KR101127160B1 - Method for separating orazeotropic mixtures using the column having a divided wall - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분리벽 칼럼에서 수행되는 에틸렌그리콜을 이용한 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 공비 혼합물을 분리하는 방법에 관한 것으로서, 증류설비는 분리벽을 포함한 단일 증류탑으로 구성되어 있으며, 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜을 각각 고순도로 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating an azeotropic mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol using ethylene glycol carried out in a separation column, the distillation unit is composed of a single distillation column including a separation wall, tetrahydrofuran and methyl A method of separating alcohols in high purity, respectively.
분리벽 칼럼, 공비 혼합물, 분리 공정, 추출제, 에틸렌그리콜, 테트라하이드로퓨란, 메틸알콜 Separation wall column, azeotrope, separation process, extractant, ethylene glycol, tetrahydrofuran, methyl alcohol
Description
본 발명은 공비 혼합물의 분리방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 에틸렌그리콜을 사용하여 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜 공비 혼합물을 분리하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for separating azeotropic mixtures, and more particularly, to a method for separating tetrahydrofuran and a methyl alcohol azeotrope using ethylene glycol.
테트라하이드로퓨란과 메틸알콜은 많은 공정에서 사용되고 있으며, 이들을 회수하여 분리하는 공정이 필요하다. 다만, 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜은 공비 혼합물이다. 공비 혼합물은 액체 상태와 기체 상태에서, 성분이 동일하고 끓는점이 일정하도록 특정한 비율로 섞은 액체 혼합물. 액체와 기체가 평형 상태를 이루고 있으며, 성분비가 일정하고 끓는점이 변하지 않으므로 단순한 방법으로는 성분 물질들을 분리할 수 없다.Tetrahydrofuran and methyl alcohol are used in many processes, and a process for recovering and separating them is required. Tetrahydrofuran and methyl alcohol are azeotropic mixtures. Azeotropic mixtures are liquid mixtures mixed in specific proportions in the liquid and gaseous phase so that the components are the same and the boiling point is constant. The liquid and gas are in equilibrium, the component ratios are constant and the boiling point does not change, so the constituents cannot be separated in a simple way.
테트라하이드로퓨란과 메틸알콜 공비 혼합물을 분리하는 방법으로는, 물을 첨가하여 공비 조성을 이동시켜 분리하는 방법(미합중국 등록특허 4,175,009)과 고순도의 테트라하이드로퓨란을 얻기 위하여 3개의 증류탑을 사용하여 분리하는 방법이 있다. 또한, 비 다공성 선택 투과막을 사용하는 투과증발(pervaporation)을 이용하여 분리하는 방법(미합중국 등록특허 5,559,254)이 알려져 있다.As a method of separating the tetrahydrofuran and the methyl alcohol azeotrope, a method of separating the azeotrope by adding water to separate the azeotrope composition (US Pat. There is this. In addition, a method of separation using pervaporation using a non-porous selective permeation membrane (US Pat. No. 5,559,254) is known.
상기의 기술들은 공비 혼합물 중에서 테트라하이드로퓨란을 분리하여 재사용하는 것을 목적으로 하는 데, 고순도(99 중량% 이상)의 분리는 어려운 단점이 있다.The above techniques aim to separate and reuse tetrahydrofuran in an azeotrope, but high purity (more than 99% by weight) separation is difficult.
이에 본 발명자들은 추출제로 에틸렌그리콜을 도입하고, 분리벽형 칼럼을 사용하여, 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜 공비 혼합물을 고순도로 분리하고, 단일 증류탑을 사용함으로 인한 에너지 절감의 효과도 달성할 수 있었다.Therefore, the present inventors introduced ethylene glycol as an extractant, separated the tetrahydrofuran and the methyl alcohol azeotropic mixture with high purity by using a dividing wall column, and achieved the effect of energy saving by using a single distillation column.
본 발명은 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜 공비 혼합물을 고순도로 분리하는 방법에 관한 것이고, 공정에 투입되는 에너지의 절감을 위한 분리방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for separating tetrahydrofuran and a methyl alcohol azeotrope with high purity, and to a separation method for reducing energy input to the process.
본 발명은 분리벽을 포함하는 단일증류탑에서 에틸렌그리콜을 사용한 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물의 분리방법은 분리벽이 칼럼의 길이 방향으로 배열되어 제 1 부영역, 제 2 부영역 및 하부 공통 칼럼 영역을 형성하는 분리벽 칼럼에 제 1 부영역 및 하부 공통 칼럼 영역을 형성하는 분리벽 칼럼에 제 1 부영역에 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물과 에틸렌그리콜을 투입하여 상부로 고순도의 테트라하이드로퓨란을 회수하고 하부로 배출되는 에틸렌그리콜을 투입하여 상부로 고순도의 테트라하이드로퓨란을 회수하고 하부 공통 칼럼으로 유입되는 에틸렌그리콜과 메틸알콜을 제 2 부 영역에서 분리하여 상부로 메틸알콜을 회수하였고 공비 조성을 이동시키기 위해 투입된 에틸렌그리콜은 칼럼의 하부영역에서 회수하여 다시 제 1 부 영역으로 환류시켜 사용하는 분리방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for separating a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol using ethylene glycol in a single distillation column including a dividing wall. A tetrahydrofuran and a mixture of methyl alcohol and ethylene glycol are added to the first subregion in the first subregion and the lower common column region in the dividing wall column to form the column region. Hydrofuran is recovered and ethylene glycol is discharged to the bottom to recover tetrahydrofuran with high purity, and ethylene glycol and methyl alcohol flowing into the lower common column are separated in the second part region to obtain methyl alcohol. Ethylene glycol was recovered and charged to shift the azeotrope. It relates to a separation method used by reflux to the secondary region.
분리벽형 증류탑에 에틸렌그리콜을 투입하여 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물을 분리하는 경우에는 순도가 99 중량% 이상인 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜을 얻을 수 있다.When separating a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol by adding ethylene glycol to a dividing wall distillation column, tetrahydrofuran and methyl alcohol having a purity of 99% by weight or more can be obtained.
또한, 에틸렌그리콜을 회수하여 열교환 재순환하여 사용함에 따라 에너지 절감의 효과를 가져온다.In addition, ethylene glycol is recovered and used as heat exchange recirculation to bring about energy saving effects.
본 발명은 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물; 및 에틸렌그리콜을 포함하는 공급 스트림을, 칼럼의 길이 방향으로 배치되어 있는 분리벽에 의해서 제 1 부 영역 및 제 2 부 영역으로 분할되고 비분할된 하부 공통 칼럼 영역을 갖는 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역에 도입하는 1 단계; 상기 도입된 공급스트림으로부터 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역의 상부로 테트라하이드로퓨란을 회수하고, 분리벽 칼럼의 하부 공통 칼럼 영역으로 메틸알콜 및 에틸렌그리콜을 포함하는 중간 스트림을 배출하는 2 단계; 상기 배출된 중간 스트림을 분리벽 칼럼의 제 2 부 영역에 도입하는 3 단계; 상기 도입된 중간 스트림으로부터 분리벽 칼럼의 제 2 부 영역의 상부로 메틸알콜을 회수하고, 분리벽 칼럼의 제 2 부 영역의 하부로 에틸렌그리콜을 포함하는 환류 스트림을 배출하는 4 단계; 및 상기 배출된 환류 스트림을 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역으로 환류시키는 5단계;를 포함하는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜 공비 혼합물 분리방법에 관한 것이다.The present invention is a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol; And a first common column region having a lower common column region, the feed stream comprising ethylene glycol, divided into a first subregion and a second subregion by a dividing wall disposed in the longitudinal direction of the column and undivided. Introducing into the subregions; Recovering tetrahydrofuran from the introduced feedstream to the top of the first subregion of the dividing wall column and withdrawing an intermediate stream comprising methyl alcohol and ethylene glycol to the lower common column region of the dividing wall column; Introducing the discharged intermediate stream into a second subregion of the dividing wall column; Recovering methyl alcohol from the introduced intermediate stream to the top of the second subregion of the dividing wall column and discharging the reflux stream comprising ethylene glycol to the bottom of the second subregion of the dividing wall column; And five steps of refluxing the discharged reflux stream to the first sub-region of the dividing wall column; and a method for separating tetrahydrofuran and methyl alcohol azeotrope.
더 자세하게는 본 발명은 상기 1 단계에서 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역에 도입되는 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물은 1 ~ 2 bar 및 20 ~ 40 ℃의 조건인 것을 특징으로 하고, 에틸렌그리콜은 1 ~ 2 bar 및 70 ~ 110 ℃의 조건인 것을 특징으로 하는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜 공비 혼합물 분리방법에 대한 것이다.More specifically, the present invention is characterized in that the mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol introduced into the first sub-region of the dividing wall column in the first step is a condition of 1 ~ 2 bar and 20 ~ 40 ℃, ethylene glycol Is a method for separating a tetrahydrofuran and a methyl alcohol azeotropic mixture, characterized in that the conditions of 1 ~ 2 bar and 70 ~ 110 ℃.
더 자세하게는 본 발명은 상기 1 단계에서 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역에 도입하는 공급 스트림의 에틸렌그리콜은 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물의 3 ~ 9 질량 배인 것을 특징으로 하는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜 공비 혼합물 분리방법에 대한 것이다.More specifically, the present invention is tetrahydrofuran characterized in that the ethylene glycol of the feed stream introduced into the first sub-region of the dividing wall column in the first step is 3 to 9 mass times of a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol and Methyl alcohol azeotropic mixture separation method.
또한 본 발명은 상기 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역은 1 ~ 2 bar 및 100 ~ 110 ℃의 조건에서 운전되는 것을 특징으로 하고, 상기 분리벽 칼럼의 제 2 부 영역은 1 ~ 2 bar 및 150 ~ 160 ℃의 조건에서 운전되는 것을 특징으로 하는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜 공비 혼합물 분리방법에 대한 것이다.In addition, the present invention is characterized in that the first subregion of the dividing wall column is operated under the condition of 1 ~ 2 bar and 100 ~ 110 ℃, the second subregion of the dividing wall column is 1 ~ 2 bar and 150 ~ Tetrahydrofuran and methyl alcohol azeotropic mixture separation method characterized in that it is operated under the conditions of 160 ℃.
테트라하이드로퓨란과 메틸알콜 공비 혼합물로 일반적인 분별증류 방법으로는 분리할 수 없다. 물을 추출제로 도입하여 공비 조성을 이동시켜 분리가 가능하다. 다만, 물을 사용하는 경우에는 분리 생성물의 순도가 높지 않다. 따라서 본 발명에서는 추출제로 에틸렌그리콜을 도입하여 높은 순도의 분리생성물을 제공한다.Tetrahydrofuran and methyl alcohol azeotropes cannot be separated by conventional fractional distillation. Water can be introduced as an extractant to separate the azeotropic composition by shifting it. However, when water is used, the purity of the separation product is not high. Therefore, in the present invention, ethylene glycol is introduced as an extractant to provide a separation product of high purity.
에틸렌그리콜은 이브롬화에틸렌을 물과 알코올로 가수 분해를 하여 만드는 2가(價) 알코올로 무색무취의 단맛이 있는 액체이다. 자동차 엔진 부동제?합성 섬유의 제조 원료 따위로 사용되고, 화학식은 HOCH2CH2OH이다.Ethylene glycol is a dihydric alcohol made by hydrolyzing ethylene dibromide with water and alcohol. It is a colorless, odorless, sweet liquid. Used as raw materials for the production of automotive engine antifreeze-synthetic fibers, the chemical formula is HOCH 2 CH 2 OH.
에틸렌그리콜을 추출제로 활용하기 위하여 에틸렌그리콜과 메틸알콜 및 에틸렌그리콜과 테트라하이드로퓨란의 이성분계에 대한 상평형을 측정한다.In order to utilize ethylene glycol as an extractant, the phase equilibrium of two-component systems of ethylene glycol and methyl alcohol and ethylene glycol and tetrahydrofuran is measured.
메틸알콜과 에틸렌그리콜 이성분 혼합물의 정온 상평형 측정 결과와 NRTL 모 델을 이용하여 계산한 결과를 도 1에 나타내었고 같은 방법의 테트라하이드로퓨란과 에틸렌그리콜 이성분 혼합물의 것을 도 2에 나타내었다. 도 1에 나타낸 메틸알콜계의 경우 액상의 메틸알콜 농도 증가에 따라 계의 압력은 거의 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 에틸렌그리콜이 메틸알콜을 잘 흡수하기 때문이다. 반면에 도 3에 나타낸 테트라하이드로퓨란계의 경우 액상의 테트라하이드로퓨란 농도가 저농도일 경우 농도 증가에 따른 계의 압력이 크게 증가하다가 액상 테트라하이드로퓨란 농도가 큰 경우 계의 압력 증가가 둔화되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 현상은 EG(에틸렌그리콜)가 테트라하이드로퓨란을 흡수하지 못하기 때문에 나타나는 것이다. 즉, 에틸렌그리콜는 테트라하이드로퓨란 보다 메틸알콜과 친화성이 있다.The results of the constant temperature equilibrium measurement of the methyl alcohol and ethylene glycol binary components and the results calculated using the NRTL model are shown in FIG. 1, and the tetrahydrofuran and ethylene glycol binary components of the same method are shown in FIG. 2. It was. In the case of the methyl alcohol system shown in Figure 1 it can be seen that the pressure of the system increases almost linearly as the concentration of methyl alcohol in the liquid phase. This is because ethylene glycol absorbs methyl alcohol well. On the other hand, in the case of the tetrahydrofuran system shown in FIG. 3, when the liquid concentration of tetrahydrofuran is low, the pressure of the system increases greatly with increasing concentration, but when the liquid tetrahydrofuran concentration is high, the pressure increase of the system slows down. Can be. This phenomenon occurs because EG (ethylene glycol) does not absorb tetrahydrofuran. That is, ethylene glycol has affinity with methyl alcohol than tetrahydrofuran.
본 발명의 분리벽 칼럼은 도 4과 같은 구조를 갖는 것으로, 분리벽이 칼럼의 길이 방향으로 배열되어 제 1 부 영역, 제 2 부 영역 및 하부 공통 칼럼 영역을 형성한다. 분리벽 칼럼의 제 1 부 영역에 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물과 에틸렌그리콜을 투입하여 상부로 고순도의 테트라하이드로퓨란을 회수하고, 하부공통칼럼으로 유입되는 에틸렌그리콜과 메틸알콜을 제 2 부 영역에서 분리하여 상부로 메틸알콜을 회수하였고 공비조성을 이동시키기 위하여 투입된 에틸렌그리콜은 칼럼의 하부영역에서 회수되어 재사용한다.The dividing wall column of the present invention has a structure as shown in FIG. 4, wherein the dividing wall is arranged in the longitudinal direction of the column to form a first sub region, a second sub region, and a lower common column region. A mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol and ethylene glycol were introduced into the first part of the separation wall column to recover high purity tetrahydrofuran, and ethylene glycol and methyl alcohol flowing into the lower common column were collected. Methyl alcohol was recovered to the top by separating from the secondary zone, and ethylene glycol introduced to transfer the azeotropic composition was recovered from the lower zone of the column and reused.
본 발명의 에틸렌그리콜을 사용한 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물의 분리방법은 분리벽이 칼럼의 길이 방향으로 배열되어 제 1 부 영역, 제 2 부 영역 및 하부공통 칼럼 영역을 형성하는 분리벽형 칼럼의 단일증류탑을 사용한다.In the separation method of a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol using the ethylene glycol of the present invention, a separation wall column in which a separation wall is arranged in the longitudinal direction of the column to form a first subregion, a second subregion and a lower common column region Use a single distillation column.
제 1 부 영역에 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물과 에틸렌그리콜을 투입하여 1 ~ 2 bar 및 100 ~ 110 ℃의 조건에서 운전하고, 제 1부영역 상부의 응축기를 0 ~ 10 ℃로 운전하여 상부로 99.5 중량% 이상의 테트라하이드로퓨란을 회수하고, 하부 공통 칼럼으로 유입되는 에틸렌그리콜과 메틸알콜을 제 2 부 영역에서 압력은 1-2 bar이고 온도는 150 ~ 160 ℃로 운전하고, 응축기는 0 ~ 10 ℃로 운전하여 상부로 99.5 중량% 이상의 메틸알콜을 회수하고 공비조성을 이동시키기 위하여 투입된 에틸렌그리콜은 다시 제 1 부 영역으로 환류시켜 재사용한다.A mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol and ethylene glycol were added to the first subregion and operated at 1 to 2 bar and 100 to 110 ° C., and the condenser at the top of the first subregion was operated to 0 to 10 ° C. At least 99.5% by weight of tetrahydrofuran is recovered to the upper part, and ethylene glycol and methyl alcohol flowing into the lower common column are operated at a pressure of 1-2 bar and a temperature of 150 to 160 ° C. in the second part. Drive to 0 ~ 10 ℃ to the top Ethylene glycol introduced to recover more than 99.5% by weight of methyl alcohol and shift the azeotrope is refluxed back to the first sub-zone for reuse.
제 1 부 영역에 투입되는 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 조성은 몰비율로 4: 6 ~ 6: 4이고, 압력 1 ~ 2 bar 및 온도 20 ~ 40 ℃로 투입된다(이는 예열의 효과가 있으며, 20 ℃ 이하에서는 증류온도까지 가열하는데 열원 및 운전시간손실이 있고, 40 ℃이상에서는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜이 기화되어 증류효율이 감소한다). 에틸렌그리콜은 압력 1 ~ 2 bar 및 온도 70 ~ 110 ℃로 투입시키며, 이는 예열의 효과가 있으며, 70 ℃ 이하에서는 증류온도까지 가열하는데 열원 및 운전시간 손실이 있고, 110 ℃이상에서는 에틸렌그리콜이 기화되어 증류효율이 감소한다.The composition of tetrahydrofuran and methyl alcohol in the first sub-region is 4: 6 to 6: 4 in molar ratio, and is introduced at a pressure of 1 to 2 bar and a temperature of 20 to 40 ° C (this has the effect of preheating, Below 20 ℃ heat source and operating time loss to heat up to distillation temperature, tetrahydrofuran and methyl alcohol is vaporized above 40 ℃ to reduce the distillation efficiency). Ethylene glycol is introduced at a pressure of 1 to 2 bar and a temperature of 70 to 110 ° C, which has the effect of preheating. At 70 ° C or below, there is a loss of heat source and operation time to heat up to distillation temperature. This vaporization reduces the distillation efficiency.
에틸렌클리콜의 투입량은 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물의 3 ~ 8 중량 배를 투입한다. 이는 도 5에서 볼 수 있듯이, 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜 혼합액에서 액상의 에틸렌그리콜 조성에 따른 기액상평형자료에서, 혼합액에 에틸렌그리콜이 5 mol% 이상 존재하면 공비점이 소실되고 20 mol% 이상 존재하면 상대휘발도가 증가하므로 공비혼합물의 분리가 용이해진다. 하부영역에서 제 2 부 영역으로 유입되는 메틸알콜과 에틸렌그리콜의 혼합물은 압력 1 ~ 2 bar 및 130 ~ 180 ℃에서 운전된다. 이는 130 ℃이하에서는 혼합물의 분리효율이 낮고 180 ℃이상에서는 에틸렌그리콜의 기화 및 열분해가 일어날 수 있다.The amount of ethylene glycol added is 3 to 8 times by weight of a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol. As shown in FIG. 5, in the gas-liquid equilibrium data according to the composition of liquid ethylene glycol in tetrahydrofuran and methyl alcohol mixture, the presence of 5 mol% or more of ethylene glycol in the mixed solution loses the azeotropy and 20 mol% or more. When present, the relative volatility increases, facilitating the separation of azeotrope. The mixture of methyl alcohol and ethylene glycol entering the second subzone from the bottom zone is operated at pressures of 1 to 2 bar and 130 to 180 ° C. The separation efficiency of the mixture is lower than 130 ℃ and the ethylene glycol vaporization and pyrolysis may occur above 180 ℃.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.
실시예Example . . 분리벽Partition wall 칼럼을 갖는 증류탑을 이용한 분리공정 Separation process using distillation column with column
30 ℃ 및 1 ~ 3 bar이고 몰비가 5: 5인 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물을 분리벽형 칼럼을 갖는 증류탑에 투입하고, 에틸렌그리콜을 80 ℃ 및 1 ~ 3 bar의 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물에 대하여 3 배의 질량비로 투입하여, PRO/II with PROVISION (공정모사기, SimSci-Esscor)를 사용하여 공정모사 및 증류실험을 실시하였다. A mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol having a 30 ° C. and 1 to 3 bar and a molar ratio of 5: 5 is added to a distillation column having a dividing wall column, and ethylene glycol is added to tetrahydrofuran and methyl at 80 ° C. and 1 to 3 bar. The mixture of alcohols was added at three times the mass ratio, and process simulation and distillation experiments were performed using PRO / II with PROVISION (SimSci-Esscor).
도 4에 대하여, 제 1 부 영역 상부(311)로 99.5 중량%의 테트라하이드로퓨란(430)을 회수하고, 하부로 배출되는 메틸알콜과 에틸렌그리콜의 혼합물을 제 2 부 영역(320)에 투입하여 상부(321)로 99.9 중량%의 메틸알콜(440)을 회수하고, 하부로 배출되는 에틸렌그리콜(450)을 제 1 부 영역(310)으로 투입하였다.4, 99.5 wt% of
비교예Comparative example . 일반 증류탑을 이용한 분리공정. Separation process using general distillation column
30 ℃ 및 1 ~ 3 bar이고 몰비가 5: 5인 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물을 이론단수가 26 단의 증류탑에 투입하고, 에틸렌그리콜을 80 ℃ 및 1 ~ 3 bar의 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물에 대하여 3 배의 질량비로 투입하여 PRO/II with PROVISION (공정모사기, SimSci-Esscor)를 사용하여 공정모사 및 증류실험을 실시하였다.A mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol having a temperature of 30 ° C. and 1 to 3 bar and a molar ratio of 5: 5 was introduced into a distillation column of 26 stages, and ethylene glycol was added to 80 ° C. and 1 to 3 bar of tetrahydrofuran and Process simulation and distillation experiments were performed using PRO / II with PROVISION (Process Simulator, SimSci-Esscor) at a mass ratio of 3 times the mixture of methyl alcohol.
도 3에 대하여, 26 단 증류탑(100) 상부(110)로 99.4 중량%의 테트라하이드로퓨란(120)을 회수하고, 하부(130)로 배출되는 메틸알콜과 에틸렌그리콜의 혼합물을 10 단의 증류탑(200)에 투입하여 상부(210)로 99.5 중량%의 메틸알콜(220)을 회수하고 하부로 배출되는 에틸엔글리콜(230)은 첫 번째 증류탑의 재가열기로 투입하여 열원으로 사용한 후 첫 번째 증류탑으로 투입하였다. 3, 99.4 wt% of
시험예Test Example 1. One. 실시예의Example 분리공정에 대한 공정 모사 Process Simulation for Separation Process
실시예의 분리공정 공정 모사를 도 4의 공정도에 따라 수행하였다. 공정 모사 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Separation Process Simulation of the Example was performed according to the process diagram of FIG. 4. The process simulation results are shown in Table 1 below.
시험예Test Example 2. 2. 비교예의Comparative Example 분리공정에 대한 공정 모사 Process Simulation for Separation Process
비교예의 분리공정 공정 모사를 도 5의 공정도에 따라 수행하였다. 공정 모사 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Separation process simulation of the comparative example was performed according to the process diagram of FIG. The process simulation results are shown in Table 2 below.
분리벽형 증류탑에 에틸렌그리콜을 투입하여 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜의 혼합물을 분리하는 경우에는 순도가 99 중량% 이상인 테트라하이드로퓨란과 메틸알콜을 얻을 수 있다.When separating a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol by adding ethylene glycol to a dividing wall distillation column, tetrahydrofuran and methyl alcohol having a purity of 99% by weight or more can be obtained.
또한, 에틸렌그리콜을 회수하여 열교환 재순환하여 사용함에 따라 에너지 절감의 효과를 가져온다. In addition, ethylene glycol is recovered and used as heat exchange recirculation to bring about energy saving effects.
도 1는 메틸알콜과 에틸렌그리콜 이성분 계의 상평형곡선이다.1 is a phase equilibrium curve of a methyl alcohol and an ethylene glycol binary component system.
도 2은 테트라하이드로퓨란과 에틸렌그리콜 이성분계의 상평형곡선이다.2 is a phase equilibrium curve of a tetrahydrofuran and an ethylene glycol binary component system.
도 3는 2개의 증류탑을 사용하는 기존 분리 공정도이다. 3 is a conventional separation process diagram using two distillation columns.
도 4는 분리벽형 증류탑에서 수행되는 에틸렌그리콜을 이용한 분리공정을 나타낸 그림이다.4 is a diagram illustrating a separation process using ethylene glycol performed in a dividing wall distillation column.
도 5는 테트라하이드로퓨란 및 메틸알콜의 혼합물에서 액상의 에틸렌그리콜의 조성에 관한 기액상평형도이다.5 is a gas-liquid equilibrium diagram of the composition of liquid ethylene glycol in a mixture of tetrahydrofuran and methyl alcohol.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 26 단 증류탑 110 : 응축기100: 26 stage distillation column 110: condenser
120 : 펌프 130 : 펌프120: pump 130: pump
200 : 10 단 증류탑 210 : 응축기200: 10-stage distillation column 210: condenser
220 : 펌프 230 : 펌프220: pump 230: pump
300 : 분리벽형 증류탑 300: dividing wall distillation column
310 : 제 1 부 영역 311 : 응축기310:
320 : 제 2 부 영역 321 : 응축기320: second part region 321: condenser
330 : 하부 공통 칼럼 331 : 재비기330: lower common column 331: reboiler
410 : 추출제(에틸렌그리콜) 420 : THF, MeOH410 extractant (ethylene glycol) 420 THF, MeOH
430 : THF 440 : MeOH430
450 : EG450: EG
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