KR102155702B1 - 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법 - Google Patents

알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법 Download PDF

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Abstract

구현예는 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법으로서, (1) 이온계 성분이 포함된 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 얻는 단계; (2) 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시키는 단계; 및 (3) 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻는 단계를 포함하고, 이로써 후속 공정에 적용하기에 적합한 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻을 수 있다.

Description

알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법{METHOD FOR PURIFYING ALKYLENE OXIDE COMPOSITION}
구현예는 알킬렌 옥사이드 제조시 발생하는 이온계 성분을 제거하여 알킬렌 옥사이드 조성물을 정제하는 방법에 관한 것이다.
알킬렌 옥사이드는 화학 공업에서 중요한 중간체로 사용되고 있으며, 이러한 알킬렌 옥사이드를 제조하는 방법 또한 다양하다. 어떠한 반응물, 촉매, 용매 등을 사용하느냐에 따라 부산물 또한 상이하게 생성될 수 있다.
예를 들어, 프로필렌 옥사이드를 제조하는 방법은 주로 하이드로클로린 경로 공법과 병산공법(프로필렌 옥사이드와 함께 스타이렌 모노머 또는 메틸 터셔리 부틸 에테르를 함께 생산하는 공법)이 이용되어 왔다. 그러나 하이드로클로린 경로 공법의 경우 오염 문제로 인해 점점 지양되어 왔고, 병산공법 또한 부산물의 제한된 사용으로 인해 추가 신, 증설이 어려웠다. 따라서 최근 몇 년 사이에 새로운 프로필렌 옥사이드 제조방법이 연구되어 왔다.
새로운 제조방법에 따르면, 프로필렌이 티타늄 화합물 촉매의 작용 하에 산화제인 과산화수소로 에폭시화되면서 프로필렌 옥사이드 조성물이 생성된다. 이러한 제조방법은 공정이 단순하고, 저에너지 소비가 가능하며, 친환경적이라는 점에서 이점이 있다.
다만, 이러한 제조방법에 따라 제조된 프로필렌 옥사이드 조성물의 경우, 폴리올 등을 제조하는 후속 공정에 영향을 줄 수 있는 불순물이 존재한다는 단점이 있다. 따라서 어떤 불순물이 포함되어 있는지, 이 불순물을 선택적으로 제거하는 방법이 무엇인지에 대한 연구가 계속되고 있다.
구현예는 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 부산물 중 후속 공정에 적용하는데 불필요한 이온계 성분을 선택적으로 제거함으로써, 후속 공정에 적용하기에 적합한 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 제공하고자 한다.
일 구현예에 따른 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법은 (1) 이온계 성분이 포함된 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 얻는 단계; (2) 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시키는 단계; 및 (3) 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻는 단계;를 포함한다.
구현예에 따른 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법에 따르면, 후속 공정에 적용하기에 적합한 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻을 수 있다.
도 1은 구현예의 증류 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
구현예는 후속 공정에 적용하기에 적합한 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따른 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법은 (1) 이온계 성분이 포함된 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 얻는 단계; (2) 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시키는 단계; 및 (3) 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻는 단계;를 포함한다.
먼저, 구현예에 따른 알킬렌 옥사이드 조성물을 정제하기 위하여, 이온계 성분이 포함된 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 얻는다(단계 (1)).
상기 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물(crude composition)이란, 알킬렌 옥사이드 제조 공정에 의해 제조된 직후의 조성물로서, 후속 공정에서 불필요한 이온계 성분 등을 포함하고 있는 조성물을 의미한다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 알킬렌 옥사이드, 이온계 성분, 비이온계 성분 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 이온계 성분을 포함한다.
상기 이온계 성분은 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 양이온계 성분은 NH2 +, NH4 + 및 이를 작용기로 가진 분자체들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 양이온계 성분은 NH4 +를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 양이온계 성분은 NH2 + 및 NH4 +를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양이온계 성분은 NH4 +로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이온계 성분은 NH4 +를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량이 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 NH4 +를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량이 0.1 내지 3 ppm, 0.1 내지 2.5 ppm, 0.3 내지 2 ppm 또는 0.5 내지 1.5 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 음이온계 성분은 NO2 -, NO3 - 및 이를 작용기로 가진 분자체들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 음이온계 성분은 NO2 -를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 음이온계 성분은 NO2 - 및 NO3 -를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 음이온계 성분은 NO2 -로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이온계 성분은 NO2 -를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 NO2 -를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 3 ppm, 0.1 내지 1 ppm 또는 0.2 내지 0.75 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이온계 성분은 질소 함유 이온계 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또는, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 이온계 성분 이외에 비이온계 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 비이온계 성분은 아민계 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아민계 성분은 디이소프로필아민(diisopropylamine), 디에틸아민(diethylamine), 트리에틸아민(trimethylamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 디메틸에틸아민(dimethylethylamine), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine) 및 모노이소프로필아민(monoisopropylamine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 용매를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 용매는 물, 메탄올, 아세트알데히드(acetaldehyde), 프로피온알데히드(propionaldehyde), 메틸포메이트(methyl formate, MF) 및 디메톡시메탄(dimethoxymethane, DMM)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 디메톡시메탄(DMM) 및 메틸포메이트(MF)를 포함하고, 상기 디메톡시메탄(DMM) 및 메틸포메이트(MF)의 함량이 10 내지 3,000 ppm, 10 내지 1,000 ppm, 10 내지 500 ppm 또는 20 내지 100 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR(Controlled Polymerization Rate)은 0.2 내지 20이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR은 0.2 내지 10, 0.2 내지 5, 0.2 내지 2, 0.5 내지 3, 0.5 내지 2 또는 0.15 내지 1.5일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 CPR(Controlled Polymerization Rate)은 알킬렌 옥사이드 조성물 속의 염기성 물질의 양을 표시하는 지표로서, ASTM D6437의 실험방법에 의거 알킬렌 옥사이드 조성물 30 g을 메탄올 100 ml와 섞은 후 중화적정한 염산(농도: 0.001 N)의 양을 수치화한 결과이다.
상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR이 상기 범위인 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 제조 과정에서 반응성 제어를 어렵게 할 뿐만 아니라, 만들어진 제품의 CPR 값이 제품 CPR 규격을 벗어난다는 점에서 부적절하기 때문에, 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 값을 상기 범위로 유지해야 한다. 구체적으로, 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 값을 최대 2.0 이하로 유지하는 것이 더욱 유리하다.
구체적으로, 앞서 언급한 이온계 불순물 중 양이온계 불순물이 음이온계 불순물보다 상대적으로 많음에 따라 불순물들끼리 중화된 이후에도 남아있는 양이온계 불순물이 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 수치를 높이는 요인이 된다.
상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 염기도는 1 내지 40이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 염기도는 2 내지 40, 2 내지 20, 0.4 내지 10 또는 0.4 내지 7일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 앞서 언급한 이온계 불순물 중 양이온계 불순물이 음이온계 불순물보다 상대적으로 많음에 따라 불순물들끼리 중화된 이후에도 남아있는 양이온계 불순물이 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 염기도를 높이는 요인이 될 수 있다.
상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 0.2 내지 10 ppm이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 0.2 내지 7 ppm, 0.3 내지 5 ppm, 0.3 내지 3 ppm 또는 0.3 내지 2 ppm이다. 더욱 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 0.6 내지 1.8 ppm, 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량이 높은 수준을 유지할 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품에서 냄새를 유발하는 원인이 된다는 점에서 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 가능한 한 낮게 유지하는 것이 좋다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량을 높이는 요인은 앞서 언급한 이온계 성분, 비이온계 성분 및 용매 중에 포함된 질소를 포함하는 성분들 때문이다.
상기 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드는 프로필렌 옥사이드일 수 있다.
이후, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시킨다(단계(2)).
구체적으로, 증류 장치에서 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시킴으로써, 이온계 성분을 선택적으로 제거할 수 있다.
도 1은 구현예의 증류 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 1은 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 증류시키는 단계를 수행하는 증류 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 증류 장치는 알킬렌 옥사이드 조 조성물이 유입되는 원료 공급관(100), 유입된 원료 물질이 배출되는 상부관(200), 상기 상부관으로부터 배출된 원료 물질의 일부를 다시 증류 장치로 유입시키는 환류관(300), 상기 상부관으로부터 배출된 원료 물질의 일부를 유출시키는 배출관(400), 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 유출시키는 하부관(500) 및 증류 장치에 열을 공급해주는 가열부(600)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 먼저, 상기 단계 (1)에서 제조된 알킬렌 옥사이드 조 조성물이 원료 공급관(100)을 통해 증류 장치에 유입시킨다. 이후, 가열부(600)에 의해 공급되는 열에 의하여 유입된 알킬렌 옥사이드 조 조성물에 포함된 이온계 성분, 특히 끓는점이 낮은 질소 함유 이온계 성분(끓는점: 10℃ 이하)은 기화되어 상기 증류 장치의 상부에 다량 위치하게 된다. 이 때, 상기 원료 궁급관(100)을 통해 증류 장치에 유입된 알킬렌 조 조성물을 상부관(200)을 통해 유출시킨 후, 일부는 배출관(400)으로 유출시키고, 일부는 환류관(300)을 통해 다시 증류 장치에 유입시킴으로써, 상기 배출관(400)으로 유출되는 질소 함유 이온계 성분의 농도를 높일 수 있다. 이러한 증류 단계를 거침으로써 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 하부관(500)을 통해 유출시킨다.
일 구현예에 따르면, 상기 단계 (2)의 환류비는 100 내지 5000일 수 있다. 구체적으로, 상기 환류비는 상기 증류 장치의 배출관(400)으로 유출시키는 유출량에 대하여 환류관(300)으로 유입시키는 유입량의 비율을 의미한다. 더욱 구체적으로, 상기 환류비는 상기 증류 장치의 배출관(400)으로 유출시키는 유출 속도(c)에 대하여 환류관(300)으로 유입시키는 유출 속도(b)의 비율(b/c)을 의미한다. 예를 들어, 상기 환류비는 100 내지 4000, 120 내지 4000, 120 내지 3000, 130 내지 3000, 150 내지 2500 또는 150 내지 2000일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물에 포함된 이온계 성분, 특히 질소 함유 이온계 성분을 효과적으로 제거할 수 있다.
예를 들어, 제올라이트와 같은 분자체는 물리적 흡착을 통해 양이온계 성분인 NH4 +를 선택적으로 제거할 수 있는 장점이 있으나, 이러한 분자체를 사용하는 경우, 음이온계 성분인 NO2 -는 흡착되지 않으므로 제거가 어렵고, 상기 NH4 +도 완전히 제거되지는 않으며, 수분(H2O)도 함께 흡착되므로 사용 수명이 단축될 수 있는 단점이 있다.
반면, 단계 (2)의 증류 단계를 상기 환류비의 범위로 수행하는 경우, 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내의 NH4 +와 같은 양이온계 성분들 뿐만 아니라, NO2 -와 같은 음이온계 성분들도 효과적으로 제거할 수 있음은 물론, 상기 분자체와 유사한 수준으로 염기도를 낮출 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 배출관(400)으로 유출시키는 유출 속도(c)는 0.01 내지 0.3 톤/시간(h)일 수 있다. 예를 들어, 상기 배출관(400)으로 유출시키는 유출 속도(c)는 0.01 내지 0.2 톤/시간(h), 0.015 내지 0.2 톤/시간(h) 또는 0.02 내지 0.2 톤/시간(h)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 환류관(300)으로 유입시키는 유입 속도(b)는 0.5 내지 1500 톤/시간(h)일 수 있다. 예를 들어, 상기 환류관으로 유입시키는 유입 속도(b)는 0.5 내지 1000 톤/시간(h), 1 내지 500 톤/시간(h), 2 내지 400 톤/시간(h) 또는 20 내지 400 톤/시간(h)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 단계 (2)는 증류탑의 상부의 온도를 기준으로 25℃ 내지 40℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 (2)는 26℃ 내지 37℃, 28℃ 내지 36℃ 또는 30℃ 내지 35℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 단계 (2)는 0.2 내지 0.6 bar의 압력 범위에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 (2)는 0.25 내지 0.55 bar, 0.3 내지 0.5 bar 또는 0.35 내지 0.5 bar의 압력 범위에서 수행될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 단계 (2)는 0.1 내지 1 시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 (2)는 0.1 내지 0.9 시간, 0.2 내지 0.8 시간 또는 0.3 내지 0.7 시간 동안 수행될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 가열부(600)는 40℃ 내지 50℃의 열을 제공할 수 있다. 예를 들어, 41℃ 내지 48℃ 또는 42℃ 내지 46℃의 열을 증류 장치에 제공할 수 있다.
다음으로, 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻는다(단계 (3)).
일 구현예에 따르면, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함하는 이온계 성분을 포함한다.
이때, 이온계 성분의 종류에 대한 설명은 상기 단계 (1)에 기재된 바와 같다. 또한, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 이온계 성분 이외에 비이온계 성분 및 용매를 포함할 수 있고, 이에 대한 설명 또한 상기 단계 (1)에 기재된 바와 같다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 NH4 +를 포함하고, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 상기 NH4 +의 함량은 0 내지 1 ppm일 수 있다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 상기 NH4 +의 함량은 0 내지 0.9 ppm, 0 내지 0.8 ppm, 0.1 내지 0.8 ppm, 0.1 내지 0.6 ppm, 0.2 내지 0.5 ppm, 0.1 내지 0.4 ppm 또는 0.1 내지 0.25 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 NO2 -를 포함하고, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 상기 NO2 -의 함량은 0 내지 2 ppm 일 수 있다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 상기 NO2 -의 함량은 0 내지 1.8 ppm, 0 내지 1.6 ppm, 0.1 내지 1.6 ppm, 0.1 내지 1.5 ppm, 0.1 내지 1.3 ppm, 0.1 내지 1.0 ppm, 0.2 내지 1.0 ppm, 0.2 내지 0.8 ppm, 0.2 내지 0.6 ppm, 0.3 내지 0.6 ppm, 0.1 내지 0.5 ppm 또는 0.1 내지 0.15 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함되어 있던 NH4 + 등의 양이온계 성분 및 NO2 - 등의 음이온계 성분들이 특정 장치의 증류 장치를 통과함으로써 상당량이 제거될 수 있다.
상기 단계 (3)의 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR은 0 내지 2이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR은 0 내지 1.5, 0 내지 1.2, 0 내지 0.8, 0 내지 0.5, 0.1 내지 0.5, 0.1 내지 0.3 또는 0.1 내지 0.2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 CPR의 정의는 상기 단계 (1)에 기재된 바와 같다.
상기 단계 (3)의 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR이 상기 범위인 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 제조 과정에서 반응성 제어를 수월하게 할 뿐만 아니라 만들어진 제품의 낮아진 CPR 값 자체로도 제품 CPR 규격을 만족한다는 점에서 유리하다.
상기 단계 (3)의 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 염기도는 0 내지 4이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 염기도는 0 내지 3, 0 내지 2.4, 0 내지 1.6 또는 0 내지 1.0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 (3)의 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량은 0 내지 2 ppm이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량은 0 내지 1.8 ppm, 0 내지 1.8 ppm, 0 내지 1.6 ppm, 0 내지 1.5 ppm, 0 내지 1.3 ppm, 0 내지 1.0 ppm, 0.1 내지 1.0 ppm, 0.1 내지 0.9 ppm, 0.1 내지 0.7 ppm, 0.1 내지 0.5 ppm0.1 내지 0.3 ppm 또는 0.1 내지 0.2 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 (3)의 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량이 상기 범위인 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 냄새가 클로로하이드린 및 병산 공법 등 다른 방식으로 생산되는 알킬렌 옥사이드를 원료로 하는 후단 제품의 냄새 수준으로 감소된다는 점에서 유리하다.
상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
알킬렌 옥사이드를 제조하는 공정을 통해, 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 수득하였다. 이때 수득한 조 조성물은 NH4 +, NO2 - 및 알킬렌 옥사이드를 포함하였다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 10 톤/시간(h)을 도 1의 증류 장치의 원료 공급관으로 유입시킨 후, 가열부를 통해 42℃ 내지 46℃의 열을 증류 장치에 공급해줬다. 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 상부관을 통해 유출시키고, 0.2 톤/시간(h)의 배출관의 유출 속도(c) 및 400 톤/시간(h)의 환류관의 유입 속도(b)를 0.5 시간 동안 수행한 후, 하부관으로 유출되는 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻었다.
비교예 1
0.2 톤/시간(h)의 배출관의 유출 속도(c) 및 10 톤/시간(h)의 환류관의 유입 속도(b)를 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 2
0.2 톤/시간(h)의 배출관의 유출 속도(c) 및 1 톤/시간(h)의 환류관의 유입 속도(b)를 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[평가예]
상기 실시예 및 비교예에 따른 정제 방법에 의해 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 물성 및 사후 공정 결과를 평가하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 나타내었다.
평가예 1 : NH 4 + 함량 측정 방법
ASTM D 6919(Standard Test Method for Determination of Dissolved cation in water by Ion Chromatography)의 실험법에 의거하여, 측정하고자 하는 조성물 2g을 초고순도 물에 희석 후, Ion Chromatography 분석기를 통해 NH4 +를 정량 분석한다.
평가예 2 : NO 2 - 함량 측정 방법
ASTM D 4327(Standard Test Method for Anions in water by suppressed Ion Chromatography)의 실험법에 의거하여 측정하고자 하는 조성물 2g을 초고순도 물에 희석 후, Ion Chromatography 분석기를 통해 NO2 -를 정량 분석한다.
평가예 3 : CPR 측정 방법
ASTM D 6437(Standard Test Method for Polyurethane Raw materials)의 실험법에 의거하여 측정하고자 하는 조성물 30g을 메탄올 100ml에 섞은 후, 0.001N 염산으로 중화 적정하여 소비된 염산의 양을 계산한다.
평가예 4 : 질소 함량 측정 방법
ASTM D 4629(Standard Test Method for trace Nitrogen in liquid hydrocarbons) 실험법에 의거하여 측정하고자 하는 조성물 1g을 고순도 용매에 희석 후, 산소와 알곤 상태에서 연소시켜 야기된 이산화질소가 방출하는 파장을 검출하여 정량 분석한다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
환류비(b/c) 2000 50 5
알킬렌 옥사이드 조 조성물 NH 4 + 함량 0.56 ppm 0.56 ppm 0.56 ppm
NO 2 - 함량 0.24 ppm 0.24 ppm 0.24 ppm
CPR 값 1.2 1.2 1.2
질소 함량 0.8 ppm 0.8 ppm 0.8 ppm
정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 NH 4 + 함량 0.1 ppm 0.3 ppm 0.4 ppm
NO 2 - 함량 0.1 ppm 0.2 ppm 0.2 ppm
CPR 값 0.2 0.8 1.0
질소 함량 0.2 ppm 0.5 ppm 0.6 ppm
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1의 알킬렌 옥사이드 조성물의 정제 단계를 거친 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량, NH4 + 함량, NO2 - 함량 및 CPR 값이 비교예 1 및 2에 비하여 낮은 것을 확인할 수 있었다.
100: 원료 공급관
200: 상부관
300: 환류관
400: 배출관
500: 하부관
600: 가열부

Claims (16)

  1. (1) 이온계 성분이 포함된 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 얻는 단계;
    (2) 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 25℃ 내지 40℃의 온도 범위 및 0.2 내지 0.6 bar의 압력 범위에서 증류시키는 단계; 및
    (3) 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물을 얻는 단계를 포함하는, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온계 성분이 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함하는, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온계 성분이 질소 함유 이온계 성분을 포함하는, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 질소 함유 이온계 성분이 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR이 0.2 내지 20인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량이 0.2 내지 10 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이온계 성분이 NH4 +를 포함하고,
    상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 상기 NH4 +의 함량이 0.1 내지 5 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이온계 성분이 NO2 -를 포함하고,
    상기 단계 (1)의 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 상기 NO2 -의 함량이 0.1 내지 5 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (2)의 환류비가 100 내지 5000인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 알킬렌 옥사이드가 프로필렌 옥사이드인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR이 0 내지 2인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량이 0 내지 2 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물이 NH4 +를 포함하고,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량이 0 내지 1 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물이 NO2 -를 포함하고,
    상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0 내지 2 ppm인, 알킬렌 옥사이드 조성물 정제 방법.
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