형성되어 상기 무화원료 기화부(200)로 수소를 추가적으로 공급할 수 있다.
상기 촉매 충진층(320) 후단에는 수소화 반응의 생성물을 고순도 및 고선택도로 정제할 수 있는 공지의 수단이 부가될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 수소화 반응기를 이용하여 반응기내 관의 폐색없이 퍼퓨릴 알코올을 수소화하는 방법을 제공할 수 있다.
이상으로 본 발명은 명세서에 기재되거나 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 수소화 반응기
100: 공급원료 분사부
110: 수소가스 공급관
111: 제1관로
112: 제2관로
113: 분사구
120: 퍼퓨릴 알코올 공급관
130: 냉각 재킷
200: 무화원료 기화부
210: 반응기 외벽
300: 촉매 반응부
310: 촉매 반응부 상부 표면
320: 촉매 충진층
100: 공급원료 분사부
110: 수소가스 공급관
111: 제1관로
112: 제2관로
113: 분사구
120: 퍼퓨릴 알코올 공급관
130: 냉각 재킷
200: 무화원료 기화부
210: 반응기 외벽
300: 촉매 반응부
310: 촉매 반응부 상부 표면
320: 촉매 충진층
Claims (8)
- 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기에 있어서,
공급원료 분사부, 무화원료 기화부 및 촉매 반응부를 포함하고,
상기 공급원료 분사부는 수소가스 공급관, 퍼퓨릴 알코올 공급관 및 냉각 재킷을 포함하며,
상기 퍼퓨릴 알코올 공급관은 내부에는 상기 수소가스 공급관이 삽입되어 있으며,
상기 수소가스 공급관은 관 내부에 수소가스가 이송되는 제1관로가 형성되고, 제1관로 내부로 유입된 수소가스가 상기 수소가스 공급관의 하부 말단에서 배출되며,
상기 수소가스 공급관의 외벽과 퍼퓨릴 알코올 공급관의 내벽 사이의 환상 공간으로 퍼퓨릴 알코올이 이송되는 제2관로가 형성되며,
상기 퍼퓨릴 알코올 공급관의 외벽에는 상기 퍼퓨릴 알코올을 냉각시키는 역할을 하는 냉각 유체가 순환되는 냉각 재킷이 형성되어 있고,
상기 퍼퓨릴 알코올 공급관의 하부는 밑으로 갈수록 직경이 점차 축소되도록 형성되어 상기 제1관로로부터 배출된 수소가스에 의해 상기 제2관로로부터 이송된 퍼퓨릴 알콜이 상기 퍼퓨릴알코올 공급관의 하부의 분사구로부터 분사되어 무화되며,
상기 무화원료 기화부는 무화된 퍼퓨릴 알코올이 기화되는 공간으로서 상기 분사구와 촉매층의 상부 표면에 이르는 빈 공간으로서 반응기 외벽에 의해 구획되며,
상기 촉매 반응부는 퍼퓨릴 알코올 수소화 반응용 촉매가 충진되어 있고, 상기 기화된 퍼퓨릴 알코올의 수소화 반응이 진행되는 영역이며,
상기 무화되어 분사된 퍼퓨릴 알코올은 기화되기 전에 상기 반응기의 외벽이나 촉매 반응부와 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
- 제1항에 있어서,
상기 제1관로로 투입되는 수소 외에 별도의 수소 도입관이 반응기에서 상기 촉매층의 상부 표면 윗부분의 반응기 외벽 소정 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
- 제1항에 있어서,
상기 제1관로의 수소가스 및 제2관로의 퍼퓨릴 알코올은 반응기 내부압력보다 5 bar 이상 높은 압력으로 가압하여 공급되는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
- 제1항에 있어서,
상기 촉매 반응부의 상부 표면과 상기 분사구 사이의 최단 직선거리 L은 하기 식 1의 부등식 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
[식 1]
(상기 식에서 L은 상기 분사구로부터 촉매층의 상부표면까지의 최단 직선 거리이며, tv는 분사된 퍼퓨릴 알코올이 기화하는 데 소요된 시간이고, Vf는 분사구로부터 분사되는 수소가스 및 퍼퓨릴 알코올의 부피 유속이며, ,R1은 촉매층 상부 표면의 반지름이다.)
- 제4항에 있어서,
상기 L과 R1의 관계는 하기 식 2의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
[식 2]
(상기 식에서 θ는 분사구의 중심축을 기준으로 분사구에서 분사되는 무화된 퍼퓨릴 알코올의 분사각을 나타낸다)
- 제1항에 있어서,
상기 무화원료 기화부의 온도는 100~300 ℃로 유지되는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
- 제1항에 있어서,
상기 퍼퓨릴 알코올의 공급관의 온도는 10~100 ℃로 유지되는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 수소화 반응기를 이용하여 퍼퓨릴 알코올을 수소화 반응 시키는 것을 특징으로 하는, 퍼퓨릴 알코올을 수소화 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220119233A KR20240040343A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기 및 수소화 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220119233A KR20240040343A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기 및 수소화 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240040343A true KR20240040343A (ko) | 2024-03-28 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220119233A KR20240040343A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 퍼퓨릴 알코올의 올리고머화 방지를 위한 수소화 반응기 및 수소화 방법 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20240040343A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014169268A (ja) | 2013-02-28 | 2014-09-18 | Evonik Industries Ag | フルフリルアルコールの、１，２−ペンタンジオールへの水素化分解 |
| KR101881747B1 (ko) | 2011-05-09 | 2018-08-24 | 시므라이즈 아게 | 1,2-펜탄디올의 제조 방법 |
-
2022
- 2022-09-21 KR KR1020220119233A patent/KR20240040343A/ko unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101881747B1 (ko) | 2011-05-09 | 2018-08-24 | 시므라이즈 아게 | 1,2-펜탄디올의 제조 방법 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Austine O. Iroegbu et al. Effects of the Type of Catalyst on the Polymerisation Mechanism of Furfuryl Alcohol and its Resultant Properties. Chemistry Africa. 2018, 1, 187-197. |
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