KR950005417B1 - 카프로락탐 폐액의 처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

카프로락탐 폐액의 처리방법

본 발명은 카프로락탐 제조시 발생하는 유안 유기물 폐액을 처리하는 방법에 관한 것으로, 특히 유안 함유 유기물 폐액을 농축시키고 저급 알콜을 사용하여 잔류유안을 침전 결정화 한 후 분리 제거하는 것을 특징으로 하는 카프로락탐 폐액의 처리방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 카프로락탐 제조시 부산물인 유안액을 농축결정화하여 유안을 제조하고 잔류유기물 폐액은 메탄올 처리하여 잔류 유안을 99% 제거함으로써 폐액의 폐수처리 및 소각 처리 비용을 최소화할 수 있는 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

통상 카프로락탐을 제조하는 경우 사이클로헥사논과 하이드록실안민 설페이트를 암모니아 존재하에서 반응시켜 사이클로헥산논옥심을 제조하는 공정 및 사이클로헥사논 옥심을 황산 존재하여 베크만 전위시키고 암모니아로 중화시켜 카프로락탐을 제조하는 공정의 2개의 공정에서 유안이 부산물로 발생한다. 이 유안액중에는 미량의 아닐린, 아닐린설폰닉 산, 설폰산, 카프로락탐, 사이클로헥사논 및 고비점의 유기물이 함유되어 있다. 또한, 베크만 전위공정에 있어서의 유안액의 중화제로 가성소다(NaOH)를 사용하는데 이때 소듐설페이트가 생성 포함된다.

그리고 미량의 이러한 유기, 무기 불순물을 함유하는 유안액은 유안 제조공정에서 유안은 농축 결정화되는 반면 유기 불순물은 농축화되어 중량으오 50%이상 함유한 유기물 폐액으로 남게 된다. 이때 유안 함량은 중량으로 10%이하지만 공해문제등의 이유때문에 이의 제거가 필요하게 되며 따라서 폐수 처리 및 소각 처리시 이에 대한 처리비용이 증가할 뿐만 아니라 SOx, NOx등의 처리 대책도 또한 필요로 한다.

일본 특허소 77-153899에는 카프로락탐 부산물인 유안액에 저급 알콜을 유안액 대비 1-20배로 첨가하여 처리하는 방법을 제안하고 있으나 이 경우 과량의 저급알콜이 사용되기 때문에 회수비용 및 상대적 설비 투자비가 클 뿐 아니라 미회수 유안은 암모니아 및 황산염의 형태로 분리되어 유안의 소모가 발생되면 이에 따른 황산염 암모니아 회수 관련 설비 투자를 별도로 필요로 하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이같은 종래의 결점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 카프로락탐 제조시 부산물인 유안액을 농축 결정화하여 유안을 제조하고 이때 유출되는 유안함유 농축 유기물 폐액을 더욱 농축시킨 후 저급 알콜을 사용하여 유안을 침전 결정화하여 분리하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 카프로락탐 제조시 부산물인 유안액을 농축결정화 처리하여 유안을 제조하고 잔류유출되는 유안 함유 농축유기물 폐액의 조성을 중량비로 유기물이 50%이상, 유안 10%이하, 물 35% 이하로 유지케 한후 이를 향후 처리공정에서 처리하는데 소요되는 저급알콜 사용량을 작게하기 위해서 물의 함유량이 15%이하가 되도록 증발농축시키고 여기서 저급알콜을 적정량으로 넣고 교반하여 잔류유안이 침전용매인 저급알콜에 의해 침전결정화되도록 분리제거하는 것을 특징으로 한것이다. 본 발명에서 침전용매로 사용하는 저급 알콜은 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로필알콜, 이소프로필알콜 등을 들 수 있다. 또, 첨가하는 침전용매의 양은 유안함축 농축유기물 폐액에 대해 중량부로 1~15배로 첨가하며, 바람직하게는 1~5배 수준으로 첨가함이 좋다. 카프로락탐 제조시 발생하는 유안액중 유기물 성분 폐액은 물에 잘녹을 뿐만 아니라 저급알콜에도 잘녹기 때문에 저급알콜에 침전 결정화된 유안은 원심 분리기나 필터 페이퍼등을 사용하여 쉽게 분리할 수 있으며 또한 유기물에 녹아있는 저급알콜 용액은 50~130℃온도에서 상압 또는 진공조작하 증류하여 간단히 회수할 수 있다. 이때 회수된 저급알콜은 다시 침전용매로 재사용할 수 있다.

본 발명에 따라 저급알콜의 침전결정화 처리후 분리하면 잔류유안은 99% 이상 제거할 수 있게 된다.

본 발명에 따라 저급알콜이 거의 제거된 유기물 폐액은 최종적으로 소각처리할 수 있으며, 황 또는 질소 산화물이 처리량이 작기 때문에 처리비용이 감소하고, 5000Cal/g수준의 열량을 발생하기 때문에 열량회수 및 에너지 절감효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 또한 카프로락탐 폐액에서 유안을 회수한 후 남은 농축유기물 폐액을 다시 증발농축하여 원폐액의 2~3%의 부피로 한후 저급알콜로 잔류유안을 침전제거하는 것이기 때문에 침전용매인 저급알콜 사용량이 비약적으로 감소한다. 또 잔류유안을 99% 점도까지 분리제거할 수 있기 때문에 소각처리시 발생하는 황, 또는 질소 산화물의 양을 최소화할 수 있어 소각처리비용의 감소, 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. 분리된 유안은 저급알콜을 건조하여 제거한후, 유안제조공정에 재투입(Recycle)하여 백색의 유안으로 회수될 수 있다.

이하 실시예를 들어 설명한다.

(실시예 1)

카프로락탐 제조부산물인 유안액을 농축결정화 처리하여 유안을 제조한 후 얻은 농축유기물의 폐액은 유기물 60중량%, 유안 10중량%, 물 30중량%을 함유하고 있다. 이 조성의 유기물 폐액 100g을 취하여 증발 농축기에서 물이 중량으로 12.5%가 될때까지 농축한 후 잔류유기물에 80g의 메탄올을 첨가한다. 그리고 교반후 잠시 방치하면 침전된 유안결정은 확인할 수 있으며 필터페이퍼를 사용하여 이 침전물을 분리한다. 분리된 유안은 건조하여 무게를 칭량한 결과 9.5g을 얻을 수 있었다(회수율95%). 또 여과된 유기물 페액을 90℃ 온도에서 25torr진공하 증발농축한 결과 메탄올을 74.4g을 회수할 수 있었으며(회수율 93%), 메탄올이 거의 제거된 농축유기물 폐액은 연소 실험한 결과 5540Cal/g의 열량을 얻을 수 있었다.

(실시예 2~6)

실시예 1과 동일한 유기물 폐액을 이용하되 추가 농축에 다른 물의 함량 및 메탄올 사용량을 표-1과 같이 변화시키고 시험을 행하고 그 결과를 정리하였다.

[표 1]

Claims (4)

1. 카프로락탐 제조시 부산물인 유안 함유 유기물 폐액을 농축결정화 처리하여 유안을 회수하고 잔여유안함유 농축 폐액을 더욱 농축시킨후 여기에 저급 알콜을 투입하여 잔류유안을 침전결정화시켜 분리제거하는 것을 특징으로 한 카프로락탐 폐액의 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 유기물 폐액의 농축은 함유량 기준으로 유기물 50중량% 이상, 유안 10중량% 이하,물 35중량% 이하로 하는 것을 특징으로 한 카프로락탐 폐액의 처리방법.
3. 제1항에 있어서, 저급알콜은 메탄올, 에탄올,프로필알콜, 이소프로필알콜로부터 선택되는 것을 특징으로 한 카프로락탐 폐액의 처리방법.
4. 제1항에 있어서, 저급알콜의 사용량은 농축유기물 폐액대비 중량비로 1~15배를 사용하는 것을 특징으로 한 카프로락탐 폐액의 처리방법.