[go: up one dir, main page]

KR101757053B1 - 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치 - Google Patents

고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101757053B1
KR101757053B1 KR1020150129657A KR20150129657A KR101757053B1 KR 101757053 B1 KR101757053 B1 KR 101757053B1 KR 1020150129657 A KR1020150129657 A KR 1020150129657A KR 20150129657 A KR20150129657 A KR 20150129657A KR 101757053 B1 KR101757053 B1 KR 101757053B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
neopentyl glycol
hydrogenation reactor
producing
hydrogenation
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020150129657A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160036486A (ko
Inventor
엄성식
고동현
김미영
정다원
김태윤
최민지
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to CN201580001734.4A priority Critical patent/CN105658609B/zh
Priority to JP2016550448A priority patent/JP6280654B2/ja
Priority to PCT/KR2015/009661 priority patent/WO2016047957A1/ko
Priority to EP15820424.8A priority patent/EP3187481B1/en
Priority to US14/906,155 priority patent/US9914682B2/en
Publication of KR20160036486A publication Critical patent/KR20160036486A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101757053B1 publication Critical patent/KR101757053B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/14—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group
    • C07C29/141—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • 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
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/08—Silica
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/94—Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/18—Polyhydroxylic acyclic alcohols
    • C07C31/20—Dihydroxylic alcohols
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

본 기재는 고효율의 네오펜틸 글리콜 제조방법 및 이의 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소화 촉매를 포함하는 수소화 반응기에 히드록시피브알데히드 용액과 수소를 투입하여 네오펜틸 글리콜을 제조하는 방법에 있어서, 상기 히드록시피브알데히드 용액은 히드록시피브알데히드 6 내지 30 중량%, 네오펜틸 글리콜 35 내지 70 중량%, 알코올 10 내지 30 중량% 및 물 10 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치에 관한 것이다.
본 기재에 따르면, 피드 배슬에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열(heating)할 필요가 없어 에너지가 절감되고, 이에 따라 상기 구간에서 고비점 부산물이 생성되지 않으며, 따라서 고비점 부산물에 의한 피독으로부터 반응기 내 수소화 촉매의 활성이 보호되고, 나아가 수소화 반응 수율이 향상되는 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치{HIGH EFFICIENT METHOD FOR PREPARING NEOPENTYL GLYCOL AND MANUFACTURING EQUIPMENT THEREOF}
본 기재는 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 기술과는 달리 피드 배슬(feed vessel)에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열(heating)할 필요가 없어 에너지가 절감됨과 동시에 상기 구간에서 고비점 부산물이 생성되지 않아 고비점 부산물에 의한 반응기 내 수소화 촉매의 피독이 방지되고, 나아가 수소화 반응 수율이 향상되는 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치에 관한 것이다.
네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol; NPG)은 융점이 130 ℃ 이상인 백색 결정 물질로 각종 합성수지의 중요한 중간체로 이용되고, 또한 각종 플라스틱 분체 도료, 합성 윤활유, 가소제, 계면활성제, 섬유 가공제 등의 원료로 산업상 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 NPG는 일반적으로 이소부티르알데히드와 포름알데히드를 알돌축합 반응시켜 히드록시피브알데히드(hydroxypivaldehyde; HPA)를 만든 다음, 이 HPA를 촉매 하에서 수소와 반응시켜 제조한다.
상기 반응은 피드 배슬(feed vessel)에서 수소화 반응기 입구까지 HPA 원료가 액체 상태를 유지할 수 있도록 높은 온도로 가열(heating)해야 하는데, 이 때문에 HPA 원료가 수소화 반응기에 투입되기 전에 이미 고비점 부산물인 HPNE 등과 같은 부산물이 생성되어 수소화 반응기 입구에서부터 HPA 함량이 줄어들게 되고, 결국 수소화 반응 후 생성되는 NPG의 함량이 감소하고 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트(HPNE) 등과 같은 부산물의 함량은 오히려 증가하게 된다.
이렇듯 HPA를 수소화시켜 NPG를 제조하는 공정은 고온의 운전 조건으로 인해 에스테르, 이소-부탄올 등과 같은 부산물이 많이 생성되고, 특히 하기 반응식 1로 생성되는 HPNE와 같은 에스테르 잔류물은 비점이 NPG와 유사하여 증류에 의한 분리가 매우 어려우며 수소화 촉매의 활성을 떨어뜨리는 문제가 있다.
[반응식 1]
Figure 112015089095236-pat00001
상기 부산물들은 지금까지 온도에 민감하여 온도가 높을수록 생성되는 속도와 양이 커지는 것으로 알려져 있다. 그러나, 온도를 낮추면 HPA 원료의 완전한 액화가 불가능하여 반응성이 떨어지는 문제가 발생하고, 반대로 반응성을 높이기 위해 HPA 원료의 온도를 높이면 부산물이 크게 증가하는 문제가 발생한다.
현재 상온에서 고체 상태로 존재하는 HPA 원료를 부산물 생성을 최소화하기 위해 70 ℃ 정도로 승온하여 액상으로 전환시킨 다음, 이를 수소 가스와 함께 수소화 반응기에 투입하여 NPG를 제조하는 기술이 개시되어 있으나, 낮은 수율과 높은 정제 비용 등은 여전히 큰 문제가 되고 있는 실정이다.
KR공개특허 제2006-0073044호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 반응성이 저하되지 않으면서도 부산물이 적은 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 수소화 촉매를 포함하는 수소화 반응기에 히드록시피브알데히드 용액과 수소를 투입하여 네오펜틸 글리콜을 제조하는 방법에 있어서, 상기 히드록시피브알데히드 용액은 히드록시피브알데히드 6 내지 30 중량%, 네오펜틸 글리콜 35 내지 70 중량%, 알코올 10 내지 30 중량% 및 물 10 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 네오펜틸 글리콜의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 기재는 히드록시피브알데히드 용액이 저장된 피드 배슬(feed vessel); 상기 피드 배슬에서 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 공급하는 원료공급배관; 수소를 상기 수소화 반응기에 공급하는 수소공급배관; 내부에 수소화 촉매가 고정된 수소화 반응기; 수소화 반응기로부터 생성된 네오펜틸 글리콜 생성물을 배출시키는 배출배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 피드 배슬에 공급하는 네오펜틸 글리콜 회수배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 수소화 반응기로 재순환시키는 재순환 배관; 및 상기 원료공급배관을 통해 수소화 반응기로 공급되는 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 투입되기 직전에 가열시키는 가열장치;를 포함하는 네오펜틸 글리콜 제조장치를 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 기재에 따르면 피드 배슬에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열(heating)할 필요가 없어 에너지가 절감되고, 이에 따라 상기 구간에서 고비점 부산물이 생성되지 않으며, 따라서 고비점 부산물에 의한 피독으로부터 반응기 내 수소화 촉매의 활성이 보호되고, 나아가 수소화 반응 수율이 크게 개선되는 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 기재의 네오펜틸 글리콜의 제조공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.
이하 본 기재를 상세하게 설명한다.
본 기재의 네오펜틸 글리콜의 제조방법은 수소화 촉매를 포함하는 수소화 반응기에 히드록시피브알데히드 용액과 수소를 투입하여 네오펜틸 글리콜을 제조하는 방법에 있어서, 상기 히드록시피브알데히드 용액은 히드록시피브알데히드 6 내지 30 중량%, 네오펜틸 글리콜 35 내지 70 중량%, 알코올 10 내지 30 중량% 및 물 10 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 피드 배슬에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열할 필요가 없어 에너지가 절감되고, 동시에 고비점 부산물이 생성되지 않으며, 나아가 고비점 부산물에 의한 피독으로부터 반응기 내 수소화 촉매의 활성이 보호되고, 결과적으로 수소화 반응 수율이 크게 개선된다.
본 기재에서 피드 배슬은 원료를 저장하여 원료공급배관으로 원료를 공급할 수 있는 수단인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 원료저장탱크, 원료공급탱크 또는 피딩 탱크(feeding tank) 등일 수 있다.
상기 피드 배슬은 일례로 원료를 혼합할 수 있는 교반수단을 더 포함할 수 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액은 일례로 히드록시피브알데히드 8 내지 20 중량%, 네오펜틸 글리콜 40 내지 52 중량%, 알코올 15 내지 25 중량% 및 물 10 내지 27 중량%를 포함할 수 있고, 이 경우 반응성이 저하되지 않으면서도 부산물이 적은 효과가 있다.
상기 히드록시피브알데히드와 네오펜틸 글리콜의 중량비는 일례로 1:1.5 내지 1:8, 또는 1:2 내지 1:6.5이고, 이 범위 내에서 제열이 잘되어 반응이 잘 가면서도 부산물이 적은 효과가 있다.
상기 알코올은 일례로 옥탄올, i-부탄올 또는 메탄올 등일 수 있고, 바람직하게는 옥탄올이다.
상기 물은 10 내지 30 중량%, 일례로 10 내지 27 중량% 또는 12 내지 30 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 반응성, HPA 전환율 및 NPG 수율이 우수한 효과가 있다.
상기 네오펜틸 글리콜은 일례로 상기 수소화 반응기에서 배출된 네오펜틸 글리콜의 일부일 수 있고, 이 경우 반응생성물과 동일한 물질을 사용하기 때문에 후처리 공정에서 별도의 분리공정이 필요하지 않아 경제적이면서 공정효율이 좋은 효과가 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액은 일례로 피드 배슬(feed vessel)로부터 40 내지 100 ℃, 또는 60 내지 75 ℃로 유지되어 수소화 반응기에 공급되고, 온도가 낮을 경우에는 원료 용액이 고형화 되어 이송에 문제가 발생하며 온도가 높게 유지될 경우에는 피드 배슬에서 부산물들이 만들어지기 때문에 상기 범위에서의 적절한 온도 유지가 부산물 생성을 억제하면서 반응수율을 증가시키는 효과가 있다. 상기 피드 배슬의 온도 유지는 수소화 반응기로부터 배출되는 고온의 NPG 생성물을 일정한 비율로 상기 피드 배슬에 투입(히드록시피브알데히드와 혼합)하여 원할히 달성할 수 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액은 일례로 상기 수소화 반응기에 투입될 때 디스트리뷰터(distributor)에 의해 분산 투입될 수 있고, 이 경우 반응수율, HPA 전환율 및 NPG 선택도가 우수한 효과가 있다.
상기 수소화 반응기 내부의 온도, 즉 반응온도 또는 반응기 입구온도는 일례로 100 내지 250 ℃, 130 내지 200 ℃, 또는 140 내지 195 ℃이다.
상기 수소화 반응기 내부의 압력, 즉 반응압력은 일례로 10 내지 250 bar, 20 내지 120 bar, 또는 25 내지 50 bar이다.
상기 수소화 촉매는 일례로 구리계 촉매일 수 있다.
상기 구리계 촉매는 일례로 CuO/BaO 촉매이고, 이 경우 촉매의 성능이 우수하고 수명이 긴 효과가 있다.
상기 CuO/BaO 촉매는 바람직하게 CuO를 60 내지 99 중량%로 포함하고 BaO를 1 내지 40 중량%로 포함하는 CuO/BaO 촉매이고, 보다 바람직하게는 CuO를 80 내지 95 중량%로 포함하고 BaO를 5 내지 20 중량%로 포함하는 CuO/BaO 촉매이며, 가장 바람직하게는 CuO를 85 내지 90 중량%로 포함하고 BaO를 10 내지 15 중량%로 포함하는 CuO/BaO 촉매이고, 이 범위 내에서 촉매의 성능이 우수하고 수명이 긴 효과가 있다.
상기 CuO/BaO 촉매는 일례로 ICP 분석을 통해 금속 및 금속산화물 함량을 측정할 수 있다.
상기 구리계 촉매는 일례로 규소산화물 또는 알루미늄산화물 지지체를 포함할 수 있고, 이 경우 촉매의 성능 및 물성이 좋고 촉매의 활성이 장시간 유지되는 효과가 있다.
상기 구리계 촉매는 바람직하게 CuO/BaO/SiO 촉매일 수 있다.
상기 CuO/BaO/SiO 촉매는 일례로 (CuO)x(BaO)y(SiO)z(x, y, z는 중량%이고, x:y:z=10~50:0~10:40~90, 10~50:1~10:40~89 또는 29~50:1~10:40~70)인 촉매일 수 있다. 상기 x와 y의 합은 바람직하게는 x, y 및 z의 총합(100 중량%)을 기준으로 20 내지 50 (중량%), 또는 30 내지 50 (중량%)이고, 이 범위 내에서 촉매의 성능이 뛰어나고 수명이 긴 효과가 있다.
상기 수소화 반응기는 일례로 고정층 반응기(fixed bed reactor)이고, 이 경우 촉매와 반응생성물 분리가 용이하며 촉매 교체작업이 용이하고 반응기 크기를 줄일 수 있어 경제적인 공정을 구성하는 효과가 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액는 일례로 피드 배슬(feed vessel)에서 준비되어 수소화 반응기로 공급되는 것이 바람직하고, 이 경우 전체 제조공정이 안정적으로 운전될 수 있고, 작업이 용이한 효과가 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액이 피드 배슬에서 준비된다는 의미는 원료공급배관에서 원료공급 중에 목적하는 조성의 히드록시피브알데히드 용액이 만들어지는 것이 아니라, 피드 배슬에서 목적하는 조성의 히드록시피브알데히드 용액을 만든 다음, 이를 원료공급배관을 통해 수소화 반응기로 공급하는 것을 말한다.
상기 수소화 반응기에서 배출되는 네오펜틸 글리콜 용액은 일례로 끓는점이 NPG 보다 높은 고비점 성분이 6 중량% 이하, 또는 5.5 중량% 이하로 포함될 수 있고, 이 경우 정제 설비가 간단하고, 정제 비용이 적게 드는 효과가 있다. 상기 고비점 성분은 일례로 히드록시피브알데히드 이합체, 즉 HPNE일 수 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액은 일례로 수소화 반응기에 공급되기 전에 수소 가스와 혼합될 수 있고, 이 경우 반응기로 투입되는 기체와 액체 원료의 분산효율을 높일 수 있어 HPA 전환율과 NPG 수율을 증가시키는 효과가 있다.
상기 네오펜틸 글리콜의 제조방법은 일례로 상기 수소화 반응기에서 배출되는 네오펜틸 글리콜 용액의 일부가 수소화 반응기로 재순환될 수 있고, 이 경우 열교환기와 결합하여 수소화 반응에서 발생하는 열을 용이하게 제어하는 효과가 있다.
상기 히드록시피브알데히드 용액은 일례로 수소화 반응기에 투입되기 직전에 가열수단이나 가열장치에 의해 수소화 반응 온도 부근까지 가열될 수 있고, 이 경우 HPA 전환율과 수소화 반응 수율이 우수한 효과가 있다.
상기 가열수단 또는 가열장치는 통상적으로 히드록시피브알데히드 용액의 수소화 반응장치에 적용할 수 있는 가열수단 또는 가열장치인 경우 특별히 제한되지 않는다.
상기 수소화 반응기에 투입되기 직전이라 함은 히드록시피브알데히드 용액과 재순환되는 네오펜틸 글리콜 용액이 만나는 지점부터 수소화 반응기 사이, 또는 원료 공급배관과 재순환 배관의 연결 부위에서 수소화 반응기 사이를 의미할 수 있다.
상기 수소화 반응온도 부근은 일례로 50 내지 200 ℃, 60 내지 180 ℃, 또는 80 내지 145℃일 수 있다.
상기 네오펜틸 글리콜의 제조방법은 일례로 피드 배슬(feed vessel)에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열하지 않는 것일 수 있고, 이 경우 반응원료의 고형화를 방지하면서 반응기로 공급되는 과정에서의 부산물의 생성이 억제되는 효과가 있다.
본 기재의 네오펜틸 글리콜 제조장치는 히드록시피브알데히드 용액이 저장된 피드 배슬(feed vessel); 상기 피드 배슬에서 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 공급하는 원료공급배관; 수소를 상기 수소화 반응기에 공급하는 수소공급배관; 내부에 수소화 촉매가 고정된 수소화 반응기; 수소화 반응기로부터 생성된 네오펜틸 글리콜 생성물을 배출시키는 배출배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 피드 배슬에 공급하는 네오펜틸 글리콜 회수배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 수소화 반응기로 재순환시키는 재순환 배관; 및 상기 원료공급배관을 통해 수소화 반응기로 공급되는 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 투입되기 직전에 가열시키는 가열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수소화 반응기는 일례로 상단 수소공급배관과 연결되는 지점에 디스트리뷰터(distributor)가 설치될 수 있고, 이 경우 반응수율, HPA 전환율 및 NPG 선택도가 개선되는 효과가 있다.
상기 피드 배슬은 일례로 HPA 제조장치와 연결될 수 있다.
하기 도 1은 본 기재의 NPG 제조공정의 일례를 개략적으로 도시한 공정도로, 본 기재에 따른 히드록시피브알데히드 용액(HPA 용액)을 사용하는 경우 별도의 가열(heating)이 필요 없어 에너지가 절약되고, ①~② 구간에서 부산물이 생성되지 않으며, 따라서 부산물, 특히 HPNE와 같은 고비점 부산물에 의한 수소화 촉매의 피독 현상이 방지되고, 결국 반응기 출구 ③에서 생성물인 NPG 함량이 크게 증가함을 확인할 수 있다.
이하, 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
히드록시피브알데히드 12 중량%, 네오펜틸 글리콜 48 중량%, 옥탄올 23.1 중량%, 물 12 중량% 및 고비점 성분 4.5 중량%로 이루어진 히드록시피브알데히드 용액(HPA:NPG=1:4)을 피드 배슬에 조제한 후 피드 배슬 온도를 60 ℃로 유지하면서 원료공급배관을 통해 3.4 g/분의 유속으로 340 ml 용량의 수소화 반응기로 이송시켰다. 이와 동시에 수소를 수소공급배관을 통해 원료공급배관의 히드록시피브알데히드 용액에 투입하여 혼합하였다. 이때 수소화 반응기에 고정된 촉매는 CuO/BaO/SiO(CuO:BaO:SiO 중량비=40:5:55) 촉매였고, 반응기 입구온도와 반응압력은 각각 140 ℃, 40 bar이었다. 24 시간 연속적으로 운전한 후에 상기 수소화 반응기로부터 생성된 네오펜틸 글리콜 생성물을 수소화 반응기 하단에 연결된 배출관으로부터 수득하였고, 이렇게 수득된 네오펜틸 글리콜 생성물의 조성은 가스 크로마토그래피(HP-1, Agilent사, 측정조건: 70℃/3min-10℃/min-280℃/35min ℃)를 이용하여 측정하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 히드록시피브알데히드 20 중량%, 네오펜틸 글리콜 40 중량%, 옥탄올 22.9 중량%, 물 11.9 중량% 및 고비점 성분 5.2 중량%로 이루어진 히드록시피브알데히드 용액(HPA:NPG=1:2)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 히드록시피브알데히드 8 중량%, 네오펜틸 글리콜 52 중량%, 옥탄올 22.9 중량%, 물 15 중량% 및 고비점 성분 5.1 중량%로 이루어진 히드록시피브알데히드 용액(HPA:NPG=1:6.5)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 히드록시피브알데히드 5 중량%, 네오펜틸 글리콜 55 중량%, 옥탄올 23 중량%, 물 12.2 중량%, 고비점 성분 4.8 중량%로 이루어진 히드록시피브알데히드 용액(HPA:NPG = 1:11)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 히드록시피브알데히드 35 중량%, 네오펜틸 글리콜 25 중량%, 옥탄올 23 중량%, 물 12 중량% 및 고비점 성분 5 중량%로 이루어진 히드록시피브알데히드 용액(HPA:NPG = 1:1.4)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 수득한 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기와 같은 가스 크로마토그래피로 분석하여 HPA 전환율 및 NPG 수율을 하기와 같이 계산하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
* 전환율: (1-(생성물중 HPA함량 /원료중 HPA량))*100
* 수율: (생성물중 NPG함량 /(원료중 HPA함량+원료중 NPG함량))*100
* 고비점 성분: NPG 보다 비점이 높은 성분들로 HPNE가 3 내지 3.5 중량% 포함되고, 나머지 성분들은 NPG 보다 비점이 높은 unknown 물질에 해당함
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
HPA
용액
조성
 NPG 48 40 52 55 34.5
HPA 12 20 8 5 25.5
2-EH+H2O 35.1 34.8 34.9 35.2 35
고비점성분 4.9 5.2 5.1 4.8 5
NPG
용액
조성
 NPG 59.8 59.5 59.7 57 56
HPA 0.1 0.04 0.08 0.3 1
2-EH+H2O 35 35 35 35 35
고비점성분 5.1 5.46 5.22 7.7 8
HPA 전환율(%) 99.2 99.8 99.0 94.0 96.1
NPG 수율(%) 99.7 99.2 99.5 95.0 93.3
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 기재의 네오펜틸 글리콜의 제조방법(실시예 1 내지 3)은 HPA 전환율과 NPG 반응수율이 우수하고, 특히 이를 통해 수득한 네오펜틸 글리콜 생성물은 부산물(새로 추가된 고비점 성분)이 거의 없는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. 수소화 촉매를 포함하는 수소화 반응기에 히드록시피브알데히드 용액과 수소를 투입하여 네오펜틸 글리콜을 제조하는 방법에 있어서, 상기 히드록시피브알데히드 용액은 히드록시피브알데히드 6 내지 30 중량%, 네오펜틸 글리콜 35 내지 70 중량%, 알코올 10 내지 30 중량% 및 물 10 내지 30 중량%를 포함하되, 상기 히드록시피브알데히드와 네오펜틸 글리콜의 중량비는 1:2 내지 1:6.5이고, 상기 히드록시피브알데히드 용액은 피드 배슬(feed vessel)에서 준비되어 수소화 반응기로 공급되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 네오펜틸 글리콜은 상기 수소화 반응기에서 배출된 네오펜틸 글리콜의 일부인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 히드록시피브알데히드 용액은 40 내지 100 ℃로 유지되어 수소화 반응기에 공급되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수소화 반응기 내부의 온도는 100 내지 250 ℃인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 수소화 촉매는 구리계 촉매인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 구리계 촉매는 CuO/BaO 촉매인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 구리계 촉매는 지지체로 규소산화물 또는 알루미늄산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 수소화 반응기는 고정층 반응기(fixed bed reactor)인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 수소화 반응기에서 배출되는 네오펜틸 글리콜 용액은 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트(HPNE)가 6.0 중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 히드록시피브알데히드 용액은 수소화 반응기에 공급되기 전에 수소 가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 네오펜틸 글리콜의 제조방법은 상기 수소화 반응기에서 배출되는 네오펜틸 글리콜 용액의 일부가 수소화 반응기로 재순환되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 히드록시피브알데히드 용액은 수소화 반응기에 투입되기 직전에 수소화 반응 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 네오펜틸 글리콜의 제조방법은 피드 배슬(feed vessel)에서 수소화 반응기 입구까지 별도로 가열하지 않는 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조방법.
  17. 히드록시피브알데히드 용액이 저장된 피드 배슬(feed vessel); 상기 피드 배슬에서 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 공급하는 원료공급배관; 수소를 상기 수소화 반응기에 공급하는 수소공급배관; 내부에 수소화 촉매가 고정된 수소화 반응기; 수소화 반응기로부터 생성된 네오펜틸 글리콜 생성물을 배출시키는 배출배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 피드 배슬에 공급하는 네오펜틸 글리콜 회수배관; 상기 배출배관으로부터 일부 네오펜틸 글리콜 생성물을 상기 수소화 반응기로 재순환 시키는 재순환 배관; 및 상기 원료공급배관을 통해 수소화 반응기로 공급되는 히드록시피브알데히드 용액을 수소화 반응기로 투입되기 직전에 가열시키는 가열장치;를 포함하되, 상기 수소화 반응기로 투입되기 직전은 히드록시피브알데히드 용액과 재순환되는 네오펜틸 글리콜 용액이 만나는 지점부터 수소화 반응기 사이, 또는 원료 공급배관과 재순환 배관의 연결 부위에서 수소화 반응기 사이인 것을 특징으로 하는
    네오펜틸 글리콜의 제조장치.
KR1020150129657A 2014-09-25 2015-09-14 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치 Active KR101757053B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580001734.4A CN105658609B (zh) 2014-09-25 2015-09-15 高效的新戊二醇制备方法及用于该方法的装置
JP2016550448A JP6280654B2 (ja) 2014-09-25 2015-09-15 高効率のネオペンチルグリコールの製造方法及びその製造装置
PCT/KR2015/009661 WO2016047957A1 (ko) 2014-09-25 2015-09-15 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치
EP15820424.8A EP3187481B1 (en) 2014-09-25 2015-09-15 Method for preparing neopentyl glycol at high efficiency and apparatus for preparing same
US14/906,155 US9914682B2 (en) 2014-09-25 2015-09-15 Highly efficient neopentyl glycol preparation method and device therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140128324 2014-09-25
KR20140128324 2014-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160036486A KR20160036486A (ko) 2016-04-04
KR101757053B1 true KR101757053B1 (ko) 2017-07-12

Family

ID=55799783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150129657A Active KR101757053B1 (ko) 2014-09-25 2015-09-14 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9914682B2 (ko)
EP (1) EP3187481B1 (ko)
JP (1) JP6280654B2 (ko)
KR (1) KR101757053B1 (ko)
CN (1) CN105658609B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200145072A (ko) 2019-06-20 2020-12-30 주식회사 엘지화학 비정형 구리 실리케이트 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 네오펜틸 글라이콜의 제조방법
KR20220050486A (ko) 2020-10-16 2022-04-25 주식회사 엘지화학 네오펜틸 글리콜의 제조방법
KR20220001848U (ko) 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지화학 네오펜틸 글리콜 고형화 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024538966A (ja) * 2022-09-08 2024-10-28 エルジー・ケム・リミテッド ネオペンチルグリコールの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100366752B1 (ko) * 1994-05-19 2003-05-22 바스프 악티엔게젤샤프트 알코올제조방법
US20110098515A1 (en) 2008-07-02 2011-04-28 Kurt Schalapski Method of producing neopentyl glycol

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855515A (en) * 1987-08-12 1989-08-08 Eastman Kodak Company Process for the production of neopentyl glycol
JP2964621B2 (ja) * 1990-11-06 1999-10-18 三菱瓦斯化学株式会社 ネオペンチルグリコールの製造方法
JPH05117187A (ja) * 1991-04-26 1993-05-14 Aristech Chem Corp ネオペンチルグリコールの製造方法
CN1083413C (zh) * 1996-10-22 2002-04-24 株式会社Lg化学 新戊二醇的连续生产方法
FI108029B (fi) 1997-12-30 2001-11-15 Neste Oy Menetelmä neopentyyliglykolin valmistamiseksi
DE19842369A1 (de) * 1998-09-16 2000-03-23 Oxeno Oelfinchemie Gmbh Verfahren zur Hydrierung von Hydroformylierungsgemischen
US6268539B1 (en) * 1999-10-07 2001-07-31 Nan Ya Plastics Corporation Manufacturing method of neopentyl glycol
KR100676304B1 (ko) 2004-12-24 2007-01-30 주식회사 엘지화학 네오펜틸글리콜의 제조방법
DE102008033163B4 (de) * 2008-07-15 2012-06-14 Oxea Gmbh Verfahren zur Gewinnung von Neopentylglykol durch Spaltung von im Herstellverfahren anfallenden Hochsiedern
JP2013526506A (ja) * 2010-05-12 2013-06-24 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア ネオペンチルグリコールの製造方法
CN102249854B (zh) * 2011-07-06 2014-02-19 上海焦化有限公司 一种制备新戊二醇的二步法加氢工艺
CN102304021B (zh) * 2011-07-06 2014-02-19 上海焦化有限公司 一种制备新戊二醇的方法
DE102012021276A1 (de) * 2012-10-29 2014-04-30 Oxea Gmbh Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Neopentylglykol
DE102012021280A1 (de) * 2012-10-29 2014-04-30 Oxea Gmbh Verfahren zur Herstellung von Neopentylglykol

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100366752B1 (ko) * 1994-05-19 2003-05-22 바스프 악티엔게젤샤프트 알코올제조방법
US20110098515A1 (en) 2008-07-02 2011-04-28 Kurt Schalapski Method of producing neopentyl glycol

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200145072A (ko) 2019-06-20 2020-12-30 주식회사 엘지화학 비정형 구리 실리케이트 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 네오펜틸 글라이콜의 제조방법
KR102786113B1 (ko) 2019-06-20 2025-03-24 주식회사 엘지화학 비정형 구리 실리케이트 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 네오펜틸 글라이콜의 제조방법
KR20220050486A (ko) 2020-10-16 2022-04-25 주식회사 엘지화학 네오펜틸 글리콜의 제조방법
KR20220001848U (ko) 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지화학 네오펜틸 글리콜 고형화 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP3187481A4 (en) 2018-04-25
CN105658609B (zh) 2017-12-15
EP3187481A1 (en) 2017-07-05
US9914682B2 (en) 2018-03-13
JP6280654B2 (ja) 2018-02-14
KR20160036486A (ko) 2016-04-04
EP3187481B1 (en) 2019-03-20
JP2016535089A (ja) 2016-11-10
CN105658609A (zh) 2016-06-08
US20160229772A1 (en) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1948582B1 (en) Process for producing a mixture of acetol, propylene glycol and ethylene glycol from glycerol
KR101219258B1 (ko) 알코올 제조를 위한 수소화 방법 및 그 제조장치
KR101757053B1 (ko) 고효율의 네오펜틸 글리콜의 제조방법 및 이의 제조장치
US8252961B2 (en) Method of producing lower alcohols from glycerol
KR102581790B1 (ko) 2-알킬알칸올의 제조 방법
KR102052084B1 (ko) 네오펜틸 글리콜의 제조방법
KR20190044907A (ko) 트리메틸올프로판의 제조방법
JP2013526506A (ja) ネオペンチルグリコールの製造方法
EP2240429B1 (en) Method of producing lower alcohols from glycerol
KR101752562B1 (ko) 공정효율이 높은 네오펜틸 글리콜 제조장치
CN108017510B (zh) 一种羟基特戊醛的制备方法，及其在新戊二醇制备方面的应用
KR20180100613A (ko) 당으로부터 에틸렌글리콜의 제조를 위한 과정
KR101776404B1 (ko) 네오펜틸 글리콜 제조장치
KR101611659B1 (ko) 액상 알데히드의 액상 수소화 장치 및 이를 이용한 액상 수소화 방법
KR20130132008A (ko) 수소화 촉매의 재생방법
EP3713904B1 (en) Recovery of ethyl hexanol from recycle streams in 2-ethyl hexanol process
KR102680195B1 (ko) 네오펜틸 글리콜의 제조방법
KR101653029B1 (ko) 액상 수소화 방법
KR101648244B1 (ko) 알코올의 제조장치 및 이를 이용한 방법
CN119822919A (zh) 一种混合醛液相加氢制备醇的方法及装置
RU2284313C1 (ru) Способ переработки бутанол-бутилформиатных фракций
CN100450621C (zh) 一种低压甲醇羰基合成醋酸所使用的催化剂体系
KR20120035368A (ko) α,β-불포화 알데히드의 제조방법
CN117945903A (zh) 一种利用草酸二甲酯制备乙醇酸甲酯的方法与系统
JP2006028053A (ja) アルコールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150914

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20161129

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170629

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170705

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170705

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200618

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230627

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250623

Start annual number: 9

End annual number: 9