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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR HYDROGENATION OF PHTHALATE COMPOUND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/107771
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for hydrogenation of a phthalate compound. According to the present invention, the stereoselectivity of a hydrogenation reaction is increased, and thus the content of cis-isomers in products is high, thereby improving the quality of a product as a plasticizer.

Inventors:
KIM HYO SUK (KR)
JUNG KI TAEG (KR)
PARK SEONG MIN (KR)
LEE KYOUNG IL (KR)
LEE HYE WON (KR)
JUNG JAE HEUM (KR)
Application Number:
PCT/KR2018/013195
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HANWHA CHEMICAL CORP (KR)
International Classes:
C07C67/303; B01J23/46; C07C69/75; C08K5/00; C08K5/101; C08L101/00
Foreign References:
KR101797220B12017-11-13
KR20160118010A2016-10-11
KR20120092197A2012-08-20
US7683204B22010-03-23
US8946467B22015-02-03
KR101556340B12015-09-30
EP3718999A12020-10-07
Other References:
See also references of EP 3718997A4
Attorney, Agent or Firm:
YOU ME PATENT AND LAW FIRM (KR)
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Claims:
2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

【청구의 범위】

【청구항 1】

수소를포함하는기상원료; 및 프탈레이트 화합물을포함하는 액상 원료;를 반응기에 투입하여, 수소 및 프탈레이트 화합물을 수소화 촉매 존재 하에 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법으로서:

상기 액상원료의 레이놀즈수는 1내지 100이며,

상기 반응후분리된수소화반응생성물중시스이성질체의 함량이 70%이상인, 프탈레이트화합물의 수소화방법 .

【청구항 2]

제 1항에 있어서,

상기 반응기에 투입되는 수소의 양은 프탈레이트 화합물 1몰에 대하여 3내지 300몰인 프탈레이트화합물의 수소화방법

【청구항 3]

제 1항에 있어서.

상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트, 테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 이들의 카르복실산 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상인, 프탈레이트화합물의 수소화방법 .

【청구항 4]

제 1항에 있어서,

상기 기상 원료는 반응기의 상부 또는 하부에서 공급되고, 상기 액상 원료는 반응기의 상부에서 공급되는 프탈레이트 화합물의 수소화 방법 .

【창구항 5]

제 1항에 있어서,

상기 수소화촉매의 활성 성분은루테늄(如), 로둠(加), 팔라듐어 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

및 백금(아)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 프탈레이트 화합물의수소화방법.

【청구항 6】

제 1항에 있어서,

상기 수소화촉매는 담체 100중량%에 대하여 촉매 활성 성분이 3 중량%이하인, 프탈레이트화합물의 수소화방법.

【청구항 7]

제 1항내지 제 6항중어느한항의 방법에 의하여 제조된, 수소화된 프탈레이트혹은테레프탈레이트화합물.

【청구항 8]

제 7항의 수소화된 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물을 포함하는, 가소제.

[청구항 9】

제 8항의 가소제; 및 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔 , 실리콘, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 공중합체 중에서 선택된 수지;를 포함하는, 수지 조성물.

Description:
【명세서】

【발명의 명칭】

프탈레이트화합물의 수소화방법 [기술분야】

관련출원 (들)과의상호인용

본 출원은 2017년 11월 29일자 한국 특허 출원 제 10-2017- 0161950호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된모든내용을본명세서의 일부로서포함한다.

본 발명은 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 반응의 입체선택성을 높여 수소화 반응 생성물 내 시스 이성질체의 함량을높일 수 있는 프탈레이트 화합물의 수소화방법에 관한것이다. 【배경기술】

프탈레이트 (phthalate)계 화합물은 플라스틱, 특히 폴리염화비닐 (PVC)의 가소제로 널리 사용되는 물질이다. 예를 들면 전기전자제품, 의약품, 페인트안료, 윤활제, 바인더, 계면활성제:, 접착제, 타일, 식품용기, 포장재등실로그사용용도가매우다양하다.

그러나몇몇프탈레이트화합물이 환경오염 및 인간의 내분비계 장애 문제를 초래할 수 있는 물질로 알려지면서 유럽, 미국 등 선진국을 중심으로사용규제가강화되고 있다. 특히 프탈레이트계 가소제 중 디 (2_ 에틸핵실)프탈레이트 (di (2_ethylhexyl ) phthalate, DEHP) ) , 부틸 벤질 프탈레이트 (butyl benzyl phthalate , BBP) , 디- n_부틸 프탈레이트 (di-n - butyl phthalate . 예미와 같은 일부 제품은 사회적으로 사람의 호르몬 작용을 방해하거나 혼란시키는 내분비계 교란물질 (endocr ine di srupter )로서 환경 호르몬으로 의심받고 있어 이를 규제하는 움직임이 있다.

이에, 종래의 가소제와 동등한 성능을 나타내면서 환경 호르몬 논쟁에서 자유로운 친환경 가소제를 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있는데. 이 중 하나로 프탈레이트 화합물에 포함되어 있는 벤젠 고리를 수소화한 (hydrogenat ion)화합물을이용하는방안이 있다.

벤젠 고리와 같은 방향족 화합물의 수소화 반응은, 루테늄과 같은 전이 금속을활성 성분으로지지체 (담체;)에 포함한촉매를이용하는방법이 알려져 있다. 일례로, 대한민국 등록특허 제 1556340호는 프탈레이트 화합물을 수소화 촉매 및 알코올 존재 하에 수소와 반응시키는 수소화 방법을 제시하며, 상기 방법에 의할 경우 촉매 성능 및 수명이 향상됨을 개시한다.

상기 수소화 반응에 의하여 제조되는 생성물은 시스 (c is) 및 트랜스 (trans) 이성질체의 혼합물로 얻어진다. 이때 시스 이성질체의 함량이 높을수록 PVC 수지에 대한 우수한 가소화 효율, 빠른 흡수 속도, 고형화 된 이후 높은 제품 투명도를 나타내며, 장기간 사용에도 제품 표면으로의 침출발생이 적어 플라스틱 가소제로서의 우수한특성을가지게 된다.

따라서, 우수한 품질의 가소제를 얻기 위해서는 시스 이성질체의 함량이 높게 나타나도록 입체선택성 (stereoselect ivi ty)이 향상된 프탈레이트화합물의 수소화방법이필요하다.

[선행기술문헌]

특허문헌 1: 대한민국등록특허 제 1556340호, “프탈레이트화합물의 수소화방법”

【발명의상세한설명】

【기술적과제】

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수소화 반응 생성물 중 시스 이성질체의 함량이 높게 나타나는프탈레이트화합물의수소화방법을제 공하는것이다.

【기술적 해결방법 1

상기 과제를해결하기 위하여, 본발명은 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

수소를포함하는기상원료; 및 프탈레이트화합물을포함하는 액상 원료를반응기에 투입하여, 수소및프탈레이트화합물을수소화족매 존재 하에 반응시키는단계를포함하는프탈레이트화합물 의수소화방법으로서, 상기 액상원료의 레이놀즈수는 1내지 100이며,

상기 반응후분리된수소화반응생성물중시스이성질 체의 함량이

70%이상인, 프탈레이트화합물의 수소화방법을제공한다.

상기 반응기에 투입되는 수소의 양은 프탈레이트 화합물 1몰에 대하여 3내지 300몰일수있다.

상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트, 테레프탈레이트, 이소프탈레이트 및 이들의 카르복실산 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상일수있다.

상기 기상원료는반응기의 상부또는하부에서 공급되고,상기 액상 원료는반응기의상부에서 공급될수있다.

상기 수소화촉매의 활성 성분은루테늄0¾), 로듐0¾), 팔라듐作 및 백금(아)으로이루어진군으로부터선택되는 1종이상일수있다.

상기 수소화 촉매는 담체 100 중량%에 대하여 촉매 활성 성분이 3 중량%이하인 것일수있다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된, 수소화된 프탈레이트 혹은테레프탈레이트화합물을제공한다.

상기 수소화된 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물은 가소제로 사용될수있다.

또한, 본 발명은 상기 가소제; 및 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 , 폴리염화비닐, 폴리스타이렌 , 폴리우레탄, 폴리부타디엔 , 실리콘, 열가소성 엘라스토머 또는이들의 공중합체 중에서 선택된수지;를 포함하는수지 조성물을제공한다.

【발명의효과】

본 발명의 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 따르면, 수소화 반응의 입체선택성이 증가하여 생성물 중 시스 이성질체의 함량이 높게 나타나며, 이에 따라 수소화 반응 생성물의 가소제로서의 품질을 향상시킬 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

수있다.

【도면의 간단한설명】

도 1은 본 발명의 수소화 방법에 사용되는 수소화 반응 장치를 간략히 도시한도면이다.

【발명의실시를위한최선의 형태】

본발명은다양한변환을가할수 있고여러 가지 실시예를가질수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환 균등물 내지 대체물을 포함하는것으로이해되어야한다. 본발명을설명함에 있어서 관련된공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우그상세한설명을생략한다.

또한, 이하에서 사용될 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본발명의 권리 범위를벗어나지 않으면서 제 1구성요소는겨 12 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될수있다.

단수의 표현은 .문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다” 또는 ”가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는 이들을 조합한 것들의 존재또는부가가능성을미리 배제하지 않는것으로이해되어야한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 프탈레이트 화합물의 수소화 방법을상세히설명하도록한다. 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

본발명의 바람직한일구현예에 따르면, 수소를포함하는기상원료 및프탈레이트화합물을포함하는 액상원료를반응기에 투입하여, 수소및 프탈레이트 화합물을 수소화 촉매 존재 하에 반응시키는 단계를 포함하는 프탈레이트화합물의 수소화방법으로서,

상기 액상원료의 레이놀즈수는 1내지 100이며,

상기 반응후분리된수소화반응생성물중시스이성질 체의 함량이 70%이상인, 프탈레이트화합물의 수소화방법이 제공된다.

본 발명에서는 액상 원료의 레이놀즈 수를 특정 수치범위 내로 제어하여 운전함으로써, 프탈레이트 화합물의 수소화 반응의 입체선택성을 높인다. 즉, 본 발명에 따르면 수소화 반응 생성물 중 시스 이성질체의 함량이 70% 이상으로 높게 나타나며, 이러한 수소화 반응 생성물은 수지에 대한우수한가소화 효율, 빠른 흡수 속도, 고형화된 이후의 제품 투명도를 나타내고, 장기간 사용에도 제품 표면으로의 침출 발생이 적어 플라스틱 가소제로서의 우수한 특성을 나타낸다. 따라서, 본 발명은 고품질의가소제 생산에 활용될수있다. 본 발명의 수소화 방법의 반응 대상물은 프탈레이트 화합물이며, 수소화반응어 썽에 比!!)에 의해상기 프탈레이트화합물의 벤젠고리에 수소가 첨가되어 이에 상응하는 사이클로핵산 디카르복실레이트 화합물로 전환되는반응이다.

상기 프탈레이트 화합물은 프탈레이트 (命比 , 테레프탈레이트 ( terephthal ate) , 이소프탈레이트 ( ! 50{) 1131 6) 및 이에 상응하는카르복실산화합물 중 선택되는 1종 이상일 수 있다. .

먼저, 상기 프탈레이트화합물은하기와같은화학식 1로표시될수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R1 및 Rl’는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1내지 20, 바람직하게는탄소수 4내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄또는분지쇄 알킬기이다.

상기 프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는디부틸 프탈레이트 (DBP; dibutyl phthalate) , 디핵실 프탈레이트 (DHP; dihexyl phthal ate) , 디옥틸 프탈레이트 (DOP: dioctyl phthalate) , 디- n_옥틸 프탈레이트 (DnOP; di_n- octyl phthalate) , 디이소노닐 프탈레이트 (di isononyl phthalate) , 또는 디이소데실 프탈레이트 (DIDP; di i sodecyl phthalate) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는것은아니다. 이들화합물은단독으로또는혼합하여 사용할 수있다.

상기 테레프탈레이트 화합물은 하기와 같은 화학식 2로 표시될 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에서, 요2 및 모2’는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1내지 20, 바람직하게는탄소수 4내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄또는분지쇄알킬기이다.

상기 테레프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 테레프탈레이트 (抑 바1) 71 1까61)바1131 6), 디옥틸 테레프탈레이트 (0고?; 0 >,1 디이소노닐 테레프탈레이트에·?; 01101 쨘1 1라6|止(;1131316) 또는 디이소데실 테레프탈레이트 (1)11)1 어노幻 1라6曲比31 6) 있으나, 이에 제한되는 것은아니다. 이들화합물은단독으로또는혼합하여사용할수 있다. 상기 이소프탈레이트 화합물은 하기와 같은 화학식 3로 표시될 수 있다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에서, R3 및 R3’는 각각 독립적으로 상이하거나 동일하며, 수소, 탄소수 1내지 20, 바람직하게는 탄소수 4내지 . 20, 보다 바람직하게는 탄소수 5 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 10의 직쇄또는분지쇄 알킬기이다.

상기 이소프탈레이트 화합물의 구체적인 예로는 디부틸 이소프탈레이트 (DBIP; di butyl i sophthal al ate) , 디옥틸 이소프탈레이트 (DOIP; di octyl i sophthalate) , 디이소노닐 이소프탈레이트 (DINIP; di isononyl i sophthal ate) , 또는 디이소데실 이소프탈레이트 (DIDIP; di i sodecyl i sophthal ate) 등을들수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 프탈레이트 화합물로 디옥틸 테레프탈레이트 (dioctyl terephthalate, D0TP)를사용할수있다.

상기 프탈레이트 화합물의 순도는 약 99% 이상, 바람직하게는 약 99.5% 이상, 보다 바람직하게는 약 98% 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상업적으로 이용 가능한 모든 품질 및 순도의 프탈레이트 화합물을사용할수있다.

프탈레이트화합물의 수소화공정은 액체상또는기체상에서 수행될 수 있으나, 본 발명에서 상기 프탈레이트 화합물은 액상 원료에, 수소는 기상원료에 포함되어수소화촉매가충진된반응기 내로투입된다.

본발명에서, 반응기에 투입되는액상원료의 레이놀즈수는 1내지 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

100이다.

½)는유체의 “관성에 의한 힘”과 “점성에 의한힘”의 비로서, 하기 수학식 1로표현된다.

[수학식 1]

II: 점도 |> : 밀도 ¾: 축방향의 선속도 ¾: 유로의 직경

유체의 흐름에서 점성에 의한 힘이 클수록 유체의 원자가 흐름 방향으로각각평행하는이동상태에 있는흐름인증류를형성하고, 관성에 의한 힘이 클수록 유체의 원자가 흐름 방향에 대해 무작위로 움、직이는 난류를형성한다. 레이놀즈수는관내의 흐름상태가층류인지 난류인지를 판정할 때 사용되는 값으로서. 레이놀즈 수가 약 2000 이하인 경우 층류, 2000을초과할 경우난류로판정한다. 즉, 유체의 레이놀즈수가낮을수록 흐름이흐트러지지 않고일정함을의미한다.

본발명의 프탈레이트화합물의 수소화방법에서, 상기 액상원료의 레이놀즈수는 1 이상, 또는 5 이상, 또는 10 이상, 또는 20 이상이면서, 100이하, 또는 90이하, 또는 80이하, 또는 50이하, 또는 30이하일 수 있다.

상기 액상원료의 레이놀즈수가 1 미만으로너무낮으면 축방향의 선속도가 너무 작거나 점성이 너무 커서 액상의 분산( !· 야 ®!· )이 정상적으로 이루이지지 않을 수 있고, 100을 초과하여 너무 높을 경우 무작위로 움직이는 난류성이 강해지면서 안정적인 트리클(打 6 ) 유동형성에서 벗어나 반응성이 저하될 수 있다. 이러한 관점에서, 상기 액상원료의 레이놀즈수의 범위는상술한범위가바람직하다.

본 발명자들은 프탈레이트 화합물의 수소화 반웅 공정에서 생성물 중시스 이성질체와함량을높이기 위한방법을 연구하던 중, 액상원료의 레이놀즈 수가 반응의 입체선택성에 영향을 미치는 점을 발견하였다. 즉, 액상 원료의 레이놀즈 수가 낮을수록 시스 이성질체의 함량이 높게 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

나타났는데. 이는 촉매 표면에서 원료의 흐름이 좋아져 프탈레이트 화합물의 벤젠 고리에 수소 첨가가 일시에 일어나는 비율이 높아지기 때문인것으로생각된다.

본 발명에서 반응기에 투입되는 기상원료 및 액상원료의 온도 및 압력 조건은 특별히 제한되는 것은 아니나 일반적으로 투입되는 원료는 수소화 반응조건과 동일한 압력을 가지며, 온도조건의 경우 수소화 반응조건과동일한온도를가지는것이 바람직하며 상황에 따라반응기 내 발열정도를 제어하기 위하여 수소화 반응조건보다 낮은 온도로 반응기에 투입될수있다.

본 발명에서, 반응기에 투입되는 액상 원료의 레이놀즈 수를 조절하는 방법은특별히 제한되지 않는다. 예를들어, 온도나촉매 사이즈 혹은반응기 직경과단면적을통과하는 액상원료의 양등으로액상원료의 레이놀즈수를조절할수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 촉매 사이즈를 지정한 후에 반응기 직경과유량 등을 변경하여 레이놀즈 수를 조절할수 있으나 본발명이 이에제한되는것은아니다.

또한, 상기 효과를확보하기 위하여 반응기에 투입되는수소의 양은 프탈레이트화합물 1몰에 대하여 3몰이상, 또는 4몰이상, 또는 7몰 이상이면서, 300몰 이하, 또는 100몰이하 또는 50몰이하, 또는 30 몰 이하일 수 있다 수소의 양이 프탈레이트화합물 1몰에 대하여 3몰 미만으로너무적으면 당량비보다적은수준으로반응성아저하되며, 300 몰을초과하여 너무많으면 반응기 및 후단기상공정 설비 및 계장등의 크기가 과하게 커지면서 설비비용이 증가할 수 있다 . 이러한 관점에서, 상기수소의 양은상술한범위가바람직하다.

상기 수소화촉매는활성 성분으로써 전이금속을포함할수 있으며, 바람직하게는루테늄(如), 팔라듐作 , 로듐(此) 및 백금(아)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이상을포함할수있다.

이러한 수소화 촉매는 담체에 담지시켜 사용할 수 있으며, 이때 담체로는 당 업계에 알려져 있는 담체가 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 지르코니아(¾·¾), 타이타니아( 0 2 ) 알루미나(시 203 ), 실리카(¾0 2 )등의 담체가사용될수있다. 0 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

상기수소화촉매가담체에 담지된경우, 수소화촉매의 활성성분의 양은 담체 100중량%에 대하여 3중량% 이하인 것이 바람직하며, 2중량% 이하 , 또는 1 중량% 이하이면서, 0. 1 중량% 이상, 또는 0.3 중량% 이상일 수 있다. 만일 수소화 촉매의 양이 담체 100 중량%에 대해 3 중량%를 초과하면, 촉매 표면에서 반응이 급격하게 진행되며, 이 과정에서 부반응 또한 증가하여 부생성물량이 급증하는 문제가 발생할 수 있고, 0.1 중량% 미만이면 촉매량이 부족하여 수소화 반응의 수율이 떨어질 수 있으므로 상기 범위가바람직하다.

본 발명에서 수소화 반응 조건은 특별히 제한되는 것은 아니나, 일례로 반응압력은 50 이상, 또는 100 이상, 또는 130 匕 이상이면서, 200 이하 또는 180 이하, 또는 150 이하일 수 있다. 만일 반응압력이 50 bar 미만이면 액상내 수소용해도가 매우 적어 반응성이 저하되는문제가 있을수 있고, 200 31· 를 초과하면 고압에 따른 설비크기가증가하여 설비비용이 증가하는문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위가바람직하다.

또한, 반응온도는 100 V 이상, 또는 120 ᄃ 이상, 또는 130 이상이면서 I , 300 이하, 또는 250瓦 이하, 또는 200 V 이하일 수있다. 만일 반응온도가 100 X 미만이면 낮은 온도로 인해 반응성이 저하되는 문제가있을수있고, 300 I:를초과하면 분해등으로부생성물이 증가하는 문제가있을수있다.

이러한 수소화 반응에 의해, 상기 프탈레이트 화합물의 방향족 고리가수소화되어 이에 상응하는사이클로핵산디카르복실레이트화합 물로 전환된다.

반응이 종료된 후 생성된 액상의 수소화 반응 생성물과, 미반응된 기상의 원료를 분리한다. 상기 분리된 기상의 원료는 수소화 공정으로 재순환 될 수 있다. 또한, 회수된 수소화 반응 생성물은 감압 및 냉각 과정을거쳐 최종적으로분리할수있다.

기상 및 액상 원료의 레이놀즈 수를조절하여 반응에 투입하는 본 발명의 수소화 방법에 따르면, 수소화 반응의 입체선택성이 향상되어 생성물 중 시스 이성질체의 함량이 70% 이상, 보다 바람직하기로 80% 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

이상으로높게 나타난다. 이와같이 시스이성질체의 함량이 높아짐에 따라, 본발명에 의해 제조된 수소화반응생성물은우수한가소화효율 및 빠른 흡수속도를 나타내며, 고형화 된 이후의 제품투명도가우수하고, 장기간 사용에도 제품 표면으로의 침출 발생이 적어 플라스틱 가소제로서 우수한 특성을나타낸다.

도 1은 본 발명의 수소화 방법에 사용되는 수소화 반응 장치를 예시한도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 수소화 반응 장치는 열 교환기 (3, 匕), 반응기 (:)및기상-액상분리기 ( 1)등으로이루어질수있다.

상기 열 교환기 (크 는 기상 원료 ( 1) 및 액상 원료 (3)를 반응기 ( 에 투입하기 전 승온시키는 역할을 하는 것으로서, 필요에 따라 생략가능하다.

상기 열 교환기를 거친 기상 원료 (2) 및 액상 원료 (4)는 내부에 수소화 촉매가 충진된 관 형태의 반응기 ( )로 투입되어, 수소화 반응이 진행된다. 상기 반응기는반응열을제어하기 위하여 제열용외부자켓을더 포함할수 있다. 이때, 상기 기상원료 (2)는 반응기의 상부또는하부에서 공급될 수 있으며, 액상 원료 (4)는 반응기의 상부에서 공급될 수 있다. 액상원료는 반응기 상부에서 하부로 중력에 의해 족매를 타고 흐르며 I,

효율적으로진행한다.

상기 반응기 (:)로부터 나온 반응 혼합물 (5)는 기상-액상 분리기 ( 로 전달되며. 여기서 액상의 반응 생성물 (7)과 기상의 미반응물 (6)이 분리된다. 분리된 반응 생성물 (7)은 회수되어 추가의 정제 작업을거칠 수 있으며, 기상의 미반응물 (6)은 배출또는 재사용을위하여 순환된다.

단, 상기 도 1에서 각장치의 위치는변경 가능하며 필요에 따라도 1에 도시되지 않은다른장치도포함가능하므로, 본발명의 수소화방법이 도 1에도시한장치 및공정 순서로한정되는것은아니다.

상술한 본 발명의 수소화 방법에 따르면, 수소화 반응의 입체선택성이 향상되어 생성물의 시스 이성질체 함량이 70% 이상인 반응 생성물을 얻을 수 있다. 상기 생성물은 우수한가소화 효율 및 빠른 흡수 속도를 나타내며, 고형화 된 이후의 제품 투명도가 우수하고, 장기간 사용에도 제품 표면으로의 침출 발생이 적어 플라스틱 가소제로서 우수한 특성을나타낸다.

이와 같이 제조된 수소화된 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물은 가소제로서 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 프탈레이트혹은테레프탈레이트화합물을포함 하는가소제는안정제, 도료, 잉크, 액상발포제(Masterbatch류), 접착제등의 제품에사용될수있다. 본발명에 따라제조되는수소화된 프탈레이트혹은 테레프탈레이트 화합물은 순도가 우수하고 시스 이성질체 함량이 높아, 가소제로서의 품질이 우수하다. 따라서, 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴되프로필텐, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 실리콘, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 공중합체 중에서 선택된 수지의 가소제로서 적합하게사용될수있다.

이와 같이 가소제로서 본 발명에 의하여 제조된 프탈레이트 혹은 테레프탈레이트 화합물을 포함하고, 상기와 같은 수지를 포함하는 수지 조성물은 다양한 제품에 사용될 수 있다. 일례로, 식품 포장용 필름(예를 들어, 랩), 공업용 필름, 컴파운드, 데코시트, 데코타일, 연질시트, 경질시트, 전선 및 케이블. 벽지, 발포매트,레자, 바닥재, 타포린, 장갑, 실란트, 냉장고 등의 가스켓 호스, 、의료기기, 지오그라드, 메쉬타포린, 완구용품 문구용품, 절연테이프, 의류 코팅제, 의류 또는 문구용 등으로 사용되는 PVC 라벨, 병마개 라이너, 공업용또는 기타 용도의 마개, 인조 미끼, 전자기기 내 부품(예를 들어, sleeve), 자동차 내장재, 접착제, 코팅제등의 제조에사용될수있으나, 이에 제한되는것은아니다. 이하,발명의 구체적인 실시예를 통해;, 발명의 작용 및 효과를보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며,이에 의해발명의 권리범위가정해지는것은아니다. á실시예> 실시예 1

액상 원료로서 순도 99 %인 디옥틸 테레프탈레이트 (di octyl terephthalate, DOTP) , 기상원료로서 수소를반응기에 주입하고, 반응압력 150 bar , 반응온도 150도에서 수첨 반응을수행하였다.

이때, 액상 원료의 레이놀즈 수는 17. 1 로 설정하여 운전하였다. 여기서 레이놀즈수는하기 수학식 1로계산된 값이다.

[수학식 1]

w ,

Reynold

P: 점도 P : 밀도 u z :축방향의 선속도 ¾: 촉매직경 수소 / D0TP몰비는 10몰비로투입되었으며, 기상및 액상원료는 수소화반응조건과동일하게투입하였다.

반응기는 단일관 형태로, 관내 촉매가 채워져 있는 부분의 길이는 총 3 m 이었으며, 외부 자켓에 반응온도와 동일한 열매유를 순환시키면서 수소화반응을수행하였다.

반응기에 사용된 촉매는 루테늄 (Ru) 촉매이며, 알루미나담체 100 중량%대비루테늄 함량이 0.5중량%로제조된 촉매로, 실린더형으로 직경 3 mm , 높이 3 mra의사이즈를사용하였다. 실시예 2

실시예 1에서 액상의 레이놀즈수가 4.9인것을제외하고는동일한 수소화반응을수행하였다. 실시예 3

실시예 1에서. 액상의 레이놀즈 수가 40.3 인 것을 제외하고는 동일한수소화반응을수행하였다. 비교예 1

실시예 1에서, 액상의 레이놀즈 수가 110.2 인 것을 제외하고는 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195

동일한수소화반응을수행하였다.

<실험에>

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 수소화 반응 완료 후, 반응 혼합물로부터 미반응된 기상원료를분리하여 수소화반응생성물을 얻었다. 실시예 및 비교예 각각에 대하여 전환율, 수소화 반응 생성물 중 시스 이성질체의 함량을측정하였으며, 그결과를하기 표 1에 나타내었다.

【표 1]

상기 표 1을보면, 본발명의 레이놀즈수를만족하여 공정을수행한 실시예 1 내지 3은 전환율이 99% 이상으로 높고 수소화 반응 생성물 중 시스 이성질체의 함량이 79% 이상으로 매우 높게 나타난 것을 확인할 수 있다. 그러나 액상 원료의 레이놀즈 수가 본 발명의 수치범위를 만족하지 않도록설정하여 공정을수행한경우, 비교예 1과 같이 수소화반응 생성물 내시스이성질체함량이 현저히줄어든것을확인할수있다.

상기 결과로부터 프탈레이트 화합물의 수소화 방법에 있어서 반응기에 투입된는 기상 및 액상 원료의 레이놀즈 수를 본 발명의 범위로 할 때, 수소화 반응의 입체선택성을 크게 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 수소화 반응 생성물 중 시스 이성질체의 비율이 현저히 높아지는 바, 가소제로서의 품질이 우수한 수소화 반응 생성물을 제조할 수 있음을 확인할수있다.

[부호의설명]

2 1 , 1 3 : 열교환기

0: 반응기 2019/107771 1»(:1^1{2018/013195 1: 기상-액상분리기

1, 2: 기상원료

3, 4: 액상원료

5: 반응혼합물

6:기상의 미반응물

7: 액상의 반응생성물