KR101581577B1 - Apparatus for manufacturing diene compound and manufacturing method of diene compound - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조 시, 디미스터에 의한 수분의 제거와 함께 특히 반응생성물 중에 포함되는 부산물 중의 산성 물질, 염기성 물질 및 승화성 물질 등 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 야기할 수 있는 부산물들을 제거할 수 있도록 하는 디엔 화합물의 제조장치 및 디엔 화합물의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 디엔 화합물의 제조장치는 탈수소화 반응이 수행되는 반응기; 및 상기 반응기에 유체적으로 연결되며, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분과 이온성 물질을 함께 제거하기 위한 탈수/탈이온화기;를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a process for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction, which comprises, in addition to elimination of water by a demister, an occlusion of pipelines such as acidic substances, basic substances and sublimable substances in by- And a process for producing a diene compound. The apparatus for producing a diene compound according to the present invention comprises: a reactor in which a dehydrogenation reaction is performed; And a dehydration / deionizer fluidly connected to the reactor, for removing water and ionic substances from the reaction product flowing out of the reactor together.
Description
본 발명은 디엔 화합물의 제조장치 및 디엔 화합물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조 시, 디미스터에 의한 수분의 제거와 함께 특히 반응생성물 중에 포함되는 부산물 중의 산성 물질, 염기성 물질 및 승화성 물질 등 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 야기할 수 있는 부산물들을 제거할 수 있도록 하는 디엔 화합물의 제조장치 및 디엔 화합물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing a diene compound and a method for producing a diene compound, and more particularly, to a method for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction, To a process for producing a diene compound and a process for producing the diene compound, which are capable of removing by-products which may cause pipe clogging, corrosion of the device, and malfunction of the device such as acidic substances, basic substances and sublimable substances in the by-products.
많은 석유화학 제품의 중간체로서 디엔 화합물을 제조하는 방법으로는 나프타 크래킹, 알켄의 직접 탈수소화 반응, 알켄의 산화적 탈수소화반응이 있다. 이 중에서 나프타 크래킹 공정은 높은 반응 온도로 인하여 에너지 소비량이 많으며, 또한 나프타 크래킹 공정을 통해 늘어나는 디엔 화합물 수요를 충족시키기 위해서는 새로운 나프타 크래커를 신설 및/또는 증설해야 하나, 이 공정은 디엔 화합물 생산만을 위한 단독 공정이 아니어서 나프타 크래커에 대한 투자와 운영을 디엔 화합물의 생산수요에 최적으로 맞출 수 없고, 디엔 화합물 이외에 또 다른 기초 유분이 잉여로 생산된다는 문제점이 있기 때문에 바람직하지 않다.Methods for producing diene compounds as intermediates in many petrochemical products include naphtha cracking, direct dehydrogenation of alkene, and oxidative dehydrogenation of alkene. Among them, the naphtha cracking process has a high energy consumption due to the high reaction temperature. In order to satisfy the demand of the diene compound which is increased through the naphtha cracking process, a new naphtha cracker should be newly installed and / or expanded. It is not preferable that the investment and operation of the naphtha cracker can not be optimally adjusted to the production demand of the diene compound and another basic oil is produced in excess in addition to the diene compound.
따라서 디엔 화합물 단독 생산 공정의 필요성이 대두되고 있다. 이에 대한 대안으로 연구되고 있는 것이 알켄으로부터 탈수소화 반응을 통하여 디엔 화합물을 제조하는 방법이다.Therefore, there is a need for a process for producing a diene compound alone. An alternative to this is a method for producing diene compounds through dehydrogenation reaction from alkene.
이 같은 알켄의 탈수소화 반응에는 직접 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응이 있는데, 이중 알켄의 직접 탈수소화 반응은 반응열이 매우 큰 흡열반응으로서 높은 수율의 디엔 화합물 생산을 위해 고온 및 저압의 조건이 요구되며, 열역학적으로도 불리하여, 디엔 화합물을 생산하는 상용화 공정으로는 적합하지 않다.The direct dehydrogenation reaction of the double alkene is an endothermic reaction in which the reaction heat is very high. In order to produce the diene compound with a high yield, the conditions of high temperature and low pressure And is thermodynamically disadvantageous, and thus is not suitable as a commercialization process for producing a diene compound.
한편, 알켄의 산화적 탈수소화 반응은 알켄과 산소가 반응하여 디엔 화합물과 물을 생성하는 반응으로, 생성물로 안정한 물이 생성되므로 열역학적으로 매우 유리하다. 또한, 알켄의 직접 탈수소화 반응과 달리 발열반응이므로, 직접 탈수소화 반응에 비하여 낮은 반응온도에서도 높은 수율의 디엔 화합물을 얻을 수 있으며, 추가적인 열공급이 필요하지 않아, 상용화 공정으로 매우 적합하다.On the other hand, the oxidative dehydrogenation reaction of alkene is a reaction in which oxygen and oxygen react with each other to produce a diene compound and water, which is thermodynamically very advantageous because it produces stable water as a product. In addition, unlike the direct dehydrogenation reaction of alkene, it is an exothermic reaction, so that a diene compound having a high yield can be obtained even at a low reaction temperature as compared with the direct dehydrogenation reaction.
이에 알켄, 바람직하게는 n-부텐(예를 들면, 1-부텐, 트랜스-2-부텐, 시스-2-부텐)의 산화적 탈수소화 반응이 디엔 화합물을 단독으로 제조할 수 있는 효과적인 방법임에도 불구하고, 상기 반응에서는 산소를 반응물로 사용하기 때문에 완전 산화반응 등 많은 부반응이 예상되며, 이러한 부반응으로 인하여 다양한 종류의 부산물이 반응생성물 중에 포함되는 것을 피할 수 없다.Thus, although the oxidative dehydrogenation reaction of an alkene, preferably n-butene (for example, 1-butene, trans-2-butene, cis-2-butene) is an effective method for producing a diene compound alone In this reaction, since oxygen is used as a reactant, many side reactions such as a complete oxidation reaction are expected, and it is inevitable that various side products are included in the reaction products due to such side reactions.
특히, 반응생성물 중에 포함되는 부산물들 중 산성 물질들, 염기성 물질들 및 승화성 물질들이 다량 포함될 수 있으며, 이들 부산물들 중에서 특히 산성 물질들 및/또는 염기성 물질들은 다량 발생되는 물과 함께 디엔 화합물의 제조를 위한 제조장치에서 장치의 부식 및/또는 장치의 오작동을 야기할 수 있고, 또한 상기 승화성 물질들은 특히 관로의 폐색을 야기한다.Particularly, among the by-products contained in the reaction product, a large amount of acidic substances, basic substances and sublimable substances may be contained. Of these by-products, particularly acidic substances and / or basic substances, Can cause corrosion of the apparatus and / or malfunction of the apparatus in the manufacturing apparatus for manufacturing, and the sublimation materials cause obstruction of the pipe in particular.
종래의 디엔 화합물의 제조장치의 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 산화적 탈수소화 반응에서 필연적으로 발생하는 다량의 물을 제거하기 위하여, 상기 산화적 탈수소화 반응이 일어나는 반응기(1) 이후에 상기 반응기(1)에 유체적으로 연결되도록 하여 수분제거를 위한 디미스터(demister)(2)를 사용하고 있다.In the case of a conventional apparatus for producing a diene compound, as shown in Fig. 1, in order to remove a large amount of water necessarily occurring in an oxidative dehydrogenation reaction, the reactor (1) in which the oxidative dehydrogenation reaction takes place, And a demister (2) is used for removing water by being fluidly connected to the reactor (1).
그러나, 상기한 바의 디미스터(2)의 채용 만으로는 상기 반응생성물 중에 포함되는 부산물로서의 산성 물질들 및/또는 염기성 물질들 및/또는 승화성 물질들을 충분히 제거할 수 없으며, 단지 반응생성물 중의 물을 제거할 수 있을 뿐이며, 따라서 제거되지 않은 부산물들로 인하여, 제조장치의 가동을 중단시키고, 제조장치를 분해 및 세척해야 하는 등 유지보수에 많은 시간과 노력이 소요되며, 디엔 화합물의 생산성을 저하시키는 원인이 된다.However, the employment of the above-described demister (2) alone can not sufficiently remove acidic substances and / or basic substances and / or sublimable substances as by-products contained in the reaction product, It is necessary to stop the operation of the manufacturing apparatus and disassemble and clean the manufacturing apparatus. Thus, it takes a lot of time and effort to maintain the product, and the productivity of the diene compound is lowered It causes.
본 발명의 목적은 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조 시, 디미스터에 의한 수분의 제거와 함께 특히 반응생성물 중에 포함되는 부산물 중의 산성 물질, 염기성 물질 및 승화성 물질 등 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 야기할 수 있는 부산물들을 제거할 수 있도록 하는 디엔 화합물의 제조장치 및 디엔 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction, which comprises, in addition to elimination of moisture by a demister, an obstruction of pipelines such as acidic substances, basic substances and sublimable substances, And to provide a method for manufacturing a diene compound and a method for producing a diene compound, which can remove by-products that may cause corrosion of the device and malfunction of the device.
본 발명에 따른 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치는, 탈수소화 반응이 수행되는 반응기; 및 상기 반응기에 유체적으로 연결되며, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분과 이온성 물질을 함께 제거하기 위한 탈수/탈이온화기;를 포함한다.An apparatus for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene according to the present invention comprises: a reactor in which a dehydrogenation reaction is performed; And a dehydration / deionizer fluidly connected to the reactor, for removing water and ionic substances together from the reaction product flowing out of the reactor.
상기 탈수/탈이온화기는 일례로 냉각트랩을 더 포함할 수 있고, 이 경우 반응생성물로부터 승화성 물질을 효과적으로 제거하는 효과가 있다.The dehydration / deionizer may further comprise a cooling trap, for example, which effectively removes the sublimable material from the reaction product.
상기 냉각트랩은 통상적으로 승화성 물질을 제거할 수 있는 냉각트랩인 경우 특별히 제한되지 않는다.The cooling trap is not particularly limited in the case of a cooling trap capable of removing a sublimable material.
또한, 본 발명에 따른 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조방법은, (1) 알켄을 포함하는 탄화수소 혼합물, 공기 및 스팀을 반응기 내의 촉매와 접촉시켜 산화적 탈수소화 반응을 수행하는 반응단계; 및 (2) 상기 반응단계 이후, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분 및 이온 물질을 제거하는 탈수/탈이온단계;를 포함한다.Further, a method for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene according to the present invention comprises the steps of: (1) bringing a hydrocarbon mixture including an alkene, air, and steam into contact with a catalyst in a reactor to perform an oxidative dehydrogenation reaction A reaction step; And (2) a dehydration / deionization step of removing moisture and ionic substances from the reaction product flowing out of the reactor after the reaction step.
본 발명에 따르면, 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조 시, 디미스터에 의한 수분의 제거와 함께 특히 반응생성물 중에 포함되는 부산물 중의 산성 물질, 염기성 물질 및 승화성 물질 등 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 야기할 수 있는 부산물들을 제거할 수 있도록 함으로써 디엔의 제조장치를 안정적으로 운영하는 것을 가능하게 하여 생산성을 향상시키고, 높은 품질의 디엔 화합물의 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.According to the present invention, in the production of a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction, the elimination of water by a demister and, in particular, the clogging of pipelines such as acidic substances, basic substances and sublimable substances in by- By-products that may cause corrosion of the device and malfunction of the device, thereby making it possible to stably operate the diene manufacturing apparatus, thereby improving the productivity and enabling the production of a high quality diene compound .
도 1은 종래의 디엔 제조장치의 구성을 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 디엔 제조장치의 구성을 모식적으로 도시한 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the structure of a conventional diene producing apparatus. Fig.
2 is a schematic diagram showing the configuration of a diene producing apparatus according to one embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치는, 탈수소화 반응이 수행되는 반응기(1); 및 상기 반응기(1)에 유체적으로 연결되며, 상기 반응기(1)로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분과 이온성 물질을 함께 제거하기 위한 탈수/탈이온화기(11);를 포함함을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, an apparatus for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene according to the present invention comprises a
즉, 본 발명에서는 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치에서 상기 산화적 탈수소화 반응이 수행되는 반응기(1)에 연결되어 상기 반응기(1)로부터 유출되는 반응생성물로부터의 탈수를 위한 탈수수단(13)과 이온성 물질의 제거를 위한 탈이온수단(12)을 포함하는 탈수/탈이온화기(11)를 상기 반응기(1)의 후단에 연결함으로써 탈수와 탈이온을 동시에 가능하게 하며, 그에 의하여 수분의 제거와 함께 특히 반응생성물 중에 포함되는 부산물 중의 산성 물질, 염기성 물질 및 승화성 물질 등 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 야기할 수 있는 부산물들을 제거할 수 있도록 함으로써 디엔의 제조장치를 안정적으로 운영하는 것을 가능하게 하여 생산성을 향상시키고, 높은 품질의 디엔 화합물의 제조를 가능하게 한다.That is, in the present invention, in an apparatus for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction, the dehydrogenation reaction for dehydration from a reaction product flowing from the reactor (1) is connected to a reactor (1) By connecting the dehydration / deionizer (11) comprising means (13) and deionization means (12) for the removal of ionic substances to the rear end of the reactor (1) Thereby removing moisture and byproducts which may lead to the occlusion of pipelines, corrosion of the apparatus and malfunction of the apparatus, such as acidic substances, basic substances and sublimable substances in the by-products contained in the reaction products, It is possible to stably operate the production apparatus, thereby improving the productivity and enabling the production of high quality diene compounds.
상기 반응기(1)와 상기 탈수/탈이온화기(11)는, 예를 들면, 제1관로(3)에 의하여 서로 유체적으로 연결될 수 있다. 여기에서 "유체적으로 연결"이라는 표현의 의미는 유체, 즉 액체나 기체 등과 같이 흐를 수 있는 물질이 흐를 수 있도록 상호연결되는 것을 의미한다.The
상기 탈수/탈이온화기(11)는 바람직하게는 하나의 하우징(housing) 내에 탈수수단(13)과 탈이온수단(12)을 함께 포함할 수 있다. 하나의 하우징 내에 탈수수단(13)과 탈이온수단(12)을 함께 포함하도록 함으로써 전체 디엔의 제조장치의 구성 및 배치를 변경함이 없이 탈수기능과 탈이온기능을 모두 수행하도록 하는 것을 가능하게 하는 효과가 있다.The dehydration /
상기 탈수/탈이온화기(11)를 구성하는 상기 탈수수단(13)은 섬유상 물체가 충진된 탈수기가 될 수 있다. 상기 섬유상 물체는 섬유, 바람직하게는 장섬유 및/또는 단섬유들이 그물 구조 또는 무작위로 엉킨 구조로 뭉쳐진 상태의 물체로서, 수분을 함유하는 반응생성물이 이러한 섬유상 물체를 통과할 때, 관성력에 의하여 수분이 반응생성물로부터 이탈되도록 기능하여 탈수가 이루어지도록 기능한다. 상기 섬유는 바람직하게는 금속섬유, 보다 바람직하게는 내식성의 금속섬유, 가장 바람직하게는 스테인레스 강섬유가 될 수 있다. 이는 상기 반응생성물 중에 포함되는 산성 물질 및/또는 염기성 물질 등과 같은 부식성 물질이 포함되기 때문에 이들 부식성 물질에 의해 부식되지 않고, 장기간 탈수기능을 수행하도록 하기 위하여 바람직하다.The dehydrating means 13 constituting the dehydration /
상기 탈수/탈이온화기(11)를 구성하는 상기 탈이온수단(12)은 이온교환수지가 될 수 있다. 이러한 이온교환수지는 이온교환을 할 수 있는 이온을 지닌 불용성 합성수지를 의미하는 것으로서, 양이온교환수지, 음이온교환수지가 있으며, 그밖에 양쪽성수지, 전자교환수지, 킬레이트수지 등이 있다.The deionization means 12 constituting the dehydration /
상기 양이온교환수지는 다시 강한 산형과, 약한 산형으로 구분되며, 강한 산형은 이온교환을 하는 기로서 술폰산기(-SO3H)를 갖는 것이며, 넓은 pH 영역에 걸쳐서 양이온교환이 가능하며, 경수(硬水)의 연화, 순수의 제조 등에 강한 염기인 것과 병용하며, 가장 널리 사용되며, 약한 산형은 카르복시기(-COOH)를 갖는 것으로 능력이 크고, 재생이 가능하다.The cation exchange resin is again divided into a strong acid type and a weak acid type. The strong acid type is a group having a sulfonic acid group (-SO 3 H) as a group for ion exchange, cation exchange is possible over a wide pH range, Hard water), and pure water, and is most widely used. The weak acid type has a large capacity and can be regenerated because it has a carboxy group (-COOH).
상기 음이온교환수지 역시 강한 염기형과 약한 염기형으로 구분되며, 강한 염기형은 4급 암모늄염기로서 R4NOH형인 것으로서, 강한 염기성을 지니며, 넓은 pH 영역에 걸쳐서 음이온교환이 가능하고, 약한 염기형은 1급, 2급, 3급의 아미노기를 가지며, 염기성은 약하나 능력이 크고 안정하다.The anion exchange resin is also classified into a strong base type and a weak base type. The strong base type is a quaternary ammonium salt group, which is R 4 NOH type. It has a strong basicity and is capable of anion exchange over a wide pH range, The type has first, second and third amino groups, weak basicity but strong ability and stability.
이온교환수지는 각각 다음과 같은 중화반응, 중성염분해, 복분해(複分解) 등을 보인다(단, R는 수지의 모체).The ion exchange resin shows the following neutralization, neutral salination and metathesis (R is the matrix of the resin), respectively.
(1) R-H + NaOH ↔ R-Na + H2O(1) R-H + NaOH ↔ R-Na + H 2 O
(2) R-H + NaCl ↔ R-Na + HCl(2) R-H + NaCl ↔ R-Na + HCl
(3) R-Na + KCl ↔ R-K + NaCl(3) R-Na + KCl ↔ R-K + NaCl
(4) R-OH + HCl ↔ R-Cl + H2O(4) R-OH + HCl ↔ R-Cl + H 2 O
(5) R-OH + NaCl ↔ R-Cl + NaOH(5) R-OH + NaCl ↔ R-Cl + NaOH
(6) R-Cl + NaBr ↔ R-Br + NaCl(6) R-Cl + NaBr ↔ R-Br + NaCl
이밖에 양쪽성 이온교환수지가 있는데, 이것은 양이온과 음이온을 동시에 교환할 수 있다. 이러한 이온교환수지들은 모두 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 제공되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.There are also amphoteric ion exchange resins, which can exchange both cations and anions at the same time. These ion exchange resins are all well known to be commercially available and commercially available from leading domestic and foreign manufacturers.
상기 탈수/탈이온화기(11)는 하우징; 반응생성물이 유입되는 방향을 기준으로 상기 하우징 내부의 상측에 위치되는 탈이온수단(12); 및 상기 탈이온수단(12)의 하측에 위치되는 탈수수단(13);을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 산성 물질 및/또는 염기성 물질들은 수분과 함께 존재하는 경우에 이온으로 존재할 가능성이 높으며, 이온으로 존재하는 경우에, 이온교환수지에 의해 이온교환에 의해 제거되는 비율이 높아지는 장점이 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 달리 상기 탈수/탈이온화기(11)는 하우징; 반응생성물이 유입되는 방향을 기준으로 상기 하우징 내부의 상측에 위치되는 탈수수단(13); 및 상기 탈수수단(13)의 하측에 위치되는 탈이온수단(12);을 포함할 수도 있다. 이러한 구성에 의하여 상기 탈이온수단(12)에 접촉하는 물질의 양을 상기 탈수수단(13)에 의하여 제거되는 물의 양 만큼 줄여 탈이온수단(12)과 이온성 물질, 즉 산성 물질 및/또는 염기성 물질과의 접촉량을 높이도록 할 수도 있다.The dehydration / deionizer (11) comprises a housing; A deionization means (12) located on the upper side of the interior of the housing with respect to a direction in which the reaction product flows; And dehydrating means (13) located below the deionization means (12). That is, acidic substances and / or basic substances are highly likely to be present as ions when they are present together with moisture, and when they are present as ions, they are advantageous in that they are removed by ion exchange by ion exchange resins, The invention is not limited thereto, but otherwise the dehydration /
상기 탈수/탈이온화기(11)는 하나의 하우징 내에 상기 탈수수단(13)과 탈이온수단(12)을 함께 장착하도록 구성되며, 따라서 상기 하우징으로부터 이들 탈수수단(13) 및/또는 탈이온수단(12)을 제거하고, 새로운 탈수수단(13) 및/또는 탈이온수단(12)을 교체하여 장착하도록 구성할 수 있으며, 그에 따라 탈수효율 및 탈이온효율을 항상 높은 수준으로 유지하도록 하는 것을 가능하게 할 수 있다.The dewatering / deionizing
비록 도면의 단순화를 위하여 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 탈수/탈이온화기에 후속하여 공지의 디엔 화합물 제조장치의 다른 구성들이 연결될 수 있으며, 예를 들면, 반응생성물로부터 디엔 화합물과 알칸 화합물을 분리 및 정제하는 정제수단이 연결되거나, 달리 유량을 제어하는 유량제어밸브가 연결되거나, 또는 압력을 제어하는 압력제어밸브 등이 연결될 수 있다. 도 2에서는 도면의 단순화를 위하여 제2관로(4)로 표시하였다. 이 제2관로(4)를 통하여 다른 장치의 구성요소들이 연결될 수 있음은 당업자에게는 이해될 수 있는 것이다.Although not shown in the drawings for the sake of simplicity, other configurations of the known diene compound production apparatus may be connected subsequent to the dehydration / deionizer, for example, separation and purification of a diene compound and an alkane compound from a reaction product A flow control valve for controlling the flow rate or a pressure control valve for controlling the pressure may be connected. In FIG. 2, the
상기에서 제1관로(3) 및 제2관로(4)는 모두 그를 통하여 유체가 흐를 수 있는 도관의 연결로 구성되는 것으로 이해될 수 있는 것이다.In the above, it can be understood that the
또한, 상기 디미스터(2) 및 상기 탈수/탈이온화기(11)에 연결되는 배수관(5)은 그를 통하여 상기 디미스터(2)나 상기 탈수/탈이온화기(11)에서 탈수되는 물을 배수하기 위한 도관으로 이해될 수 있는 것이다.The
상기한 바와 같은 구성을 통하여 산화적 탈수소화 반응을 통해 디엔 화합물을 제조하는 디엔의 제조장치의 가동 중, 상기 산화적 탈수소화 반응이 이루어지는 반응기(1)로부터 유출되는 반응생성물 중에 포함될 수 있는 부산물로서의 부식성 물질, 즉 산성 물질 및/또는 염기성 물질을 본 발명에 따른 탈수/탈이온화기를 통하여 탈수와 탈이온화를 동시에 수행하도록 함으로써 이후에 연결되는 다른 장치들을 포함하여 관로의 폐색, 장치의 부식 및 장치의 오작동을 방지할 수 있으며, 그에 의하여 상기 제조장치의 운전가능시간을 늘려 생산성을 높이도록 하며, 유지보수의 시간 및 노력을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.As a byproduct which can be contained in the reaction product flowing out of the
상기 탈수/탈이온화기는 일례로 디미스터에 탈이온수단으로 이온교환수지를 충진한 장치일 수 있고, 이 경우 기존 설비에서 수분, 이온성 물질 및 분자량이 큰 물질(heavy 물질) 등을 경제적으로 제거하는 효과가 있다.
The dehydration / deionizer may be an apparatus filled with an ion exchange resin as a de-ionization means, for example. In this case, water, ionic substances and heavy substances having a large molecular weight can be economically removed .
또한, 본 발명에 따른 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조방법은, (1) 알켄을 포함하는 탄화수소 혼합물, 공기 및 스팀을 반응기 내의 촉매와 접촉시켜 산화적 탈수소화 반응을 수행하는 반응단계; 및 (2) 상기 반응단계 이후, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분 및 이온 물질을 제거하는 탈수/탈이온단계;를 포함한다.Further, a method for producing a diene compound by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene according to the present invention comprises the steps of: (1) bringing a hydrocarbon mixture including an alkene, air, and steam into contact with a catalyst in a reactor to perform an oxidative dehydrogenation reaction A reaction step; And (2) a dehydration / deionization step of removing moisture and ionic substances from the reaction product flowing out of the reactor after the reaction step.
상기 (1)의 반응단계는 알켄을 포함하는 탄화수소 혼합물, 공기 및 스팀을 반응기 내의 촉매와 접촉시켜 산화적 탈수소화 반응을 수행하는 단계로서 이러한 반응단계는 당업자에게는 용이하게 수행할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.The reaction step (1) is carried out by bringing a hydrocarbon mixture containing alkene, air and steam into contact with a catalyst in a reactor to carry out an oxidative dehydrogenation reaction. Such a reaction step can be carried out in a manner well known to those skilled in the art .
상기 (2)의 탈수/탈이온단계는 상기 반응단계 이후, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물을 본 발명에 따른 탈수/탈이온화기에 통과시키는 것에 의하여 상기 탈수/탈이온화기를 구성하는 탈수수단과 탈이온수단에 의하여 탈수 및 탈이온을 수행한다.The dehydration / deionization step (2) may be carried out by passing the reaction product flowing out of the reactor through a dehydration / deionizer according to the present invention after the reaction step, Dehydration and deionization are carried out by means of the apparatus.
여기에서 탈수수단은 산화적 탈수소화 반응 후 생성된 혼합가스 중의 수증기를 제거할 수 있는 탈수수단인 경우 특별히 제한되지 않으며, 일례로 디미스터일 수 있다. 또한, 상기 탈이온수단은 일례로 이온교환수지일 수 있다.Here, the dehydrating means is not particularly limited as long as it is dehydrating means capable of removing steam in the mixed gas generated after the oxidative dehydrogenation reaction, and may be a demister, for example. The deionization means may be, for example, an ion exchange resin.
또한, 탈수과정 역시 상기 반응생성물을 상기 탈수수단에 통과시키는 것에 의하여, 그리고 탈이온과정 역시 상기 반응생성물을 상기 탈이온수단, 즉 이온교환수지와 접촉시키는 것에 의하여 수행될 수 있다.The dehydration process can also be performed by passing the reaction product through the dehydration means, and the deionization process can also be performed by contacting the reaction product with the deionization means, i.e., the ion exchange resin.
상기 탈수/탈이온화 단계는 수증기 뿐만 아니라, 관로 폐색의 원인이 되는 분자량이 큰 물질(heavy 물질) 등을 제거할 수 있어, 상기 반응생성물로부터 보다 많은 양의 부산물을 제거하는 효과가 있다.The dehydration / deionization step can remove not only water vapor but also a heavy molecular substance which is a cause of pipe obstruction, thereby removing a larger amount of by-products from the reaction product.
또한, 본 발명의 하나의 구체예에 따르면, 상기 탈수/탈이온단계 이후, 상기 탈수/탈이온화된 반응생성물로부터 디엔 화합물과 알칸 화합물을 분리 및 정제하는 정제단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dehydration / deionization step may further include a purification step of separating and purifying the diene compound and the alkane compound from the dehydrated / deionized reaction product.
이러한 정제단계를 통하여 소정의 디엔 화합물을 분리함으로써 본 발명이 의도하는 디엔 화합물을 수득할 수 있게 된다.
By separating the desired diene compound through such a purification step, it is possible to obtain the diene compound intended by the present invention.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Changes and modifications may fall within the scope of the appended claims.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
디미스터에 탈이온수단으로 염기성 음이온교환수지를 충진하고 이 장치를 부타디엔 반응기 후단에 설치하여 반응기 후단에서 나오는 생성혼합물 가스(product mixture gas)를 통과시켜 얻은 응축수를 분석하였다. A basic anion exchange resin was charged as a demistering means and the apparatus was installed at the rear end of a butadiene reactor, and the condensate obtained by passing through a product mixture gas from the rear end of the reactor was analyzed.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1과 비교하기 위해 디미스터에 탈이온수단으로 이온교환수지를 충진하지 않는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
For comparison with Example 1 above, an ion exchange resin was used as a demistering means The same procedure was carried out except that no filling was carried out.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1과 비교예 1에서 얻은 응축수로부터 샘플을 채취하고 가스크로마토그래피(GC) 분석을 진행하였다. 비교를 하기 위하여 정량의 응축수 샘플을 GC로 분석하였고 응축수에 포함된 성분들의 GC area값을 각각 하기 표 1에 기재하였다. 이때 각 성분의 제거율(%)은 비교예 1의 GC area값을 기준으로 실시예 1의 GC area값에서 감소된 비율로 측정하였다.
Samples were taken from the condensed water obtained in Example 1 and Comparative Example 1 and analyzed by gas chromatography (GC). For comparison, a quantitative sample of the condensate was analyzed by GC and the GC area values of the components contained in the condensate were respectively listed in Table 1 below. At this time, the removal rate (%) of each component was measured at a decreasing rate from the GC area value of Example 1 based on the GC area value of Comparative Example 1.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 기재에 따른 탈수/탈이온화기를 통과시켜 얻은 응축수의 경우(실시예 1) 탈수기만을 통과시켜 얻은 응축수(비교예 1)에 비하여 관로 폐색을 일으킬 수 있는 물질들이 평균적으로 60~70% 제거됨을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 1, in the case of the condensed water obtained by passing through the dehydration / deionizer according to the present invention (Example 1), the substances capable of causing the pipe clogging compared to the condensed water obtained by passing only the dehydrator (Comparative Example 1) And 60 ~ 70% were removed.
1: 반응기 2: 디미스터
3: 제1관로 4: 제2관로
5: 배수관 11: 탈수/탈이온화기
12: 탈수수단 13: 탈이온수단1: Reactor 2: Dimer
3: first conduit 4: second conduit
5: drain pipe 11: dehydration / deionizer
12 dehydration means 13 deionization means
Claims (9)
상기 반응기에 유체적으로 연결되며, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분과 이온성 물질을 함께 제거하기 위한 탈수/탈이온화기;
를 포함함을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.A reactor in which the dehydrogenation reaction is carried out; And
A dehydration / deionizer fluidly connected to the reactor, the dehydration / deionizer for removing moisture and ionic material from the reaction product leaving the reactor;
Wherein the oxidizing dehydrogenation reaction of the diene compound is carried out by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene.
상기 탈수/탈이온화기가 하나의 하우징 내에 탈수수단과 탈이온수단을 함께 포함함을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.The method according to claim 1,
Wherein the dehydration / deionizer comprises dehydrating means and deionization means in one housing together with an oxidizing dehydrogenation reaction of the alkene.
상기 탈수/탈이온화기를 구성하는 상기 탈수수단이 섬유상 물체가 충진된 탈수기임을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the dehydrating means constituting the dehydrating / deionizing device is a dehydrator filled with a fibrous object.
상기 섬유상 물체가 섬유들이 그물 구조 또는 무작위로 엉킨 구조로 뭉쳐진 상태의 물체임을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.The method of claim 3,
Wherein the fibrous material is an object in which the fibers are aggregated into a net structure or a random tangled structure.
상기 섬유가 내식성의 금속섬유임을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.5. The method of claim 4,
Wherein the fiber is a metal fiber of corrosion resistance, wherein the diene compound is produced by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene.
상기 탈수/탈이온화기를 구성하는 상기 탈이온수단이 이온교환수지임을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the deionization means constituting the dehydration / deionizer is an ion exchange resin. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 탈수/탈이온화기가 하우징;
반응생성물이 유입되는 방향을 기준으로 상기 하우징 내부의 상측에 위치되는 탈이온수단; 및
상기 탈이온수단의 하측에 위치되는 탈수수단;
을 포함함을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조장치.3. The method of claim 2,
Said dehydration / deionizer comprising: a housing;
A deionization means located on the upper side of the inside of the housing with respect to a direction in which the reaction product flows; And
Dehydrating means located below the deionization means;
Wherein the diene compound is prepared by an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene.
(2) 상기 반응단계 이후, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물 중의 수분 및 이온 물질을 제거하는 탈수/탈이온단계;
를 포함함을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조방법.(1) a reaction step in which an oxidative dehydrogenation reaction is carried out by contacting a hydrocarbon mixture containing alkene, air and steam with a catalyst in a reactor; And
(2) a dehydration / deionization step of removing water and ionic substances from the reaction product flowing out of the reactor after the reaction step;
Wherein the oxidizing dehydrogenation reaction of the diene compound is carried out in an oxidative dehydrogenation reaction of an alkene.
상기 탈수/탈이온단계 이후, 상기 탈수/탈이온화된 반응생성물로부터 디엔 화합물과 알칸 화합물을 분리 및 정제하는 정제단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 알켄의 산화적 탈수소화 반응에 의한 디엔 화합물의 제조방법.9. The method of claim 8,
The method of claim 1, further comprising, after the dehydration / deionization step, a purification step of separating and purifying the diene compound and the alkane compound from the dehydrated / deionized reaction product, Gt;
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