WO2022114851A1 - 반응기 - Google Patents

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WO2022114851A1
WO2022114851A1 PCT/KR2021/017640 KR2021017640W WO2022114851A1 WO 2022114851 A1 WO2022114851 A1 WO 2022114851A1 KR 2021017640 W KR2021017640 W KR 2021017640W WO 2022114851 A1 WO2022114851 A1 WO 2022114851A1
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WO
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input
mixing chamber
input nozzle
nozzle
mixed solution
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/017640
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English (en)
French (fr)
Inventor
김준환
류현철
한기도
Original Assignee
한화솔루션 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to EP21898676.8A priority patent/EP4252901A1/en
Priority to JP2023532608A priority patent/JP2023552168A/ja
Priority to CN202180079941.7A priority patent/CN116635142A/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J14/00—Chemical processes in general for reacting liquids with liquids; Apparatus specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles

Definitions

  • the present invention relates to a reactor, and more particularly, to a reactor used for a cold phosgenation reaction.
  • TDI toluene diisocyanate
  • TDA Cold phosgenation reaction toluene diamine
  • CDC carbon dichloride oxide, phosgene
  • MCCS mono carbamoyl chloride salt
  • the reactor currently used for the cold phosgenation reaction has a limit in the input of TDA and CDC because it increases the differential pressure between the TDA inlet and the CDC inlet as TDA and CDC are input and interfere with each other in the mixing chamber.
  • the reactor includes a mixing chamber formed of a circular tube, a first input nozzle connected to the mixing chamber at a set interval along the circumferential direction to inject a first mixture, and the mixing chamber.
  • An annular chamber spaced apart from the outside, a second input nozzle for connecting the annular chamber and the mixing chamber to inject the second mixed solution supplied to the annular chamber in a direction crossing the input of the first mixed solution, and the mixing chamber is connected to and includes a discharge pipe for discharging a reactant generated by mixing the first and second mixtures in the mixing chamber, wherein the second input nozzle is spaced apart from the first input nozzle at an angle ⁇ set in the circumferential direction.
  • the first input nozzle is connected in the axial direction of the mixing chamber to inject the first mixed solution in the axial direction
  • the second input nozzle is connected to the mixing chamber in the radial direction to introduce the second mixed solution in the axial direction. can do.
  • the first input nozzle is provided at one side in the axial direction of the mixing chamber or a plurality in the circumferential direction in the mixing chamber, and the second input nozzle is provided with one or a plurality of the same number as the first input nozzle, , may be provided between neighboring first input nozzles in the case of a plurality.
  • the first input nozzle is provided with four, the second input nozzle is provided with four, and the second input nozzle is spaced apart from the adjacent first input nozzle at an angle ⁇ of 45° in the circumferential direction. may be provided at the location.
  • the second input nozzle and the two adjacent first input nozzles are 1 to 360°/n (the number of first input nozzles). It may be provided at positions spaced apart by an angle ⁇ 2.
  • the first input nozzle is provided with four, and the second input nozzle is provided with four, and the second input nozzle is spaced apart from the two adjacent first input nozzles at an angle ( ⁇ 2) of 1 to 90°. It may be provided in a designated location.
  • the first mixture is a mixture of toluene diamine (TDA) and a solvent
  • the second mixture is a mixture of carbon dichloride oxide (CDC) and a solvent
  • the reactant may be mono carbamoyl chloride salt (MCCS).
  • the second input nozzle and the first input nozzle are spaced apart at an angle ⁇ set in the circumferential direction in the mixing chamber to lower the differential pressure between the first and second mixture inlets, so that the first mixture (TDA and solvent) ) and the second mixed solution (CDC and solvent) can be smoothly introduced into the mixing chamber from the first and second mixed solution inlets. That is, a larger amount of the first and second mixed solutions may be introduced into the mixing chamber from the first and second mixed solution inlets.
  • FIG. 1 is a perspective view of a reactor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a reactor according to a comparative example.
  • the reactor 100 of one embodiment is formed of a tubular reactor, the mixing chamber 30, the first input nozzle 10, the annular chamber 40, the second input nozzle 20 and the discharge pipe ( 50).
  • the mixing chamber 30 is formed in a circular tube, and a reactant is generated by mixing the first mixed solution and the second mixed solution.
  • the first mixture is a mixture of TDA (toluene diamine) and a solvent
  • the second mixture is a mixture of CDC (carbon dichloride oxide) and a solvent
  • the reactant produced by mixing is MCCS (Mono carbamoyl chloride salt).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 .
  • the first input nozzle 10 is connected to the first mixed solution inlet 11 on one side and is connected to the mixing chamber 30 on the other side by maintaining a set interval along the circumferential direction.
  • the first mixed solution introduced into the first mixed solution inlet 11 is introduced into the mixing chamber 30 .
  • the first input nozzle 10 is connected in the axial direction of the mixing chamber 30 to inject the first mixed solution in the axial direction. Accordingly, the first input nozzle 10 injects the first mixed solution in the axial direction into the mixing chamber 30 .
  • One or a plurality of first input nozzles 10 are provided along the circumferential direction in the mixing chamber 30 at one side in the axial direction of the mixing chamber 30 .
  • 1 to 10 first input nozzles 10 may be used. Accordingly, the first mixed solution is intensively injected along the circumferential direction inside the mixing chamber 30 according to the position of the first input nozzle 10 and a dispersed portion is generated.
  • the annular chamber 40 is disposed to be spaced apart from the outside of the mixing chamber 30 , is connected to the second mixed solution inlet 41 outwardly, and is connected to the second input nozzle 20 inwardly. That is, the annular chamber 40 is disposed on the outside of the mixing chamber 30 to allow the second mixed pressure liquid to be injected in the radial direction of the mixing chamber 30 through the second input nozzle 20, and various Allow the second mixed pressure solution to be injected at the position.
  • the second input nozzle 20 connects the annular chamber 40 and the mixing chamber 30 to inject the second mixed solution supplied to the annular chamber 40 into the mixing chamber 30 .
  • the annular chamber 40 enables the input of the second mixed solution along the circumferential direction of the mixing chamber 30 through the second input nozzle 20 .
  • the second input nozzle 20 is radially connected to the mixing chamber 30 . Therefore, the second input nozzle 20 injects the second mixed solution in the radial direction into the mixing chamber 30 .
  • the second input nozzle 20 may be provided with one or a plurality of the same number as the first input nozzle 10 , and may be spaced apart from the first input nozzle 10 by an angle ⁇ set in the circumferential direction.
  • the second input nozzle 20 is provided between the adjacent first input nozzles 10 .
  • the second input nozzle 20 may be provided at a position spaced apart from the two adjacent first input nozzles 10 by an angle ⁇ 2 of 1 to 360°/n (the number of first input nozzles).
  • the second mixed solution is intensively injected into the portion where the first mixed solution is dispersed and injected while going along the circumferential direction inside the mixing chamber 30 .
  • the angle ⁇ along the circumferential direction of the first and second input nozzles 10 and 20 and the angle ⁇ 2 of the first, second, and first input nozzles 10, 20 and 10 are the angles ⁇ 2 that are input in the axial direction.
  • the first mixed solution and the second mixed solution introduced in the radial direction are prevented from interfering with each other to reduce the pressure difference between the first and second mixed solution inlets 11 and 41 .
  • the mixing chamber 30 it is possible to smoothly introduce the first and second mixed solutions from the first and second mixed solution inlets 11 and 41 to the mixing chamber 30 . That is, a larger amount of the first and second mixed liquids may be introduced into the mixing chamber 30 .
  • the embodiment includes four first input nozzles 10 and four second input nozzles 20, and an angle ⁇ of 45° along the circumferential direction from the adjacent first input nozzle 10 ) at a location spaced apart from each other.
  • the second input nozzle 20 is provided at a position spaced apart from the adjacent two first input nozzles 10 at an angle ⁇ 2 of 1 to 90°.
  • the discharge pipe 50 is connected to the mixing chamber 30 to discharge the reactants generated by mixing the first mixed solution and the second mixed solution in the mixing chamber 30 .
  • the discharge pipe 50 is formed as a pipe extending away from the mixing chamber 30 to enable rapid discharge of the reactant, mono carbamoyl chloride salt (MCCS).
  • MCCS mono carbamoyl chloride salt
  • the second input nozzle 220 is provided with one or a plurality of the same number as the first input nozzle 10, and the first input nozzle 10 and the circumferential direction are provided overlappingly.
  • the four second input nozzles 220 are provided at overlapping positions along the circumferential direction of the four first input nozzles 10 .
  • Table 1 shows the differential pressures of the first and second mixed solution inlets 11 and 41 for Examples and Comparative Examples.
  • the first mixed solution (TDA + solvent) is put into the mixing chamber 30 through the first input nozzle 10 of the reactor 100 of FIG. 1
  • the second mixed solution (CDC + solvent) is introduced through the second input nozzle 20 was put into the mixing chamber 30, and the first mixture and the second mixture were mixed in the mixing chamber 30 to generate a reactant of MCCS (Mono carbamoyl chloride salt).
  • MCCS Mono carbamoyl chloride salt
  • the first mixture solution (TDA + solvent) is introduced into the mixing chamber 30 through the first input nozzle 10 of the reactor 200 of FIG. 4, and the second mixture solution (CDC + solvent) is introduced with the second input nozzle 220.
  • the first mixture and the second mixture were mixed in the mixing chamber 30 to generate a reactant of MCCS (Mono carbamoyl chloride salt).
  • MCCS Mono carbamoyl chloride salt
  • the differential pressure of the first mixed solution inlet 11 and the differential pressure of the second mixed solution inlet 41 for Examples and Comparative Examples were measured.
  • the differential pressure of the first mixture inlet 11 was 471,370 Pa and the differential pressure of the second mixture inlet 41 was 1,182,600 Pa
  • the differential pressure of the first mixture inlet 11 was 1,025,800 Pa
  • the differential pressure of the second mixed solution inlet 41 was higher as 1,742,300 Pa.
  • the second input nozzle 20 is provided at a position spaced apart from the adjacent first input nozzle 10 at an angle ⁇ of 45° along the circumferential direction, or the second input nozzle 20 ) is provided at a position spaced apart from the adjacent two first input nozzles 10 at an angle ⁇ 2 of 1 to 90° to lower the differential pressure of the first and second mixed solution inlets 11 and 41
  • the first mixed solution (TDA and solvent) and the second mixed solution (CDC and solvent) can be more smoothly introduced into the mixing chamber 30 . That is, in the embodiment, more of the first mixture (TDA and solvent) and the second mixture (CDC and solvent) may be added to the mixing chamber 30 .

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반응기는, 원형 관으로 형성되는 혼합 챔버, 상기 혼합 챔버에 원주방향을 따라 설정된 간격을 유지하여 연결되어 제1혼합액을 투입하는 제1투입노즐, 상기 혼합 챔버의 외측에 이격 배치되는 환형 챔버, 상기 환형 챔버와 상기 혼합 챔버를 연결하여 상기 환형 챔버로 공급되는 제2혼합액을 상기 제1혼합액의 투입에 교차하는 방향으로 투입하는 제2투입노즐, 및 상기 혼합 챔버에 연결되어 상기 혼합 챔버에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 반응한 생성물은 내보내는 배출관을 포함하며, 상기 제2투입노즐은 상기 제1투입노즐과 원주 방향에서 설정된 각도로 이격된다.

Description

반응기
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 11월 27일자 한국 특허 출원 제 10-2020-0162702호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 반응기에 관한 것으로서 보다 상세하게는 냉 포스겐화(cold phosgenation) 반응에 사용되는 반응기에 관한 것이다.
톨루엔 디이소시아네이트(TDI; Toluene diisocyanate) 합성반응은 냉 포스겐화(cold phosgenation) 반응과 열 포스겐화(hot phosgenation) 반응으로 나누어진다.
냉 포스겐화 반응은 톨루엔 디아민(TDA; Toluene diamine)과 카본 디클로라이드 옥사이드(CDC; carbon dichloride oxide, phosgene)를 반응하여 모노 카르바모일 클로라이드 염(MCCS; Mono carbamoyl chloride salt)을 생성한다. 생산성 향상을 위해서는 TDA와 CDC의 투입량을 증가시켜야 한다.
그러나 현재 냉 포스겐화 반응에 사용되는 반응기는 구조상 TDA와 CDC가 투입되어 혼합 챔버 내에서 서로 간섭되면서 TDA 유입부와 CDC 유입부의 차압을 증가시키기 때문에 TDA와 CDC의 투입에 한계를 가진다.
본 발명의 목적은 제1혼합액(TDA와 용매)과 제2혼합액(CDC와 용매)의 투입시 혼합 챔버 내에서 상호 겹쳐짐을 방지하여 제1, 제2혼합액 유입부의 차압을 낮추는 반응기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반응기는, 원형의 관으로 형성되는 혼합 챔버, 상기 혼합 챔버에 원주방향을 따라 설정된 간격을 유지하여 연결되어 제1혼합액을 투입하는 제1투입노즐, 상기 혼합 챔버의 외측에 이격 배치되는 환형 챔버, 상기 환형 챔버와 상기 혼합 챔버를 연결하여 상기 환형 챔버로 공급되는 제2혼합액을 상기 제1혼합액의 투입에 교차하는 방향으로 투입하는 제2투입노즐, 및 상기 혼합 챔버에 연결되어 상기 혼합 챔버에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 생성한 반응물을 내보내는 배출관을 포함하며, 상기 제2투입노즐은 상기 제1투입노즐과 원주 방향에서 설정된 각도(θ)로 이격된다.
상기 제1투입노즐은 상기 혼합 챔버의 축 방향으로 연결되어 상기 제1혼합액을 축 방향으로 투입하고, 상기 제2투입노즐은 상기 혼합 챔버에 직경 방향으로 연결되어 상기 제2혼합액을 직경 방향으로 투입할 수 있다.
상기 제1투입노즐은 상기 혼합 챔버의 축 방향 일측에서 하나 또는 상기 혼합 챔버에서 원주 방향을 따라 복수로 구비되며, 상기 제2투입노즐은 상기 제1투입노즐과 동일 개수의 하나 또는 복수로 구비되고, 복수인 경우 이웃하는 제1투입노즐들 사이에 구비될 수 있다.
상기 제1투입노즐은 4개로 구비되며, 상기 제2투입노즐은 4개로 구비되고, 상기 제2투입노즐은 이웃하는 상기 제1투입노즐에서 원주 방향을 따라 45°의 각도(θ)로 이격된 위치에 구비될 수 있다.
상기 제1투입노즐과 상기 제2투입노즐이 복수로 구비되는 경우, 상기 제2투입노즐은 이웃하는 2개의 상기 제1투입노즐들과 1~360°/n(제1투입노즐의 개수)의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비될 수 있다.
상기 제1투입노즐은 4개로 구비되며, 상기 제2투입노즐은 4개로 구비되고, 상기 제2투입노즐은 이웃하는 2개의 상기 제1투입노즐들과 1~90°의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비될 수 있다.
상기 제1혼합액은 TDA(toluene diamine)와 용매의 혼합액이고, 상기 제2혼합액은 CDC(carbon dichloride oxide)와 용매의 혼합액이며, 상기 반응물은 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)일 수 있다.
이와 같이, 일 실시예는 혼합 챔버에서 제2투입노즐과 제1투입노즐을 원주 방향에서 설정된 각도(θ)로 이격하여 제1, 제2혼합액 유입부의 차압을 낮추므로 제1혼합액(TDA와 용매)과 제2혼합액(CDC와 용매)이 제1, 제2혼합액 유입부에서 혼합 챔버로 원활히 투입될 수 있게 한다. 즉 더 많은 양의 제1, 2혼합액이 제1, 제2혼합액 유입부에서 혼합 챔버로 투입될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 반응기의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 반응기(100)는 관형 반응기로 형성되며, 혼합 챔버(30), 제1투입노즐(10), 환형 챔버(40), 제2투입노즐(20) 및 배출관(50)을 포함한다.
혼합 챔버(30)는 원형 관으로 형성되고, 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 반응물을 생성한다. 일례로써, 제1혼합액은 TDA(toluene diamine)와 용매의 혼합액이고, 제2혼합액은 CDC(carbon dichloride oxide)와 용매의 혼합액이며, 혼합하여 생성한 반응물은 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1투입노즐(10)은 일측으로 제1혼합액 유입부(11)에 연결되고, 다른 일측으로 혼합 챔버(30)에 원주방향을 따라 설정된 간격을 유지하여 연결되어 제1혼합액 유입부(11)로 유입되는 제1혼합액을 혼합 챔버(30) 내에 투입한다.
제1투입노즐(10)은 혼합 챔버(30)의 축 방향으로 연결되어 제1혼합액을 축 방향으로 투입한다. 따라서 제1투입노즐(10)은 혼합 챔버(30) 내부에 축 방향으로 제1혼합액을 투입한다.
제1투입노즐(10)은 혼합 챔버(30)의 축 방향 일측에서 혼합 챔버(30)에서 원주 방향을 따라 하나 또는 복수로 구비된다. 예를 들면, 제1투입노즐(10)은 1~10개가 사용될 수 있다. 따라서 제1혼합액은 제1투입노즐(10)의 위치에 따라 혼합 챔버(30)의 내부에 원주 방향을 따라 가면서 집중적으로 투입하는 부분과 분산하여 투입하는 부분이 발생하게 된다.
환형 챔버(40)는 혼합 챔버(30)의 외측에 이격하여 배치며, 외측으로 제2혼합액 유입부(41)에 연결되고, 내측으로 제2투입노즐(20)에 연결된다. 즉 환형 챔버40)는 혼합 챔버(30)의 외측에 배치되어 제2투입노즐(20)을 통하여 혼합 챔버(30)의 직경 방향으로 제2혼압액을 투입할 수 있게 하고, 원주 방향을 따라 다양한 위치에서 제2혼압액을 투입할 수 있게 한다.
제2투입노즐(20)은 환형 챔버(40)와 혼합 챔버(30)를 연결하여 환형 챔버(40)로 공급되는 제2혼합액을 혼합 챔버(30) 내에 투입한다. 환형 챔버(40)는 제2투입노즐(20)을 통하여 혼합 챔버(30)의 원주 방향을 따라 제2혼합액을 투입할 수 있게 한다.
제2투입노즐(20)은 혼합 챔버(30)에 직경 방향으로 연결된다. 따라서 제2투입노즐(20)은 혼합 챔버(30) 내부에 직경 방향으로 제2혼합액을 투입한다.
제2투입노즐(20)은 제1투입노즐(10)과 동일 개수의 하나 또는 복수로 구비되고, 제1투입노즐(10)과 원주 방향에서 설정된 각도(θ)로 이격될 수 있다.
제1투입노즐(10)과 제2투입노즐(20)이 복수로 구비되는 경우, 제2투입노즐(20)은 이웃하는 제1투입노즐들(10) 사이에 구비된다. 제2투입노즐(20)은 이웃하는 2개의 제1투입노즐(10)과 1~360°/n(제1투입노즐의 개수)의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비될 수 있다.
예를 들면, 제2투입노즐(20)은 1~10개가 사용될 수 있다. 따라서 제2혼합액은 혼합 챔버(30)의 내부에 원주 방향을 따라 가면서 제1혼합액이 분산하여 투입하는 부분에 집중적으로 투입하게 된다.
제1, 제2투입노즐(10, 20)의 원주 방향을 따른 각도(θ) 및 제1, 제2, 제1투입노즐(10, 20, 10)의 각도(θ2)는 축 방향으로 투입되는 제1혼합액과 직경 방향으로 투입되는 제2혼합액의 서로 간섭을 방지하여 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)의 차압을 감소시킨다.
따라서 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)에서 혼합 챔버(30)로 제1, 제2혼합액의 원활한 투입이 가능하게 된다. 즉 더 많은 양의 제1, 제2혼합액이 혼합 챔버(30)로 투입될 수 있다.
편의상 실시예는 제1투입노즐(10)을 4개로 구비하고, 제2투입노즐(20)을 4개로 구비하여, 이웃하는 제1투입노즐(10)에서 원주 방향을 따라 45°의 각도(θ)로 이격된 위치에 구비한다. 또한 제2투입노즐(20)은 이웃하는 2개의 제1투입노즐들(10)과 1~90°의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비된다.
배출관(50)은 혼합 챔버(30)에 연결되어 혼합 챔버(30)에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 생성한 반응물을 내보낸다. 배출관(50)은 혼합 챔버(30)에서 멀어지면서 확장되는 관으로 형성되어 반응물인 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)의 신속한 배출을 가능하게 한다.
이하에서 본 발명의 비교예에 대하여 설명한다. 일 실시예와 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대한 설명을 기재한다.
도 4는 비교예에 따른 반응기의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 비교예의 반응기(200)에서, 제2투입노즐(220)은 제1투입노즐(10)과 동일 개수의 하나 또는 복수로 구비되고, 제1투입노즐(10)과 원주 방향에서 겹치게 구비된다. 4개의 제2투입노즐(220)은 4개의 제1투입노즐(10)에서 원주 방향을 따라 겹친 위치에 구비된다.
겹친 위치의 제1, 제2투입노즐(10, 220)에서 축 방향으로 투입되는 제1혼합액과 직경 방향으로 투입되는 제2혼합액은 혼합 챔버(30) 내에서 서로 간섭되어 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)의 차압을 증가시킨다. 따라서 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)에서 혼합 챔버(30)로 제1, 제2혼합액의 원활한 투입을 어렵게 한다. 즉 더 적은 양의 제1, 제2혼합액이 혼합 챔버(30)로 투입된다.
표 1은 실시예와 비교예에 대한 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)의 차압을 나타낸다.
비교예 실시예
TDA + 용매의 제1혼합액 유입부 투입용량 24,168 [kg/hr]
CDC + 용매의 제2혼합액 유입부 투입용량 36,496 [kg/hr]
TDA + 용매의 제1혼합액 유입부 차압 [pa] 1,025,800 471,370
CDC + 용매의 제2혼합액 유입부 차압 [pa] 1,742,300 1,182,600
실시예
도 1의 반응기(100)의 제1투입노즐(10)로 제1혼합액(TDA + 용매)을 혼합 챔버(30)에 투입하고, 제2투입노즐(20)로 제2혼합액(CDC + 용매)을 혼합 챔버(30)에 투입하여, 혼합 챔버(30)에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)의 반응물을 생성하였다. 이때, 제1혼합액 유입부(11)의 제1혼합액 투입 용량을 24,168 kg/hr로 하고, 제2혼합액 유입부(41)의 제2혼합액투입 용량을 36,496 kg/hr로 하였다.
비교예
도 4의 반응기(200)의 제1투입노즐(10)로 제1혼합액(TDA + 용매)을 혼합 챔버(30)에 투입하고, 제2투입노즐(220)로 제2혼합액(CDC + 용매)을 혼합 챔버(30)에 투입하여, 혼합 챔버(30)에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)의 반응물을 생성하였다. 이때, 제1혼합액 유입부(11)의 제1혼합액 투입 용량을 24,168 kg/hr로 하고, 제2혼합액 유입부(41)의 제1혼합액 투입 용량을 36,496 kg/hr로 하였다.
실험예 1
실시예와 비교예에 대한 제1혼합액 유입부(11)의 차압과 제2혼합액 유입부(41)의 차압을 측정하였다. 실시예는 제1혼합액 유입부(11)의 차압이 471,370 Pa이고, 제2혼합액 유입부(41)의 차압이 1,182,600 Pa이였는데 비하여, 비교예는 제1혼합액 유입부(11)의 차압이 1,025,800 Pa이고, 제2혼합액 유입부(41)의 차압이 1,742,300 Pa로 더 높게 나타났다.
이와 같이, 일 실시예는 제2투입노즐(20)이 이웃하는 제1투입노즐(10)에서 원주 방향을 따라 45°의 각도(θ)로 이격된 위치에 구비하거나, 제2투입노즐(20)이 이웃하는 2개의 제1투입노즐들(10)과의 1~90°의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비하여 제1, 제2혼합액 유입부(11, 41)의 차압을 낮추므로 제1혼합액(TDA와 용매)과 제2혼합액(CDC와 용매)이 혼합 챔버(30)에 보다 원활히 투입될 수 있게 한다. 즉 실시예는 제1혼합액(TDA와 용매)과 제2혼합액(CDC와 용매)을 혼합 챔버(30)에 더 많이 투입할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
(부호의 설명)
10: 제1투입노즐 11: 제1혼합액 유입부
20: 제2투입노즐 30: 혼합 챔버
40: 환형 챔버 41: 제2혼합액 유입부
50: 배출관 100: 반응기
θ: 각도

Claims (7)

  1. 원형 관으로 형성되는 혼합 챔버;
    상기 혼합 챔버에 원주방향을 따라 설정된 간격을 유지하여 연결되어 제1혼합액을 투입하는 제1투입노즐;
    상기 혼합 챔버의 외측에 이격 배치되는 환형 챔버;
    상기 환형 챔버와 상기 혼합 챔버를 연결하여 상기 환형 챔버로 공급되는 제2혼합액을 상기 제1혼합액의 투입에 교차하는 방향으로 투입하는 제2투입노즐; 및
    상기 혼합 챔버에 연결되어 상기 혼합 챔버에서 제1혼합액과 제2혼합액을 혼합하여 생성한 반응물을 내보내는 배출관
    을 포함하며,
    상기 제2투입노즐은
    상기 제1투입노즐과 원주 방향에서 설정된 각도(θ)로 이격되는 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1투입노즐은 상기 혼합 챔버의 축 방향으로 연결되어 상기 제1혼합액을 축 방향으로 투입하고,
    상기 제2투입노즐은 상기 혼합 챔버에 직경 방향으로 연결되어 상기 제2혼합액을 직경 방향으로 투입하는, 반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1투입노즐은
    상기 혼합 챔버의 축 방향 일측에서 하나 또는 상기 혼합 챔버에서 원주 방향을 따라 복수로 구비되며,
    상기 제2투입노즐은
    상기 제1투입노즐과 동일 개수의 하나 또는 복수로 구비되고, 복수인 경우 이웃하는 제1투입노즐들 사이에 구비되는 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1투입노즐은 4개로 구비되며,
    상기 제2투입노즐은 4개로 구비되고,
    상기 제2투입노즐은
    이웃하는 상기 제1투입노즐에서 원주 방향을 따라 45°의 각도(θ)로 이격된 위치에 구비되는 반응기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1투입노즐과 상기 제2투입노즐이 복수로 구비되는 경우,
    상기 제2투입노즐은
    이웃하는 2개의 상기 제1투입노즐들과 1~360°/n(제1투입노즐의 개수)의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비되는, 반응기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1투입노즐은 4개로 구비되며,
    상기 제2투입노즐은 4개로 구비되고,
    상기 제2투입노즐은
    이웃하는 2개의 상기 제1투입노즐들과 1~90°의 각도(θ2)로 이격된 위치에 구비되는 반응기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1혼합액은 TDA(toluene diamine)와 용매의 혼합액이고,
    상기 제2혼합액은 CDC(carbon dichloride oxide)와 용매의 혼합액이며,
    상기 반응물은 MCCS(Mono carbamoyl chloride salt)인, 반응기.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006297173A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Hsp:Kk 液体混合装置
JP2012518262A (ja) * 2009-02-19 2012-08-09 ガスプラス エーエス プラズマ反応器
KR20140072059A (ko) * 2011-09-30 2014-06-12 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 아민의 포스겐화를 위한 고도의 분리형 제트 혼합기
CN105368479A (zh) * 2015-10-16 2016-03-02 中国石油大学(北京) 一种促进催化裂化提升管进料区油剂混合的新型助流剂技术
KR20180065775A (ko) * 2016-12-08 2018-06-18 한화케미칼 주식회사 반응기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006297173A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Hsp:Kk 液体混合装置
JP2012518262A (ja) * 2009-02-19 2012-08-09 ガスプラス エーエス プラズマ反応器
KR20140072059A (ko) * 2011-09-30 2014-06-12 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 아민의 포스겐화를 위한 고도의 분리형 제트 혼합기
CN105368479A (zh) * 2015-10-16 2016-03-02 中国石油大学(北京) 一种促进催化裂化提升管进料区油剂混合的新型助流剂技术
KR20180065775A (ko) * 2016-12-08 2018-06-18 한화케미칼 주식회사 반응기

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