KR920001787B1 - 이소프로판올의 제조방법 - Google Patents

이소프로판올의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

이소프로판올의 제조방법
제1도는 기-액후로우 레이짐(gas-liquid folw regime)을 나타내는 도표.
본 발명은 유기합성에서 매우 유용한 중간 물질이며, 공업적으로도 중요한 용제인 이소프로판올의 제조방법에 관한 것이다.
최근 널리 이용되는 한 이소프포판올 제조방법은 프로필렌올 수화(hydration)하는 방법이다. 고전적 방법으로서, 진한 황산 촉매존재하에 올레핀류를 수화하는 방법이 있으나, 황산에 의한 부식이 문제가 된다.
최근 널리 이용되는 방법으로는, 강산성 이온교환 수지를 사용하여 기액혼합상(gas/liquid mixed phase)에서 수화시키는 방법, 강산성 고체산촉매를 사용하여 기상(gas phase)내에서 수화시키는 방법 및 헤테로 폴리산(heteropoly-acids) 또는 무기산을 담지한 촉매를 사용하여 기상촉매 반응에 의해 수화시키는 방법등이 있다. 또한, 아세톤의 카보닐기를 수소화하여 이소프로판올을 제조하는 종래의 방법도 잘 알려져 있다.
예를 들면 수소화 알루미늄리듐, 수소화 붕소나트륨등의 시약을 사용한 환원방법 혹은 수소각가스를 사용한 촉매환원 방법이 있다.
최근 몇가지 새로운 방법들이 일본 특개소 62-12729호 및 62-77338호 공보에 제안된 바 있다. 현재 아세톤을 수소화하여 이소프로판올을 합성하는 방법은 공업적으로 실용성이 없다. 그 이유는 프로필렌을 직접 수화시키는 방법과 비교하여, 프로필렌을 산화시켜 생성된 아세톤으로부터 이소프로판올을 합성하는 방법은 한 공정이 별도로 더 필요하여 공정면에서 불합리하다.
현재 아세톤은 규멘발에 의한 페놀제조시 부생물로서 대량으로 생성되고 있다. 공업적 수요에 대해 아세톤 공급은 과잉되고 있으며 이것은 큐멘법의 단점으로 지적되고 있다. 아세톤은 메틸 메타크릴레이트 제조의 출발원료로서 주용도를 갖고 있으나, 최근 상기 메틸 메타크릴레이트 제조의 출발원료가 다른 물질로 전환됨에 의해 그 수요가 감소되고 있다. 따라서 과잉의 아세톤 부생물을 유효하게 활용함으로써 큐멘법에 의한 페놀제조의 경제성을 확립할 필요가 있다.
그 방법으로는, 아세톤을, 공업용도가 큰 이소프로판올과 같은 그의 유도체로 전환시키는 것이다. 이 방법은 큐멘법에 의한 페놀제조 방법의 경제적 확립을 지원할 수 있다.
전술한 바와 같이, 아세톤에서 이소프로판올을 제조하는 방법은 이미 다수와 방법이 알려져 있다. 그러나, 촉매 수소화법에 관하여서는, 의외로 제안된 것이 적다.
특히 본 발명의 목적과 같이, 큐멘법 페놀의 경제성확립을 지원하는 입장에서의 이소프로판올 제조방법을 실현하는데 있어서 공업적으로 저가로 행할 수 있는 이소프로판올의 제조가 중요한 연자가 된다. 이러한 의미에서, 아직은 이소프로판올의 공업적 제조가 완전히 확립되었다고 할 수 없다.
본 발명의 한 목적은 아세톤에서 이소프로판올을 제조하는 공업적 방법을 확립하는데 있다.
본 발명자들은 경제적으로 가장 우수한 방법을 개발하는데 노력하였다. 아세톤의 이소프로판올로의 수소화 반응을 가장 경제적으로 행하기 위해서는, ① 구조가 간단한 반응기의 사용 ② 반응속도가 높아 작은 반응기로 대량의 생성물을 얻을 수 있고 ③ 고수율로 이소프로판올을 얻음. 등이 중요하다는 인식에 기초하여, 본 발명을 성취하였다.
본 발명은 아세톤의 촉매 수소화에 의한 이소프로판올 제조방법을 제공한다.
본 발명의 특징은, 수소가스 및 아세톤을 고정상 방식의 반응기 상부에서 공급하여 기, 액이 함께 강하하게 되고, 또한 촉매층을 트리클베드(trickle bed)상태로 하여 반응을 행하는 것이다.
본 발명의 방법에 있어서, 고정상 방식의 아세톤의 이소프로판올로의 수소화반응에서는, 주로 라니-니켈 촉매가 사용되며, 이외에, 일반적으로 수소하 반응용 촉매로 알려져있는 동-크롬, 라니 동(Raney Copper), 동-아연등의 동계촉매(Copper base catalyst), 니켈계촉매, 예를 들면, 산화니켈을 규조로, 알루미나 또는 실리카등에 담지시킨후, 환원처리하여 조정한 환원니켈 촉매, 백금족계 촉매, 예를 들면, 백금팔라듐, 루테늄, 로듐등도 사용되며, 또한, 이들 촉매를 활성탄과 알루미나 등에 담지시킨 촉매도 사용할 수 있다.
반응은 실온 ∼200℃ 의 범위에서 행하는 것이 바람직하나, 공업적인 반응온도를 얻기 위해서는 35-150℃에서 행하는 것이 바람직하다. 반응온도가 너무 높으면, 아세톤의 가수소분해가 발생하여 이소프로판올의 수율이 저하된다.
반응압력은 상압 ∼80kg/㎠ 의 범위, 바람직하게는 2∼50kg/㎠ 의 범위로 한다.
본 발명을 실시하는데 있어서, 수소가스의 사용량은 원료 아세톤에 대해서 몰비로 1.0-10의 범위, 바람직하게는 1.2∼5의 범위이다.
본 수소화반응에서는, 반응용매 존재 또는 비존재하에서 행할 수 있다. 사용되는 용매로서는 알콜류, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올등을 들수 있다. 또한, 아세톤의 수소화 생성물인 이소프로판올을 사용할 수도 있다.
또한, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜등을 사용할 수도 있다. 다른 유용한 용매로서는, 디이소프로필 에테르, 디부틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디글라임, 트리글라임등의 에테르류; 디메틸 포름아미드, 디메틸아세트아미드, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드등과 같은 비프로톤성 극성 용매류; 헥산, 헵탄, 시클로펜탄, 시클로헥산등의 포화탄화수소류등이 있다. 또한, 본 발명의 수소화 반응에 있어서는 물도 유용한 용매이다.
본 발명의 실시에 있어서는, 반응 방식으로서, 염상촉매를 사용하는 고정상 방식을 채용하는 것이 중요하다. 고정상 방식은, 반응혼합물로부터의 촉매분리가 용이하고, 반응장치가 간략하다.
고정상방식으로 본 수소화 반응을 행함에 있어서, 가장 중요한 점은, 반응액과 수소가스의 흐름방향과 촉매상태이다. 고정상 촉매에 대하여, 액체/기체하강류이고, 촉매층을 트리클베드 상태로 함이 필수적이다.
″트리클베드상태'라 함은, 수소가스로 충만시킨 분위기중에 촉매가 충전되어 있고, 그 촉매의 표면상으로 반응액이 적하되는 상태를 말한다. 그러므로, 액체/기체흐름이 존재함에도 불구하고, 상기 촉매상의 외관은 이동 변화가 없는 것으로 관찰된다.
그러나, 상기 촉매상을 통과하는 액체 및 가스의 양이 일단 증가하면, 액체 흐름이 불규칙적으로되어 촉매상의 바닥부에서 액체 풀(pool)의 형성이 관찰된다. 이러한 액체 풀의 양이 증가함에 따라, 액체와 가스가 혼합된 상태로 강하하기 시작한다. 이러한 하강류상태를 기포류(bubble flow)라 한다. 이 기포류가 더욱 심해지면, 액체/기체 하강류가 맥동류(pulse flow)라 하는 또 다른 상태로 된다. 맥동류 상태에서는 액체/기체유동이 과격해지며, 그 때문에 액체/기체 혼합상이 두 영역으로 나뉜다. 그 한 영역은 액체대 가스비가 높고, 다른 영역은 가스가 더 많으며, 이 두 영역은 번갈아서 강하한다.
상기 촉매상내에서의 유동태양이, 트리클류상태에서 기포류 상태로, 그리고 또한 맥동류상태로 변하는 것은 상기 촉매상의 상, 하부의 압력차의 변이로부터 명백히 인식할 수 있다. 즉, 촉매상의 상, 하부의 압력차의 변이는 트리클류상태에서는 인지할 수 없으나, 액체/기체 하강류가 기포상태로 되면 뚜렷해진다.
상기 압력차의 변이정도는 액체와 가스의 혼합비에 의존적이기는 하나, 수주(water manomerter)가 나타내는 차압비(differentialrate)변화가 ±1∼2mm일때는 상기 액체/기체 하강류는 기포상태에 있게 되며, 그 변화가 ±5mm를 넘으면 반드시 맥동류상태가 된다.
트리클베드상태에서의 반응은, 기체-액체-고체가 관련된 반응, 특히 기체의 관여가 큰 반응에서 효과를 발휘한다. 본 수소화반응에 있어서는, 촉매상에 흡착된 수소분자가 아세톤과 반응하여 이소프로판올을 형성하는 반응이기 때문에, 촉매를 수소가스 분위기중에 배치함으로써 촉매에로의 수소분자의 흡착이 용이하게 한다. 트리클베드상태가 아닌 통상의 수소화반응에 있어서는, 수소분자는 일단 반응액중에 용해된 후, 촉매에 흡착되기 때문에, 촉매에로의 수소의 흡착속도가, 트리클베드상태에 비해서 느리다. 수소화반응의 속도가 느린 반응에 있어서는, 수소흡착속도의 대소가 반응속도 전체에 큰 영향을 주지 않으나 본 수소화반응에서는, 수소의 흡착속도가 극히 중요한 영향을 미친다.
그러므로, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는, 본 수소화반응을 트리클베드상태로 실시하여야 한다.
본 수소화반응시 촉매층내를 트리클베드상태로 하는 조건은, 하기(i) 또는 (ii)에 의한다.
(i)촉매층에 대해서 수고가스와 아세톤을 하강류 형태로 하여 몰비로 수소과잉 상태, 즉 수소가스의 사용량을 원료 아세톤에 대해서 몰비로 1보다 크도록 공급한다.
하기식을 만족시키도록 한다.
Figure kpo00001
식에서, B는 수소몰수, A는 아세톤 몰수이며, α는 아세톤의 전환율(%)이다.
(ii) 기레이-토순(Guray Tosun)에 의해 제안된 후로우도(flow map)를 사용하여, 기-액류가 트리클류 상태로 되는 가스 및 액체의 유량을 조절 공급한다.
제1도는, 기체/액체 방식의 충전층(packed bed)을 통한 유동에서 기체/액체 하강류의 유속의 변화를 목측한 결과이다.
제1도의(α)선은, Ind, Eng Chem, Process Des. Dev 1984, 24.29∼35페이지에 기재된 ″충전층에 있어서의 비발포성 액체-기체방식의 기-액 하강류의 연구″중의 제6도에 나타난 후로우도이다.
제1도에서, (b)선과 (c)선은 본 발명의 실험에서 얻어진 결과를 나타내는 후로우도이다. 기레이 토순에 의한 후로우도에서, 트리클류와 기포류의 경계선은 ″α ″로 표시된 선으로 나타나 있다. 제1도에 있어서 하기 관계식
Figure kpo00002
Figure kpo00003
으로 표시되는 영역을 만족시킬 수 있는 가스 및 액체의 공급량을 선택한다.
상기 식에서, G는 수소가스 포면 질량속도(kg/㎡.s) 이고, L은 아세톤액의 표면 질량속도(kg/㎡.s)이고,
Figure kpo00004
Figure kpo00005
pa =수소가스 밀도 (g/ ㎤)
pl =아세톤액 밀도 (g/ ㎤)
pw=물의 밀도 (g/㎤)
pair=공기 밀도 (g/㎤)
σw=물의 표면 장력 (dyn/cm)
σl =아세톤의 표면장력 (dyn/cm)
㎕ =아세톤액의 점도 (Cp)
㎼=물의 점도(Cp)
상기에서, 가스표면 질량 속도는, 촉매를 함유하는 반응관의 상측을 통해 충전층 촉매로 공급되는 가스량이며, 가스유량계로 측정된 상기 가스의 유량81/hr)이 상기 반응관의 단위 횡단면적당 질량속도(kg/㎡. sec)로 전환된 것임을 주의하여야 한다.
액체 표면 질량속도는 상기와 동일한 방법으로 액체유속에 준하여 산출한다.
가스 및 액체의 표면질량 속도는 하기 관계식들로 정의된다.
Figure kpo00006
Figure kpo00007
본 발명자들에 의한 실험결과에 의하면, 상기 기체/액체 하강류 방식으로서, 물/질소가스 방식을 사용한 실험에서는, 트리클류와 기포류간의 경계로서 제1도의(b)선이 얻어진다. 이 (b)선은 기레이 토순에 의한 (a)선과 거의 일치한다.
그러나, 본 발명의 이소프로판을 제조방법과 근사한 실험 방식으로서, 이소프로판올/질소가스 방식(50℃), 이소프로판올/질소가스방식(21℃) 및 디이소프로필 에테르/질소가스 방식을 사용하는 경우, 제1도의 (c)선과 같은 결과가 얻어진다. (c)선은 기레이 토순에 의한 (a)선과 거의 평행이지만, 기레이 토순에 의한(a)선과는 다른 상수들을 갖는 관계식을 (c)선으로부터 다음과 같이 구한다.
Figure kpo00008
식에서, A=-1.35, B=11.6
Figure kpo00009
결과적으로, 상기 관계식(4)와 (5)를 만족하는 일정량의 가스와 액체를 공급하므로써, 트리클류상태를 얻을 수 있음을 밝혀냈다.
가스와 액체가 상기 정의된 범위를 벗어나서 공급되면, 촉매상을 통과하는 가액류가 제1도에 나타난 바와 같이, 트리클류상태에서 떨어지므로써, 촉매상태에 형성된 액체층을 통해 수소가스가 강하하는 발포상태 또는, 가스와 액체가 맥동류를 형성하는 맥동상태로 된다.
어느 상태이든지, 수소화 반응의 진행이 원활하지 않을 뿐더러, 효율 및 수율이 감소하며, 촉매상에 걸쳐 압력차의 변이가 격차가 생기게 되어, 반응을 안정하게 연속적으로 행할 수 없다. 또한, 격한 맥동류는 촉매 고정상을 요동시켜, 촉매 파손의 원인이 된다. 촉매의 파손은 촉매수명을 단축시키고, 그 촉매파편들이 후공정으로 유출되어 막힘등의 문제를 일으킨다.
본 발명에 의한 아세톤의 이소프로판올로의 수소화반응은, 촉매상태를 트리클베드상태로 유지시키는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예들을 하기에 설명하나, 본 발명이 이들 실시예에 한정되지는 않는다.
[실시예 1]
내경 25.4mm(1 inch), 길이 500mm의 스텐레스제 종형 반응관의 중간부에, 덩어리상(Iumpy) (길이 6∼7mm, 폭 4∼5mm의 비이드(beads)) 라니-니켈 합금(Ni/Al 50/50, 니꼬리까사제 R-2OL)100g(50ml)를 충전하였다. 반응관내를 물로 충만시킨후, 수산화나트륨 128g을 물에 용해하여 10중량 % 농도로 조정한 수산화나트륨 수용액 전개제 1280g을 펌프를 이용하여 반응관 하부를 통해 조금섹 투입하여 라니-니켈 촉매의 전개를 행하였다. 촉매 전개에 수반하여 반응열이 발생하므로, 반응관 내부온도가 상승하였다.
내부온도가 50℃를 넘지 않도록 수산화나트륨 수용액의 공급량을 조절하고, 반응관을 공랭하는 등에 의해서 온도조절을 행하였다. 반응관 상부를 통해 배출되는 전개배액은 수산화나트륨 수용액 원액중에 다시 재사용하였다. 전개의 진행에 수반하여 발생하는 수소가스 발생량을 가스미터(gas meter)로 측정하였다. 수소가스 발생이 실질적으로 끝날때까지, 알카릴 전개제의 공급을 계속했다. (약 20시간)총수소가스 발생량으로부터 촉매 전개속도가 50%임을 알 수 있었다. 촉매의 전개가 종료된후, 펌프 공급액을 물로 바꾸어, 반응관 내부를 수세하였다. 반응관으로부터의 배출수가 중성이 될때까지 세정을 계속했다. 수세를 끝낸후, 펌프공급액을 이소프로판올로 바꾸어 반응관내부를 이소프로판올로 충만시켰다.
반응관의 가열을 개시하였다. 내온이 100℃가 되었을때, 아세톤을 39.5g/hr, 수소률 37.2ℓ/hr의 비율로 반응관 상부로부터 공급하여 반응을 행하였다. 반응관의 압력을 20kg.f/㎡에 유지하였다. 반응관 하부로부터 배출되는 반응액과 수소가스의 혼합물을 기액분리기로 각각 분리하였다. 배출된 반응액, 수소가스는 각각 39.8g/hr, 16.4 ℓ/hr 였다.
아세톤과 수소를 공급하면서 9시간동안 연속반응을 행한후, 반응액과, 배출가스를 각각 가스크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과 반응액중에 0.1중량%의 아세톤이 잔존하였으며, 나머지 성분은 이소프로판올 뿐이었다.
아세톤의 전환율은 99.9%, 이소프로판올 수율은 99.9% 었다.
[실시예 2]
아세톤과 수소의 공급량을 각각 78.7g/hr, 64.6ℓ/hr로 변경한 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과, 아세톤의 전환율은 98.4%, 이소프로판올 수율은 98.4% 였다.
[비교예 1]
아세톤 및 수소의 공급을 반응기 하부에서 투입한 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 아세톤의 전환율은 98.4% 이소프로판올 수율은 98.4% 였다.
[실시예 3]
반응온도를 80℃로 변경한 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과, 아세톤의 전환율은 99.7%, 이소프로판올 수율은 99.7% 였다.
[실시예 4]
반응압력을 15kg.f/㎡ 한 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과, 아세톤 전환율은 98.6%, 이소프로판올 수율은 98.6% 였다.
[실시예 5]
반응압력을 10kg.f/㎡ 한 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과, 아세톤 전환율은 95.2%, 이소프로판올 수율은 95.2% 였다.
[실시예 6]
내경 25.4mm, 길이 1,100mm의 스텐레스제 종형 반응관의 중간부에, 덩어리상의 라니-니켈 촉매(길이 6-7mm, 폭 4-5mm의 비이드 전개율 60%)200m1를 충전하였다. 반응관내를 이소프로판올로 충만시킨후, 반응관 재킷(jacket)을 통하여 70℃의 온수를 통해주어 반응관 내부온도를 상승시켰다. 반응관내부온도가 70℃ 에 달했을때, 이소프로판올과 수소를 반응관 상부에 연결된 각각의 공급구를 통해 투입하였다. 아세톤, 이소프로판올 및 수소의 공급량은 각가 400ml/hr, 400 ml/hr, 247N ℓ/hr로 조절하였다. 반응관 내부온도는 수소화반응개시에 수반하여 85℃로 상승하였으나, 반응관 재킷의 온수 입구온도는 70℃에 유지되었다.
반응원료를 공급함과 함께, 반응생성물 및 잉여의 수소가스가 반응관 하부의 배출구를 통해 배출되었으며, 이 배출구에 설치된 압력조절밸브에 의해서 반응관 내부압력을 20kg/m2로 유지하였고, 기액혼합물을 반응관에서 취출하여 저장기로 도입하고, 여기에서 반응생성물과 잉여수소를 분리하였다. 반응생성물은 그 일부를 별도로 취하여, 이소프로판올과 대체시켜 반응기에 재공급하였다.
아세톤공급량 400ml/hr, 순환반응액 400ml/hr, 수소공급량 247N l/hr, 반응압력 20kg/㎠, 반응관내부 온도 85℃의 조건하에서 연속반응을 행하였다. 정기적으로 반응생성물의 일부를 샘플링(sampling)하여 가스 크로마토그래피로 분석하여 수소화반응의 결과를 평가하였다.
그 결과, 아세톤 전환율은 98.0%, 이소프로판올 선택율은 99.9% 였다.
[실시예 7]
내경이 38.4mm, 길이 4,800mm의 스텐레스제 종형 반응관에, 실시예 6에서 사용한 것과 동일한 덩어리 상의 라니-니켈 촉매 2.500ml를 충전시켰다. 반응관내부를 이소프로판올로 충만시켰다. 반응관 상부에는, 반응원료공급구, 수소공급구, 반응관 상,하부의 압력차를 계측하는 차압계를 설치하였다. 반응관 하부의 출구는 반응 생성물의 저장기에 연결하였다. 이 저장기에서는 반응액과 잉여된 수소가스를 분리하도록 하였다.
반응액은 두 부분으로 나누었다.
제1부분은 생성물로서 반응께외로 추출하고, 제2부분은 아세톤과 혼합하여 반응원료 혼합물로서 순환펌프를 사용하여 반응관 상부로 재공급하였다.
상기 제2반응액 부분을 순환시키는 라인의 도중에 열교환기를 설치하고, 열교환기의 재킷온도를 조절하여 반응관 내부온도를 소정치로 유지하였다.
반응관내에 충만된 이소프로판올을 상기 순환라인을 따라 순환개시함과 동시에, 수소가스의 공급을 개시하였다. 또한 순환라인의 반응관 입구부 부근에 연결시킨 아세톤 공급라인을 통하여 아세톤 공급을 개시하였다.
아세톤 긍급량 3ℓ/hr, 반응액 순환량 24ℓ/hr, 수소공급량 1850ℓ(표준상태)/hr의 반응조건을 설정하였다. 반응압력을 18kg/㎠ 으로 유지하면서 77℃로 예열한 반응원료를 공급하였다. 반응관출구로부터는 113℃의 반응생성물이 배출되었다. 반응조건이 안정된후, 반응생성물을 분석한 결과, 아세톤의 전환율은 99.8%, 이소프로판올 선택율은 99.9% 였다.
반응관 상, 하부의 압력차는 수주로 항상 120mm에 유지되었다.
상기 수소화반웅에서 사용된 변수들을 하기에 나타낸다.
G : 수소가스 표면 질량속도 : 0.037kg/㎡·s
L : 이소프로판올액 표면 질량속도 : 5.053kg/㎡·s
Ψ : 4.374
λ: 0.945
pg =수소가스 밀도 1.472kg/ ㎡ (75℃, 20.5kg/㎠)
pl=이소프로판올액 밀도 0.73g/c㎡ (75℃)
pw=물의밀도 0.998g/㎡(20℃)
pair=공기밀도 1.205kg/㎥(20℃, latm)
σw=물의 표면장력 72.6dyn/cm(20℃)
σl =이소프로판올의 표면장력 17.3dyn/cm(75℃)
㎕ =이소프로판홀액의 점도 0.6Cp(75℃)
㎼=물의 점도 0.99Cp (20℃)
Figure kpo00010
Figure kpo00011
[비교예 2]
아세톤 공급량을 6ℓ/hr, 반응액 순환량을 48 ℓ/hr, 수소공금량 3710N ℓ/hr로 변경한 외에는, 실시예 7과 동일하게 실시하였다.
반응관 상.하부의 차압은 수주로 550mm 였으며, ±10mm의 폭으로 격하게 요동하였다.
반응관으로부터 반응생성물의 배출은 상기 차압의 변동과 동조하여 격하게 맥류하였다. 또한, 반응생성물중에 잔존하는 아세톤의 농도도 변화했으며, 아세톤의 전환율을 99.4%-99.7% 사이에서 변동하였다. 반응관 내부의 기액의 상태가 트리클배드상태를 벗어나면 안정된 수소화반응을 계속 행하는 것이 곤란하다.
고정된 촉매를 갖는 종형 반응관내에서, 촉매상을 트리클류상태로 유지하면서 반응관 상부로부터 수소가스와 아세톤액을 기-액 하강류 상태로 투입하여 아세톤의 촉매수소화 반응에 의해 이소프로판올을 제조하는 방법을 설명하였다.
본 발명의 방법에 의하면, 복잡한 촉매 분리조작, 번잡한 운전조작의 필요없이, 그리고 간략한 반응장치로 이소프로판올을 제조 할 수 있다. 본 발명에 의하면, 높은 반응속도, 높은 수율로 이소프로판올을 제조하는 것이 가능하기 때문에 공업적 가치가 크다. 몇가지 양호한 실시예들을 설명하였으나, 상기한 본 발명의 요지범위내에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 별도의 지적이 없는한 청구범위 내에서 본 발명을 다른 방법으로 실시할 수도 있다.

Claims (4)

  1. 아세톤을 촉매수소화 반응시켜 이소프로판올을 제조함에 있어서, 고정된 촉매상을 갖는 반응관내에서, 촉매상을 트리클베드상대로 유지하면서, 반응관 상부로부터 수소가스와 아세톤액을 기-액 하강류 형태로 공급하는 것이 특징인, 이소프로판올의 제조방법.
  2. 제1항에서, 상기 수소가스와 아세톤액의 공급몰비가 하기식을 만족하는 것이 특징인 이소프로판올의 제조방법.
    Figure kpo00012
    (식에서 B는 수소의 몰수, A는 아세톤의 몰수, α는 아세톤의 전환율%).
  3. 제1항에서, 상기 수소가스와 아세톤액을 하기식들을 만족하는 표면 질량 속도로 공급하는 것이 특징인 이소프로판올의 제조방법.
    Figure kpo00013
    Figure kpo00014
    (식에서, G는 수소가스 표면 질량속도(kg/㎡ .s)이고, L은 아세톤액의 표면 질량속도(kg/m. s)이고,
    Figure kpo00015
  4. 제1항에서, 상기 촉매가 라니-니켈촉매인 것이 특징인 이소프로판올의 제조방법.
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