KR101516848B1 - Method and apparatus for producing bisphenol A involving fouling removal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비스페놀 A의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 페놀과 아세톤을 반응시켜 비스페놀 A를 포함하는 생성물을 얻는 단계; 및 생성물을 포함하는 결정화 원료를 결정화기에서 결정화하되, 결정화기 내부에 열수를 분사하여 결정화기에 침착된 침착물을 제거하는 단계를 포함하는 비스페놀 A의 제조방법을 제공하며, 또한 페놀과 아세톤이 반응하여 비스페놀 A를 포함하는 생성물이 얻어지는 반응기; 및 반응기와 연결되어 반응기의 생성물을 포함하는 결정화 원료의 결정화가 이루어지며, 결정화 원료를 수용하는 본체와, 이 본체 내부에 설치되어 열수를 분사하는 분사노즐을 구비하는 결정화기를 포함하는 비스페놀 A의 제조장치를 제공한다.The present invention relates to a method and an apparatus for producing bisphenol A, which comprises reacting phenol with acetone to obtain a product containing bisphenol A; And a step of crystallizing the crystallization raw material including the product in a crystallizer and spraying hot water into the crystallizer to remove the deposit deposited in the crystallizer. The present invention also provides a method for producing bisphenol A, Reacting to obtain a product comprising bisphenol A; And a crystallizer which is connected to the reactor to crystallize the crystallization material containing the product of the reactor and includes a main body for containing the crystallization raw material and a spraying nozzle provided inside the main body for spraying hot water, Thereby providing a manufacturing apparatus.
Description
본 발명은 비스페놀 A의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 특히 비스페놀 A, 부성분 및 페놀을 함유하는 생성물 혼합물의 현탁 결정화를 수행할 때, 결정화기 내에 생성되는 침착물(fouling)을 제거할 수 있는 비스페놀 A의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for producing bisphenol A and an apparatus for producing bisphenol A. More particularly, the present invention relates to a process for producing bisphenol A, which is capable of removing fouling produced in a crystallizer when performing suspension crystallization of a product mixture containing bisphenol A, And a process for producing bisphenol A and an apparatus for producing the same.
비스페놀 A는 산 촉매 존재 하에서 아세톤에 과량의 페놀을 반응시켜 제조한다. 이 반응 생성물로부터 고순도의 비스페놀 A를 취득하기 위해, 반응 생성물을 결정화(crystallization) 처리하여 비스페놀 A와 페놀의 부가물(adduct) 결정을 석출하고, 얻어진 결정 슬러리를 고/액 분리한 후 회수된 부가물 결정으로부터 페놀을 제거해 비스페놀 A를 얻게 된다.Bisphenol A is prepared by reacting acetone with an excess of phenol in the presence of an acid catalyst. In order to obtain high purity bisphenol A from the reaction product, the reaction product is subjected to crystallization treatment to deposit adduct crystals of bisphenol A and phenol, and the resultant crystal slurry is subjected to solid / liquid separation, By removing phenol from the water crystals, bisphenol A is obtained.
연속 결정화 방법은 대용량의 반응물을 효율적으로 정제하는 방법으로 알려져 있다. 그러나 연속 결정화에 있어서의 문제점의 하나는 결정화기 내부의 침착물의 형성이다. 침착물은 예를 들어 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 A와 페놀 부가물 결정으로 이루어질 수 있다. 침착물이 발생하면 결정화기의 운전을 중단하고 침착물을 녹여내야 하므로, 안정하고 일정한 품질의 결정을 얻을 수 없으며 생산량의 감소를 가져온다.The continuous crystallization method is known as a method for efficiently purifying a large amount of reactants. However, one of the problems in continuous crystallization is the formation of deposits inside the crystallizer. The deposits may consist, for example, of bisphenol A and / or bisphenol A and phenolic adduct crystals. When a deposit is generated, the crystallizer must be stopped and the deposit must be melted, so that stable and consistent quality crystals can not be obtained and the yield is reduced.
결정화에 대한 일반적인 침착물 발생 방지 방법으로서는, 보온하거나 이중관의 외관에 열매체를 순환시켜 벽면의 과포화도가 크게 되는 것을 방지하는 방법, 벽면에 생성된 침착물을 제거하기 위해 긁어내는 기계로 제거하는 방법 등이 있다.As a general method of preventing deposition of crystallization, there are a method of preventing a large degree of supersaturation of a wall surface by heating or circulating a heating medium to the outer surface of a double tube, a method of removing by a scraping machine to remove deposits formed on a wall surface .
그러나, 드래프트 튜브 타입(draft tube type)의 결정화기 같은 경우에는 구조적 특성 때문에, 즉 구조물이 장애가 되어 기계로 긁어내는 방법이나 이중관을 설치하기가 쉽지 않다.However, in the case of a draft tube type crystallizer, it is not easy to scrape off the structure due to the structural characteristics, that is, to damage the structure or to install the double tube.
대한민국 특허공개 제1989-12923호에서는 비스페놀 A의 농도를 조절하고 결정화기 내벽면의 온도를 내용물 용액의 온도보다 높으나 온도차가 5℃ 이하가 되도록 유지함으로써, 결정화기 내벽면에서 스케일이 생성되는 것을 방지하는 방법을 개시한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1989-12923 discloses a method of controlling the concentration of bisphenol A and keeping the temperature of the wall surface of the crystallizer higher than the temperature of the content solution but keeping the temperature difference at 5 ° C or lower, The method comprising:
대한민국 특허공개 제2008-99812호에서는 결정화기를 규칙적인 주기로 가열하여 침착물을 제거하는 방법을 개시한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-99812 discloses a method of heating a crystallizer at regular intervals to remove deposits.
그러나, 상기 특허에서는 결정화기의 연속운전기간을 장기화하기에는 다소 부족한 문제가 있다.
However, in the above patent, there is a problem that it is somewhat insufficient to prolong the continuous operation period of the crystallizer.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비스페놀 A의 연속 결정화 방법에 적용되는 결정화기 내부에 침착물이 생성되는 것을 억제하여 연속 운전 기간을 장기화할 수 있는 비스페놀 A의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a bisphenol-A-based continuous crystallization method, And a manufacturing method thereof.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 페놀과 아세톤을 반응시켜 비스페놀 A를 포함하는 생성물을 얻는 단계; 및 생성물을 포함하는 결정화 원료를 결정화기에서 결정화하되, 결정화기 내부에 열수를 분사하여 결정화기에 침착된 침착물을 제거하는 단계를 포함하는 비스페놀 A의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing bisphenol A comprising: reacting phenol with acetone to obtain a product containing bisphenol A; And crystallizing the crystallization raw material containing the product in a crystallizer, wherein hot water is sprayed into the crystallizer to remove the deposit deposited in the crystallizer.
본 발명에서 열수의 온도는 60 내지 100℃일 수 있다. 열수의 온도가 너무 낮을 경우, 결정화 온도보다 낮아 오히려 침착물이 생성되는 것을 유발할 수 있다. 반대로, 너무 높을 경우 물의 비점을 넘으며 높은 온도로 인해 결정이 용해될 가능성이 있다.In the present invention, the temperature of the hot water may be 60 to 100 ° C. If the temperature of the hot water is too low, it may be lower than the crystallization temperature and rather cause the deposit to be formed. Conversely, if it is too high, it will exceed the boiling point of water and the crystal may melt due to the high temperature.
본 발명에서 열수의 분사는 적어도 하나의 분사노즐을 통해 이루어질 수 있으며, 특히 침착물이 주로 생성되는 부위인 결정화 원료의 계면과 접촉하는 부위 및 상기 계면과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 열수를 분사할 수 있다.In the present invention, the injection of hot water can be performed through at least one injection nozzle. In particular, hot water is sprayed to at least one of a portion in contact with the interface of the crystallization raw material and a portion adjacent to the interface, .
본 발명은 결정화기가 드래프트 튜브 타입 결정화기일 경우에 특히 유리하게 적용될 수 있다.The present invention is particularly advantageous when the crystallizer is a draft tube type crystallizer.
본 발명에서는 종래기술과 달리 결정화 단계에서 결정화 원료에 별도의 물을 사용하지 않을 수 있다.Unlike the prior art, in the present invention, no additional water may be used for the crystallization raw material in the crystallization step.
본 발명에서 열수의 분사량은 결정화 원료 전체 중량에 대하여 2 중량% 이하일 수 있으며, 이에 따라 열수는 종래에 결정화 원료로서 평균 결정 입자크기를 증가시키기 위해 투입하는 물의 역할을 겸할 수 있다.In the present invention, the injection amount of hot water may be 2% by weight or less based on the total weight of the crystallization raw material, and thus the hot water may serve as a raw material to be added for increasing the average crystal grain size as a crystallization raw material.
또한, 본 발명은 페놀과 아세톤이 반응하여 비스페놀 A를 포함하는 생성물이 얻어지는 반응기; 및 반응기와 연결되어 반응기의 생성물을 포함하는 결정화 원료의 결정화가 이루어지며, 결정화 원료를 수용하는 본체와, 이 본체 내부에 설치되어 열수를 분사하는 분사노즐을 구비하는 결정화기를 포함하는 비스페놀 A의 제조장치를 제공한다.The present invention also relates to a process for the production of bisphenol A, comprising reacting phenol with acetone to obtain a product comprising bisphenol A; And a crystallizer which is connected to the reactor to crystallize the crystallization material containing the product of the reactor and includes a main body for containing the crystallization raw material and a spraying nozzle provided inside the main body for spraying hot water, Thereby providing a manufacturing apparatus.
본 발명이 적용되는 결정화기는 본체의 내부에 설치되는 드래프트 튜브를 포함하는 드래프트 튜브 타입 결정화기일 수 있으며, 이 결정화기는 드래프트 튜브를 본체의 내부에 지지하는 드래프트 튜브 지지대; 및 본체의 내부에 설치되고, 모터 및 회전축을 구비하는 교반기를 추가로 포함할 수 있다.The crystallizer to which the present invention is applied may be a draft tube type crystallizer including a draft tube installed inside the body, the crystallizer including a draft tube support for supporting the draft tube inside the body; And a stirrer provided inside the main body and having a motor and a rotating shaft.
본 발명에서 분사노즐은 다수의 분사구를 가질 수 있으며, 분사노즐은 침착물이 주로 생성되는 부위인 결정화 원료의 계면과 접촉하는 부위 및 상기 계면과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 분사구가 위치하도록 설치될 수 있고, 구체적으로 분사노즐은 본체의 내벽, 드래프트 튜브 지지대 및 교반기의 회전축과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 분사구가 위치하도록 설치될 수 있다.
In the present invention, the jetting nozzle may have a plurality of jetting ports, and the jetting nozzles may be installed such that the jetting ports are located at least in a portion in contact with the interface of the crystallization raw material, Specifically, the injection nozzle may be installed such that the injection port is located at least on an inner wall of the body, a draft tube support, and a portion adjacent to the rotation axis of the agitator.
본 발명에 따라 열수를 이용하여 비스페놀 A의 연속 결정화 방법에 적용되는 결정화기 내부에 침착물이 생성되는 것을 억제함으로써 연속 운전기간을 장기화할 수 있다.The continuous operation period can be prolonged by suppressing the generation of deposits in the crystallizer applied to the continuous crystallization method of bisphenol A using hot water according to the present invention.
또한, 본 발명은 비스페놀 A/페놀 부가물의 평균 결정 입자크기를 증가시키기 위해 투입하는 1 중량%의 물을 결정화 원료와 함께 투입하지 않고, 결정화기 내의 계면 위로 노출되어 있는 구조물에 분사 노즐을 통하여 뜨거운 물의 형태로 분사함으로써, 결정 입자크기를 증가시키면서 계면 부위 구조물에 생성되는 침착물을 억제 또는 제거하는 효과가 있다.
The present invention also relates to a process for producing a bisphenol A / phenol adduct, which comprises adding 1 wt% of water to increase the average crystal grain size of a bisphenol A / phenol adduct, together with the crystallization raw material, By spraying in the form of water, there is an effect of suppressing or eliminating deposits formed in the interfacial zone structure while increasing the crystal grain size.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 침착물 제거장치를 구비하는 드래프트 튜브 타입 결정화기를 개략적으로 도시한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically depicts a draft tube type crystallizer having a deposit removal device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 비스페놀 A의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 특히 비스페놀 A를 함유하는 생성물 혼합물의 현탁 결정화를 수행할 때, 결정화기 내에 생성되는 침착물을 제거할 수 있다.The present invention relates to a process for producing bisphenol A and an apparatus for producing bisphenol A, and in particular, when carrying out suspension crystallization of a product mixture containing bisphenol A, it is possible to remove the deposit formed in the crystallizer.
비스페놀 A는 산 촉매 존재 하에서 아세톤에 과량의 페놀을 반응시켜 제조한다. 이 반응 생성물로부터 고순도의 비스페놀 A를 취득하기 위해, 반응 생성물을 결정화 처리하여 비스페놀 A와 페놀의 부가물 결정을 석출하고, 얻어진 결정 슬러리를 고/액 분리한 후 회수된 부가물 결정으로부터 페놀을 제거해 비스페놀 A를 얻게 된다.Bisphenol A is prepared by reacting acetone with an excess of phenol in the presence of an acid catalyst. In order to obtain bisphenol A of high purity from the reaction product, the reaction product is subjected to crystallization treatment to precipitate adduct crystals of bisphenol A and phenol, and after the solid / liquid separation of the obtained crystal slurry, phenol is removed from the recovered adduct crystals Bisphenol A is obtained.
공업적으로 적당한 비스페놀 A의 제조방법은 공지되어 있고, 페놀과 아세톤의 산 촉매화 반응을 기초로 하며, 예를 들어 US 2,775,620 및 EP 342,758에 기재되어 있다.Processes for preparing industrially suitable bisphenol A are known and are based on the acid catalyzed reaction of phenol and acetone, for example as described in US 2,775,620 and EP 342,758.
페놀과 아세톤의 산 촉매화 반응에서 페놀 대 아세톤의 비율은 예를 들어 5:1 이상일 수 있다. 반응은 통상 연속적으로 수행되고, 일반적으로 45 내지 110℃의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어 강 무기산, 예컨대 염산 또는 황산과 같은 균일 및 불균일 산, 또는 이들의 브뢴스테드 또는 루이스 산을 산 촉매로서 사용할 수 있다. 디비닐벤젠을 가교제로서 함유하는 겔-유사 또는 다공성 설포네이트화 가교된 폴리스티렌 수지(산 이온 교환제)가 바람직하게 사용될 수 있다. 촉매 이외에, 티올이 일반적으로 조촉매로서 사용될 수 있다.The ratio of phenol to acetone in the acid catalyzed reaction of phenol and acetone may for example be greater than 5: 1. The reaction is usually carried out continuously, and may generally be carried out at a temperature of from 45 to 110 ° C. For example, uniform and heterogeneous acids such as strong inorganic acids such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or Bronsted or Lewis acids thereof, can be used as acid catalysts. Gel-like or porous sulfonated cross-linked polystyrene resin (acid ion exchanger) containing divinylbenzene as a cross-linking agent can be preferably used. In addition to the catalyst, thiols can generally be used as cocatalysts.
반응기로는 예를 들어 술폰산형 양이온 교환 수지 촉매를 충전시킨 수직 고정상 반응기를 사용할 수 있으며, 이 반응기에 페놀 원료와 아세톤 원료를 유통시켜서 연속적으로 실시할 수 있다. 일정 기간 반응을 실시한 후, 운전을 정지시키고, 열화된 촉매의 세정 및 교환을 실시할 수 있다.As the reactor, for example, a vertical fixed bed reactor packed with a sulfonic acid type cation exchange resin catalyst may be used, and the phenol feedstock and the acetone feedstock may be circulated to the reactor to continuously perform the reaction. After the reaction is performed for a predetermined period, the operation is stopped, and the deteriorated catalyst can be cleaned and exchanged.
산 촉매 존재 하에서의 페놀과 아세톤의 반응에서, 미반응 페놀 및 아세톤 이외에, 비스페놀 A 및 물을 우선적으로 함유하는 생성물 혼합물이 형성될 수 있다. 또한, 축합 반응의 전형적인 부산물, 예를 들어 2-(4-히드록시페닐)-2-(2-히드록시페닐) 프로판(o,p-BPA), 치환된 인단, 히드록시페닐 인다놀, 히드록시페닐 크로만, 스피로 비스-인단, 치환된 인데놀, 치환된 크산텐 및 분자 골격 내에 3개 이상의 페닐 고리를 가지는 보다 고도로 축합된 화합물이 발생할 수 있다. 또한, 추가 부성분, 예컨대 아니솔, 메시틸 옥사이드, 메시틸렌 및 디아세톤 알콜이 아세톤의 자연 축합 및 원료 물질 중 불순물과의 반응의 결과로서 형성될 수 있다.In the reaction of phenol with acetone in the presence of an acid catalyst, in addition to unreacted phenol and acetone, a product mixture containing primarily bisphenol A and water can be formed. Also, typical by-products of the condensation reaction, such as 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (2-hydroxyphenyl) propane (o, p-BPA), substituted indan, hydroxyphenylindanols, Substituted xanthines, and more highly condensed compounds having three or more phenyl rings in the molecular backbone can be generated. In addition, additional subcomponents such as anisole, mesityl oxide, mesitylene and diacetone alcohol can be formed as a result of the natural condensation of acetone and reaction with impurities in the raw materials.
물과 같은 언급된 2차 생성물뿐만 아니라, 페놀 및 아세톤과 같은 미반응 공급 물질은 중합체를 제조하기 위한 비스페놀 A의 적합성에 유해한 영향을 미치므로, 적합한 방법으로 분리해야 한다. 특히, 폴리카르보네이트의 제조를 위해서는 고순도의 비스페놀 A가 필요하다.Unreacted feed materials such as phenol and acetone, as well as the mentioned secondary products, such as water, have a deleterious effect on the suitability of bisphenol A for preparing the polymer, and therefore must be separated in a suitable manner. Particularly, high purity bisphenol A is required for the production of polycarbonate.
비스페놀 A의 가공 및 정제의 한 방법은 반응 혼합물을 냉각하고 현탁 결정화에서 비스페놀 A-페놀 부가물을 결정화함으로써, 비스페놀 A를 페놀과 대략적으로 등몰 결정질 부가물의 형태로 생성물 혼합물에서 분리하는 것을 포함한다. 이어서 비스페놀 A-페놀 부가물 결정을 고체/액체 분리를 위한 적합한 기구, 예컨대 회전 여과기 또는 원심분리기에 의해 액체상으로부터 분리하고 추가 정제를 위해 보낼 수 있다.One method of processing and purifying bisphenol A involves separating bisphenol A from the product mixture in the form of approximately equimolar crystalline adduct with phenol by cooling the reaction mixture and crystallizing the bisphenol A-phenol adduct in the suspension crystallization. The bisphenol A-phenol adduct crystals can then be separated from the liquid phase by a suitable apparatus for solid / liquid separation, such as a rotary filter or centrifuge, and sent for further purification.
현탁 결정화에서, 하나 이상의 냉각기에서 비스페놀 A 및 페놀을 함유하는 생성물 혼합물로부터 열을 연속적으로 또는 반연속적으로 제거함으로써, 과포화를 일으켜 비스페놀 A-페놀 부가물 결정이 결정화되도록 할 수 있다. 냉각기 이외에, 과포화 붕괴 및 그에 따른 결정화를 위해 필요한 체류 시간이 또한 결정화기에 제공될 수 있다. 결정화기로부터의 현탁액은 일반적으로 펌프에 의해 냉각기를 통해 순환될 수 있다. 추가 가공을 위해 현탁액으로부터 스트림을 연속적으로 또는 반연속적으로 방출하고, 또한 새로운 생성물 혼합물을 반응으로부터 첨가하며, 여기서 물, 아세톤 및 다른 고도의 휘발성 성분, 예컨대 조촉매는 미리 증류에 의해 생성물 혼합물로부터 완전히 또는 부분적으로 제거할 수 있다. 이러한 현탁 결정화로 비스페놀을 제조하기 위한 방법은 DE 10015014호 및 DE 19510063호에 기재되어 있다.In suspension crystallization, heat may be continuously or semi-continuously removed from the product mixture containing bisphenol A and phenol in one or more coolers, causing supersaturation to crystallize the bisphenol A-phenol adduct crystals. In addition to the cooler, the residence time required for supersaturated decay and hence crystallization can also be provided to the crystallizer. The suspension from the crystallizer can generally be circulated through the cooler by a pump. Continuous or semi-continuous release of the stream from the suspension for further processing and addition of a new product mixture from the reaction wherein water, acetone and other highly volatile components such as co-catalyst are completely removed from the product mixture Or partially removed. Methods for preparing bisphenols by such suspension crystallization are described in DE 10015014 and DE 19510063.
본 발명은 비스페놀 A의 반응물로부터 비스페놀 A와 페놀의 부가물을 연속 결정화하는 과정에서, 결정화기 내의 계면 부위 구조물(결정화기 본체 내벽, 드래프트 튜브 지지대, 교반기 축 등)에 뜨거운 물을 분사하여 결정화기 내부에 생성되는 침착물을 제거 또는 생성을 억제하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a process for continuously crystallizing an adduct of bisphenol A with phenol from a reaction product of bisphenol A by spraying hot water on an interfacial structure in the crystallizer (inner wall of a crystallizer main body, a draft tube support, a stirrer shaft, etc.) And suppresses the removal or generation of the deposits generated therein.
통상적인 비스페놀 A의 결정화 과정에서는 부가물의 평균 결정 입자크기를 증가시키기 위해, 1 중량% 정도의 물을 결정화 원료와 함께 투입한다.In the conventional crystallization process of bisphenol A, about 1% by weight of water is added together with the crystallization raw material in order to increase the average crystal grain size of the adduct.
본 발명에 따르면, 1 중량%의 물을 결정화 원료와 함께 투입하지 않고, 결정화기 내의 계면 부위에 노출되어 있는 구조물, 예를 들어 결정화기 본체 내벽, 드래프트 튜브 지지대, 교반기 축 등에 분사노즐을 통해 스팀 응축수(steam condensate)와 같은 뜨거운 물의 형태로 분사한다.According to the present invention, a structure exposed at an interface portion in a crystallizer, for example, a structure inside the crystallizer main body, a draft tube support, an agitator shaft, etc., Spray in the form of hot water such as steam condensate.
이를 통해 계면 부위 구조물의 온도를 내용물인 결정화 원료(비스페놀 A 등)보다 높게 유지함으로써, 물에 의한 비스페놀 A/페놀 부가물의 국부적인 용해도 증가를 통해 결정화기 내부의 침착물을 제거 또는 생성을 억제하게 된다. 또한, 분사되어 결정화 원료에 첨가되는 열수에 의한 결정 입자크기 증가효과도 얻을 수 있다.By maintaining the temperature of the interfacial structure higher than the content of the crystallization raw material (bisphenol A, etc.), the local solubility of the bisphenol A / phenol adduct by water is increased, thereby suppressing the removal or formation of deposits in the crystallizer do. In addition, it is possible to obtain an effect of increasing the crystal grain size by hot water added to the crystallization raw material after spraying.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 침착물 제거장치를 구비하는 드래프트 튜브 타입 결정화기를 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명은 드래프트 튜브 타입 결정화기일 경우에 특히 유리하게 적용될 수 있다.FIG. 1 schematically illustrates a draft tube type crystallizer having a deposit removing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and the present invention can be applied particularly advantageously in the case of a draft tube type crystallizer.
도 1에 도시된 바와 같이, 드래프트 튜브 타입 결정화기는 결정화기 본체(5), 드래프트 튜브(3), 교반기(2), 드래프트 튜브 지지대(support rod)(1) 등으로 구성되고, 침착물 제거장치로서 적어도 하나 이상의 분사노즐(6) 등을 구비한다.1, the draft tube type crystallizer is composed of a
결정화기 본체(5)는 결정화 원료를 수용하고, 스테인리스 스틸, 유리 등의 재질로 제작되며, 열교환을 위한 자켓을 구비하는 것이 바람직하다.The crystallizer
결정화 원료는 비스페놀 A를 포함하고, 페놀 등을 포함할 수 있으며, 결정 입자크기를 증가시키기 위한 물을 포함하지 않는다.The crystallization raw material contains bisphenol A, may contain phenol and the like, and does not contain water to increase crystal grain size.
결정화 원료는 결정화기 본체(5)의 내부에 일정 높이까지 채워지며, 통상적으로 액상을 이루면서 그 상부에 공기 등과 같은 기체와 계면(4)을 형성한다.The crystallization raw material is filled up to a certain height in the
드래프트 튜브(3)는 내용물인 결정화 원료의 균일한 혼합을 위해 본체의 내부에 설치되며, 드래프트 튜브 지지대(1)에 의해 지지된다. 도면에는 드래프트 튜브(3)가 대략 원통형으로 설치되어 있지만, 드래프트 튜브(3)의 형상 및 개수는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다.The
교반기(2)는 내용물인 결정화 원료의 균일한 혼합을 위해 본체의 내부에 설치되며, 모터(M)에 의해 구동되고, 축에 의해 회전 가능하게 지지된다.The
분사노즐(6)은 좁은 영역만 분사하는 형태보다는 결정화기 내부 구조물, 예를 들어 본체(5)의 내벽, 드래프트 튜브 지지대(1), 교반기(2)의 회전축 등에 열수를 골고루 분사시켜 구조물이 충분히 적셔질 수 있도록, 예를 들어 샤워기나 스프링쿨러처럼 여러 방향으로 형성된 다수의 분사구를 구비하는 것이 바람직하다.The injection nozzle 6 is designed to inject hot water evenly into the inner structure of the crystallizer, for example, the inner wall of the
분사구는 대개 분사노즐(6)의 하단 부위에 형성되지만, 그 위치는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 분사노즐(6)의 중간 부위 및/또는 상단 부위에 형성될 수 있고, 또한 분사노즐(6)의 전체 걸쳐서 형성될 수도 있다.The injection port is usually formed at the lower end portion of the injection nozzle 6, but the position thereof is not particularly limited and may be formed at the middle portion and / or the upper portion of the injection nozzle 6, As shown in FIG.
도 1과 같은 드래프트 튜브 타입 결정화기의 경우, 비스페놀 A와 페놀 부가물의 연속식 결정화 과정에서, 결정화 원료의 계면(4) 부위, 즉 본체(5)의 내벽, 교반기(2)의 축, 드래프트 튜브 지지대(1) 등에 주로 침착물이 생성된다. 계면 부위는 도 1에 예시된 분사부위(7)와 대략 일치한다.1, in the continuous crystallization process of bisphenol A and the phenol adduct, a portion of the interface 4 of the crystallization raw material, that is, the inner wall of the
따라서, 분사노즐(6)은 침착물이 주로 생성되는 부위인 결정화 원료의 계면(4)과 접촉하는 부위 및 상기 계면(4)과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 분사구가 위치하도록 설치되는 것이 바람직하고, 구체적으로 도 1에 예시된 바와 같이, 분사노즐(6)은 분사부위(7)인 본체(5) 내벽, 드래프트 튜브 지지대(1) 및 교반기(2) 회전축의 인접부위 중 적어도 한 곳에, 바람직하게 복수의 위치에 분사구가 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the injection nozzle 6 is installed such that the injection port is positioned at at least one of a portion in contact with the interface 4 of the crystallization raw material and a portion adjacent to the interface 4, The injection nozzle 6 is preferably located at least one of the inner wall of the
이와 같이, 열수의 분사는 적어도 하나의 분사노즐(6)을 통해 이루어지되, 침착물이 주로 많이 생성되는 특정 부위, 예를 들어 도 1에 예시된 바와 같이, 결정화 원료의 계면(4) 부위인 분사부위(7)에만 부분적으로 열수를 분사하는 것이 바람직하나, 열수를 결정화기의 내부 전체에 걸쳐 분사할 수도 있다.As described above, the injection of the hot water is carried out through at least one injection nozzle 6, and the injection of the hot water is carried out at a specific site where a large amount of deposits are mainly generated, for example, at the interface 4 of the crystallization raw material Although it is preferable to inject hot water only partially in the
분사되는 열수의 온도는 60 내지 100℃인 것이 바람직하다. 열수의 온도가 너무 낮을 경우, 특히 60℃ 미만일 경우, 결정화 온도보다 낮아 오히려 침착물이 생성되는 것을 유발할 수 있다. 반대로 열수의 온도가 너무 높을 경우 물의 비점을 넘으며 높은 온도로 인해 결정이 용해될 가능성이 있다. 열수로는 예를 들어 80℃ 정도의 스팀 응축수를 사용할 수 있다.The temperature of the hot water to be sprayed is preferably 60 to 100 ° C. If the temperature of the hot water is too low, in particular below 60 ° C, it may be lower than the crystallization temperature, which may lead to the formation of deposits. Conversely, if the temperature of the hot water is too high, it may exceed the boiling point of water and the crystal may melt due to the high temperature. For example, steam condensate of about 80 캜 can be used as the hot water furnace.
열수의 분사조건은 특별히 제한되지 않으며, 연속적으로 또는 간헐적으로 분사할 수 있다.The spraying condition of the hot water is not particularly limited, and can be continuously or intermittently sprayed.
열수의 분사량은 반응 내용물인 결정화 원료 전체 중량 대하여 2 중량% 이하, 특히 대략 1 중량%인 것이 바람직하고, 연속적으로 분사 가능하도록 분사량을 조절하는 것이 바람직하다. 이에 따라 열수는 종래에 결정화 원료로서 평균 결정 입자크기를 증가시키기 위해 투입하는 물의 역할을 겸할 수 있다.The injection amount of hot water is preferably 2% by weight or less, particularly about 1% by weight based on the total weight of the crystallization raw material as the content of the reaction, and it is preferable to control the injection amount so as to be continuously injectable. Accordingly, the hot water can serve as a raw material for crystallization and can be used as water to increase the average crystal grain size.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
[실시예][Example]
결정화 현상을 모사하기 위해, 자켓이 달린 1 L 유리 반응기에 드래프트 튜브를 설치하고, 비스페놀 A 33.8 중량%, 페놀 61.2 중량%, 기타 하이드로 카본류 4 중량%를 투입하고 교반기로 교반하였다.In order to simulate the crystallization phenomenon, a draft tube was installed in a jacketed 1 L glass reactor, and 33.8% by weight of bisphenol A, 61.2% by weight of phenol and 4% by weight of other hydrocarbons were added and stirred with a stirrer.
내용물인 결정화 원료가 완전히 녹을 때까지 가열한 후 냉각하여 비스페놀 A/페놀 부가물을 결정화하였다. 결정이 충분히 생성된 후 드래프트 튜브를 지지하는 지지대의 계면 위쪽 부위에 80℃로 가열한 물을 분사노즐을 통해 조금씩 분사하였다.The content of the crystallization raw material was heated until it was completely dissolved and then cooled to crystallize the bisphenol A / phenol adduct. After the crystals were sufficiently generated, water heated to 80 DEG C was sprayed little by little through the spray nozzle onto the upper portion of the interface of the support supporting the draft tube.
열수의 분사량은 전체 내용물 중량 대비 2 중량%를 넘지 않도록 하였으며, 약 3시간 동안 연속적으로 분사하였다.The injection quantity of hot water was not more than 2% by weight based on the total weight of the contents, and was continuously sprayed for about 3 hours.
침착물이 생길만한 충분한 시간 후에도, 드래프트 튜브 지지대에 침착물이 생성되지 않았다.No deposits were formed in the draft tube supports after sufficient time to allow deposits to form.
[비교예][Comparative Example]
1 중량%의 물을 결정화 원료와 함께 넣고, 드래프트 튜브 지지대에는 뜨거운 물을 분사하지 않은 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 결정화하였다.One percent by weight of water was added with the crystallization raw material and crystallized in the same manner as in Example except that no hot water was injected into the draft tube support.
결정화 3시간 후에 계면부위의 드래프트 튜브 지지대, 교반기 축 부위에 상당량의 침착물이 생성되었고, 하루가 지난 후에는 침착물이 점점 커져서 계면부위를 완전히 뒤덮었다.
After 3 hours of crystallization, a considerable amount of deposit was formed at the interface of the draft tube support and stirrer of the interfacial region, and after one day, the deposits became larger and completely covered the interface region.
1: 지지대
2: 교반기
3: 드래프트 튜브
4: 계면
5: 결정화기 본체
6: 분사노즐
7: 분사부위1: Support
2: Stirrer
3: Draft tube
4: Interface
5: Crystallizer body
6: injection nozzle
7: injection site
Claims (13)
생성물을 포함하는 결정화 원료를 결정화기에서 결정화하되, 결정화기 내부에 60 내지 100℃의 열수를 분사노즐을 통해 결정화 원료 전체 중량에 대하여 1 중량% 이하의 분사량으로 분사하여 결정화기에 침착된 침착물을 제거하는 단계를 포함하는 비스페놀 A의 제조방법.
Reacting phenol and acetone to obtain a product comprising bisphenol A; And
The crystallization raw material containing the product is crystallized in a crystallizer, and hot water at 60 to 100 ° C is injected into the crystallizer through an injection nozzle at an injection amount of 1% by weight or less based on the total weight of the crystallization raw material, ≪ / RTI > wherein the step of removing bisphenol A comprises the steps of:
결정화 원료의 계면과 접촉하는 부위 및 상기 계면과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 열수를 분사하는 비스페놀 A의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hot water is sprayed to at least one of a portion in contact with the interface of the crystallization raw material and a portion adjacent to the interface.
결정화기는 드래프트 튜브 타입 결정화기인 비스페놀 A의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the crystallizer is a draft tube type crystallizer.
결정화 원료는 물을 포함하지 않는 비스페놀 A의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the crystallization raw material contains no water.
반응기와 연결되어 반응기의 생성물을 포함하는 결정화 원료의 결정화가 이루어지며, 결정화 원료를 수용하는 본체와, 이 본체 내부에 설치되어 60 내지 100℃의 열수를 결정화 원료 전체 중량에 대하여 1 중량% 이하의 분사량으로 분사하는 분사노즐을 구비하는 결정화기를 포함하는 비스페놀 A의 제조장치.
A reactor in which phenol and acetone react to obtain a product containing bisphenol A; And
A crystallization raw material containing a product of the reactor is connected to the reactor to crystallize the crystallization raw material and includes a main body for containing the crystallization raw material and a hot water having a temperature of 60 to 100 ° C in an amount of 1% And an injection nozzle for injecting the injected amount of the bisphenol A into the reactor.
결정화기는 본체의 내부에 설치되는 드래프트 튜브를 포함하는 드래프트 튜브 타입 결정화기인 비스페놀 A의 제조장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the crystallizer is a draft tube type crystallizer including a draft tube installed inside the body.
결정화기는 드래프트 튜브를 본체의 내부에 지지하는 드래프트 튜브 지지대; 및
본체의 내부에 설치되고, 모터 및 회전축을 구비하는 교반기를 추가로 포함하는 비스페놀 A의 제조장치.
10. The method of claim 9,
The crystallizer includes a draft tube support for supporting the draft tube inside the body; And
The apparatus for producing bisphenol A further comprises an agitator provided inside the body and having a motor and a rotating shaft.
분사노즐은 다수의 분사구를 갖는 비스페놀 A의 제조장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the injection nozzle has a plurality of injection ports.
분사노즐은 결정화 원료의 계면과 접촉하는 부위 및 상기 계면과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 분사구가 위치하도록 설치되는 비스페놀 A의 제조장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the injection nozzle is provided so that the injection port is located at a position where the injection nozzle is in contact with the interface of the crystallization raw material and at a position adjacent to the interface.
분사노즐은 본체의 내벽, 드래프트 튜브 지지대 및 교반기의 회전축과 인접하는 부위 중 적어도 한 곳에 분사구가 위치하도록 설치되는 비스페놀 A의 제조장치.13. The method of claim 12,
Wherein the injection nozzle is installed such that the injection port is located at least on an inner wall of the main body, a draft tube support, and a portion adjacent to the rotation axis of the agitator.
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