KR20160143620A - Method for hydrogenation of phthalate compound - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 수소화 방법에 따르면, 프탈레이트계 화합물의 수소화 반응 공정시 촉매 활성이 상이한 구역을 구분하여 운전함으로써 전체적인 촉매 수명을 상승시킬 수 있다. 따라서, 공정의 유지 및 보수 비용이 저감되고, 공정의 안정성이 향상되어 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a process for the hydrogenation of phthalate compounds. According to the hydrogenation method of the present invention, the entire catalyst life can be increased by separately operating the zones having different catalytic activities during the hydrogenation reaction of the phthalate compound. Therefore, the cost of maintenance and repair of the process is reduced, the stability of the process is improved, and the productivity can be improved.
Description
본 발명은 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 촉매 활성 저하 정도에 따라 반응기를 다단계로 구분하여 운전함으로써 전체적인 촉매의 수명을 향상시킬 수 있는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the hydrogenation of phthalate compounds. More particularly, the present invention relates to a method for hydrogenating a phthalate compound, which can improve the lifetime of the catalyst as a whole by dividing the reactor into multiple stages according to the degree of catalyst deactivation.
프탈레이트(phthalate)계 화합물은 플라스틱, 특히 폴리염화비닐(PVC)의 가소제로 널리 사용되는 물질이다. 예를 들면 전기전자제품, 의약품, 페인트 안료, 윤활제, 바인더, 계면활성제, 접착제, 타일, 식품용기, 포장재 등 실로 그 사용 용도가 매우 다양하다. Phthalate-based compounds are widely used as plastics, especially as plasticizers for polyvinyl chloride (PVC). For example, electric and electronic products, medicines, paint pigments, lubricants, binders, surfactants, adhesives, tiles, food containers, packaging materials and the like.
그러나 몇몇 프탈레이트계 화합물이 환경오염 및 인간의 내분비계 장애 문제를 초래할 수 있는 물질로 알려지면서 그 사용을 줄이기 위한 노력이 유럽, 미국 등 선진국을 중심으로 사용 규제의 강화가 되고 있다. 특히 프탈레이트계 가소제 중 di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), butyl benzyl phthalate (BBP), di-n-butyl phthalate (DBP)와 같은 일부 제품은 사회적으로 사람의 호르몬 작용을 방해하거나 혼란시키는 내분비계 교란물질(endocrine disrupter)로서 환경 호르몬으로 의심받고 있어 이를 규제하는 움직임이 있다.However, as several phthalate compounds are known to cause environmental pollution and problems with endocrine disruption in humans, efforts to reduce their use have been strengthened in advanced countries such as Europe and the United States. Some products such as di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), butyl benzyl phthalate (BBP) and di-n-butyl phthalate (DBP) among the phthalate plasticizers have socially an endocrine system As endocrine disrupters, environmental hormones are suspected and there is a movement to regulate them.
이에, 종래의 성능을 나타내면서 환경 호르몬 논쟁에서 자유로운 친환경 가소제를 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있는데, 이 중 하나로 프탈레이트계 화합물에 포함되어 있는 벤젠 고리를 수소화한(hydrogenation) 화합물을 이용하는 방안이 있다. Accordingly, efforts have been made to develop environmentally friendly plasticizers that exhibit conventional performance and are free from environmental hormone controversy. One of them is a method of using a hydrogenation compound which is a benzene ring contained in a phthalate compound.
벤젠 고리와 같은 방향족 화합물의 수소화 반응은, 루테늄과 같은 전이 금속을 활성 성분으로 지지체에 포함한 촉매를 이용하는 방법이 알려져 있다. A hydrogenation reaction of an aromatic compound such as a benzene ring is known to use a catalyst containing a transition metal such as ruthenium as an active component in a support.
그러나, 상기 전이 금속의 촉매는 반응이 진행됨에 따라 활성이 급격히 감소되어 수율의 저하를 초래하므로, 촉매 활성의 유지는 상업적 측면에서 매우 중요한 문제가 된다. 촉매 활성의 감소는 촉매에 대한 다양한 물리적 및 화학적 영향, 예를 들어 열적, 기계적 또는 화학적 처리의 결과로서 촉매 활성 부위의 차단 또는 촉매 활성 부위의 손실에 의하여 야기된다. 예를 들어, 촉매 불활성화 또는 노화는 일반적으로 촉매 활성 부위의 소결, 침착물의 결과로서 금속의 손실, 또는 활성 부위의 피독(poisoning)에 의해 야기되며 다양한 메커니즘이 존재한다. 이와 같은 촉매의 활성 감소로 인한 교체 및 재생 공정은 제품 생산 비용으로 이어진다. However, since the catalytic activity of the transition metal is drastically reduced as the reaction progresses, the yield is lowered. Therefore, maintenance of catalytic activity is a very important problem in terms of commercial activity. Reduction of the catalytic activity is caused by various physical and chemical influences on the catalyst, such as blockage of catalytically active sites or loss of catalytically active sites as a result of thermal, mechanical or chemical treatment. For example, catalyst deactivation or aging is generally caused by sintering of the catalytically active sites, loss of metal as a result of deposits, or poisoning of the active sites, and a variety of mechanisms exist. Such replacement and regeneration processes due to reduced activity of the catalyst lead to product production costs.
따라서, 친환경 가소제로 사용 가능한 물질을 상업적인 규모로 생산하기 위하여, 수소화 반응에 사용되는 촉매의 성능을 향상시키고 활성을 유지하여 촉매의 수명(life time)을 증가시키기 위한 방안이 요구되고 있다.Accordingly, in order to produce a substance usable as an environmentally friendly plasticizer on a commercial scale, there is a demand for improving the performance of the catalyst used in the hydrogenation reaction and maintaining the activity thereof, thereby increasing the life time of the catalyst.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 프탈레이트 화합물의 수소화 공정에 있어서 촉매의 수명을 증진하여 비용을 절감하고 운전의 안정성을 확보하기 위한 수소화 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a hydrogenation method for promoting the lifetime of a catalyst in a hydrogenation process of a phthalate compound, thereby reducing costs and securing stability of operation.
이에, 본 발명의 일 구현예에 따르면, Thus, according to one embodiment of the present invention,
수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기에 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 반응시키는 단계; Introducing a phthalate compound and hydrogen into a first-stage reactor filled with a hydrogenation catalyst to react;
상기 제 1 단계 반응기에 연결되며 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기에 상기 제 1 단계 반응기에서 배출되는 반응 생성물을 투입하여 반응시키는 단계; 및Introducing a reaction product discharged from the first-stage reactor into a second-stage reactor connected to the first-stage reactor and filled with a hydrogenation catalyst, and reacting; And
상기 제 1 및 제 2 단계 반응기에 충진된 수소화 촉매의 활성 저하 정도에 따라 상기 제 1 및 제 2 단계 반응기의 수소화 촉매를 각각 독립적으로 교체하는 단계를 포함하는, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법을 제공한다.And independently replacing the hydrogenation catalysts of the first and second stages of the reactor according to the degree of deactivation of the hydrogenation catalyst packed in the first and second stages of the reactor, respectively.
본 발명의 수소화 방법에 따르면, 프탈레이트계 화합물의 수소화 반응 공정시, 촉매 활성이 상이한 구역을 구분하여 운전함으로써 전체적인 촉매 수명을 상승시킬 수 있다. 따라서, 공정의 유지 및 보수 비용이 저감되고, 공정의 안정성이 향상되어 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the hydrogenation process of the present invention, the entire catalytic life can be increased by separately operating the zones having different catalytic activities during the hydrogenation reaction of the phthalate compounds. Therefore, the cost of maintenance and repair of the process is reduced, the stability of the process is improved, and the productivity can be improved.
도 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서, 시간에 따른 촉매 활성의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소화 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소화 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수소화 장치를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a graph showing changes in catalytic activity with time in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. FIG.
2 is a flowchart of a hydrogenation process according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a hydrogenation apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a hydrogenation apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 프탈레이트 화합물의 수소화 방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of hydrogenating a phthalate compound of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 일 구현예에 따른 수소화 방법은, 수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기에 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 반응시키는 단계; 상기 제 1 단계 반응기에 연결되며 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기에 상기 제 1 단계 반응기에서 배출되는 반응 생성물을 투입하여 반응시키는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 단계 반응기에 충진된 수소화 촉매의 활성 저하 정도에 따라 상기 제 1 및 제 2 단계 반응기의 수소화 촉매를 각각 독립적으로 교체하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a hydrogenation method comprising the steps of: charging a first stage reactor filled with a hydrogenation catalyst with a phthalate compound and hydrogen; Introducing a reaction product discharged from the first-stage reactor into a second-stage reactor connected to the first-stage reactor and filled with a hydrogenation catalyst, and reacting; And independently replacing the hydrogenation catalysts of the first and second stages of the reactor according to the degree of deactivation of the hydrogenation catalyst packed in the first and second reactor.
본 발명의 수소화 방법의 반응 대상물은 프탈레이트 화합물이며, 수소화 반응(hydrogenation)에 의해 상기 프탈레이트 화합물의 벤젠 고리에 수소가 첨가되어 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환되는 반응이다.The reaction object of the hydrogenation process of the present invention is a phthalate compound, and hydrogen is added to the benzene ring of the phthalate compound by hydrogenation to convert it into the corresponding cyclohexane dicarboxylate compound.
상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트(phthalate), 테레프탈레이트(terephthalate), 이소프탈레이트(isophthalate) 및 이에 상응하는 카르복실산 화합물(carboxylic acid) 중 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 프탈레이트(DBP; dibutyl phthalate), 디헥실 프탈레이트(DHP; dihexyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(DOP; dioctyl phthalate), 디-n-옥틸 프탈레이트(DnOP; di-n-octyl phthalate), 디이소노닐 프탈레이트(diisononyl phthalate), 또는 디이소데실 프탈레이트(DIDP; diisodecyl phthalate) 등과 같은 프탈레이트계 화합물(di-R1 phthalate, R1은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기); 디부틸 테레프탈레이트(DBTP; dibutyl terephthalate), 디옥틸 테레프탈레이트(DOTP; dioctyl terephthalate), 디이소노닐 테레프탈레이트(DINTP; diisononyl terephthalate), 또는 디이소데실 테레프탈레이트(DIDTP; diisodecyl terephthalate) 등과 같은 테레프탈레이트계 화합물(di-R2 terephthalate, R2는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기; 디부틸 이소프탈레이트(DBIP; dibutyl isophthalalate), 디옥틸 이소프탈레이트(DOIP; dioctyl isophthalate), 디이소노닐 이소프탈레이트(DINIP; diisononyl isophthalate), 또는 디이소데실 이소프탈레이트(DIDIP; diisodecyl isophthalate) 등과 같은 이소프탈레이트계 화합물(di-R3 isophthalate, R3은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기); 등을 들 수 있으며, 이들 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The phthalate compound may be at least one selected from the group consisting of phthalate, terephthalate, isophthalate and the corresponding carboxylic acid. Specific examples of the phthalate compound include dibutyl phthalate (DBP), dihexyl phthalate (DHP), dioctyl phthalate (DOP), di-n-octyl phthalate (DnOP) phthalate compounds (di-R1 phthalate, R1 is a straight chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) such as octyl phthalate, diisononyl phthalate, or diisodecyl phthalate (DIDP); Such as dibutyl terephthalate (DBTP), dioctyl terephthalate (DOTP), diisononyl terephthalate (DINTP), or diisodecyl terephthalate (DIDTP) R2 is a straight chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, dibutyl isophthalalate (DBIP), dioctyl isophthalate (DOIP), diisononyl isophthalate (DINIP isophthalate compounds (di-R3 isophthalate, R3 is a straight or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) such as diisononyl isophthalate or diisodecyl isophthalate (DIDIP) The compounds may be used alone or in combination.
바람직하게는, 디옥틸 테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)일 수 있다.Preferably, it may be dioctyl terephthalate (DOTP).
상기 수소화 촉매는 활성 성분으로써 8족의 전이금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The hydrogenation catalyst may contain a transition metal of Group 8 as an active component and is preferably one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), nickel (Ni), palladium (Pd), rhodium (Rh) Or more.
이러한 수소화 반응에 의해, 상기 프탈레이트 화합물의 방향족 고리가 수소화되어 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환된다.By this hydrogenation reaction, the aromatic ring of the phthalate compound is hydrogenated and converted into the corresponding cyclohexanedicarboxylate compound.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "반응 영역(reaction zone)"은, 물리적으로 독립된 구역을 갖고 있으며, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응이 일어날 수 있는 조건을 만족하는 영역을 의미하며, 장치적 측면에서는 상기 조건을 만족하며 개별적으로 분리 가능한 반응기(reactor)를 의미한다. 또한, 상기 반응 영역을 구분하는 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계 등의 제 n 단계(이때, n은 1 이상의 정수)의 용어는 상기 프탈레이트 화합물의 수소화 반응의 유동 흐름에 따라 차례로 연결되어 있으며, 직렬로 구분될 수 있는 반응 단계를 의미한다. 예를 들어, 제 2 단계 반응 영역은 이전의 제 1 단계 반응 영역과 직렬로 연결되는 반응 영역이며, 제 3 단계 반응 영역은 이전의 제 2 단계 반응 영역과 직렬로 연결되는 반응 영역이다.Throughout the specification of the present invention, the term "reaction zone" means a region having physically independent regions and satisfying the conditions under which the hydrogenation reaction of the phthalate compound can occur, (N is an integer of 1 or more) of the first, second, and third steps of separating the reaction zone, Refers to a reaction step that is sequentially connected in accordance with the flow of hydrogenation reaction of the phthalate compound and can be divided in series. For example, the second-step reaction zone is connected in series with the first- And the third step reaction region is a reaction region connected in series with the previous second step reaction region.
통상의 수소화 방법에 사용되는 반응기는 관형(tube type) 반응기로서 튜브 형태의 반응기 내부에는 고체의 수소화 촉매가 충진되어 있다. 프탈레이트 화합물과 수소를 포함하는 반응 원료는 이러한 반응기 상부로 유입되어 유동 흐름을 형성하며 상기 반응기 내부에 충진된 수소화 촉매 하에 수소화 반응이 진행되며, 반응 생성물은 반응기 하부로 배출되게 된다. The reactor used in the conventional hydrogenation process is a tube type reactor, and a solid hydrogenation catalyst is packed inside a tube type reactor. The reaction raw material containing the phthalate compound and hydrogen flows into the upper portion of the reactor to form a flow flow, and the hydrogenation reaction proceeds under the hydrogenation catalyst packed in the reactor, and the reaction product is discharged to the lower portion of the reactor.
그런데, 이와 같이 반응이 진행됨에 따라, 반응 원료 중 존재하는 불순물에 의해 촉매의 활성이 감소하게 된다. 촉매 활성의 감소는 촉매에 대한 다양한 물리적 및 화학적 영향에 의하며, 예를 들어 열적, 기계적 또는 화학적 처리의 결과로서 촉매 활성 부위의 차단 또는 촉매 활성 부위의 손실에 의하여 야기된다. 또한 반응 초반에는 고농도의 반응 원료에 의해 반응이 급격히 빠르게 진행되어 부분적으로 반응열이 누적되어 핫 스팟(hot spot)을 생성할 수 있다. 이러한 핫 스팟에 의해 소결(sintering)이 발생함에 따라 촉매의 활성 저하가 더욱 가속화하게 된다. 이러한 촉매 활성의 저하는 전체적인 반응성 감소를 유발하며 반응 생성물의 전환율 및 순도가 떨어지게 되는 원인이 된다.However, as the reaction progresses, the activity of the catalyst decreases due to the impurities present in the reaction material. The reduction in catalytic activity is due to the various physical and chemical influences on the catalyst and is caused, for example, by the blockage of catalytically active sites or the loss of catalytically active sites as a result of thermal, mechanical or chemical treatments. Also, in the early stage of the reaction, the reaction proceeds rapidly due to the reaction raw material at a high concentration, and the reaction heat is partially accumulated to generate hot spots. As the sintering occurs by the hot spot, the deactivation of the catalyst is further accelerated. Such a decrease in catalytic activity leads to a decrease in the overall reactivity and causes a decrease in the conversion and purity of the reaction product.
그러나, 본 발명의 수소화 방법에 따르면, 수소화 촉매가 각각 충진된 독립된 반응 영역을 복수 개로 구분하여, 수소화 반응을 다단계로 진행한다. 즉, 제 1 단계 반응 영역에서는 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 반응시키며, 제 2 단계 반응 영역에서는 상기 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 생성물을 투입하여 반응시킨다. 다음의 제 3 단계 반응 영역에서는 상기 제 2 단계 반응 영역에서의 반응 생성물을 투입하여 반응시키는 방식으로, 이전의 반응 영역에서의 반응 생성물을 투입하여 수소화 반응을 다단계로 진행하게 된다. 상기 반응 영역에는 수소화 촉매가 각각 별도로 충진되며, 동일한 종류의 수소화 촉매가 충진될 수 있다. However, according to the hydrogenation method of the present invention, the hydrogenation reaction proceeds in multiple steps by dividing the independent reaction regions filled with the respective hydrogenation catalysts into a plurality of regions. That is, the phthalate compound and hydrogen are added to react in the first-step reaction zone, and the reaction product in the first-step reaction zone is reacted in the second-step reaction zone. In the following third-step reaction zone, the reaction product in the second reaction zone is introduced and reacted, and the reaction product in the previous reaction zone is introduced to progress the hydrogenation reaction in multiple stages. The hydrogenation catalyst may be separately packed in the reaction zone, and hydrogenation catalysts of the same kind may be filled.
앞서 설명한 바와 같이, 수소화 반응의 초반에는 반응 원료가 고농도인 상태로 반응이 진행됨에 따라 반응이 급격히 진행되어 부분적으로 반응열이 누적되는 현상인 핫 스팟이 발생하기 쉽다. 이러한 핫 스팟에 의해 촉매의 활성 저하가 가속화하게 된다. 이러한 촉매 활성의 저하는 전체적인 반응성 감소를 유발하며 반응 생성물의 전환율 및 순도가 떨어지게 되는 원인이 된다. 따라서, 수소화 반응의 진행에 따라 다시 촉매 활성을 일정 수준으로 유지시키기 위해 활성이 저하된 촉매를 교체하거나 재생하는 공정이 필수적으로 요구된다. As described above, in the early stage of the hydrogenation reaction, hot spots are apt to occur, which is a phenomenon in which the reaction proceeds sharply as the reaction progresses in a state where the reaction raw material is in a high concentration and the reaction heat is partially accumulated. This hot spot accelerates the deactivation of the catalyst. Such a decrease in catalytic activity leads to a decrease in the overall reactivity and causes a decrease in the conversion and purity of the reaction product. Therefore, in order to maintain the catalytic activity at a constant level in accordance with the progress of the hydrogenation reaction, it is indispensable to replace or regenerate the catalyst whose activity has decreased.
그러나, 반응 원료는 반응기 내부에서 상부 또는 원료 투입구에서 하부 또는 반응 생성물 배출구 쪽으로 유동 흐름을 형성하며 수소화 반응이 진행되므로, 하나의 반응기 내부에서도 반응기 전면의 촉매는 빨리 노화되지만, 후면의 촉매는 아직 촉매 활성이 남아 있게 된다. 이와 같은 촉매 노화의 속도 차이에도 불구하고, 하나의 반응기에 충진된 촉매는 일체화된 상태로 있어 촉매의 전체 교체 또는 재생이 진행되어야 하므로 이는 교체 비용의 증가 및 생산성 하락으로 이어지게 된다.However, since the reaction raw material forms a flow flow in the upper part of the reactor or the raw material inlet to the lower part or the reaction product outlet side, the hydrogenation reaction proceeds, so that the catalyst on the entire reactor surface is aged quickly in one reactor, Activity remains. Despite the difference in catalyst aging speed, since the catalysts packed in one reactor are in an integrated state, the entire catalyst must be replaced or regenerated, leading to an increase in replacement cost and a decrease in productivity.
그러나, 본 발명의 수소화 방법에 따르면, 반응 영역을 복수 개로 구분하여, 수소화 반응을 다단계로 진행함으로써, 촉매 활성의 저하 정도에 따라 촉매의 교체 주기를 다르게 하여 효율성을 증대시킬 수 있다. 반응 영역은 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 초기 수소화 반응이 이루어지는 제 1 단계 반응 영역과, 이전의 반응 영역에서의 반응 생성물을 투입하여 수소화 반응이 이루어지는 제 2 단계 이후의 반응 영역으로 구분될 수 있다. However, according to the hydrogenation method of the present invention, the hydrogenation reaction is divided into a plurality of reaction zones, and the efficiency of the hydrogenation reaction can be increased by changing the catalyst replacement cycle according to the degree of decrease in catalytic activity. The reaction zone may be divided into a first stage reaction zone in which an initial hydrogenation reaction is performed by charging a phthalate compound and hydrogen, and a second reaction zone in which a hydrogenation reaction is performed by injecting a reaction product in a previous reaction zone.
이처럼 제 1 단계 반응 영역을 그 이후 하부의 반응 영역과 독립적으로 구분하여 수소화 반응을 수행할 경우, 각 단계의 반응 영역에서의 촉매 활성의 저하 정도에 따라 독립적으로 촉매를 교체할 수 있다. 고농도의 반응 원료가 투입되어 하부 방향으로 유동을 형성하며 반응이 진행되는 제 1 단계 반응 영역의 촉매 활성 저하가 이후의 반응 영역에서의 촉매 활성 저하보다 빠르므로, 제 1 단계 반응 영역에서의 활성이 감소되더라도 제 2 단계 이후의 반응 영역의 촉매는 충분히 사용 가능하다. 따라서, 활성이 저하된 제 1 단계 반응 영역의 촉매만 교체하면 되므로, 아직 활성이 충분한 제 2 단계 반응 영역 이후의 촉매까지 교체하는 비효율성을 개선할 수 있다. When the hydrogenation reaction is performed by dividing the first-step reaction zone independently from the subsequent reaction zone, the catalyst can be independently replaced according to the degree of reduction in catalytic activity in the reaction zone in each step. The activity of the first-step reaction zone is lower than that of the first-stage reaction zone because the lowering of the catalytic activity of the first-step reaction zone, in which the reaction is proceeded, The catalyst in the reaction zone after the second step is sufficiently usable. Therefore, it is only necessary to replace the catalyst in the first-step reaction zone in which the activity is decreased. Thus, it is possible to improve the inefficiency of replacing the catalyst after the second-stage reaction zone in which the activity is still sufficient.
따라서, 본 발명의 제조방법에 따르면, 각 반응 영역에 충진된 촉매를 고르게 충분히 사용할 수 있으며 이를 통해 전체적인 촉매 수명을 증진시킬 수 있다. Therefore, according to the production method of the present invention, it is possible to use the catalyst packed in each reaction zone evenly and thereby improve the overall catalyst life.
상기 반응 영역의 개수는 2개 이상으로 특별히 제한되지는 않으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2 개로 구분하여 운행할 수 있다. 즉, 제 1 단계 반응 영역에서 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 반응시킨 다음, 상기 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 생성물을 제 2 단계 반응 영역에 투입하여 반응시키는 2 단계로 수소화 반응을 수행할 수 있다.The number of reaction regions is not particularly limited to two or more, and according to one embodiment of the present invention, the reaction regions can be divided into two. That is, the hydrogenation reaction may be carried out in two steps of charging the phthalate compound and hydrogen in the first-step reaction zone and reacting the reaction product, and then introducing the reaction product in the first- .
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동일한 단계에 속하는 반응 영역도 병렬적으로 복수 개로 구분하여 각각 독립적으로 반응을 수행할 수 있으며, 상기 병렬적으로 구분된 복수 개의 반응 영역은 모두 동시에 운행하거나 번갈아(switch) 운행하는 방식으로 선택적으로 운행할 수도 있다. 이와 같이 각 단계 반응 영역을 복수 개로 구분할 경우, 어느 한 단계 반응 영역에서의 촉매 교체가 필요할 경우에도, 동일한 반응 단계 영역에 속하는 다른 반응 영역에서 연속적으로 운전이 가능한 장점이 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the reaction regions belonging to the same step may be divided into a plurality of groups in parallel, and the reactions may be independently performed, and the plurality of reaction zones divided in parallel may all be operated simultaneously Alternatively, the vehicle can be selectively operated by a switch operation. Thus, when the reaction zones are divided into a plurality of reaction zones, it is possible to continuously operate the reaction zones belonging to the same reaction zone even when the catalyst needs to be replaced in one reaction zone.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소화 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flow chart illustrating a hydrogenation process according to one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저, 원료인 프탈레이트 화합물 및 수소를 제 1 단계 반응 영역에 투입한다(단계 S10).Referring to FIG. 2, first, the raw phthalate compound and hydrogen are introduced into a first-step reaction zone (step S10).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물은 승압 및 승온하여 상기 제 1 단계 반응 영역 내에 투입할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the phthalate compound may be pressurized and heated to be introduced into the first-step reaction zone.
보다 구체적으로, 상기 프탈레이트 화합물을 승압 및 승온하는 단계는 동시에 또는 순서대로 수행될 수 있으며, 한번에 또는 복수의 단계로 여러 번에 걸쳐 승압 및 승온함으로써 원하는 압력과 온도에 도달할 수도 있다. 예를 들어, 먼저 프탈레이트 화합물의 압력을 높이고, 승압된 프탈레이트 화합물을 승온시켜 적절한 점도를 갖는 액상 상태로 상기 제 1 단계 반응 영역에 유입할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물의 점도는 상기 제 1 단계 반응 영역으로 유입될 때의 압력 및 온도 조건 범위에서 약 0.5 내지 약 20.0 cps일 수 있다. 상기 프탈레이트 화합물의 점도가 상기 범위 내에 있을 때, 반응 영역 내에서 적절한 흐름성 및 반응성을 나타낼 수 있다. 또한 상기 프탈레이트 화합물은 필요에 따라 적절한 유기 용매에 용해된 상태로 투입될 수 있다. More specifically, the step of raising and raising the phthalate compound may be carried out simultaneously or sequentially, and the desired pressure and temperature may be reached by increasing the pressure and increasing the temperature several times in one or more steps. For example, the pressure of the phthalate compound may be increased first, and the pressure of the phthalate compound may be elevated to flow into the first-step reaction region in a liquid state having an appropriate viscosity. According to one embodiment of the present invention, the viscosity of the phthalate compound may range from about 0.5 to about 20.0 cps in the range of pressure and temperature conditions when entering the first-step reaction zone. When the viscosity of the phthalate compound is within the above range, it can exhibit proper flowability and reactivity in the reaction zone. The phthalate compound may be added in an appropriate organic solvent in a dissolved state.
상기 제 1 단계 반응 영역 내로 유입되기 위해 승압하는 목표 압력은 약 50 내지 약 500 bar, 바람직하게는 약 100 내지 약 300 bar일 수 있다. 압력이 50 bar 미만이면 반응성이 떨어지게 되어 원하는 수준의 전환율을 얻기 어려우며, 500 bar를 초과하여 너무 높을 경우 반응기 제작이 어렵거나, 제작 비용이 크게 증가할 수 있다. The target pressure to be boosted to enter the first stage reaction zone may be from about 50 to about 500 bar, preferably from about 100 to about 300 bar. If the pressure is less than 50 bar, the reactivity is lowered, and it is difficult to obtain a desired level of conversion. If the pressure is excessively higher than 500 bar, the reactor may be difficult to manufacture or the manufacturing cost may be greatly increased.
또한, 상기 제 1 단계 반응 영역 내로 유입되기 위해 승온하는 목표 온도는 약 50 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 300℃의 범위일 수 있다. 온도가 50℃ 미만이면, 낮은 온도로 인해 촉매가 미활성화 되고, 혼합물의 점도가 높아 반응기 내 흐름이 나빠지고, 액상 상태에 있는 프탈레이트 화합물에 대한 수소의 침투성이 낮아져서 반응이 제대로 일어나지 않게 되며, 온도가 500℃를 초과하여 너무 높을 경우 반응물의 분해가 많이 발생하고, 반응기 제작에 어려움이 있으며, 급격한 반응으로 제열 등이 어려워질 수 있다. In addition, the target temperature for raising the temperature to be introduced into the first-stage reaction zone may be in the range of about 50 to about 500 캜, preferably about 100 to about 300 캜. If the temperature is less than 50 캜, the catalyst is inactivated due to the low temperature, the flow of the mixture in the reactor becomes poor due to the high viscosity of the mixture, the hydrogen permeability to the phthalate compound in the liquid phase is lowered, Is excessively higher than 500 ° C, decomposition of the reaction product occurs to a large extent, which makes it difficult to produce a reactor, and rapid reaction may lead to difficulty in heat removal.
상술한 과정에 의해 승압 및 승온된 프탈레이트 화합물은 수소화 촉매가 충진된 상기 제 1 단계 반응 영역 내로 유입된다. The phthalate compound which has been raised and raised by the above-mentioned process is introduced into the first-step reaction region filled with the hydrogenation catalyst.
또한, 별도의 공급 라인을 통해 기체 상태의 수소(H2)가 반응 영역 내로 유입되어 수소화 반응이 수행된다. 이때, 수소의 압력 및 온도 조건은 상기 프탈레이트 화합물의 온도 및 압력 조건과 동일하게, 약 50 내지 약 500 bar, 바람직하게는 약 100 내지 약 300 bar의 압력 및 약 50 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 300℃의 범위가 되도록 조절할 수 있다.In addition, hydrogen (H 2 ) in gaseous state flows into the reaction region through a separate feed line, and the hydrogenation reaction is performed. At this time, the pressure and temperature conditions of hydrogen are the same as the temperature and pressure conditions of the phthalate compound, at a pressure of about 50 to about 500 bar, preferably about 100 to about 300 bar, and a pressure of about 50 to about 500 deg. Lt; RTI ID = 0.0 > 300 C < / RTI >
다음에, 상기 프탈레이트 화합물 및 수소가 투입된 제 1 단계 반응 영역에서 수소화 촉매의 존재 하에, 상기 프탈레이트 화합물의 수소화 반응을 수행한다(단계 S20).Next, hydrogenation of the phthalate compound is carried out in the presence of a hydrogenation catalyst in a first-step reaction zone where the phthalate compound and hydrogen are introduced (step S20).
상기 제 1 단계 반응 영역에서의 온도 및 압력 조건은 약 50 내지 약 500 bar, 바람직하게는 약 100 내지 약 300 bar의 압력 및 약 50 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 300℃의 온도 범위가 되도록 조절할 수 있다.The temperature and pressure conditions in the first stage reaction zone are selected from a temperature of from about 50 to about 500 bar, preferably from about 100 to about 300 bar and a temperature of from about 50 to about 500 캜, preferably from about 100 to about 300 캜 Range. ≪ / RTI >
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 단계 반응 영역을 제 1-1 단계 반응 영역, 제 1-2 단계 반응 영역과 같이, 복수 개로 병렬로 구분하여 프탈레이트 화합물과 수소를 각각 독립적으로 투입 및 반응시킬 수 있다. 상기 복수 개의 상기 제 1 단계 반응 영역은 모두 동시에 운행하거나 번갈아 운행하는 방식으로 선택적으로 운행할 수도 있다. 이와 같이 제 1 단계 반응 영역을 복수 개로 구분할 경우, 제 1 단계 반응 영역에서의 촉매 교체가 필요할 경우에도 다른 예비의 제 1 단계 반응 영역에서 연속적으로 운전이 가능한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, the first-step reaction region is divided into a plurality of parallel regions, such as the first-step reaction region and the first-second-step reaction region, . The plurality of first-step reaction zones may be operated simultaneously or alternately in a manner of alternately operating. When the first-stage reaction zone is divided into a plurality of zones, it is advantageous to continuously operate in the first zone of the first-stage reaction zone even when catalyst replacement is required in the first-stage reaction zone.
본 발명의 수소화 공정은 액체 상 또는 기체 상에서 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물은 액체 상태로, 수소는 기체 상태로 수소화 반응이 진행될 수 있다. The hydrogenation process of the present invention can be carried out in a liquid phase or a gas phase. According to an embodiment of the present invention, the phthalate compound may be in a liquid state, and hydrogen may be hydrogenated in a gaseous state.
상기 프탈레이트 화합물은 수소화 촉매의 존재 하에, 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환된다.The phthalate compound is converted into the corresponding cyclohexanedicarboxylate compound in the presence of a hydrogenation catalyst.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 단계 반응 영역에서는 초기에 투입되는 프탈레이트 화합물의 반응 전환율이 약 40% 내지 약 95%, 바람직하게는 약 60% 내지 약 90%에 도달할 때까지 수소화 반응을 수행할 수 있다. 상기와 같이 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 전환율을 조절함으로써, 최종적인 수소화 전환율 및 촉매 활성의 효율성을 보다 높일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the first-step reaction region, hydrogenation is carried out until the reaction conversion rate of the initially introduced phthalate compound reaches about 40% to about 95%, preferably about 60% to about 90% Reaction can be carried out. As described above, by controlling the reaction conversion ratio in the first-step reaction region, the final hydrogenation conversion and the catalytic activity efficiency can be further enhanced.
본 발명의 명세서 전체에서, "반응 전환율"이란 하기 식 1과 같이 해당 반응기 또는 반응 영역에 투입되는 프탈레이트 화합물의 몰수에 대하여, 수소화 반응에 의해 생성되는 프탈레이트 수소화 화합물의 몰수의 비율(백분율)을 의미한다.Throughout the specification of the present invention, the term "reaction conversion ratio" means the ratio (percentage) of the number of moles of the phthalate hydrogenated compound produced by the hydrogenation reaction to the number of moles of the phthalate compound charged into the reactor or reaction zone, do.
[식 1][Formula 1]
다음에, 상기 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 생성물이 연속하여 제 2 단계 반응 영역으로 투입된다(단계 S30). Next, the reaction products in the first-step reaction zone are continuously introduced into the second-step reaction zone (step S30).
상기 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 생성물은 프탈레이트 화합물의 수소화 화합물뿐 아니라, 미반응된 원료 상태의 프탈레이트 화합물 및 수소를 포함한다. The reaction products in the first-step reaction zone include not only hydrogenated compounds of phthalate compounds but also phthalate compounds in an unreacted raw material and hydrogen.
상기 제 1 단계 반응 영역에서의 반응 생성물이 투입된 제 2 단계 반응 영역에서는 수소화 촉매의 존재 하에, 상기 반응 생성물에 포함된 미반응 원료에 대해 수소화 반응이 진행된다(단계 S40).In the second-step reaction zone in which the reaction product is introduced in the first-step reaction zone, the hydrogenation reaction proceeds on the unreacted raw material contained in the reaction product in the presence of the hydrogenation catalyst (Step S40).
상기 반응 생성물에 포함된 미반응된 프탈레이트 화합물은 상기 제 2 단계 반응 영역에서의 반응에 의해 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환된다. 상기 제 2 단계 반응 영역에는 상기 제 1 단계 반응 영역과는 별도로 수소화 촉매가 충진되어 있으므로, 상기 미반응된 프탈레이트 화합물에 대해 여전히 높은 전환율로 수소화 반응이 진행될 수 있다. The unreacted phthalate compound contained in the reaction product is converted to the corresponding cyclohexanedicarboxylate compound by reaction in the second-step reaction zone. Since the hydrogenation catalyst is packed in the second-step reaction region separately from the first-step reaction region, the hydrogenation reaction can still proceed at a high conversion rate to the unreacted phthalate compound.
상기 제 2 단계 반응 영역에서의 온도 및 압력 조건은 제 1 단계 반응 영역에서와 동일하게 약 50 내지 약 500 bar, 바람직하게는 약 100 내지 약 300 bar의 압력 및 약 50 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 300℃의 온도 범위가 되도록 조절할 수 있다.The temperature and pressure conditions in the second-stage reaction zone are the same as in the first-stage reaction zone, at a pressure of about 50 to about 500 bar, preferably about 100 to about 300 bar, and about 50 to about 500 ° C, Lt; RTI ID = 0.0 > 300 C < / RTI >
도 2의 흐름도에는 제 2 단계 반응 영역까지만 도시하였지만, 필요에 따라 상기 제 2 단계 반응 영역 이후에도, 제 3 단계 반응 영역, 제 4 단계 반응 영역 등을 연속하여 설치할 수 있다. 추가되는 이후의 반응 영역에도 각각 수소화 촉매가 별도로 충진되게 되며, 이전 단계의 반응 생성물이 전달되어 미반응 프탈레이트 화합물에 대해 수소화 반응이 진행된다. Although only the second-step reaction region is shown in the flow chart of FIG. 2, the third-step reaction region, the fourth-step reaction region, and the like may be continuously provided after the second-step reaction region, if necessary. The hydrogenation catalyst is separately charged into the reaction zone after the addition, and the reaction product of the previous step is transferred to proceed the hydrogenation reaction to the unreacted phthalate compound.
수소화 반응이 모두 종료된 후, 반응 생성물로부터 액상의 수소화 반응 생성물과, 미반응된 기상의 원료를 분리 및 정제한다(단계 S50). 상기 분리된 기상의 원료는 수소화 공정으로 재순환할 수 있다. 회수된 수소화 반응 생성물은 감압 및 냉각 과정을 거쳐 최종적으로 분리할 수 있다.After the hydrogenation is completed, the liquid hydrogenation product and the unreacted gaseous raw material are separated and purified from the reaction product (step S50). The separated gaseous feed can be recycled to the hydrogenation process. The recovered hydrogenation product can be finally separated by decompression and cooling.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 프탈레이트 화합물 공급부; 수소 공급부; 상기 프탈레이트 화합물 공급부 및 상기 수소 공급부에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기; 및 상기 제 1 단계 반응기에 연결되며, 수소화 촉매가 각각 충진된 독립된 하나 이상의 반응기를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 장치를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a phthalate compound supply unit; A hydrogen supply unit; A first stage reactor connected to the phthalate compound supply unit and the hydrogen supply unit and filled with a hydrogenation catalyst; And a hydrogenation unit for the phthalate compound, which is connected to the first-stage reactor and includes at least one independent reactor packed with hydrogenation catalysts.
본 발명의 수소화 장치에 사용되는 반응기는 관형(tube type) 반응기로서 튜브 형태의 반응기 내부에는 고체의 수소화 촉매가 충진되어 있다.The reactor used in the hydrogenation apparatus of the present invention is a tube type reactor, and a solid hydrogenation catalyst is packed inside a reactor in the form of a tube.
본 발명의 수소화 장치는, 수소화 촉매가 각각 충진된 독립된 반응기를 복수 개로 구분하여 각 반응기에서 수소화 반응을 다단계로 진행한다. 즉, 제 1 단계 반응기에서는 상기 프탈레이트 화합물 공급부 및 수소 공급부로부터 프탈레이트 화합물과 수소를 투입하여 반응시킨다. 제 2 단계 반응기는 상기 제 1 단계 반응기와 연결되며, 상기 제 1 단계 반응기에서 배출되는 반응 생성물을 투입하여 반응시킨다. 다음의 제 3 단계 반응기는 제 2 단계 반응기와 연결되며, 상기 제 2 단계 반응기에서의 반응 생성물을 투입하여 반응시키는 방식으로, 이전의 반응기에서의 반응 생성물을 투입하여 수소화 반응을 다단계로 진행하게 된다. 상기 반응기들에는 수소화 촉매가 각각 별도로 충진되며, 동일한 종류의 수소화 촉매가 충진될 수 있다.In the hydrogenation apparatus of the present invention, a plurality of independent reactors filled with hydrogenation catalysts are divided into a plurality of stages, and the hydrogenation reaction proceeds in multiple stages in each reactor. That is, in the first-stage reactor, the phthalate compound and hydrogen are introduced from the phthalate compound supply unit and the hydrogen supply unit to react. The second stage reactor is connected to the first stage reactor and reacts with the reaction product discharged from the first stage reactor. The following third-stage reactor is connected to the second-stage reactor, and the reaction product in the second-stage reactor is charged and reacted, so that the reaction product in the previous reactor is charged to proceed the hydrogenation reaction in multiple stages . The hydrogenation catalysts are separately packed in the reactors, and hydrogenation catalysts of the same kind can be filled.
상기 수소화 촉매는 활성 성분으로써 8족의 전이금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The hydrogenation catalyst may contain a transition metal of Group 8 as an active component and is preferably one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), nickel (Ni), palladium (Pd), rhodium (Rh) Or more.
이와 같이, 본 발명의 수소화 장치에 따르면, 반응기를 다단계로 구비하여, 수소화 반응을 단계적으로 진행함으로써, 촉매 활성의 저하 정도에 따라 촉매의 교체 주기를 다르게 하여 효율성을 증대시킬 수 있다. As described above, according to the hydrogenation apparatus of the present invention, since the reactor is provided in a multistage manner and the hydrogenation reaction proceeds stepwise, the efficiency of the catalyst can be increased by changing the catalyst replacement cycle according to the degree of decrease in catalytic activity.
예를 들어, 촉매 활성의 저하가 집중되는 상부 구역을 구분하여 제 1 단계 반응기를 그 이후 하부의 반응기와 구분하여, 각 단계의 반응기에서 독립적으로 촉매를 교체할 수 있게 한다. 고농도의 반응 원료가 투입되어 하부 방향으로 유동을 형성하며 반응이 진행되는 제 1 단계 반응기는, 촉매 활성 저하가 이후의 반응기에서의 촉매 활성 저하보다 빠르므로, 제 1 단계 반응기에서의 활성이 감소되더라도 제 2 단계 이후의 반응기의 촉매는 충분히 사용 가능하다. 따라서, 활성이 저하된 제 1 단계 반응기의 촉매만 교체하면 되므로, 아직 활성이 충분한 제 2 단계 반응기 이후의 촉매까지 교체하는 비효율성을 개선하였다. For example, the upper zone in which the catalyst activity is lowered is divided to separate the first stage reactor from the lower reactor, so that the catalyst can be independently replaced in each reactor. Since the first-stage reactor in which the reaction material is injected at a high concentration to form a flow in the downward direction and the reaction proceeds is faster than the catalyst activity drop in the subsequent reactor, the activity in the first- The catalyst in the reactor after the second stage is fully usable. Therefore, only the catalyst of the first-stage reactor with reduced activity can be replaced, thereby improving the inefficiency of replacing the catalyst after the second-stage reactor with sufficient activity.
본 발명을 통해 반응기에 충진된 촉매를 고르게 충분히 사용할 수 있으며 이를 통해 전체적인 촉매 수명을 증진시킬 수 있다.Through the present invention, the catalyst packed in the reactor can be used satisfactorily and thereby the overall catalyst life can be improved.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수소화 장치는 상기 프탈레이트 화합물 공급부 및 상기 수소 공급부에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기, 및 상기 제 1 단계 반응기에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기를 포함하는 2 단의 반응기를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hydrogenation apparatus further comprises a first stage reactor connected to the phthalate compound supply unit and the hydrogen supply unit, the first stage reactor being filled with a hydrogenation catalyst, and the second stage reactor connected to the first stage reactor, Stage reactor including a second-stage reactor.
상기 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 단계 반응기에서의 프탈레이트 화합물의 반응 전환율은 약 40% 내지 약 95%, 바람직하게는 약 60% 내지 약 90%의 전환율을 가질 수 있다. 상기 제 1 단계 반응기에서의 반응 전환율을 상기 범위로 조절함으로써, 반응기 전체 촉매의 수명 증진 효과를 나타낼 수 있다. As described in the method for hydrogenating the phthalate compound, the conversion rate of the phthalate compound in the first-step reactor may have a conversion of about 40% to about 95%, preferably about 60% to about 90%. By controlling the reaction conversion ratio in the first-stage reactor to the above range, the lifetime of the entire catalyst can be improved.
또한, 상기 제 1 단계 반응기도 병렬적으로 복수 개로 구비하여 병렬적으로 구분된 각각의 제 1 단계 반응기에 프탈레이트 화합물 공급부와 수소 공급부가 각각 독립적으로 연결될 수 있다. 상기 병렬적으로 구분된 복수 개의 제 1 단계 반응기는 모두 동시에 운행하거나 번갈아 스위치(switch)하여 운행하는 방식으로 선택적으로 운행할 수도 있다. 이와 같이 제 1 단계 반응기를 복수 개로 구분할 경우, 어느 하나의 제 1 단계 반응기의 촉매 교체가 필요할 경우에도 다른 제 1 단계 반응기에서 연속적으로 운전이 가능한 장점이 있다.The phthalate compound supply unit and the hydrogen supply unit may be independently connected to each of the first-stage reactors, which are provided in parallel in a plurality of the first-stage reactors. The plurality of first-stage reactors grouped in parallel may be selectively operated in a manner that they all operate at the same time or alternately switch. When the first-stage reactor is divided into a plurality of the first-stage reactors, it is advantageous that the first-stage reactor can be continuously operated even when the first-stage reactor needs to be replaced.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소화 장치를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a hydrogenation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 수소화 장치(100)는 프탈레이트 화합물 공급부(10); 수소 공급부(20); 프탈레이트 화합물 공급부(10) 및 수소 공급부(20)에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기(30); 제 1 단계 반응기(30)에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기(40)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
프탈레이트 화합물 공급부(10)를 통해 원료인 프탈레이트 화합물이 제 1 단계 반응기(30)로 공급된다. 상기 프탈레이트 화합물은 승온 및 승압되어 적절한 온도 및 압력 상태로 제 1 단계 반응기(30)로 공급될 수 있다.The phthalate compound as a raw material is supplied to the first-
별도로, 수소 공급부(20)로부터 수소가 역시 승온 및 승압되어 제 1 단계 반응기(30)로 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물은 액상 상태로, 상기 수소는 기상 상태로 공급될 수 있다.Separately, hydrogen is also heated and boosted from the
제 1 단계 반응기(30)에서는 그 내부에 충진된 수소화 촉매의 존재 하에, 프탈레이트 화합물 및 수소가 반응하여 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환되는 수소화 반응이 진행된다. 상기 수소화 촉매는 활성 성분으로써 8족의 전이금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 제 1 단계 반응기(30)는 약 50 내지 약 500 bar의 압력 및 약 50 내지 약 500℃의 온도로 조절될 수 있다.In the first-
그런데 제 1 단계 반응기(30)에는 고농도의 반응 원료에 의해 반응이 급격한 진행되며, 이로 인한 반응열이 누적으로 인해 촉매의 활성 저하가 빠르게 나타난다. 이러한 촉매 활성의 저하는 전체적인 반응성 감소를 유발하며 반응 생성물의 전환율 및 순도가 떨어지게 되는 원인이 된다. 따라서, 제 2 단계 이후의 반응기에서보다 제 1 단계 반응기(30)에서의 촉매의 교체 주기가 더 빠르며, 이와 같은 상이한 촉매의 교체 주기에 따라 독립적으로 촉매의 교체 또는 재생이 가능하므로 전체적인 촉매의 수명을 증진시킬 수 있다. However, in the first-
제 1 단계 반응기(30)의 길이는, 제 1 단계 및 제 2 단계 반응기를 합한 전체 반응기 길이의 약 10 내지 약 50%, 바람직하게는 약 20 내지 약 35%의 비율을 가질 수 있다. 제 1 단계 반응기(30)의 길이를 상기 범위로 조절함으로써, 제 1 및 제 2 단계 반응이 모두 종료된 후, 미반응 프탈레이트계 화합물이 실질적으로 남아있지 않을 수 있다.The length of the
제 1 단계 반응기(30)에서 배출되는 반응 생성물은 제 2 단계 반응기(40)로 전달되며, 독립적으로 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기(40)에서 수소화 반응이 진행된다. 상기 반응 생성물에는 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 생성물뿐 아니라, 미반응 원료인 프탈레이트 화합물 및 수소가 포함되어 있어, 이러한 미반응 원료가 제 2 단계 반응기(40)에서 다시 수소화 반응을 진행하게 된다. 제 2 단계 반응기(40)에도 수소화 촉매가 충진되어 있으며, 상기 수소화 촉매는 활성 성분으로써 8족의 전이금속, 바람직하게는 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The reaction product discharged from the first-
제 2 단계 반응기(40)로부터 나온 최종 반응 생성물은 분리 장치(50)를 통하여 분리 및 정제 작업을 거쳐 액상의 반응 생성물과 기상의 미반응물로 분리하고, 불순물을 제거함으로써 최종 반응 생성물로 수득할 수 있다.The final reaction product from the second-
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수소화 장치를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a hydrogenation apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 수소화 장치(200)는 프탈레이트 화합물 공급부(110); 수소 공급부(120); 프탈레이트 화합물 공급부(110) 및 수소 공급부(120)에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 1 단계 반응기(130, 140); 제 1 단계 반응기(130, 140)에 연결되며, 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기(150)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the
프탈레이트 화합물 공급부(110)를 통해 원료인 프탈레이트 화합물이 제 1 단계 반응기(130, 140)로 공급된다. 상기 프탈레이트 화합물은 승온 및 승압되어 적절한 온도 및 압력 상태로 제 1 단계 반응기(130, 140)로 공급될 수 있다.The phthalate compound as a raw material is supplied to the first-stage reactor (130, 140) through the phthalate compound supplying unit (110). The phthalate compound may be supplied to the first-stage reactor (130, 140) at an elevated temperature and pressure, and at a suitable temperature and pressure.
별도로, 수소 공급부(120)로부터 수소가 역시 승온 및 승압되어 제 1 단계 반응기(130, 140)로 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프탈레이트 화합물은 액상 상태로, 상기 수소는 기상 상태로 공급될 수 있다. 제 1 단계 반응기(130, 140)는 약 50 내지 약 500 bar의 압력 및 약 50 내지 약 500℃의 온도로 조절될 수 있다.Separately, hydrogen is also heated and boosted from the
제 1 단계 반응기(130, 140)에서는 그 내부에 충진된 수소화 촉매의 존재 하에, 프탈레이트 화합물 및 수소가 반응하여 이에 상응하는 사이클로헥산 디카르복실레이트 화합물로 전환되는 수소화 반응이 진행된다. In the first-stage reactor (130, 140), the hydrogenation reaction in which the phthalate compound and hydrogen react with each other and converts to the corresponding cyclohexane dicarboxylate compound proceeds in the presence of the hydrogenation catalyst packed therein.
도 4에 도시된 수소화 장치(200)는, 제 1 단계 반응기(130, 140)를 2 개로 구비하며, 각각의 제 1 단계 반응기(130, 140)에 프탈레이트 화합물 공급부(110)와 수소 공급부(120)가 각각 독립적으로 연결된다. 상기 2 개의 제 1 단계 반응기(130, 140)는 모두 동시에 운행하거나, 둘 중 하나는 운행하고 나머지 하나는 운행하지 않는 방식으로 스위치(switch)하여 운행하는 방식으로 선택적으로 운행할 수도 있다. 도면에는 제 1 단계 반응기(130, 140)를 2개만 도시하였지만, 필요에 따라 3개 이상의 복수 개로 구비할 수 있다. The
이와 같이 제 1 단계 반응기를 복수 개로 구비할 경우, 제 1 단계 반응기의 촉매 교체가 필요할 경우에도 나머지 다른 제 1 단계 반응기에서 운행이 가능하여, 촉매 교체 시에도 연속적으로 운전이 가능한 추가의 장점이 있다. When a plurality of the first-stage reactors are provided, it is possible to operate in the other first-stage reactor even when the catalyst of the first-stage reactor is required to be replaced, thereby enabling continuous operation even when the catalyst is replaced .
제 1 단계 반응기(130, 140)에서 배출되는 반응 생성물은 제 2 단계 반응기(150)로 전달되어, 독립적으로 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기(150)에서 수소화 반응이 진행된다. 상기 반응 생성물에는 프탈레이트 화합물의 수소화 반응 생성물뿐 아니라, 미반응 원료인 프탈레이트 화합물 및 수소가 포함되어 있어, 이러한 미반응 원료가 제 2 단계 반응기(150)에서 다시 수소화 반응을 진행하게 된다. The reaction product discharged from the first-stage reactor (130, 140) is transferred to the second-stage reactor (150), and the hydrogenation reaction proceeds in the second-stage reactor (150) in which the hydrogenation catalyst is independently charged. The reaction product includes not only the hydrogenation product of the phthalate compound but also the unreacted raw material phthalate compound and hydrogen, and the unreacted raw material undergoes the hydrogenation reaction again in the second-
제 2 단계 반응기(150)로부터 나온 최종 반응 생성물은 분리 장치(160)를 통하여 분리 및 정제 작업을 거쳐 액상의 반응 생성물과 기상의 미반응물로 분리하고, 불순물을 제거함으로써 최종 반응 생성물로 수득할 수 있다.The final reaction product from the second-
본 발명에 따른 프탈레이트계 화합물의 수소화 방법 및 장치에 따르면, 다단계 반응 및 스위치 반응에 의해 촉매 수명을 증가시키고 장기간 안정적인 운전이 가능하게 되어 공정의 유지 및 보수 비용을 저감시킬 수 있다. According to the method and apparatus for hydrogenating a phthalate compound according to the present invention, it is possible to increase the service life of the catalyst by a multistage reaction and a switch reaction, and to perform stable operation for a long period of time.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
<실시예><Examples>
실시예 1Example 1
수소화 반응을 수행하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 단계 반응기를 구비하는 반응기를 구성하였다. 각각의 제 1 및 제 2 단계 반응기는 단일 튜브 형태이며, 제 1 단계 반응기의 반응 영역의 길이는 5m, 제 2 단계 반응기의 반응 영역의 길이는 10m로 하였다. 외부 자켓에서는 핫 오일(hot oil)을 통해 반응기 내에서 발생하는 열을 제열하여 온도를 유지하면서 수소화 반응을 수행하였다. 제 1 및 제 2 단계 반응기에 사용된 촉매는 루테늄(Ru)이며, 펠렛(pellet) 타입으로 직경 3mm, 높이 3mm 의 사이즈를 사용하였다. In order to perform the hydrogenation reaction, as shown in FIG. 3, a reactor having first and second stages of reactors was constructed. Each of the first and second stage reactors is in the form of a single tube, and the length of the reaction zone of the first stage reactor is 5 m and the length of the reaction zone of the second stage reactor is 10 m. In the outer jacket, the heat generated in the reactor was removed through hot oil, and the hydrogenation reaction was performed while maintaining the temperature. The catalyst used in the first and second stage reactors was ruthenium (Ru), and the pellet type was 3 mm in diameter and 3 mm in height.
디옥틸 테레프탈레이트(dioctyl terephthalate)에 대하여 150 bar 의 압력 및 120℃ 온도로 예열하고 펌프를 통해 액상 상태로 제 1 단계 반응기 내에 주입하였다. 수소(H2)도 동일한 압력 및 온도로 예열한 후에 기체 상태로 디옥틸 테레프탈레이트와 별도로 제 1 단계 반응기 상단으로 공급하였다. Dioctyl terephthalate was preheated at a pressure of 150 bar and a temperature of 120 ° C and injected into the first stage reactor in a liquid phase via a pump. Hydrogen (H 2 ) was also fed to the top of the first stage reactor separately from dioctyl terephthalate in gaseous state after preheating to the same pressure and temperature.
디옥틸 테레프탈레이트의 수소화 반응이 진행되어 초기 반응(반응이 시작되고 반응기에서 생성물이 나오는 초기 시점, 즉, 전체 촉매 활성(activity)이 1일 때)의 제 1 단계 반응기의 반응 전환율이 70.5% 까지 진행된 후, 상기 제 1 단계 반응기의 반응 생성물을 제 2 단계 반응기로 전달하여 제 2 단계 수소화 반응을 진행하여 최종 반응 전환율은 99.9% 를 얻었다. When the hydrogenation reaction of dioctyl terephthalate proceeds and the reaction conversion rate of the first stage reactor of the initial reaction (when the reaction is started and the product is released at the initial stage, that is, when the total catalyst activity is 1) is 70.5% After the reaction, the reaction product of the first stage reactor was transferred to the second stage reactor, and the second stage hydrogenation reaction was performed to obtain a final reaction conversion rate of 99.9%.
반응이 진행됨에 따라 촉매의 활성은 1에서 감소되기 시작하며, 전체 촉매의 활성이 0.95에 도달했을 시 제 1 단계 반응기의 촉매를 1회 교체하였다.As the reaction progressed, the activity of the catalyst began to decrease at 1, and when the activity of the total catalyst reached 0.95, the catalyst of the first stage reactor was changed once.
실시예 2Example 2
실시예 1에서, 제 1 단계 반응기의 반응 영역의 길이를 7m, 제 2 단계 반응기의 반응 영역의 길이를 8m로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수소화 반응을 수행하였다. In Example 1, the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the length of the reaction zone of the first stage reactor was 7 m and the length of the reaction zone of the second stage reactor was 8 m.
디옥틸 테레프탈레이트의 수소화 반응이 진행되어 초기 반응(반응이 시작되고 반응기에서 생성물이 나오는 초기 시점, 즉, 전체 촉매 활성(activity)이 1일 때)의 제 1 단계 반응기의 반응 전환율이 81.3% 까지 진행된 후, 상기 제 1 단계 반응기의 반응 생성물을 제 2 단계 반응기로 전달하여 제 2 단계 수소화 반응을 진행하여 최종 반응 전환율은 99.9% 를 얻었다. When the hydrogenation reaction of dioctyl terephthalate proceeds, the reaction conversion rate of the first stage reactor of the initial reaction (when the reaction starts and the initial stage of the product is released, that is, the total catalyst activity is 1) is 81.3% After the reaction, the reaction product of the first stage reactor was transferred to the second stage reactor, and the second stage hydrogenation reaction was performed to obtain a final reaction conversion rate of 99.9%.
반응이 진행됨에 따라 촉매의 활성은 1에서 감소되기 시작하며, 전체 촉매의 활성이 0.95에 도달했을 시 제 1 단계 반응기의 촉매를 1회 교체하였다.As the reaction progressed, the activity of the catalyst began to decrease at 1, and when the activity of the total catalyst reached 0.95, the catalyst of the first stage reactor was changed once.
실시예 3Example 3
실시예 1에서, 제 1 단계 반응기의 반응 영역의 길이를 10m, 제 2 단계 반응기의 반응 영역의 길이를 5m로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수소화 반응을 수행하였다. In Example 1, the hydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the length of the reaction zone of the first stage reactor was 10 m and the length of the reaction zone of the second stage reactor was 5 m.
디옥틸 테레프탈레이트의 수소화 반응이 진행되어 초기 반응(반응이 시작되고 반응기에서 생성물이 나오는 초기 시점, 즉, 전체 촉매 활성(activity)이 1일 때)의 제 1 단계 반응기의 반응 전환율이 89.1% 까지 진행된 후, 상기 제 1 단계 반응기의 반응 생성물을 제 2 단계 반응기로 전달하여 제 2 단계 수소화 반응을 진행하여 최종 반응 전환율은 99.9% 를 얻었다. When the hydrogenation reaction of dioctyl terephthalate proceeds and the reaction conversion rate of the first stage reactor of the initial reaction (when the reaction is started and the product is released at the initial stage, that is, when the total catalyst activity is 1) is 89.1% After the reaction, the reaction product of the first stage reactor was transferred to the second stage reactor, and the second stage hydrogenation reaction was performed to obtain a final reaction conversion rate of 99.9%.
반응이 진행됨에 따라 촉매의 활성은 1에서 감소되기 시작하며, 전체 촉매의 활성이 0.95에 도달했을 시 제 1 단계 반응기의 촉매를 1회 교체하였다.As the reaction progressed, the activity of the catalyst began to decrease at 1, and when the activity of the total catalyst reached 0.95, the catalyst of the first stage reactor was changed once.
비교예 1Comparative Example 1
하나의 단일 튜브 형태로 된 1단 반응기(반응 영역의 길이 15m, 2 단계 반응 영역 없음)를 사용한 것을 제외하고 다른 조건은 실시예 1과 동일하게 수소화 반응을 수행하였다. The hydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that a single-stage single-stage reactor (reaction zone length 15 m, no two-step reaction zone) was used.
디옥틸 테레프탈레이트의 수소화 반응이 진행되어 반응이 진행됨에 따라 촉매의 활성은 1에서 감소되기 시작하며, 전체 촉매의 활성이 0.95에 도달할 때까지 촉매의 교체 없이 반응을 진행하였다.As the hydrogenation reaction of dioctyl terephthalate proceeded, the activity of the catalyst began to decrease at 1, and the reaction proceeded without catalyst replacement until the total catalyst activity reached 0.95.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 운전 가능 기간, 총 촉매 사용량, 초기 반응 전환율, 최종 반응 전환율, 최종생성물 순도, 단위 촉매 당 운전 가능 기간 등을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. The catalyst operating time, total catalyst amount, initial reaction conversion rate, final reaction conversion rate, final product purity, operating period per unit catalyst, etc. of the catalysts of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.
또한, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 시간에 따른 촉매 활성의 변화를 도 1에 나타내었다. 1 shows changes in catalytic activity with time in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. As shown in Fig.
기간(A)*Operable
Period (A) *
사용량
(B)Total catalyst
usage
(B)
반응 전환율***final
Reaction conversion rate ***
생성물
순도final
product
water
(A/B)Operable period per unit catalyst
(A / B)
(A/B)
증가율Comparative Example 1 Preparation
(A / B)
Growth rate
증가30.8%
increase
증가26.7%
increase
증가17.2%
increase
* 운전 가능 기간 : 전체 촉매의 활성(activity)을 1이라 할 때, 연속적으로 수소화 반응을 진행하면서 1차로 전체 촉매의 활성이 0.95 에 이르렀을 때 제 1 단계 반응 영역(반응기)의 촉매를 교체한 후, 2차로 다시 전체 촉매의 활성이 0.95에 이를 때까지 걸리는 운전 시간을 의미한다. * Operation period : When the activity of the entire catalyst is 1, the catalyst of the first-step reaction zone (reactor) is replaced when the activity of the entire catalyst reaches 0.95, while the hydrogenation reaction is continuously performed, And again the operation time taken until the total catalyst activity reaches 0.95.
** 초기 반응 전환율 : 반응기에서 생성물이 나오는 반응 초기 시점에서의 1 단계 반응 영역의 전환율을 의미한다. ** Initial Reaction Conversion: This is the conversion rate of the first reaction zone at the initial stage of the reaction in which the product comes out of the reactor.
*** 최종 반응 전환율 : 반응이 최종 완료된 시점에서의 최종적인 반응 전환율을 의미한다.*** Final reaction conversion rate: The final reaction conversion rate at the time when the reaction is completed.
표 1 및 도 1의 내용을 참조하면, 실시예 1 내지 3과 같이 반응 영역을 제 1 단계 및 제 2 단계로 구분하여 반응이 집중되는 제 1 단계 반응 영역의 촉매만을 교체하여 운전할 경우, 비교예 1과 비교하여 운전 가능 기간 및 총 사용 촉매량이 증가하였다. 이를 단위 촉매당 운전 가능 기간으로 환산하여 비교해보면 실시예 1 내지 3의 경우, 비교예 1보다 최소 17%, 최대 30% 이상 증가하였음을 알 수 있다. Referring to Table 1 and FIG. 1, when the reaction zone is divided into the first stage and the second stage as in the first to third embodiments and only the catalyst in the first stage reaction zone where the reaction is concentrated is operated, 1, the operating period and the total amount of catalyst used were increased. It can be seen that the catalysts of Examples 1 to 3 were increased by at least 17% and at most 30% more than Comparative Example 1 in terms of the operation period per unit catalyst.
이러한 결과로부터 본 발명과 같이 반응 영역을 다단계로 구분하고, 반응이 진행함에 따라 노화된 반응 영역에 대해서만 촉매를 교체함으로써, 전체적인 촉매 수명을 향상시키고 보다 장기적으로 안정적인 운전이 가능하다는 것을 확인하였다.From these results, it is confirmed that the reaction zone is divided into multiple stages and the catalyst is replaced only in the aged reaction zone as the reaction progresses, thereby improving the overall catalyst life and stable operation over a longer period of time.
10, 110: 프탈레이트 화합물 공급부
20, 120: 수소 공급부
30, 130, 140: 제 1 단계 반응기
40, 150: 제 2 단계 반응기
50, 160: 분리 장치
100, 200: 수소화 장치10, 110: phthalate compound supply part
20, 120: hydrogen supply unit
30, 130, 140: a first stage reactor
40, 150: Second stage reactor
50, 160: Separation device
100, 200: hydrogenation device
Claims (6)
상기 제 1 단계 반응기에 연결되며 수소화 촉매가 충진된 제 2 단계 반응기에 상기 제 1 단계 반응기에서 배출되는 반응 생성물을 투입하여 반응시키는 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 단계 반응기에 충진된 수소화 촉매의 활성 저하 정도에 따라 상기 제 1 및 제 2 단계 반응기의 수소화 촉매를 각각 독립적으로 교체하는 단계를 포함하는, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
Introducing a phthalate compound and hydrogen into a first-stage reactor filled with a hydrogenation catalyst to react;
Introducing a reaction product discharged from the first-stage reactor into a second-stage reactor connected to the first-stage reactor and filled with a hydrogenation catalyst, and reacting; And
And independently replacing the hydrogenation catalysts of the first and second stages of the reactor according to the degree of deactivation of the hydrogenation catalyst packed in the first and second stages of the reactor, respectively.
상기 제 1 및 제 2 단계 반응기의 수소화 촉매를 각각 독립적으로 교체하는 단계는, 상기 제 2 단계 반응기에서 반응이 진행되는 동안 상기 제 1 단계 반응기의 촉매를 교체하는 단계를 포함하는, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein independently replacing each of the hydrogenation catalysts of the first and second stages of the reactor comprises replacing the catalyst of the first stage reactor during the reaction in the second stage reactor, Way.
상기 제 1 및 제 2 단계 반응기에 충진된 전체 수소화 촉매의 초기 활성을 1이라 할 때, 상기 제 1 및 제 2 단계 반응기에 충진된 전체 수소화 촉매의 활성이 0.95에 도달하였을 때 제 1 단계 반응기의 촉매를 교체하는, 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
The method according to claim 1,
When the activity of the total hydrogenation catalyst packed in the first and second stage reactors reaches 0.95 when the initial activity of the total hydrogenation catalyst packed in the first and second stage reactors is 1, A method of hydrogenating a phthalate compound, wherein the catalyst is replaced.
하기 식 1로 계산한 상기 제 1 단계 반응기에 투입되는 프탈레이트 화합물의 반응 전환율이 40% 내지 95% 에 도달할 때까지 제 1 단계 반응기에서의 수소화 반응을 수행하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법:
[식 1]
The method according to claim 1,
A hydrogenation method of a phthalate compound which performs a hydrogenation reaction in a first stage reactor until a reaction conversion rate of a phthalate compound introduced into the first stage reactor calculated by the following formula 1 reaches 40% to 95%
[Formula 1]
상기 수소화 촉매는 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 및 니켈(Ni) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogenation catalyst comprises at least one selected from the group consisting of Ru, Pd, Rh, Pt and Ni.
상기 반응 생성물은 상기 프탈레이트 화합물의 수소화 화합물, 및 상기 제 1 단계 반응기에서의 미반응 프탈레이트 화합물 및 수소를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법.The method according to claim 1,
Wherein the reaction product is a hydrogenated compound of the phthalate compound and a phthalate compound containing unreacted phthalate compound and hydrogen in the first stage reactor.
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2016
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Patent event date: 20170530 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20161214 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |