KR20070103017A - 염화수소의 정제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염화수소를 1,2-디클로로에탄을 함유하는 세정제와 접촉시키는 하나 이상의 단계를 포함하는, 방향족 유기 화합물을 함유하는 염화수소 기체의 정제 방법에 관한 것이다.

Description

염화수소의 정제 방법{METHOD FOR PURIFYING HYDROGEN CHLORIDE}

본 발명은 염화수소의 정제 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 방향족 유기 화합물, 특히 염소화 방향족 화합물을 함유하는 염화수소 기체의 정제 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 염화수소 기체의 정제 장치 및 본 발명에 따른 정제 방법에 의해 수득된 염화수소를 사용하는 에틸렌의 옥시염소화 방법에 관한 것이다.

다수의 공업 화학적 방법에 의하면 부산물로서 염화수소 기체(HCl)가 발생된다. 가장 일반적으로 실행되는 것으로서, 비닐 클로라이드의 제조, 클로로메탄 및 분자가 2개의 탄소 원자를 함유하는 염소화 용매의 제조, 이소시아네이트의 합성 및 불화 탄화수소의 합성을 들 수 있다.

이러한 다량의 HCl의 제조는 이를 다른 방법을 위한 원료로서 재사용하려는 경우에 정제의 문제를 발생시킨다.

따라서, 예를 들어 비닐 클로라이드의 제조와 관련하여, 에틸렌의 염소화 및 옥시염소화, 및 형성된 1,2-디클로로에탄 (DCE)의 열분해에 의한 합성 방법은 이론적으로는 상기 방법이 가역적인 경우에 이에 필요한 HCl의 양을 생성할 것이다. 그러나, 실제로는 외부 공급원으로부터 보충(make-up) HCl을 첨가할 필요가 있다. 합성 동안, 독성 생성물 및 에틸렌 옥시염소화 촉매의 효능에 불리한 유기 화합 물의 형성을 방지하기 위하여, 미리 정제된 보충 HCl을 사용하는 것이 중요하다. 따라서, 문헌 EP-A-774 450은 옥시염소화에 있어서 폴리염소화 디벤조다이옥신(PCDD) 및 폴리염소화 디벤조퓨란(PCDF)의 형성은 시약을 오염시키는 방향족 화합물로 인한 것일 수 있다고 교시한다.

용매를 사용하여 세정(scrubbing)함으로써 HCl을 정제하는 방법은 이미 기재되어 있다. 따라서, 프랑스 특허 제 1 417 388호는 일반적으로 고 비점 유기 화합물을 사용하여 세정함으로써 HCl로부터 유기 및 무기 물질을 제거하는 것을 언급하고 (4 페이지, 좌측 칼럼, 두번째 단락 끝); 제 2 151 107 호로 공개된 프랑스 특허 출원 (2 페이지, 18 ∼ 31 행)은 고 비점 과염소화 탄화수소로 세정함으로써 염화수소로부터 저 비점 불순물을 추출하는 방법을 언급하고 그 단점을 강조한다; 제 02137704 A2 호로 공개된 일본 특허 출원은 펜타클로로에탄 용액으로 세정함으로써 염소화 탄화수소를 함유하는 HCl을 정제하는 것을 기재한다. 상기 모든 정제 방법의 일반적인 결점은 세정에 사용되는 화합물이 되려 HCl을 오염시키고, 이 화합물의 처분은, HCl이 상기 화합물의 액상에 적어도 부분적으로 가용성이라는 사실과 관련된 문제점을 발생시킨다.

문헌 PL-B-162 910에 따르면, HCl은 -25 ∼ -15℃로 냉각된 DCE를 이용한 분무에 의해 흡수기 중 비방향족 유기염소 화합물의 혼합물로부터 분리된다.

문헌 EP-A-0 774 450은 비닐 클로라이드의 제조에 사용가능한 보충 HCl의 몇몇 "외부" 공급원을 언급한다 (3 페이지, 14 ∼ 21 행). 상기 공급원들은 유기 이소시아네이트의 제조에 나타난다. 상기 문헌은 또한 옥시염소화 방법에 사용 될 "외부" HCl로부터 방향족 화합물을 제거하는 몇몇 방법을 기재한다 (3 페이지, 마지막 5 행 ∼ 4 페이지, 17 행). 축합 단계를 포함하는 분별 증류, 적절한 액체 또는 고체에 의한 흡착 또는 흡수, 및 촉매적 수소화 및 산화 반응을 이용하는 상기 방법 모두는 사용되는 장치의 복잡함, 정제할 HCl 중 존재하는 불순물로 채워진, 사용된 흡착제 또는 흡수제를 재생할 필요성, 또는 사용된 고가의 수소화 또는 산화 촉매를 재생할 필요성과 관련된 결점을 갖는다.

문헌 EP-A-0 618 170은 유기 아민과 포스겐을 반응시킴에 의한 유기 이소시아네이트의 제조 동안 생성된 HCl로부터 순수 "시약 등급"의 염산을 수득하는 방법을 개시한다. 이유는 명확하지 않지만, 상기 HCl은 종종 200 ppb 초과의 철 계열의 불순물을 함유한다 (EP-A-0 618 170, 2 페이지, 27 ∼ 37 행). 철은 올레핀에 대한 HCl의 첨가 또는 방향족 화합물의 알킬화에 의한 더 비중이 큰 화합물의 형성과 같은 부반응을 촉진할 수 있다. 이러한 불순물을 제거하기 위하여 상기 문헌에 제안된 복잡하고 고가의 해결책은 상기 HCl을 염산으로 전환시킨 후, 상기 염산을 음이온 교환 수지와 접촉시키는 것이다.

문헌 US-A-2004/0163411은 이소시아네이트의 제조시 생성된 HCl에 더 구체적으로 적용가능한 정제 방법을 기재한다. 상기 HCl은 이소시아네이트 합성 매질 중 존재하는, 클로로- 및 디클로로벤젠과 같은 염소화 방향족 화합물로 오염된다. 예를 들어, 비닐 클로라이드의 제조 동안 에틸렌을 DCE로 촉매적 옥시염소화시키는 단계에서 사용된 HCl 중 이러한 화합물, 및 이의 전환 산물의 존재는 촉매층이 유동층인지 고정층인지와 관계없이, 특히 촉매를 불활성화시킴으로써 상기 옥시 염소화 단계의 진행을 방해한다. 고정층은 또한 큰 압력 강하를 야기하는 열화 또는 탄화 생성물의 축적에 민감하다. 이를 해결하기 위하여, 제조 중간에 촉매량의 전부 또는 일부를 교체할 필요성이 있다. HCl로부터 염소화 방향족 화합물을 제거하기 위하여 문헌 US-A-2004/0163411에 제안된 해결책은 더 저온의 응축상을 제 2 단계로부터 제 1 단계로 재순환시키는 2 단계의 응축이다. 이는 높은 에너지 소비를 필요로 하는 고가의 냉동 장치를 포함하는 복잡한 장치를 수반한다. 더욱이, 상기 제거의 효율은 응축시 도달된 온도에서, 제거될 방향족 화합물의 증기압에 의해 제한된다.

본 발명의 목적은 이러한 결점을 갖지 않는, 염화수소의 정제 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 주요하게는 염화수소를 1,2-디클로로에탄을 함유하는 세정제(scrubbing agent)와 접촉시키는 하나 이상의 단계를 포함하는, 방향족 유기 화합물을 함유하는 염화수소 기체의 정제 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서, "1,2-디클로로에탄을 함유하는 세정제" 또는 간단히 "세정제"는 1,2-디클로로에탄 (DCE)이 액체 상태로 존재하는 조성물을 말한다.

본 발명에 따른 방법은 일반적으로 방향족 유기 화합물의 존재를 수반하는 합성에 의해 제조된 HCl을 정제하는 것에 적용한다. 그 출처로 인하여, 상기 HCl은, 불순물로서, 세정제에 적어도 부분적으로 가용성이거나 그 내부에 혼화성인 화합물인, 표준 비점이 일반적으로 100℃ 초과인 하나 이상의 방향족 유기 화합물을 함유한다. 바람직하게는, 정제될 HCl은, 보통은 방향족 아민이고 바람직하게는 방향족 디아민인 유기 아민과 포스겐을 반응시킴에 의한 유기 이소시아네이트 제조의 부산물이다. 상기 특정 경우에, 불순물은 종종 상기 제조에 용매로서 사용되는 클로로방향족 화합물, 전형적으로는 클로로벤젠 및 디클로로벤젠이다.

본 발명에 따라 사용가능한 세정제는 액체 상태의 DCE를 함유한다. 상기 세정제 중, 정제될 HCl 중 존재하는 불순물(들)을 용해하거나 그것(그것들)과 액체 혼합물을 형성할 수 있는 기타 화합물의 존재는 본 발명의 틀에서 전혀 제외되는 것이 아니다. 그러나, 세정제가 50 부피% 이상, 더 특히는 80 부피% 이상의 DCE를 함유하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 방식에서, 더 정확하게는 정제될 HCl이 에틸렌을 DCE로 촉매적 옥시염소화시키는 데 있어서 재사용하기 위한 것인 경우에, 세정제는 실질적으로 액체 상태의 DCE로 이루어진다. 이러한 경우, 본 발명의 방법의 본질적 이점은 DCE가 상기 옥시염소화 동안 형성되는 주요 화합물이므로, 이러한 DCE의 존재가 전혀 방해가 되지 않는다는 사실에 있다.

상기 서술한 바와 같이, HCl이 유기 아민을 포스겐과 반응시킴에 의한 유기 이소시아네이트의 제조의 부산물인 경우, 이는 일반적으로 철 계열의 불순물도 함유한다 (EP-A-0 618 170 참조).

일반적으로, HCl은 금속 불순물을 함유한다. 이러한 금속 불순물은, 특히 철, 니켈 및 크롬을 주재료로 하는 장치의 부식으로 인한 것을 포함한다. 액적의 형태로 또는 증기압에 의해 비말 동반된 유기 화합물, 예컨대 염화암모늄도 역시 존재할 수 있으며, 이는 종종 클로깅(clogging)를 초래하여 공정의 다운스트림 부분을 방해할 수 있다.

예기치 못하게, 본 발명에 따른 정제 방법은 특히 금속 불순물의 제거에 용이하고 효과적이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 정제 방법은 특히 철 계열의 불순물의 제거에 용이하고 효과적이다.

각종 불순물은 유리하게는 액적, 고체 입자 또는 기체 분획의 상태로 HCl 기체 중 존재할 것이다.

본 발명에 따른 방법은 유리하게는 정제될 HCl을 기체 상태로 유지하기에 적절한 임의의 압력에서 수행한다. 상기 압력은 일반적으로는 1 ∼ 20 bar이고, 바람직하게는 5 ∼ 15 bar이며, 더 특히는 약 10 bar이다. 본 방법이 수행되는 온도는, 세정제 중 불순물의 해리 및/또는 흡수를 촉진하기 위하여, 그리고 정제될 HCl 중 불순물로서 존재하는 방향족 유기 화합물의 증기압을 고려하여 당업자가 용이하게 선택할 수 있다. 상기 온도는 일반적으로는 -20 ∼ +50℃이고, 바람직하게는 0 ∼ +35℃이다. 상온 (약 25℃)에 가까운 값이 특히 바람직하다.

각 세정제 및 정제될 HCl의 유량의 비율은 중요하지 않고 매우 다양할 수 있다. 이는 실제로는 오로지 세정제의 재생 비용에 의해서만 제한된다. 일반적으로, 세정제의 유량은 정제될 HCl의 유량에 대하여 0.5 ∼ 50 중량%이고, 바람직하게는 1 ∼ 20%이며, 특히는 2 ∼ 10%이다.

본 발명에 따른 방법은 연속 모드 또는 배치 모드로 수행할 수 있다. 연속 모드가 바람직하다.

본 발명에 따른 방법은 HCl과 세정제를 접촉시키는 하나 이상의 단계를 포함한다. 바람직하게는, 연속 공정의 경우, 이는 그러나 2 단계로 수행되고: 한 단계는 세정제의 순환류 (재순환)를 포함하며, 나머지 단계는 새로운 보충 세정제의 첨가를 포함한다. 이 경우, 새로운 세정제의 유량은 일반적으로 정제될 HCl의 유량의 0.1 ∼ 10 중량%이고, 바람직하게는 0.5 ∼ 5%이며, 특히 약 2.5%이다.

정제되는 HCl로부터 추출된 불순물 및 또한 상기 세정제에 용해되거나 혼합된 상기 HCl의 일부를 함유하는, 세정제를 포함하는 액체 혼합물 또는 용액 (하기 분획 (f)로 불림)은 그 후 임의의 공지된 수단, 예를 들어, 세정, 중화, 침전, 증류, 흡수, 탈기(stripping) 등에 의해 적어도 부분적으로 처리하여 그로부터 HCl을 분리한다.

분획 (f)의 전부 또는 적어도 일부에 탈기 공정을 실시하여, 불순물을 함유하는 세정제로부터 HCl을 분리하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 분획 (f)의 단지 일부를 탈기한다. 이러한 목적을 위하여, 분획 (f)는 유리하게는 액체 분획 (f1) 및 액체 분획 (f2)로 분리한다. 상기 분리는 액체 스트림을 둘로 분리하고, 생성 유량을 조절하는 임의의 공지된 장치, 예컨대 유량 조절 밸브가 장착된 티(tee)를 사용하여 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 정제 방법을 연속 모드로 수행하는 경우, 세정제가 풍부한 분획 (f1)은 HCl과 세정제를 접촉시키는 단계로 재순환시키는 것이 유리하다. 분획 (f2) ("퍼지 스트림"으로도 불림)에는 유리하게는 상기 언급한 탈기 공정을 실시하여, 상기 분획 (f2) 중 존재하는 HCl (이는 세정제와의 접촉 단계로 재순환될 수 있음)을, 불순물을 함유하는 잔류 세정제를 본질적으로 포함하는 퍼지 스트림의 나머지로부터 분리한다.

탈기제가 실질적으로 액체 상태의 DCE로 이루어지는, 상기 언급한 특히 바람직한 경우, 상기 잔류 퍼지 스트림은, 제 1 변형에 의하면, 퍼지 스트림이 첨가될 수 있는 에틸렌 옥시염소화 단계로부터 발생하는 DCE의 세정, 중화 및/또는 침전이 1 이상의 단계로 수행되는 유닛으로 보냄으로써 유리하게 이용될 수 있다. 그 후, DCE는 유리하게는 사용 전에 건조 및 증류시킨다. 제 2 변형에서, 잔류 퍼지 스트림은 먼저 세정, 중화, 침전 및/또는 건조를 수행하지 않고, 이의 사용전에 증류 단계로 직접 보낼 수 있다. 그러나, 제 1 변형이 바람직하다. 수득된 DCE는 임의의 목적에 사용할 수 있으나, 바람직하게는 열분해하여 비닐 클로라이드를 생성한다.

분획 (f)의 분리로부터 발생하는 액체 분획 (f1) 및 (f2)의 각 비율은 매우 다양할 수 있다. 분획 (f2)의 유량은 탈기 공정에 요구되는 에너지 소비를 제한하고, 분획 (f1)으로부터 불순물을 충분히 제거하여 HCl의 적절한 정제를 보장하도록 선택하는 것이 일반적이다. 분획 (f2)의 유량은 일반적으로는 분획 (f)의 유량의 1 ∼ 70 중량%이고, 바람직하게는 10 ∼ 50 중량%이며, 더 특히는 15 ∼ 35 중량%이다.

본 발명에 따른 정제 방법은 매우 효과적이다. 본 방법은 방향족 유기 불순물의 수준을 100 ppm 미만, 바람직하게는 50 ppm 미만으로 감소시키는 역할을 한다. 상기 언급한 클로로방향족 화합물의 경우, 본 발명에 따른 방법을 사용하여 HCl 중 잔류 함량이 10 ppm 이하가 되도록 할 수 있다. 금속 불순물, 특히 상기 언급한 철 계열의 금속 불순물에 있어서, 본 발명에 따른 정제 방법은 그 수준을 5 ppm 미만, 바람직하게는 0.5 ppm 미만으로 감소시키는 역할을 한다. 본 발명에 따른 방법 덕분에, 특히 바람직한 방식에서, HCl 중 금속 불순물, 특히 철의 잔류 함량은 200 ppb를 넘지 않는다.

본 발명에 따른 방법은 방향족 화합물을 옥시염소화하여 PCDD 및 PCDF와 같은 독성 생성물의 형성을 피하는 이점을 갖는다. 또한, 본 방법은 무기 성분의 침전에 의한 클로깅 및 또한 철 계열의 불순물의 도입에 의해 야기되는 옥시염소화에 대한 부반응을 방지하는 이점을 갖는다.

또다른 측면에 따라, 본 발명은 또한 HCl 기체를 정제하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 정제될 HCl과 상기 정의된 세정제가 역류하는 하나 이상의 세정기(scrubber)를 포함하고, 상기 세정기는 서로 포개어져 있는 2개의 구획을 포함한다. 정제된 HCl 기체는 칼럼의 상부에서 빠져 나간다. 칼럼의 기저에서, 세정제, 정제될 HCl로부터 추출된 불순물 (상기 정의된 바와 같음) 및 세정제에 용해되거나 이와 혼합된 상기 HCl의 일부를 포함하는 분획 (f)가 수집된다.

2개의 구획을 포함하는 세정기에서, 제 1 구획에는 유리하게는, 상기 구획의 기저에서 꺼내어져 루프 방식으로 재순환되는, 상기 정의된 분획 (f)의 적어도 일부가 공급된다. 상기 분획 (f)는 유리하게는, 이의 재순환 동안, 상기 목적을 위한 임의의 공지된 수단에 의해 완전히 또는 부분적으로 처리하여 HCl로부터 추출된 불순물을 함유하는 세정제를 분리할 수 있다. 상기 수단은 분획 (f)의 처리와 관련하여 상기 언급한 것일 수 있다. 분획 (f)는 세정기 내에서 적어도 부분적으로 처리하여 그로부터 불순물을 추출한 후, 세정기의 제 1 구획의 상부로 재순환시키는 것이 바람직하다.

2개의 구획을 포함하는 세정기에서, 제 1 구획 상부에 위치한 제 2 구획에는 유리하게는 새로운 세정제가 공급된다.

세정기에는, 기체 상태의 정제될 성분 (HCl) 및 액체 세정제 사이의 교환을 촉진하는 임의의 공지된 유형의 충전 물질이 제공된다. 가장 통상적으로 사용되는 물질에 대한 설명은, 예를 들어 [volume B 3: Unit Operations II of Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth, 완전 개정판, VCH 발행, 1998]의 8 ∼ 20 및 8 ∼ 21 페이지의 단락 3.4, 3.5 및 3.6에 제시되어 있다. 2개의 구획을 포함하는 세정기에서, 라시히 링(Raschig ring) 또는 벌 새들(Berl saddle)로 이루어진 충전 물질이 유리한 것으로 밝혀졌고, 제 1 구획의 경우 그 구획을 통과하는 액체 유속이 종종 높으므로 벌 새들이 특히 바람직하다. 보충 세정제만을 수용하는 제 2 구획에는, 액체 및 기체상의 접촉이 우수하도록 포종단이 제공되는 것이 유리할 수 있다.

본 발명은 마지막으로는 본 발명에 따른 정제 방법에 의해 수득된 염화수소를 사용하여 에틸렌을 1,2-디클로로에탄으로 옥시염소화시키는 방법에 관한 것이다.

옥시염소화 반응은 유리하게는 불활성 지지체 상에 침전된, 구리를 비롯한 활성 원소를 포함하는 촉매의 존재 하에 수행한다. 불활성 지지체는 유리하게는 알루미나, 실리카겔, 혼합된 산화물, 점토 및 천연 유래의 기타 지지체 중에서 선택한다. 알루미나는 바람직한 불활성 지지체의 구성 요소이다.

유리하게는 그 수가 2개 이상이고, 그 중 하나는 구리인 활성 원소를 포함하는 촉매가 바람직하다. 구리 이외의 활성 성분으로서, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토 금속 및 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금으로 이루어진 군 중에서 선택되는 금속을 들 수 있다. 하기 활성 원소를 함유하는 촉매가 특히 유리하다: 구리/마그네슘/칼륨, 구리/마그네슘/나트륨; 구리/마그네슘/리튬, 구리/마그네슘/세슘, 구리/마그네슘/나트륨/리튬, 구리/마그네슘/칼륨/리튬 및 구리/마그네슘/세슘/리튬, 구리/마그네슘/나트륨/칼륨, 구리/마그네슘/나트륨/세슘 및 구리/마그네슘/칼륨/세슘. 참고로 인용하는 특허 출원 EP-A 255 156, EP-A 494 474, EP-A 657 212 및 EP-A 657 213에 기재된 촉매가 가장 특히 바람직하다.

금속 형태에서 계산된 구리 함량은 촉매 ㎏당 유리하게는 30 ∼ 90 ｇ이고, 바람직하게는 40 ∼ 80 ｇ이며, 특히 바람직하게는 50 ∼ 70 ｇ이다.

금속 형태에서 계산된 마그네슘 함량은 촉매 ㎏당 유리하게는 10 ∼ 30 ｇ이고, 바람직하게는 12 ∼ 25 ｇ이며, 특히 바람직하게는 15 ∼ 20 ｇ이다.

금속 형태에서 계산된 알칼리 금속 함량은 촉매 ㎏당 유리하게는 0.1 ∼ 30 ｇ이고, 바람직하게는 0.5 ∼ 20 ｇ이며, 특히 바람직하게는 1 ∼ 15 ｇ이다.

Cu:Mg:알칼리 금속(들)의 원자비는 유리하게는 1:0.1∼2:0.05∼2이고, 바람직하게는 1:0.2∼1.5:0.1∼1.5이며, 특히 바람직하게는 1:0.5∼1:0.15∼1이다.

질소를 사용하여 B.E.T. 방법에 따라 측정한 비표면적이 유리하게는 25 ∼ 300 ㎡/ｇ이고, 바람직하게는 50 ∼ 200 ㎡/ｇ이며, 특히 바람직하게는 75 ∼ 175 ㎡/ｇ인 촉매가 특히 유리하다.

촉매는 고정층 또는 유동층으로 사용할 수 있다. 두번째 옵션이 바람직하다. 옥시염소화 공정은 유리하게는 이러한 반응에 일반적으로 권고되는 조건의 범위에서 이용한다. 온도는 유리하게는 150 ∼ 300℃이고, 바람직하게는 200 ∼ 275℃이며, 가장 바람직하게는 215 ∼ 255℃이다. 압력은 유리하게는 대기압보다 높다. 2 ∼ 10 bar (절대압)의 값이 양호한 결과를 가져온다. 4 ∼ 7 bar (절대압)의 범위가 바람직하다. 상기 압력은 반응기 중 최적의 체류 시간을 얻고, 다양한 공정 속도에서 일정한 통과 속도를 유지시키기 위하여 유용하게 조절할 수 있다. 유용한 체류 시간은 1 ∼ 60초, 바람직하게는 10 ∼ 40초의 범위이다.

이러한 옥시염소화를 위한 산소의 공급원은 공기, 순수 산소 또는 이의 혼합물이고, 순수 산소인 것이 바람직하다. 비전환된 시약의 용이한 재순환을 가능하게 하는 마지막 방법이 바람직하다.

시약은 임의의 공지된 장치에 의해 층으로 도입할 수 있다. 안전의 이유로 산소를 다른 시약과 별개로 도입하는 것이 일반적으로 유리하다. 이는 또한 고려되는 압력 및 온도에서 반응기를 나가거나 이로 재순환되는 기체 혼합물을 가연 한계 이상으로 유지시키는 것을 요구한다. 점화될 연료에 비하여 산소를 매우 적게 함유하는, 소위 농후 혼합물을 유지하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 수소가 >2 부피%, 바람직하게는 >5 부피%로 풍부하게 존재하는 것은, 상기 화합물의 연소성의 범위가 넓은 경우 불리한 것이다.

염화수소 (HCl)/산소의 사용비는 유리하게는 3 ∼ 6 몰/몰이다. 에틸렌/염화수소의 비는 유리하게는 0.4 ∼ 0.6 몰/몰이다.

에틸렌의 옥시염소화에 의해 수득된 DCE는 그 후 비닐 클로라이드로 열분해할 수 있으며, 이어서 폴리비닐 클로라이드로 중합할 수 있다.

본 발명에 따른 정제 방법 및 장치는 본 명세서에 첨부된 도면을 참고로 하여 이제 예시할 것이다. 이 도면은 본 발명의 측면의 실질적 구체예를 도식적으로 보여주는, 본원에 첨부된 도 1로 이루어진다. 상기 구체예에 따르면, HCl 기체는 이소시아네이트 제조 유닛으로부터 분출되며, 이는 250 ppm 비율의 모노클로로벤젠 및 10 ppm 비율의 철로 본질적으로 이루어진 불순물로 오염되어 있다. 세정제는 DCE로 이루어져 있다. 정제된 HCl은 에틸렌 옥시염소화 유닛으로 보내어진다.

정제될 HCl은 라인 (4)를 통해 온도가 25℃이며 압력이 10 bar인 세정기 (1)의 구역 (2)로 도입한다. 새로운 DCE (DCE의 증기압에 의해 정제된 HCl을 통하여 에틸렌 옥시염소화 유닛으로 비말동반되며, 퍼지 시스템 (하기 참고)을 통해 DCE가 제거되므로, 보충용으로 필요함)를, 정제될 HCl의 유량의 약 2.5 중량%에 해당하는 유량으로, 라인 (5)를 통해 세정기 (1)의 구역 (3)으로 도입한다. 세정기 (1)의 구역 (2)는 벌 새들로 채워진다. 세정기 (1)의 구역 (3)에는 포종단이 제공된다. 정제될 HCl로부터 추출된 용해된 불순물을 함유하는 DCE 및 상기 HCl의 일부를 포함하는 액체 분획 (f)은 라인 (6)을 통해 칼럼 (1)의 바닥에서 탭 오프 (tap off)하여, 정제될 HCl의 유량의 약 7 중량%에 해당하는 유량으로, 펌프 (7) 및 라인 (8)을 통해 구역 (2)의 상부에 루프 모드로 재순환시킨다. 모노클로로벤젠 및 철로 오염된 DCE를 정화하는 시스템은, 분획 (f)로부터 분리된 액체 분획 (f2)가 라인 (9)를 통해 제공되는 탈기 및 분리 칼럼 (10)을 포함한다. 분획 (f2)의 유량은 이가 분리된 분획 (f)의 유량의 25 중량%에 해당한다. 탈기 칼럼은 라인 (12)를 통해 용해된 HCl의 대부분을 세정기 (1)에 보낸다. 라인 (11)을 통해 제거된 잔류 퍼지 스트림은 모노클로로벤젠 및 철을 함유하는 DCE를 본질적으로 함유한다. 이의 유량은 정제될 HCl의 유량의 단지 0.2 중량%에 해당하며, 이는 옥시염소화 반응기 바로 뒤에 있는 세정, 중화 및/또는 침전 시스템에 의해, 옥시염소화 반응기 내에서 합성된 DCE와 동시에 용이하게 처리할 수 있다. 그 후, DCE는 사용 전에 건조 및 증류한다. 정제된 HCl은 라인 (13)을 통해 칼럼 (1)을 떠나 에틸렌 옥시염소화 유닛으로 전달된다.

상기 장치 덕분에, 라인 (13)을 통해 칼럼 (1)을 떠나는 액체 분획에서 HCl중 모노클로로벤젠의 함량은 250 ppm에서 10 ppm 미만으로 감소된다. 무기 오염물도 감소된다: 기체상의 철 함량은 10 ppm에서 20 ppb 미만으로 떨어진다. 이러한 조작은, 고체 입자, 액적 또는 기체 분획의 형태 중 어느 것인 지에 관계없이, 클로로벤젠을 HCl로부터 효과적으로 정제하고, 그로부터 철을 제거하는 역할을 한다. 이에 따라 에틸렌 옥시염소화 단계에 아무런 문제 없이 사용가능한 생성물을 수득한다.

Claims (11)

1. 염화수소를 1,2-디클로로에탄을 함유하는 세정제(scrubbing agent)와 접촉시키는 하나 이상의 단계를 포함하는, 방향족 유기 화합물을 함유하는 염화수소 기체의 정제 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 염화수소가 포스겐을 유기 아민과 반응시킴에 의한 유기 이소시아네이트의 제조의 부산물인 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 방향족 유기 화합물이 클로로방향족 화합물인 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 염화수소가 금속 불순물도 함유하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 세정제가 액체 상태의 1,2-디클로로에탄으로 실질적으로 이루어진 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 세정제와의 접촉 단계가 -20 ∼ +50℃의 온도에서 수행되는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 세정제와의 접촉 단계가 1 ∼ 20 bar의 압력에서 수행되 는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 세정제의 유량이 정제될 HCl의 유량의 0.5 ∼ 50 중량%인 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 염화수소가 에틸렌 옥시염소화 반응에 사용하기 위한 것인 방법.
10. 정제될 염화수소 및 1,2-디클로로에탄을 함유하는 세정제가 역류하는 하나 이상의 세정기(scrubber) (서로 포개어진 2개의 구획을 포함함)를 포함하는 염화수소 기체의 정제 장치.
11. 제 1 항에 따른 방법에 의해 수득된 염화수소를 사용하여 에틸렌을 1,2-디클로로에탄으로 옥시염소화시키는 방법.

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