클로로벤젠(C₆H₅Cl)은 유기화학 산업에서 중요한 중간체로 염료, 의약품, 살충제, 고분자 물질의 합성에 널리 사용됩니다. 그러나 클로로벤젠 생산 공정에 남아 있는 물은 제품 순도를 크게 감소시키고 부반응을 유발하며 장비 파이프라인을 부식시킬 수 있습니다. 따라서 효율적인 건조는 클로로벤젠 품질을 보장하는 중요한 단계입니다. 정밀한 흡착 특성을 지닌 분자체는 클로로벤젠 건조에 상당한 이점을 제공하며 점차적으로 전통적인 건조 방법을 업계 표준으로 대체하고 있습니다.
1. 클로로벤젠 건조의 필요성
공정 안정성: 염소화 반응에 참여하는 물은-디클로로벤젠 부산물을 생성하여 목표 생성물 수율을 15%-20%만큼 감소시킬 수 있습니다.
장비 보호: 클로로벤젠의 물은 응축 시스템에서 염산을 생성하여 스테인리스 스틸 장비를 부식시킬 수 있습니다.
제품 규정 준수: 국제 표준(예: ISO 9001)에서는 클로로벤젠 수분 함량을 0.05% 이하로 요구합니다. 이를 초과하면 제약-등급 페놀 및 기타 합성에 사용되지 않습니다.
2. 전통적인 건조 방법
2.1 무수염화칼슘 건조
물리적 흡착을 통해 물을 제거하지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
제한된 흡착 용량(1g의 CaCl2는 ~0.3g의 물만 흡착할 수 있음).
용해된 염화칼슘은 산성 용액을 형성하여 장비를 부식시킵니다.
건조된 클로로벤젠에 잔류하는 칼슘 이온은 탈수 정밀도가 낮습니다.
2.2 공비 증류
끓는점 차이를 기준으로 물을 분리합니다. 그러나 이는 에너지-집약적이고 비용이 많이 듭니다.
3. 분자체 건조 기술
분자체(예: 3A 유형)는 기공 크기 선택을 통해 정밀한 흡착을 달성하며 다음과 같은 뚜렷한 이점을 제공합니다.
흡착 선택성: 0.3nm 기공을 가진 3A 분자체는 클로로벤젠(분자 직경 ~0.6nm)을 완전히 제외하면서 물을 선택적으로 흡착합니다.
높은 흡착 용량: 분자체 1g은 염화칼슘의 7배에 해당하는 약 22%의 물을 흡착할 수 있습니다.
뛰어난 재생 성능: 분자체는 가열하여 재생하고 500회 이상 재사용할 수 있습니다.
4. 수분흡착작업
작업 방법: 클로로벤젠은 교반하면서 담그거나 충분한 접촉을 위해 분자체 층에 용매를 통과시켜 탈수될 수 있습니다.
분자체 투여량: 양은 용매 수분 함량과 처리량을 기준으로 계산해야 합니다. 가장 낮은 PPM 수준에서 수분 함량을 달성하려면 적절한 로딩을 권장합니다.
유속 제어: 용매는 분자체를 통해 너무 빨리 흘러서는 안 됩니다. 흡착 효율을 극대화하려면 충분한 접촉 시간이 필요합니다.
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