KR101005640B1 - Method and apparatus for preparation of aldehyde - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이드로포르밀화(hydroformylation) 촉매하에서 적어도 1종의 올레핀과, 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스를 하이드로포르밀화 반응시켜 알데히드를 제조하는 방법에 있어서, 상기 제조되는 알데히드에 이성화(isomerization) 반응을 수행하여 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 알데히드 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 알데히드 제조방법은 선형 알데히드 또는 가지형 알데히드의 비율을 조절할 수 있으므로, 다양한 제품의 원료로 사용되는 알데히드를 선택적으로 제조할 수 있다.The present invention is a method for producing an aldehyde by hydroformylation of a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen with at least one olefin under a hydroformylation catalyst, and isomerization reaction to the aldehyde produced above. It relates to an aldehyde manufacturing method and apparatus characterized in that by adjusting the ratio of linear aldehyde and branched aldehyde. The aldehyde manufacturing method according to the present invention can adjust the ratio of linear aldehyde or branched aldehyde, it is possible to selectively prepare the aldehyde used as a raw material of various products.
하이드로포르밀화, 올레핀, 알데히드, 이성화 반응 Hydroformylation, olefins, aldehydes, isomerization reactions
Description
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 공정도를 나타낸 도이다.1 and 2 are diagrams showing a process diagram of an embodiment according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 올레핀 및 합성가스 공급 라인 20 : 재순환 촉매 공급 라인10: olefin and syngas feed line 20: recycle catalyst feed line
30 : 하이드로포르밀화 반응기 40 : 제1 반응생성물 배출 라인30: hydroformylation reactor 40: first reaction product discharge line
50 : 이성화 반응기 60 : 제2 반응생성물 배출 라인50 isomerization reactor 60: second reaction product discharge line
70 : 촉매 분리 장치 80 : 유량 조절 장치70: catalyst separation device 80: flow control device
90 : 최종 생성물 배출 라인 100 : 제2 반응생성물 이송 라인90: final product discharge line 100: second reaction product transfer line
본 발명은 하이드로포르밀화 촉매하에서 적어도 1종의 올레핀과, 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스를 하이드로포르밀화 반응시켜 알데히드를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for producing aldehyde by hydroformylation reaction of at least one olefin with a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen under a hydroformylation catalyst.
일반적으로 옥소(OXO) 반응으로 잘 알려진 하이드로포르밀화(hydroformylation) 반응은 금속 촉매와 리간드의 존재 하에서 각종 올레핀과 합 성기체(synthetic gas, CO/H2)가 반응하여 올레핀에 탄소수가 하나 이상 증가한 선형 및 가지형 알데히드가 생성되는 과정을 말한다.Hydroformylation reactions, commonly known as OXO reactions, react with various olefins and synthetic gases (CO / H 2 ) in the presence of metal catalysts and ligands, resulting in an increase in the number of carbon atoms in the olefin by one or more. Refers to the process by which linear and branched aldehydes are produced.
옥소 반응은 1938년 독일의 Otto Roelen에 의해 처음 발견되었으며, 2001년을 기준으로 세계적으로 약 8백 40만톤의 각종 알데히드(알코올 유도체 포함)가 옥소 공정을 통해 생산 및 소비되고 있다(SRI 보고서, November 2002, 682. 700A). 옥소 반응에 의해 합성된 각종 알데히드는 산화 또는 환원 과정을 통해 알데히드 유도체인 산과 알코올로 변형된다. 뿐만 아니라 알돌(aldol) 등의 축합 반응 후 산화 또는 환원 반응을 통하여 긴 알킬기가 포함된 다양한 산과 알코올로 변형되기도 한다. 이러한 알코올과 산은 용매, 첨가제, 및 각종 가소제의 원료 등으로 사용되고 있다.The oxo reaction was first discovered by Otto Roelen of Germany in 1938. As of 2001, about 8.9 million tons of various aldehydes (including alcohol derivatives) are produced and consumed through the oxo process worldwide ( SRI report, November). 2002, 682. 700 A). Various aldehydes synthesized by the oxo reaction are transformed into aldehyde derivatives acid and alcohol through oxidation or reduction. In addition, after the condensation reaction of aldol (aldol) and the like through the oxidation or reduction reaction may be transformed into various acids and alcohols containing a long alkyl group. Such alcohols and acids are used as solvents, additives, and raw materials for various plasticizers.
현재 옥소 공정에 사용되는 촉매는 주로 코발트(Co)와 로듐(Rh) 계열이며, 적용하는 리간드의 종류 및 운전 조건에 따라 생성되는 알데히드의 선형 또는 가지형의 선택성이 달라진다. 현재 전 세계 70% 이상의 옥소 공장이 로듐계 촉매를 적용한 저압 옥소 공정(Low Pressure OXO Process)을 채택하고 있다.Currently, catalysts used in the oxo process are mainly cobalt (Co) and rhodium (Rh) series, and the linear or branched selectivity of the aldehyde produced varies depending on the type of ligand and the operating conditions. More than 70% of the world's oxo plants employ a low pressure OXO process with rhodium-based catalysts.
본 발명은 하이드로포르밀화 반응을 통하여 제조되는 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절할 수 있는, 하이드로포르밀화 촉매하에서 적어도 1종의 올레핀을 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스와 하이드로포르밀화 반응시켜 알데히드를 제조하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.According to the present invention, an aldehyde is formed by hydroformylation reaction of at least one olefin with a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen under a hydroformylation catalyst capable of controlling the ratio of linear aldehyde and branched aldehyde produced through hydroformylation. It is intended to provide a method and apparatus for manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
하이드로포르밀화 촉매하에서 적어도 1종의 올레핀과, 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스를 하이드로포르밀화 반응시키는 단계, 및 제조되는 알데히드에 이성화(isomerization) 반응을 수행하여 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절하는 단계를 포함하는 알데히드 제조방법을 제공한다.Hydroformylation of a synthesis gas comprising carbon monoxide and hydrogen with at least one olefin under a hydroformylation catalyst, and an isomerization reaction to the aldehyde produced to obtain a ratio of linear aldehyde and branched aldehyde. It provides an aldehyde manufacturing method comprising the step of adjusting.
또한, 본 발명은In addition,
1) 올레핀 공급 라인;1) olefin feed line;
2) 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 공급 라인;2) a syngas feed line comprising carbon monoxide and hydrogen;
3) 촉매 용액 공급 라인;3) catalyst solution supply line;
4) 상기 1) 올레핀 공급 라인, 상기 2) 합성가스 공급 라인, 및 상기 3) 촉매 용액 공급 라인과 연결된 출발물질 투입구와 제1 반응생성물 배출구를 구비한 하이드로포르밀화 반응기;4) a hydroformylation reactor having a starting material inlet and a first reaction product outlet connected to said 1) olefin feed line, said 2) syngas feed line, and said 3) catalyst solution feed line;
5) 상기 4) 하이드로포르밀화 반응기의 제1 반응생성물 배출구에 연결된 제1 반응생성물 배출 라인;5) a first reaction product discharge line connected to the first reaction product outlet of said hydroformylation reactor;
6) 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인에 연결된 제1 반응생성물 투입구와 제2 반응생성물 배출구를 구비한 이성화(isomerization) 반응기; 및6) an isomerization reactor having a first reaction product inlet and a second reaction product outlet connected to said 5) first reaction product outlet line; And
7) 상기 6) 이성화 반응기의 제2 반응생성물 배출구에 연결된 제2 반응생성물 배출 라인7) the second reaction product discharge line connected to the second reaction product outlet of the 6) isomerization reactor
을 포함하는 알데히드 제조장치를 제공한다.It provides an aldehyde manufacturing apparatus comprising a.
이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 알데히드 제조방법은 하이드로포르밀화 반응을 통하여 알데히드를 제조한 후, 이성화 반응을 수행하여 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절할 수 있다.In the aldehyde production method according to the present invention, after the aldehyde is prepared through hydroformylation, the ratio of linear aldehyde and branched aldehyde can be adjusted by performing an isomerization reaction.
또한, 본 발명에 따른 알데히드 제조방법은 상기 하이드로포르밀화 반응단계와 상기 이성화 반응단계 사이 및/또는 상기 이성화 반응단계 이후에 반응생성물 중 선형 알데히드와 가지형 알데히드의 비율을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the aldehyde production method according to the present invention further comprises the step of measuring the ratio of linear aldehyde and branched aldehyde in the reaction product between the hydroformylation step and the isomerization step and / or after the isomerization step. can do.
일반적으로 하이드로포르밀화 반응을 통하여 제조되는 알데히드는 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물로 제조된다. 상기 선형 알데히드 및 가지형 알데히드는 이성체 분리공정에 의하여 각각의 이성체로 분리된 후, 여러 제품의 원료로서 사용된다.In general, aldehydes prepared through hydroformylation reactions are prepared as a mixture of linear aldehydes and branched aldehydes. The linear aldehydes and branched aldehydes are separated into individual isomers by an isomer separation process, and then used as raw materials for various products.
본 발명에 따른 알데히드 제조방법은 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물에 이성화 반응을 수행하여, 상기 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절할 수 있으므로, 선택적인 알데히드, 즉 높은 함량의 선형 알데히드 또는 높은 함량의 가지형 알데히드를 제조할 수 있다.The method for producing aldehyde according to the present invention can perform an isomerization reaction on a mixture of linear aldehydes and branched aldehydes, thereby controlling the ratio of the linear aldehydes and branched aldehydes. Branched aldehyde can be prepared.
상기 이성화 반응시 사용될 수 있는 촉매로는 [C5Me5Rh(C2H3R1)2] 착제 단독, 또는 상기 [C5Me5Rh(C2H3R1)2] 착제에 프로펜을 혼합한 화합물 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 여기에서 R1은 C1 내지 C20의 알킬기, 페닐기, 및 실릴기(- R2Si, R2는 C1 내지 C20의 알킬기) 중에서 선택된 하나이다.Catalysts that can be used in the isomerization reaction include [C 5 Me 5 Rh (C 2 H 3 R 1 ) 2 ] complex alone or the [C 5 Me 5 Rh (C 2 H 3 R 1 ) 2 ] complex Compounds such as pens are mixed, but are not limited thereto. R 1 is one selected from C 1 to C 20 alkyl group, phenyl group, and silyl group (-R 2 Si, R 2 is C 1 to C 20 alkyl group).
본 발명에 따른 알데히드 제조방법에 있어서, 상기 이성화 반응 전의 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율은 통상적으로 8 ~ 11/1의 비율이며, 이성화 반응을 통해 선형 알데히드의 비율을 높일 경우에는 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율은 30/1 이상이 바람직하며, 가지형 알데히드의 비율을 높일 경우에는 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율은 3/1 이하가 바람직하다.In the method for producing aldehyde according to the present invention, the ratio of linear aldehyde / branched aldehyde before the isomerization reaction is usually a ratio of 8 to 11/1, and when increasing the ratio of linear aldehyde through isomerization, linear aldehyde / branch The ratio of the type aldehyde is preferably 30/1 or more, and when the ratio of the branched aldehyde is increased, the ratio of the linear aldehyde / branched aldehyde is preferably 3/1 or less.
본 발명에 따른 알데히드 제조방법에 있어서, 상기 이성화 반응이 진행되는 반응기는 통상 사용되는 교반기를 장착한 연속식 교반 반응기(CSTR) 또는 회분식 반응기(bacth reactor) 모두 가능하다. 이성화 반응시 반응온도는 30 ~ 150℃, 바람직하게는 50 ~ 90℃이며, 반응압력은 상압 ~ 20 kgf/cm2, 바람직하게는 상압 ~ 5 kgf/cm2이다. 또한, 체류시간은 1 ~ 5hr, 바람직하게는 1 ~ 2hr 이다.In the aldehyde production method according to the present invention, the reactor in which the isomerization reaction proceeds may be a continuous stirred reactor (CSTR) or a batch reactor (bacth reactor) equipped with a stirrer which is commonly used. In the isomerization reaction, the reaction temperature is 30 to 150 ° C., preferably 50 to 90 ° C., and the reaction pressure is atmospheric pressure to 20 kgf / cm 2 , preferably atmospheric pressure to 5 kgf / cm 2 . The residence time is 1 to 5 hrs, preferably 1 to 2 hrs.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 상기 하이드로포르밀화 촉매는 당 기술분야에 알려져 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있다. 예컨대, 전이금속 촉매, 구체적으로 코발트(Co), 로듐(Rh) 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 플라티늄(Pt), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 니켈(Ni)과 같은 금속을 포함하는 촉매를 사용할 수 있으며, 코발트, 로듐 또는 이리듐을 포함하는 촉매가 바람직하다. 더욱 구체적으로, 아세틸아세토네이토디카보닐로듐(Rh(AcAc)(CO)2), 아세틸아세토네이토카보닐트리페닐포스핀로듐(Rh(AcAc)(CO)(TPP)), 히도리도카보닐트 리(트리페닐포스핀)로듐(HRh(CO)(TPP)3), 로듐/티피피티에스(Rh/TPPTS), 아세틸아세토네이토디카보닐이리듐(Ir(AcAc)(CO)2), 히도리도카보닐트리(트리페닐포스핀)이리듐(Hir(CO)(TPP)3), 테트라(카보닐)코발트나트륨(NaCo(CO)4), 히도리도트리카보닐트리부틸포스핀코발트(HCo(CO)3PBu3) 등을 사용할 수 있으나, 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.In the hydroformylation reaction, the hydroformylation catalyst may be used without particular limitation as long as it is known in the art. For example, transition metal catalysts, specifically cobalt (Co), rhodium (Rh) iridium (Ir), ruthenium (Ru), osmium (Os), platinum (Pt), palladium (Pd), iron (Fe), nickel (Ni A catalyst comprising a metal such as) may be used, with a catalyst comprising cobalt, rhodium or iridium being preferred. More specifically, acetylacetonatodicarbonyldium (Rh (AcAc) (CO) 2 ), acetylacetonatocarbonyltriphenylphosphinedium (Rh (AcAc) (CO) (TPP)), hydridocarbonyl Li (triphenylphosphine) rhodium (HRh (CO) (TPP) 3 ), rhodium / typtiphyses (Rh / TPPTS), acetylacetonatodicarbonyliridium (Ir (AcAc) (CO) 2 ), hidolido Carbonyltri (triphenylphosphine) iridium (Hir (CO) (TPP) 3 ), tetra (carbonyl) cobalt sodium (NaCo (CO) 4 ), hydridotricarbonyltributylphosphine cobalt (HCo (CO ) 3 PBu 3 ) and the like, but is not limited to these examples.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 상기 올레핀은 탄소수 2 내지 30의 올레핀을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센, 2-부텐, 2-메틸프로펜(이소부틸렌), 2-메틸부텐, 2-펜텐, 2-헥센, 3-헥센, 2-헵텐, 시클로헥센, 2-에틸-1헥센, 2-옥텐, 스티렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the hydroformylation step, the olefin may be an olefin having 2 to 30 carbon atoms. Specific examples include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene , 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, 2-butene, 2-methylpropene (isobutylene), 2-methylbutene , 2-pentene, 2-hexene, 3-hexene, 2-heptene, cyclohexene, 2-ethyl-1hexene, 2-octene, styrene, and the like, but are not limited thereto.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 상기 일산화탄소 및 수소의 조성은 광범위한 범위에서 변할 수 있다. 일산화탄소 및 수소의 몰비는 통상적으로 5 : 95 내지 95 : 5, 바람직하게는 80 : 20 내지 20 : 80 범위이며, 일산화탄소 및 수소의 몰비가 약 1 : 1인 것을 사용하는 것이 특히 바람직하다.In the hydroformylation reaction, the composition of the carbon monoxide and hydrogen may vary in a wide range. The molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is usually in the range of 5:95 to 95: 5, preferably 80:20 to 20:80, and it is particularly preferable to use those in which the molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is about 1: 1.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 상기 올레핀 및 합성가스의 조성은 광범위한 범위에서 변할 수 있다. 통상적으로 올레핀 및 합성가스의 몰비는 5 : 95 내지 95 : 5의 범위일 수 있다.In the hydroformylation reaction, the composition of the olefin and syngas may vary in a wide range. Typically, the molar ratio of olefins and syngas can range from 5:95 to 95: 5.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 하이드로포르밀화 반응의 온도는 통상적으로 25 내지 300℃, 바람직하게는 50 내지 150℃ 범위이다. 또한, 반응압력은 1 내지 700bar, 바람직하게는 1 내지 300bar, 더욱 바람직하게는 1 내지 100bar 범위이다.In the hydroformylation reaction, the temperature of the hydroformylation reaction is usually in the range of 25 to 300 ° C, preferably 50 to 150 ° C. In addition, the reaction pressure is in the range of 1 to 700 bar, preferably 1 to 300 bar, more preferably 1 to 100 bar.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 통상적으로 하이드로포밀화 반응 후 촉매는 생성물과 분리하여 재순환시켜 계속 사용할 수 있다.In the hydroformylation step, after the hydroformylation reaction, the catalyst can be separated from the product and recycled to continue use.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 의하여, 반응물로 사용되는 올레핀계 화합물에 탄소수가 하나 이상 증가한 선형 알데히드 및 가지형 알데히드를 제조할 수 있다.By the step of the hydroformylation reaction, linear aldehydes and branched aldehydes having one or more carbon atoms increased in the olefin compound used as a reactant can be prepared.
상기 하이드로포르밀화 반응시키는 단계에 있어서, 상기 올레핀은 프로필렌이고, 제조되는 알데히드는 부틸알데히드인 것이 바람직하다.In the hydroformylation step, the olefin is propylene, and the aldehyde produced is preferably butylaldehyde.
본 발명에서는 상기 하이드로포르밀화 반응에 이어, 이성체 분리공정을 거쳐 선형 알데히드 및 가지형 알데히드로 분리할 수 있다.In the present invention, following the hydroformylation reaction, the linear aldehyde and the branched aldehyde can be separated through an isomer separation process.
상기 선형 알데히드는 알돌축합 공정이 수행되어 아크롤레인을 제조할 수 있고, 상기 아크롤레인은 수소 첨가 공정이 수행되어 알코올을 제조할 수 있다. 상기 알돌축합 공정 및 수소 첨가 공정은 당 기술분야에 알려진 일반적인 공정 방법으로 수행될 수 있다.The linear aldehyde may be subjected to an aldol condensation process to produce acrolein, and the acrolein may be subjected to a hydrogenation process to prepare alcohol. The aldol condensation process and the hydrogenation process may be performed by a general process method known in the art.
또한, 상기 가지형 알데히드는 NPG(Neo Pentyl Glycol) 등과 같은 글리콜 제조에 사용될 수 있다.In addition, the branched aldehyde may be used for the preparation of glycols such as NPG (Neo Pentyl Glycol).
또한, 본 발명에 따른 알데히드 제조장치는 1) 올레핀 공급 라인; 2) 일산화 탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 공급 라인; 3) 촉매 용액 공급 라인; 4) 상기 1) 올레핀 공급 라인, 상기 2) 합성가스 공급 라인, 및 상기 3) 촉매 용액 공급 라인과 연결된 출발물질 투입구와 제1 반응생성물 배출구를 구비한 하이드로포르밀화 반응기; 5) 상기 4) 하이드로포르밀화 반응기의 제1 반응생성물 배출구에 연결된 제1 반응생성물 배출 라인; 6) 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인에 연결된 제1 반응생성물 투입구와 제2 반응생성물 배출구를 구비한 이성화(isomerization) 반응기; 및 7) 상기 6) 이성화 반응기의 제2 반응생성물 배출구에 연결된 제2 반응생성물 배출 라인을 포함한다.In addition, the aldehyde manufacturing apparatus according to the present invention comprises: 1) an olefin supply line; 2) syngas feed line comprising carbon monoxide and hydrogen; 3) catalyst solution supply line; 4) a hydroformylation reactor having a starting material inlet and a first reaction product outlet connected to said 1) olefin feed line, said 2) syngas feed line, and said 3) catalyst solution feed line; 5) a first reaction product discharge line connected to the first reaction product outlet of said hydroformylation reactor; 6) an isomerization reactor having a first reaction product inlet and a second reaction product outlet connected to said 5) first reaction product outlet line; And 7) a second reaction product discharge line connected to the second reaction product outlet of the 6) isomerization reactor.
본 발명에 따른 알데히드 제조장치에 있어서, 상기 6)의 이성화 반응기는 제1 반응생성물인 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물에 이성화 반응을 수행하여, 상기 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 비율을 조절하는 역할을 한다. 그리하여, 제2 반응생성물로서 선택적인 알데히드, 즉 높은 함량의 선형 알데히드 또는 높은 함량의 가지형 알데히드를 제조할 수 있다.In the aldehyde production apparatus according to the present invention, the isomerization reactor of 6) performs an isomerization reaction on a mixture of linear aldehyde and branched aldehyde which is a first reaction product, thereby controlling the ratio of the linear aldehyde and branched aldehyde. Do it. Thus, as the second reaction product, selective aldehydes, ie high content of linear aldehydes or high content of branched aldehydes, can be prepared.
또한, 본 발명에 따른 알데히드 제조장치는, 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인 상에 구비되어 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인을 통과하는 제1 반응생성물 중의 촉매를 분리하여 상기 4)의 하이드로포르밀화 반응기로 재순환시키는 촉매 분리 장치, 촉매가 분리된 제1 반응생성물 중의 선형 알데히드와 가지형 알데히드의 비를 측정하고, 소정 이상의 비인 경우 제1 반응생성물을 배출하는 유량 조절 장치; 및 상기 유량 조절 장치로부터 제1 반응생성물이 배출되는 최종 생성물 배출 라인을 추가로 구비할 수 있다.In addition, the aldehyde manufacturing apparatus according to the present invention is provided on the 5) the first reaction product discharge line is separated from the catalyst of the first reaction product passing through the 5) the first reaction product discharge line 5) the hydro of 4). A catalyst separation device for recirculating to a formylation reactor, a flow rate adjusting device for measuring a ratio of linear aldehyde and branched aldehyde in the first reaction product from which the catalyst is separated, and discharging the first reaction product when the ratio is greater than or equal to a predetermined ratio; And a final product discharge line through which the first reaction product is discharged from the flow control device.
또한, 본 발명에 따른 알데히드 제조장치는, 상기 최종 생성물 배출 라인은 상기 7)의 제2 반응생성물 배출 라인에 연결될 수 있다.In addition, in the aldehyde manufacturing apparatus according to the present invention, the final product discharge line may be connected to the second reaction product discharge line of the 7).
또한, 본 발명에 따른 알데히드 제조장치는, 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인 상에 구비되어 상기 5) 제1 반응생성물 배출라인을 통과하는 제1 반응생성물 중의 촉매를 분리하여 상기 4)의 하이드로포르밀화 반응기로 재순환시키는 촉매 분리 장치, 상기 7)의 제2 반응생성물 배출 라인 상에 구비되어 상기 7) 제2 반응생성물 배출 라인을 통과하는 제2 반응생성물 중의 선형 알데히드와 가지형 알데히드의 비를 측정하고, 소정 미만의 비인 경우 제2 반응생성물을 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인으로 이송하는 유량 조절 장치; 및 상기 유량 조절 장치로부터 제2 반응생성물이 상기 5) 제1 반응물 배출 라인으로 이송되는 제2 반응생성물 이송 라인을 추가로 구비할 수 있다.In addition, the aldehyde manufacturing apparatus according to the present invention, 5) is provided on the first reaction product discharge line is separated from the catalyst in the first reaction product passing through the first reaction product discharge line 5) the first reaction product of 4) hydro A catalyst separation device for recycling to a formylation reactor, the ratio of linear aldehyde and branched aldehyde in the second reaction product which is provided on the second reaction product discharge line of 7) and passes through the second reaction product discharge line A flow rate control device for measuring and for transferring the second reaction product to the first reaction product discharge line when the ratio is less than a predetermined amount; And a second reaction product transfer line through which the second reaction product is transferred from the flow rate control device to the 5) first reactant discharge line.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
본 발명에 따른 알데히드 제조장치는 1) 올레핀 공급 라인; 2) 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 공급 라인; 3) 촉매 용액 공급 라인; 4) 상기 1) 올레핀 공급 라인, 상기 2) 합성가스 공급 라인, 및 상기 3) 촉매 용액 공급 라인과 연결된 출발물질 투입구와 제1 반응생성물 배출구를 구비한 하이드로포르밀화 반응기(30); 5) 상기 4) 하이드로포르밀화 반응기(30)의 제1 반응생성물 배출구에 연결된 제1 반응생성물 배출 라인(40); 6) 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인(40)에 연결된 제1 반응생성물 투입구와 제2 반응생성물 배출구를 구비한 이성화(isomerization) 반응기(50); 및 7) 상기 6) 이성화 반응기(50)의 제2 반응생성 물 배출구에 연결된 제2 반응생성물 배출 라인(60)을 포함한다.Aldehyde manufacturing apparatus according to the present invention comprises: 1) an olefin feed line; 2) a syngas feed line comprising carbon monoxide and hydrogen; 3) catalyst solution supply line; 4) a
상기 1) 올레핀 공급 라인 및 2) 합성가스 공급 라인은 하나의 통합된 출발물질 공급 라인(10)으로 구성될 수 있다.The 1) olefin feed line and 2) syngas feed line may consist of one integrated starting
상기 3) 촉매 용액 공급 라인은 상기 5) 제1 반응생성물 배출 라인(40) 상에 촉매 분리 장치(70)가 구비되어, 제1 반응생성물 중의 촉매를 분리하여 상기 4) 하이드로포르밀화 반응기(30)로 재순환시키는 재순환 촉매 공급 라인(20)일 수 있다.The 3) catalyst solution supply line is provided with a
상기 1) 올레핀 공급 라인, 2) 합성가스 공급 라인, 및 3) 촉매 용액 공급 라인을 통하여 올레핀, 합성가스, 및 촉매 용액이 4) 하이드로포르밀화 반응기(30)로 공급되어 하이드로포르밀화 반응을 수행한 후, 생성되는 선형 알데히드 및 가지형 알데히드는 상기 6) 이성화 반응기(50)로 공급되게 된다.The olefin, syngas, and catalyst solution are supplied to the
상기 4) 하이드로포르밀화 반응기(30)로부터 6) 이성화 반응기(60)로 제1 반응생성물을 공급하는 5) 제1 반응생성물 배출 라인(40) 상에는 유량 조절 장치(80)가 구비되어, 촉매가 분리된 제1 반응생성물 중의 선형 알데히드와 가지형 알데히드의 비를 측정하고 6) 이성화 반응기(60)로 공급되는 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물의 양을 조절할 수 있다.The
또한, 상기 유량 조절 장치(80)는 6) 이성화 반응기(60)로부터 제2 반응생성물을 배출하는 7) 제2 반응생성물 배출 라인(60) 상에 설치되어 제2 반응생성물 중의 선형 알데히드와 가지형 알데히드의 비를 측정하고 6) 이성화 반응기(60)로 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물을 재순환시킬 수도 있다.In addition, the
이하 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following examples and comparative examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
<< 실시예Example >>
<< 비교예Comparative example 1> 1>
하이드로포르밀화 반응에 사용할 촉매를 제조하기 위해 아세틸아세토네이토카보닐트리페닐포스핀로듐(Rh(AcAc)(CO)(TPP)) 0.29g과 트리페닐포스핀(TPP) 12g을 톨루엔 187g에 교반하여 완전히 용해시켰다. 상기 제조된 촉매 용액 100g을 600cc 자켓 반응기에 넣고, 90℃까지 승온한 후, 반응물인 프로필렌, 수소, 일산화탄소를 몰비 1 : 1 : 1로 공급하며, 8bar에서 2시간 반응시켰다. 반응 후, 생성된 부틸알데히드의 생성량 및 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.To prepare a catalyst for use in the hydroformylation reaction, 0.29 g of acetylacetonatocarbonyltriphenylphosphinedium (Rh (AcAc) (CO) (TPP)) and 12 g of triphenylphosphine (TPP) were stirred in 187 g of toluene. And completely dissolved. 100 g of the prepared catalyst solution was placed in a 600 cc jacketed reactor, heated to 90 ° C., and then reacted with propylene, hydrogen, and carbon monoxide in a molar ratio of 1: 1: 1, and reacted at 8 bar for 2 hours. After the reaction, the amount of produced butylaldehyde and the ratio of linear aldehyde / branched aldehyde were measured and shown in Table 1 below.
<< 실시예Example 1> 1>
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 생성된 생성물을 120℃에서 증류하여 선형 알데히드/가지형 알데히드와 톨루엔을 촉매와 분리한 후, 상기 분리한 용액에 이성화 반응 촉매인 C2MeRh(C2H3Me5Rh(C2H3Me) 0.67g을 넣었다. 600cc 자켓 반응기에 상기 이성화 반응 촉매가 첨가된 용액을 넣은 후, 프로필렌으로 2bar까지 가압한 후, 온도를 80℃로 승온시켜, 교반하며 2시간 반응시켰다. 이성화 반응 후의 부틸 알데히드의 생성량 및 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.After distilling the product produced in the same manner as in Comparative Example 1 at 120 ℃ to separate linear aldehyde / branched aldehyde and toluene with the catalyst, the separated solution C 2 MeRh (C 2 H 3 Me 0.67 g of 5 Rh (C 2 H 3 Me) was added to a solution containing the isomerization catalyst added to a 600 cc jacketed reactor, pressurized to 2 bar with propylene, and then the temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 2 hours. The amount of butyl aldehyde and the ratio of linear aldehyde / branched aldehyde after isomerization was measured and shown in Table 1 below.
이성화 반응을 거치지 않는 비교예 1의 경우 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율은 10/1인 반면, 이성화 반응을 거친 실시예 1의 경우 선형 알데히드/가지형 알데히드의 비율이 2/1로 변화되어 이성화 반응을 통해 선형 알데히드/가지형 알데히드 비율 조절이 효과가 있음을 보여주고 있다.In Comparative Example 1, which does not undergo isomerization, the ratio of linear aldehyde / branched aldehyde is 10/1, whereas in Example 1, which undergoes isomerization, the ratio of linear aldehyde / branched aldehyde is changed to 2/1. The reaction shows that linear aldehyde / branched aldehyde ratio control is effective.
본 발명에 따른 알데히드의 제조방법은 하이드로포르밀화 반응을 통하여 제조된 선형 알데히드 및 가지형 알데히드의 혼합물에, 이성화 반응을 수행함으로써 선형 알데히드 또는 가지형 알데히드의 비율을 조절할 수 있고, 서로 상이한 제품의 원료로 널리 사용되고 있는 선형 알데히드 또는 가지형 알데히드를 선택적으로 제조할 수 있다.In the method for preparing aldehyde according to the present invention, the ratio of linear aldehyde or branched aldehyde can be adjusted by performing isomerization reaction on a mixture of linear aldehyde and branched aldehyde prepared through hydroformylation reaction, and the raw materials of different products The linear aldehyde or branched aldehyde which is widely used can be selectively prepared.
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KR20060096433A (en) * | 2003-10-21 | 2006-09-11 | 바스프 악티엔게젤샤프트 | Method for the continuous production of aldehydes |
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