KR20010075276A - 고순도 모노에틸렌 글리콜의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 탈수하는 동안 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 모노에틸렌 글리콜, 중비점 성분 및 저비점 성분을 함유한 수성 스트림을 제거하고, 임의로 추가로 후처리한 후 이들을 시스템으로부터 제거하는 것을 포함하는, 압력 탈수, 바람직하게는 일련의 압력 탈수, 진공 탈수 및 후속 정제 증류에 의해 에틸렌 옥시드의 가수분해 생성물로부터 고순도 모노에틸렌 글리콜을 증류 회수하는 방법에 관한 것이다.

Description

고순도 모노에틸렌 글리콜의 제조 방법{Method for Producing Highly Pure Monoethylene Glycol}

본 발명은 고순도 모노에틸렌 글리콜의 제조 방법에 관한 것이다.

모노에틸렌 글리콜은 에틸렌 옥시드의 가수분해, 탈수 및 정제 증류에 의해 공업적으로 제조된다. 에틸렌 옥시드 (이후, EO로 약칭함) 가수분해의 선택성을 개선시키기 위해, 매우 과량의 물 (물:EO 중량비 = 4:1 내지 15:1)을 이용하여 가수분해 반응기를 작동시킨다. 이를 통해 고분자량 글리콜, 구체적으로 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 등의 분획을 억제할 수 있다. 가수분해 반응기는 통상적으로 120 내지 250℃의 온도 및 30 내지 40 bar의 압력에서 작동시킨다. 가수분해 생성물은 먼저 잔류 수 함량이 100 내지 200 ppm이 되도록 탈수시킨 다음, 순수한 형태의 다양한 글리콜로 분리한다.

일반적으로 일련의 압력-변화 컬럼에서 감압시키면서 탈수시킨다. 열 통합을 위해, 일반적으로 제1 압력 컬럼의 탑저 리보일러만을 외부 스팀으로 가열하는 반면, 그외의 모든 압력 컬럼은 이전 컬럼으로부터의 증기를 이용하여 가열한다. 물과 글리콜을 분리하기 위한 스트리핑 구역 (stripping section)이 필요없기 때문에, 공급물은 제1 플레이트 아래의 지점에서 각 컬럼으로 들어간다. 가수분해 반응기 배출물에서의 물 함량 및 제1 컬럼의 탑저 리보일러에 사용된 외부 스팀의 압력/온도 수준에 따라, 일련의 압력 탈수 컬럼에는 2 내지 7개의 컬럼이 포함된다. 압력 탈수 단계 후에는 진공 탈수 단계가 이어지며, 일반적으로 스트리핑 구역이 구비된 컬럼에서 수행한다. 탈수 단계에서 수득한 물은 가수분해 반응기의 상류점으로 되돌아 간다. 탈수된 글리콜 혼합물은 다수개의 컬럼에서 순수한 물질로 분리된다. 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 트리에틸렌 글리콜은 각각 탑정 생성물로서 배출되고, 그외의 모든 고분자량 글리콜은 마지막 컬럼의 탑저 생성물로서 폴리에틸렌 글리콜로 공지된 혼합물 형태로 수득된다.

통상적인 글리콜 제조 장치는 통상적으로 생성물 스트림 이외에도 제2 압력 탈수 컬럼의 탑저 리보일러에서 아세트알데히드를 제거하기 위해 단일 배출구만을 추가로 갖는다. 여기에서는 가열에 사용된 제1 컬럼 증기의 비응축 분획이 시스템으로부터 제거된다. 즉, 물/EO 스트림에 의해 글리콜 제조 장치로 운반된 또는 부반응의 결과 글리콜 제조 장치에서 형성된 부성분이 아세트알데히드 제거를 통해 또는 생성물 스트림을 통해서만 시스템으로부터 제거될 수 있다. 후자의 경우에는 생성물의 품질을 손상시키기 때문에 바람직하지 않다.

지금까지, 글리콜 제조 장치는 그의 주요 기능과 관련하여, 특히 탈수 및 정제 증류를 위한 에너지 및 비용 감소와 관련하여서만 최적화되었다. 최근에는, 모노에틸렌 글리콜 생성물의 품질, 특히 부성분의 수준에 대한 보다 엄격한 조건들이 요구되고 있다. 모노에틸렌 글리콜 생성물의 품질에는, 냉각제로 사용되는 저순도 요건의 공업용 등급 (부동액 등급) 및 섬유 제조에 사용되는 엄격한 요건의 섬유 등급의 2가지가 있다. 섬유 등급의 정확한 규격은 수요자에 따라 다양하나, 알데히드 무함유 규격은 일반적으로 블루 MBTH 착물에 의해 분광 광도법으로 분석하여 아세트알데히드에 대해 계산하였을 때 7 내지 20 ppm 범위이고, 최소 UV 투과율 규격은 일반적으로 220 nm에서 76 내지 80% 및 275 nm에서 90 내지 95%이다. 알데히드 무함유 규격 측정시 고려되는 것들은 특히 포름알데히드, 아세트알데히드 및 글리콜알데히드이다. UV 스포일러 (spoiler)로 공지된 UV-활성 물질은 대부분 알려져 있지 않으나, 1 ppm 미만의 농도에서도 규격을 손상시킨다. 그 예로 아크롤레인 및 크로톤알데히드가 있다.

JP-A-60,089,439에는 불활성 기체를 공급하면서 진공 증류에 의해 글리콜을 정제하는 방법이 기재되어 있다. 질소 스트림은 부성분의 일부를 배출시켜서 섬유 제조에 적합한 고순도 글리콜을 남긴다. 그러나, 이 방법은 부성분의 효과적인 제거를 위해서 다량의 질소를 필요로 한다는 단점이 있다. 이 때문에 배출 기체를 통해 생성물이 바람직하지 않게 손실되고, 증류 컬럼 상에 과도한 유체-역학적 스트레스가 가해진다.

DE-A-1 942 094에는 모노에틸렌 글리콜에 대한 불순물의 휘발성을 증가시키는 스팀을 이용하여 스트리핑 컬럼에서 스팀 증류에 의해 모노에틸렌 글리콜을 정제하는 방법이 기재되어 있다.

CA-C-1330350에는 중아황산 이온을 첨가한 후 음이온 교환 수지로 처리함으로써 모노에틸렌 글리콜을 정제하는 방법이 기재되어 있다.

또한, 장치 구조 분야의 특별한 방법 및 장치에 사용된 구조재에 의해 부성분의 형성을 감소시키는 모노에틸렌 글리콜의 정제 방법도 있다. DE-A-19 602 116에는 표면을 환원성 인 화화물로 처리한 장치에서 모노에틸렌 글리콜을 정제하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 상기한 방법들은 고순도의 모노에틸렌 글리콜을 회수하기 위해 추가의 물질 또는 추가의 장치를 필요로 한다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 추가의 물질 또는 특정 구조물을 사용하지 않고 고순도 모노에틸렌 글리콜을 회수하기 위한 간단한 증류 방법을 제공하는 것이다. 규격-손상 부성분은 글리콜 함량이 1 중량% 이하인 거의 수성인 폐기물 스트림으로서 시스템으로부터 제거하고, 폐기물 스트림 중의 부성분을 10 내지 100 배로 농축시키는데, 이렇게 하지 않으면 대량의 폐수가 생기기 때문이다.

본 발명자들은 이 목적이 진공 탈수하는 동안 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 모노에틸렌 글리콜, 중비점 성분 및 저비점 성분을 함유한 수성 스트림을 제거하고, 임의로 추가로 후처리한 후 이들을 시스템으로부터 제거하는 것을 포함하는, 압력 탈수, 바람직하게는 일련의 압력 탈수, 진공 탈수 및 후속 정제 증류에 의해 에틸렌 옥시드의 가수분해 생성물로부터 고순도 모노에틸렌 글리콜을 증류 회수하는 방법을 통해 달성된다는 것을 발견하였다.

상기한 방법에 더하여, 하나 이상의 분리 대역, 바람직하게는 2 내지 10개의 분리 대역, 특히 바람직하게는 3 내지 6개의 분리 대역을 가진 스트리핑 구역을 구비한 탈수 컬럼에서 압력 탈수를 수행하고, 스트리핑 구역을 구비한 탈수 컬럼(들)의 탑정 스트림의 일부를 시스템으로부터 제거하는 방법이 특히 바람직하다.

규격-손상 부성분의 제거는 상기 공정의 특정 위치에서 특히 효과적인 것으로 나타났다. 지금까지는 부성분의 거동을 복합 상 평형을 기준으로 충분히 잘 판단할 수 없었기 때문에, 상기 공정에서 이러한 위치를 확인하는 것은 쉬운 일이 아니었다. 이러한 이유로, 통상적인 대규모 공업용 공정에서는 비점이 극도로 낮은 부성분에 대해 매우 대충적인 배출구인 제2 압력 탈수 컬럼의 바닥 리보일러에서만 아세트알데히드 제거점을 갖는다. 부성분의 거동이 거의 알려지지 않았고 공정 설계 단계에서 고려되지 않았기 때문에, 이 배출구는 최적화되지 않았다.

본원에서 상기 성분들은 그들의 비점 범위를 기준으로 3 부류로 분류된다.

1. 저비점 성분: 물의 휘발성보다 휘발성이 큰 성분 (특히, 아세트알데히드, 순수한 물 중의 포름알데히드, 아크롤레인),

2. 중비점 성분: 물과 모노에틸렌 글리콜 사이의 휘발성을 갖는 성분 (특히, 글리콜-함유 수용액 중의 포름알데히드, 무수 모노에틸렌 글리콜 중의 포름알데히드, 글리콜알데히드, 크로톤알데히드), 및

3. 고비점 성분: 모노에틸렌 글리콜보다 휘발성이 낮은 성분 (특히, 비교적 고분자량의 알데히드, UV 스포일러).

본 발명의 진공 탈수는 1 중량% 미만의 모노에틸렌 글리콜, 중비점 성분 및 저비점 성분을 함유한 수성 스트림을 배출하고, 임의로 추가로 후처리한 후 시스템으로부터 제거하는 것을 포함한다.

진공 탈수는 진공 탈수 컬럼에서 수행될 수 있고, 이 경우 중비점 성분과 저비점 성분의 수성 스트림은 측면 스트림으로서 배출된다. 진공 탈수 컬럼에는 모노에틸렌 글리콜 1 내지 99 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 물 1 내지 99중량%, 바람직하게는 50 내지 10 중량% 및 규격-손상 부성분 1 ppm 내지 5% 범위, 바람직하게는 1 ppm 내지 1 % 범위, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1000 ppm 범위를 포함하는 스트림이 공급된다. 다음, 진공 탈수 컬럼은 물을 주성분으로 하고 모노에틸렌 글리콜 함량이 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 바람직하게는 1000 ppm 미만으로 구성된 탑정 생성물 및 글리콜을 주성분으로 하고 물 함량이 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1000 ppm 미만으로 구성된 탑저 생성물을 생산하도록 하는 방식으로 작동된다. 진공 탈수 컬럼은 모노에틸렌 글리콜이 거의 존재하지 않는, 즉 모노에틸렌 글리콜 함량이 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1000 ppm 미만이고 규격-손상 부성분, 특히 중비점 성분 및 저비점 성분이 풍부한 측면 스트림을 배출시킨다. 탈수 컬럼은 220℃ 이하, 바람직하게는 120 내지 200℃, 특히 바람직하게는 160 내지 180℃의 탑저 온도에서 작동된다.

일반적으로 압력 탈수 컬럼 또는 일련의 압력 탈수 장치 중 마지막 컬럼으로부터 나온 탑저 배출물은 진공 탈수 컬럼으로 공급된다. 그러나, 각 경우 EO 가수분해 반응기로부터 나온 배출물을 진공 탈수 컬럼으로 바로 공급하는 것도 가능하다. 진공 탈수 컬럼의 탑저 생성물에는 물이 거의 없으며, 이는 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼에 공급된다. 탑정 생성물인 모노에틸렌 글리콜이 거의 없는 물은 전체적으로 또는 부분적으로 공정에 더 사용되며, 특히 가수분해 반응기에 공급된다. 측면 스트림은 폐수로 배출되거나 또는 추가로 후처리될 수 있다.

보다 바람직한 실시태양에서는, 2개의 진공 탈수 컬럼이 함께 연결된다. 정제하고자 하는 글리콜-함유 스트림을 제1 진공 탈수 컬럼에 공급한다. 제1 진공 탈수 컬럼의 탑저 생성물을 제2 진공 탈수 컬럼, 바람직하게는 그의 중간부에 공급한다. 제1 진공 탈수 컬럼의 탑저 생성물에서 전형적인 글리콜 함량은 70 내지 99.5 중량%, 바람직하게는 85 내지 99.5 중량%, 특히 바람직하게는 95 내지 99 중량%이다. 제2 진공 탈수 컬럼으로부터 배출된 탑정 생성물은 글리콜 함량이 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1000 ppm 미만인 글리콜이 거의 없는 수성 스트림이며, 중비점 성분 및 저비점 성분이 풍부하다. 제2 진공 탈수 컬럼의 탑저 생성물은 거의 무수성인 글리콜이며, 이는 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼에 공급된다. 진공 탈수 컬럼(들)에서 탑저 온도는 일반적으로 220℃를 넘지 않아야 하며, 바람직하게는 120 내지 200℃ 범위, 특히 바람직하게는 160 내지 180℃ 범위이다.

모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼으로부터 나온 탑정 스트림을 유일한 진공 탈수 컬럼 또는 마지막 진공 탈수 컬럼의 중간부에 공급하는 것이 특히 유리하다. 이 방법을 통해 모노에틸렌 글리콜 정제 증류시 부반응의 결과 생성된 부성분을 시스템으로부터 제거하는 것이 가능해진다. 탑정 스트림은 소량, 특히 순수한 모노에틸렌 글리콜 스트림을 기준으로 1 내지 10% 범위 내인 것이 유리하다. 재순환시키고자 하는 탑정 스트림을 최소화하기 위해서는, 탑정 스트림 중의 부성분을 농축해야 한다. 이를 위해서는 순수한 모노에틸렌 글리콜의 제거점 (측면 방출점)과 재순환시키고자 하는 스트림 사이에 추가의 분리 대역이 필요하다. 즉, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼에서 탑정 배출점과 모노에틸렌 글리콜 측면 방출점 사이에 몇개의 분리 대역, 바람직하게는 1 내지 10, 특히 바람직하게는 3 내지 6의 분리 대역이 배치되어야 한다. 부성분의 농축 및 재순환에 의한 유리한 부수 효과는 모노에틸렌 글리콜 정제 증류기로의 컬럼 공급물 중에 존재하는 소량의 물이 진공 탈수 컬럼으로 되돌아 간다는 것이다. 이를 통해 물 함량이 극도로 낮은 모노에틸렌 글리콜이 제공된다.

이 방법의 특히 유리한 점으로는, 압력 탈수 단계에서뿐 아니라 진공 탈수 단계에서도 부성분, 특히 저비점 성분의 제거를 개선시킨다는 것이다. 따라서, 압력 탈수 컬럼 또는 컬럼군 중 적어도 제1 압력 탈수 컬럼은 하나 이상의 분리 대역, 바람직하게는 2 내지 10개의 분리 대역, 특히 바람직하게는 3 내지 6개의 분리 대역이 구비된 스트리핑 구역을 가지며, 스트리핑 구역을 갖춘 탈수 컬럼(들)의 탑정 스트림의 일부는 시스템으로부터 제거된다.

통상적인 대규모 공업용 공정은 제2 압력 탈수 컬럼의 탑저 리보일러에서 아세트알데히드를 제거하고, 여기서 제1 압력 탈수 컬럼의 증기가 거의 응축되어, 비응축 분획이 전체 증기의 약 1 내지 5 중량%가 되며, 이는 시스템으로부터 제거된다. 남아 있는 증기는, 경우에 따라 이후 추가의 열전달기에서 응축될 수도 있으며, 응축열은 전체 공정의 적합한 위치에서 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 통상적인 방법은 아세트알데히드 제거를 통해서만 증기의 일부로서 제1 압력 탈수 컬럼을 떠나는 부성분을 제거할 것이다. 이 방법은 특히 포름알데히드의 경우, 글리콜 함량이 증가함에 따라, 특히 포름알데히드와 물 및 글리콜의 화학 반응의 결과로서 글리콜 수용액 중의 포름알데히드의 휘발성이 감소하기 때문에 부적절하다. 압력탈수 컬럼의 글리콜-함유 탑저 생성물로부터 포름알데히드를 분리하기 위해서는, 압력 탈수 컬럼 또는 컬럼군 중 적어도 제1 압력 탈수 컬럼에 하나 이상의 대역, 바람직하게는 2 내지 10개, 특히 바람직하게는 3 내지 6개의 대역을 구비한 스트리핑 구역이 필요하다. 포름알데히드가 제1 컬럼의 순수한 수증기를 통해 제거되는 경우에만, 이는 아세트알데히드와 함께 시스템으로부터 제거될 수 있다. 스트리핑 구역에서 포름알데히드의 제거 효율은 압력 탈수 컬럼 또는 컬럼군 중 제1 압력 탈수 컬럼에서 온도 및 상응하는 압력에 따라, 및 반응기 배출물에서 물 함량에 따라 개선된다. 탑저 리보일러가 DE-C-33 38 488에 기재된 바와 같이 "나누어진 바닥"으로 제작된다면 스트리핑 구역에서 추가의 플레이트 중 2개는 필요없을 수 있다.

시스템으로부터 제거된 부성분, 특히 아세트알데히드 또는 포름알데히드의 양은 제거된 폐수의 양에 따라 달라진다. 그러나, 제2 탈수 컬럼의 탑저 리보일러에서 응축되지 않은 증기의 양은 전체 에너지 시스템 및 제어-기계 구속 때문에 무한히 증가할 수 없다는 것을 숙지해야 한다. 본 발명자들은 본 발명의 특히 바람직한 방법을 발견하였고, 이 방법을 통해 응축된 증기로부터 부성분을 추가로 제거하는 것이 스팀 스트리핑에 의해 가능하게 되었다. 이후 부성분을 함유한 스트리핑 스팀은 공정 중 적합한 위치에서 에너지 성분으로 이용될 수 있다. 따라서, 스팀 스트리핑은 추가의 에너지를 필요로 하지 않으며, 단지 추가의 장치만을 필요로 한다. 제1 압력 탈수 컬럼의 탑정 및 스트리퍼에서의 재순환이 증가되어 제거 속도 또한 증가될 것이기 때문에, 시스템으로부터 부성분의 제거는 스트리퍼로부터 나온 배출물이 제1 탈수 컬럼에로 역류될 때 특히 효과적이다.

유리하게는, 압력 탈수 컬럼으로의 공급점 아래의 온도는 80℃ 초과, 바람직하게는 100 내지 250℃ 범위 내, 특히 바람직하게는 115 내지 230℃ 범위 내이고, 스트리핑 구역에서의 압력은 1 bar 이상, 바람직하게는 2 내지 30 bar 범위 내이다.

유리하게는, 스트리핑 구역을 구비한 압력 탈수 컬럼(들)의 탑정 스트림을 부분 응축기 및(또는) 스트리퍼, 특히 스팀 스트리퍼에 주입하고, 부성분이 풍부한 기체 스트림(들)을 시스템으로부터 제거한다.

적합하게는, 부분 응축기 및(또는) 스트리퍼를 90℃ 초과, 바람직하게는 120 내지 250℃에서 작동시킨다.

이제, 본 발명의 실시태양을 도면을 참고로 예를 들어 보다 구체적으로 설명할 것이다.

도 1은 선행 기술에 따른 글리콜 회수를 위한 대규모 공업용 공정의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 글리콜 회수를 위한 특히 바람직한 공정의 개략도이다.

도 3은 진공 탈수 컬럼의 탑정 스트림으로서 부성분을 위한 배출구를 특징으로 하는, 본 발명에 따른 공정의 예시도이다.

도 4는 스트리핑 구역 및 탑정 스트림으로서 부성분을 위한 배출구를 구비한 압력 탈수 컬럼, 및 부분 응축기 및 스트리퍼에서의 후속 농축을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 공정의 예시도이다.

도 1은 선행 기술에 따른 대규모 공업용 글리콜 회수 방법의 개략도이다. 물:에틸렌 옥시드 중량비가 4:1 내지 15:1인 물/에틸렌 옥시드 혼합물을 가수분해 반응기 (1)에 이어서 압력 탈수 단계에 주입하며, 도면에는 3개의 압력-변화 컬럼 (2, 3 및 4)을 구비한 장치로 도시하였다. 컬럼들 (2, 3 및 4)의 공급점은 각각 바닥부에 위치한다. 제1 압력 탈수 컬럼 (2)로부터 나온 증기 스트림은 제2 압력 탈수 컬럼 (3)의 탑저 리보일러에서 응축되고, 응축되지 않은 분획은 소위 아세트알데히드 배출물 (W/ACH, 즉 물/아세트알데히드)로서 시스템으로부터 제거된다. 압력 탈수 컬럼 (2, 3 및 4)로부터 나온 응축된 증기는 가수분해 반응기 (1)의 상류점으로 되돌아 간다. 마지막 압력 탈수 컬럼 (4)로부터 나온 탑저 스트림은 진공 탈수 컬럼 (5)의 중간부로 주입된다. 진공 탈수 컬럼 (5)로부터 나온 주로 물을 함유한 증기도 마찬가지로 응축되어 가수분해 반응기 (1)의 상류점으로 되돌아 간다. 진공 탈수 컬럼 (5)로부터 나온 탑저 배출물은 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)에 공급되고, 이 컬럼으로부터 모노에틸렌 글리콜과 함께, 부성분, 특히 포름알데히드 (FA), 글리콜알데히드 (GA) 및 UV 스포일러 (UV-S)가 탑정 생성물로서 배출된다. 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)으로부터 나온 탑저 배출물은 디에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (7)에 공급되고, 이 컬럼으로부터 순수한 디에틸렌 글리콜이 탑정 생성물로서 배출되고, 이 컬럼의 탑저 배출물은 추가의 컬럼인 트리에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (8)로 공급된다. 트리에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼으로부터 나온 탑정 생성물은 순수한 트리에틸렌 글리콜이고, 컬럼 (8)로부터 나온 탑저 생성물은 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)로 공지된 고분자량 글리콜의 혼합물을 함유한다.

이와 대조적으로, 도 2는 본 발명에 따른 고순도 모노에틸렌 글리콜을 회수하기 위한 대규모 공업용 공정을 나타낸다. 도 1의 개략도와 비교하였을 때, 공급물은 제1 압력 탈수 컬럼 (2)의 길이를 따라 보다 높은 지점에서 공급물을 이 컬럼에 공급하고, 이 압력 탈수 컬럼 (2)에는 2 내지 6개의 플레이트를 가진 스트리핑 구역이 있다.

도 1의 공정과 또 다른 점은 제1 압력 탈수 컬럼 (2)로부터 나온 증기가 압력 탈수 컬럼 (3)의 탑저 리보일러에서 부분 응축된 후 스트리퍼 (9)에서 부성분 제거를 위해 스팀-스트리핑된다는 것이다. 스트리퍼 배출물은 부성분 (W/ACH/FA, 즉 물/아세트알데히드/포름알데히드)의 기체 스트림이고, 이는 시스템으로부터 제거된다.

도 1의 공정과 또 다른 점은 마지막 진공 탈수 컬럼 (10)의 탑정부에 부성분들이 함유된 수증기 스트림을 위한 배출구가 있다는 것이다. 또한, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 주생성물이 측면 스트림으로서 배출되고, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)으로부터 나온 탑정 스트림은 마지막 진공 탈수 장치 (10)의 중간부로 재순환된다.

도 3은 마지막 진공 탈수 컬럼 (10)의 탑정부에 형성된 본 발명의 배출구의 예시도이다. 진공 탈수 컬럼 (10)은 제10 플레이트 (B10)에서 스트림 (11)을 공급받고, 20개의 버블 캡 플레이트가 구비된 진공 탈수 컬럼 (10)을 통해 스트림 (11)이 탑정 스트림 (12) 및 탑저 스트림 (13)으로 분리된다. 탑저 스트림 (13)은 45개의 버블 캡 플레이트가 구비된 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 제12 플레이트 (B12)에 주입되어, 고순도 모노에틸렌 글리콜 스트림 (16)이 제35 플레이트 (B35)로부터 측면 스트림 방출점을 통해 배출된다. 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)으로부터 나온 탑정 스트림 (14)는 마지막 진공 탈수 컬럼 (6)의 제10 플레이트 (B10)으로 되돌아 간다. 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)으로부터 나온 탑저 스트림 (15)는 추가의 정제 증류 컬럼에 공급된다. 스트림들 (11 내지 16)의 조성은 하기 표 1에 기재되어 있다. 부성분, 특히 아세트알데히드, 포름알데히드 및 글리콜알데히드의 농도는 공급물 (11)에서 마지막 진공 탈수 컬럼 (10)으로, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 측면 스트림 방출점 (16)으로 진행될 수록 상당히 감소되는 반면, 220 nm 및 275 nm에서 상응하는 UV 투과율은 증가된다는 것이 특이할 만 하다.

도 4는 부성분을 시스템으로부터 제거하기 전에 이를 농축하기 위한 스트리핑 구역 및 스트리퍼 (9)를 구비한 압력 탈수 컬럼 (2)의 본 발명의 변형 예시도이다. 분리하고자 하는 글리콜-함유 스트림의 공급물 (21)은 20개의 버블 캡 플레이트를 구비한 압력 탈수 컬럼 (2)의 제5 플레이트에 공급된다. 그의 탑정 스트림 (23)은 부분 응축된 후 스트림 (26)으로서 10개의 버블 캡 플레이트를 구비한 스트리퍼 (9)로 주입되고, 향류 스트림 (29)에 의해 부성분을 스트리핑한다. 부성분을 함유한 기체 스트림 (25 및 27)은 시스템으로부터 제거된다. 스트리퍼 (9)의 탑저 배출물의 일부 (24)는 탈수 컬럼 (2)에로 역류된다. 본 발명의 공정의 스트림 (21 내지 29)의 조성은 하기 표 2a에 기재하였다. 비교를 위해, 선행 기술에 따른 공정, 즉 압력 탈수 장치에 스트리핑 구역 및 스트리퍼가 없는 공정의 스트림 (21 내지 29)의 조성을 표 2b에 기재하였다.

본 발명의 공정은 선행 기술 (아세트알데히드 0.3 g/h 및 포름알데히드 4.6g/h)에 비해 불순물 (아세트알데히드 0.0 g/h 및 포름알데히드 2.0 g/h) 수치가 낮은 제1 압력 탈수 컬럼 (2)로부터 수득한 생성물 스트림 (22)를 제공한다.

본 발명의 공정에 의해 시스템으로부터 제거된 부성분은 스트림 (25)에서는 아세트알데히드 1.1 g/h 및 포름알데히드 0.7 g/h이고, 스트림 (27)에서는 아세트알데히드 1.6 g/h 및 포름알데히드 1.4 g/h이고, 선행기술에 따른 스트림 (25)에서는 아세트알데히드 1.2 g/h 및 포름알데히드 0.6 g/h이다.

Claims (10)

1. 진공 탈수하는 동안 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 모노에틸렌 글리콜, 중비점 성분 및 저비점 성분을 함유한 수성 스트림을 제거하고, 임의로 추가로 후처리한 후 이들을 시스템으로부터 제거하는 것을 포함하는, 압력 탈수, 바람직하게는 일련의 압력 탈수, 진공 탈수 및 후속 정제 증류에 의해 에틸렌 옥시드의 가수분해 생성물로부터 고순도 모노에틸렌 글리콜을 증류 회수하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 진공 탈수를 진공 탈수 컬럼 (5)에서 수행하고, 수성 스트림을 측면 스트림으로서 진공 탈수 컬럼 (5)로부터 배출시키는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 진공 탈수를 2개의 진공 탈수 컬럼 (5, 10)에서 수행하고, 수성 스트림을 제2 진공 탈수 컬럼 (10)의 탑정 스트림으로서 배출시키는 것인 방법.
4. 제3항에 있어서, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 탑정 스트림이 마지막 진공 탈수 컬럼 (10)으로, 바람직하게는 그의 중간부로 되돌아 가고, 고순도 모노에틸렌 글리콜이 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 측면 방출점을 통해 배출되는 것인 방법.
5. 제4항에 있어서, 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 탑정 스트림의 양이 모노에틸렌 글리콜 측면 방출 스트림의 1 내지 10%이고(이거나), 모노에틸렌 글리콜 정제 증류 컬럼 (6)의 탑정과 측면 방출점 사이에 1 내지 10개, 바람직하게는 3 내지 6개의 분리 대역이 배치된 것인 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 진공 탈수 컬럼(들) (5, 10)에서 탑저 온도가 220℃ 이하, 바람직하게는 120 내지 200℃ 범위 내, 특히 바람직하게는 160 내지 180℃ 범위 내인 방법.
7. 제1항에 있어서, 압력 탈수 컬럼 (2) 또는 컬럼군 (2, 3, 4) 중 적어도 제1 압력 탈수 컬럼 (2)에 하나 이상 분리 대역, 바람직하게는 2 내지 10개의 분리 대역, 특히 바람직하게는 3 내지 6개의 분리 대역이 구비된 스트리핑 구역이 있고, 스트리핑 구역이 구비된 압력 탈수 컬럼(들)의 탑정 스트림의 일부가 시스템으로부터 제거되는 것인 방법.
8. 제7항에 있어서, 압력 탈수 컬럼 (2)의 공급점 아래의 온도가 80℃ 초과, 바람직하게는 100 내지 250℃ 범위 내, 특히 바람직하게는 115 내지 230℃ 범위 내이고, 스트리핑 구역에서의 압력이 1 bar 이상, 바람직하게는 2 내지 30 bar 범위 내인 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 스트리핑 구역이 구비된 압력 탈수 컬럼(들) (2)의 탑정 스트림을 부분 응축기 (9a) 및(또는) 스트리퍼 (9), 특히 스팀 스트리퍼에 주입하고, 부성분이 풍부한 기체 스트림(들)을 시스템으로부터 제거하는 것인 방법.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 부분 응축기 (9a) 및 스트리퍼 (9)를 90℃ 초과, 바람직하게는 120 내지 250℃에서 작동시키는 것인 방법.