JP2017522262A - クメンの精製装置および精製方法 - Google Patents
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Abstract
本発明はクメンの精製装置および精製方法に関するものである。本発明に係るクメンの精製装置および精製方法は精製工程上に誘発され得るエネルギー消費量を節減させることができ、効率的にクメンを精製できる装置および方法を提供することができる。【選択図】なし
Description
本発明はクメンの精製装置および精製方法に関するものである。
具体的には、本発明は精製工程におけるエネルギー効率を高めることができるクメンの精製装置および精製方法に関するものである。
クメン(Cumene)はイソプロピルベンゼン(C6H5CH(CH3)2)であって、これは各種化学産業および重合体産業などで重要な中間体物質として用いられる。現在、生産されているクメン(イソプロピルベンゼン)の殆どはフェノールおよびアセトンなどの製造に用いられる。
一般に、クメンは触媒存在下で液相または、気相条件でベンゼンとプロピレンを反応させて製造される。大韓民国公開特許公報第１０-２０１１-００８２１６０号および大韓民国公開特許公報第１０-２０１３-０００８５９５号などにはクメンの製造と関連した技術が提示されている。
クメンの殆どは商業的にアルキレーション(Alkylation)反応とトランスアルキレーション(Trans Alkylation)反応を通して製造される。したがって、クメン製造装置はアルキレーション反応部とトランスアルキレーション反応部とを含む。
前記アルキレーション反応部ではベンゼンとプロピレンが反応してクメン(イソプロピルベンゼン)が生成され、副産物としてクメンとプロピレンが反応してジイソプロピルベンゼン(DIPB;diisopropylbenzene)およびトリイソプロピルベンゼン(TIPB;triisopropylbenzene)などのポリイソプロピルベンゼン(PIPB;polyisopropylbenzene)が生成される。クメンの製造において競争的な反応はポリアルキレーション反応である。すなわち、前記ジイソプロピルベンゼン(DIPB)およびトリイソプロピルベンゼン(TIPB)などのポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を生成させる副反応である。
前記トランスアルキレーション反応部は、ポリアルキレーションされたベンゼン、すなわち前記副反応によって生成されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)などをベンゼンと反応させて、追加のクメンを生成することに用いられる。
また、クメンの製造過程では前記成分の他に、他の付加的な生成物としてC３(プロピレン、プロパンなど)などの軽質物質(Lights)と、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)より重い重質物質(Heavies)が生成され、これと共に未反応ベンゼンおよび水(water)などが存在する。したがって前記アルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部では目的とするクメン(イソプロピルベンゼン)の他に、C３(プロピレン、プロパンなど)などの軽質物質(Lights)、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)、未反応ベンゼン、水(water)およびその他の重質物質などが排出される。これらは高純度のクメンのために精製工程を通して除去されるか再循環される。
クメンの精製工程では、一般に３つの蒸留カラム(distillation column)が用いられる。図１は従来技術に係るクメン精製装置を示した構成図である。図１を参照して、従来技術に係るクメンの精製工程を概略的に説明すると次の通りである。
一般に、クメン精製装置は前記アルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部と連係して設置され、第１蒸留カラム、第２蒸留カラムおよび第３蒸留カラムとして、３つの蒸留カラムを含む。
前記第１蒸留カラムはアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部のストリーム(stream)からベンゼンを回収するベンゼンカラム１である。
この時、前記ベンゼンカラム１の前端部にはアルキレーション反応部から排出されたストリームを流入する流入ライン(１b、In-put Line)と、トランスアルキレーション反応部から排出されたストリームを流入する流入ライン１cが連結されている。また、ベンゼンカラム１の前端部にはフレッシュ(fresh)ベンゼンが流入するベンゼン流入ライン１aが連結されている。そしてベンゼンカラム１の上部では軽質物質排出ライン(１d、Lights Out-put Line)を通してC３などの軽質物質(Lights)と水(water)が排出され、下部ではクメンストリーム排出ライン(１e、Cumene Stream Out-put Line)を通してクメンストリームが排出される。そして、ベンゼンカラム１の略中央ではベンゼンリサイクルライン(１f、Benzene Recycle Line)を通してベンゼンが排出され、前記排出されたベンゼンは再循環される。
前記第２蒸留カラムはベンゼンカラム１の下部から排出されたクメンストリームからクメンを回収するクメンカラム２である。
この時、前記クメンカラム２の上部ではクメン排出ライン２aを通してクメンが排出、回収される。そしてクメンカラム２の下部ではポリイソプロピルベンゼン(PIPB)流出ライン２bを通してポリイソプロピルベンゼン(PIPB)ストリームが排出される。
前記第３蒸留カラムはクメンカラム２の下部から排出されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)ストリームを流入して再循環させるポリイソプロピルベンゼン(PIPB)カラム３である。
この時、前記ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)カラム３の上部ではポリイソプロピルベンゼン(PIPB)排出ライン３aを通してジイソプロピルベンゼン(DIPB)などのポリイソプロピルベンゼン(PIPB)が排出されて再循環される。そしてポリイソプロピルベンゼン(PIPB)カラム３の下部では重質物質排出ライン(３b、Heavies Out-put Line)を通して重い重質物質(Heavies)が排出される。
前記のような精製工程を通して目的とするクメン(イソプロピルベンゼン)を高純度に精製、回収することができる。また、前記精製工程ではエネルギーが消費される。前記各カラム１、２、３には沸点差を利用した各成分の分離のために熱源が供給されるが、このような分離過程において殆どのエネルギーが消費される。図１で、図面符号Cは凝縮器を示し、図面符号Bは熱を供給するための熱交換機(または、再沸器)を示している。
しかし、従来技術に係るクメン精製工程はエネルギーの消費量が多い。前記した通り、各カラム１、２、３には成分の分離のための熱源が供給されるが、特に、このような分離過程において熱エネルギーが多く消費されるという問題点がある。
本発明は改善されたクメンの精製装置および精製方法を提供する。
本発明に係るクメンの精製装置および精製方法は凝縮器または、熱交換機などの付随的な装置によるエネルギー消費を節減できる。
本発明は前記課題を解決するために案出されたもので、
アルキレーション反応部のストリームを流入して、ベンゼンを排出する第１ベンゼン排出ラインおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する下部排出ラインを含む分離壁型第１蒸留カラム;
トランスアルキレーション反応部のストリームおよび前記分離壁型第１蒸留カラムの下部排出ラインから排出されたベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ベンゼンを上部に排出させる第２ベンゼン排出ラインおよびポリイソプロピルベンゼンストリームを下部に排出するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインを含む分離壁型第２蒸留カラム;および
前記分離壁型第２蒸留カラムのポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインから排出されたポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を上部に排出するポリイソプロピルベンゼン排出ラインおよび重質物質を下部から排出する重質物質排出ラインを含む第３蒸留カラムを含むクメンの精製装置に関するものである。
アルキレーション反応部のストリームを流入して、ベンゼンを排出する第１ベンゼン排出ラインおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する下部排出ラインを含む分離壁型第１蒸留カラム;
トランスアルキレーション反応部のストリームおよび前記分離壁型第１蒸留カラムの下部排出ラインから排出されたベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ベンゼンを上部に排出させる第２ベンゼン排出ラインおよびポリイソプロピルベンゼンストリームを下部に排出するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインを含む分離壁型第２蒸留カラム;および
前記分離壁型第２蒸留カラムのポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインから排出されたポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を上部に排出するポリイソプロピルベンゼン排出ラインおよび重質物質を下部から排出する重質物質排出ラインを含む第３蒸留カラムを含むクメンの精製装置に関するものである。
さらに、本発明に係るクメンの精製装置は、第１ベンゼン排出ラインと第２ベンゼン排出ラインが合流する合流部;および前記合流部で合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給するベンゼンリサイクリングラインをさらに含むことができる。
一実施例において、第１ベンゼン排出ラインおよび第２ベンゼン排出ラインは下記の数式１を満足するように運転され得る。
[数式１]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。
本発明はまた、アルキレーション反応部のストリームを分離壁型第１蒸留カラムに流入して、第１ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、下部排出ラインにベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第１分離段階;
トランスアルキレーション反応部のストリームと第１分離段階で分離された前記ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを分離壁型第２蒸留カラムに流入して、第２ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインにポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第２分離段階;および
前記第２分離段階で分離されたポリイソプロピルベンゼンストリームを第３蒸留カラムに流入して、ポリイソプロピルベンゼンと重質物質を分離する第３分離段階を含むクメン精製方法に関するものである。
トランスアルキレーション反応部のストリームと第１分離段階で分離された前記ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを分離壁型第２蒸留カラムに流入して、第２ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインにポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第２分離段階;および
前記第２分離段階で分離されたポリイソプロピルベンゼンストリームを第３蒸留カラムに流入して、ポリイソプロピルベンゼンと重質物質を分離する第３分離段階を含むクメン精製方法に関するものである。
一実施例において、本発明に係るクメンの精製方法は、第１ベンゼン排出ラインおよび第２ベンゼン排出ラインから排出されたベンゼンを合わせた後、合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給する段階をさらに含むことができる。
一実施例において、本発明に係るクメンの精製方法において、第１分離段階および第２分離段階は下記の数式１を満足することができる。
[数式１]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ１は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ１は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。
本発明に係るクメンの精製装置および精製方法によれば、凝縮器または、熱交換機などの付随的な装置によるエネルギー消費を節減できる。
以下、添付された図面および実施例に基づき本発明に係るクメンの精製装置および方法に対してより具体的に説明する。
本発明において、「および/または」は、前後に羅列した構成要素中の少なくとも一つ以上を含む意味として用いられる。
本発明において、「連結」、「設置」、および「結合」などは、二つの部材が着脱(結合と分離)可能であることはもちろん、一体構造を含むことを意味する。具体的には、本明細書において用語、「連結」、「設置」、および「結合」などは、例えば強制的に嵌める方式;溝と突起とを利用した嵌め込み方式;およびねじ、ボルト、ピース、リベット、ブラケットなどの締結部材を利用した締結方式などを通して、二つの部材を結合と分離するように図ったもの、そして溶接や接着剤または、一体的成形などを通して二つの部材が結合した後には分離が不可能な一体的なものを含む。
本発明で「第１」、「第２」、「第３」、「一方側」および「他方側」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであって、各構成要素は前記用語によって制限されるものではない。以下、本発明の説明において、関連した公知の汎用的な機能または、構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明で、「Aストリーム」は、少なくとも〈A〉成分を含む流れを意味し、これは〈A〉成分を主成分として含み得る。例えば、「ポリイソプロピルベンゼンストリーム」は、少なくとも〈ポリイソプロピルベンゼン〉を含む流れであり、これは〈ポリイソプロピルベンゼン〉を主成分として含み得る。
一方、前記「ポリイソプロピルベンゼンを主成分として含む」ということは、該当ストリームの多様な成分のうちポリイソプロピルベンゼンを最も多く含んでいることを意味するものとして理解され得る。
また、本発明で、「A/Bストリーム」は、少なくとも〈A〉成分と〈B〉成分を含む流れを意味し、これは「A/B/Cストリーム」は、少なくとも〈A〉成分、〈B〉成分および〈C〉成分を含む流れを意味する。例えば、「ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリーム」は、少なくとも〈ベンゼン〉、〈クメン〉および〈ポリイソプロピルベンゼン〉を含む流れを意味し得る。
本発明はクメンの精製装置に関するものである。本発明に係るクメンの精製装置は、例えばクメンの製造装置と連携して設置され得る。
一実施例において、本発明に係るクメンの精製装置はクメンの製造装置を構成するアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部と連携して設置され得る。
前述した通り、前記アルキレーション反応部ではベンゼンとプロピレンが反応してクメン(イソプロピルベンゼン)が生成され、副産物としてクメンとプロピレンが反応してジイソプロピルベンゼン(DIPB;diisopropylbenzene)およびトリイソプロピルベンゼン(TIPB;triisopropylbenzene)などのポリイソプロピルベンゼン(PIPB;poly isopropylbenzene)が生成される。
この時、生成されたクメンは回収ラインを通して分離および回収され、前記副産物を含むストリーム(stream)は別途のラインを通して排出される。
前記アルキレーション反応部から排出されるストリームには、前記副産物としてのポリイソプロピルベンゼン(PIPB)の他に、C３(プロピレン、プロパンなど)などの軽質物質(Lights)、回収されていない少量のクメン、未反応ベンゼン、水(water)およびその他の重い重質物質などが存在する。
また、前記トランスアルキレーション反応部ではポリアルキレーションされたベンゼン、すなわち前記副反応によって生成されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)とベンゼンが反応して追加的なクメンを生成する。前記トランスアルキレーション反応部から排出されるストリームにはポリイソプロピルベンゼン(PIPB)の他に、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)より重い重質物質(Heavies)が存在する。
本発明に係るクメンの精製装置は、前記のようにアルキレーション反応部のストリームとトランスアルキレーション反応部のストリームを流入して精製することができる。
具体的には、本発明に係るクメンの精製装置はアルキレーション反応部のストリームとトランスアルキレーション反応部のストリームを互いに異なる蒸留カラムを通して個別的に流入して精製することができる。
一実施例において、本発明に係るクメンの精製装置は第１蒸留カラム１０、第２蒸留カラム２０および第３蒸留カラム３０を含む。この時、３つのカラム１０、２０、３０中の少なくとも二つ、例えば第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０は分離壁カラム(DWC;Dividing Wall Column)であり得る。また、他の例示において、前記第３蒸留カラム３０も分離壁カラム(DWC)であり得る。
具体的な例示において、第１蒸留カラム１０はアルキレーション反応部のストリームを流入して、ベンゼンを排出する第１ベンゼン排出ラインおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する下部排出ラインを含むことができる。前記第１ベンゼン排出ラインは、例えば第１蒸留カラム１０の中央領域に位置し得る。
具体的な例示において、第２蒸留カラム２０はトランスアルキレーション反応部のストリームと前記第１蒸留カラムの下部排出ラインから排出されるベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ベンゼンを排出する第２ベンゼン排出ラインおよびポリイソプロピルベンゼンストリームを下部に排出するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインを含むことができる。前記第２ベンゼン排出ラインは、例えば第２蒸留カラム２０の上部に位置することができる。
具体的な例示において、第３蒸留カラム３０は前記分離壁型第２蒸留カラムのポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインから排出されたポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を上部に排出するポリイソプロピルベンゼン排出ラインおよび重質物質を下部に排出する重質物質排出ラインを含むことができる。
以下、添付された図面を参照して、本発明に係るクメンの精製装置に対してより具体的に説明する。
図２は、本発明に係るクメンの精製装置の一実施例を示している。
図２を参照すれば、本発明に係るクメンの精製装置は第１蒸留カラム１０、前記第１蒸留カラム１０の後方に設置された第２蒸留カラム２０、および前記第２蒸留カラム２０の後方に設置された第３蒸留カラム３０を含む。
本発明で、前記各カラム１０、２０、３０は一般産業分野の蒸留工程で用いられる蒸留カラム(distillation column)から選択されるものの、少なくとも第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０は分離壁型であり得る。また、本発明で、前記各カラム１０、２０、３０の運転条件、例えば各カラム１０、２０、３０の段数と内径、圧力と温度、そして上部と下部排出物の還流比率などは特に制限されず、この技術分野の通常の知識を有した者が本発明の目的とするところを達成できる程度の範囲内で自由に設計変更可能である。
図２に示した通り、本発明の各カラム１０、２０、３０には凝縮器および/または、熱交換機(または、再沸器)が設置され得る。図２で図面符号Cは凝縮器を示し、図面符号Bは熱交換機(または、再沸器)を示している。
この時、各カラム１０、２０、３０により凝縮器(C)および/または、熱交換機(B)が選択的に設置され、または設置されなくてもよい。
また、前記凝縮器(C)と熱交換機(B)は特に言及しない限り、図面に示されていても省略され得る構成要素であり、これとは反対に図面に示されていなくても含(設置)まれ得る構成要素である。
前記第１蒸留カラム１０は、その前端部に設置された少なくとも一つ以上の流入ライン１１、１２を含むことができる。
一実施例において、前記流入ライン１１、１２はアルキレーション反応部から排出されるストリームを流入するアルキレーション反応部のストリーム流入ライン１２を含む。
また、他の例示的な具現例において、前記流入ライン１１、１２はフレッシュ(Fresh)ベンゼンを流入するベンゼン流入ライン１１をさらに含むことができる。すなわち、本発明に係るクメンの精製装置は前端部に位置して、フレッシュベンゼンを流入するベンゼン流入ラインをさらに含むことができる。
また、他の例示的な具現例において、前記流入ライン１１、１２はフレッシュ(Fresh)ベンゼンを流入するベンゼン流入ライン１１をさらに含むことができる。すなわち、本発明に係るクメンの精製装置は前端部に位置して、フレッシュベンゼンを流入するベンゼン流入ラインをさらに含むことができる。
この時、前記ベンゼン流入ライン１１を通してフレッシュ(fresh)ベンゼンをさらに流入する場合、第１蒸留カラム１０および/または、第２蒸留カラム２０内でクメン生成反応が図られ、クメンの収率を向上させることができる。
図２は第１蒸留カラム１０の前端部に２つの流入ライン１１、１２が設置された様子を示している。
図２に示された通り、ベンゼン流入ライン１１は第１蒸留カラム１０の略上端に設置され、ベンゼン流入ライン１１の下にアルキレーション反応部のストリーム流入ライン１２が設置されるものの、前記アルキレーション反応部のストリーム流入ライン１２は第１蒸留カラム１０の略中央領域に設置され得るが、これに制限されるものではない。
また、第１蒸留カラム１０は第１ベンゼン排出ライン１８および下部に設置された下部排出ライン１６を含む。前記第１ベンゼン排出ライン１８にはベンゼンが排出され、下部排出ライン１６にはベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームが排出され得る。
さらに、第１蒸留カラム１０は図２に示された通り、上部排出ライン１４をさらに含むことができる。この時、上部排出ライン１４にはC３などの軽質物質(Lights)と水(water)を含むライトストリームが排出されて除去され得る。
例えば、前記第１蒸留カラム１０では軽質物質(Lights)と水を含むライトストリーム;ベンゼンを含むベンゼンストリーム;およびベンゼン、クメンおよびポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を含むベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームの３相の流れに分離できる。
前記３相の流れのうち軽質物質(Lights)と水は、例えば上部排出ライン１４を通して排出および除去され、ベンゼンは第１ベンゼン排出ライン１８を通して排出されて再循環され得る。
一実施例において、前記３相の流れのうち前記第１排出ライン１８を通して排出されたベンゼンは、アルキレーション反応部および/または、トランスアルキレーション反応部に供給されて再循環されるか、またはベンゼン流入ライン１１を通して第１蒸留カラム１０に再循環され得る。
前記３相の流れのうち前記ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームは、例えば下部排出ライン１６を通して排出されて第２蒸留カラム２０に流入され得る。
前記第１蒸留カラム１０は前述した通り、分離壁型である。
前記第１蒸留カラム１０は前述した通り、分離壁型である。
第１蒸留カラム１０の内部には垂直方向に分離壁１５が設置されている。
一実施例において、第１蒸留カラム１０の内部は、分離壁１５により区画されて、アルキレーション反応部のストリームが流入する流入部a、軽質物質と水が流出する塔頂区域b、ベンゼンが流出する流出部cおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームが流出する塔底区域dを含むことができる。
このような分離壁型蒸留カラム(DWC)は、２基の蒸留カラムが一つに統合された形態を有し、設備投資費用が節減されることはもちろん、同一処理量対比２基の蒸留カラムを用いる場合より低いエネルギー消費量を図ることができる。
第２蒸留カラム２０は第１蒸留カラム１０の後方に設置されて、流入したストリームからベンゼンおよびポリイソプロピルベンゼンストリームとに分離することができる。また、第２蒸留カラム２０は流入したストリームからクメンをさらに分離して、前述したベンゼンおよびポリイソプロピルベンゼンストリームと共に３相に分離することもできる。
一実施例において、第２蒸留カラム２０はトランスアルキレーション反応部のストリームおよび前記分離壁型第１蒸留カラムの下部排出ラインから排出されたベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ベンゼンを上部に排出する第２ベンゼン排出ラインおよびポリイソプロピルベンゼンストリームを下部に排出するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインを含む分離壁型蒸留カラムであり得る。
第２蒸留カラム２０は、その前端部に、トランスアルキレーション反応部のストリーム流入ライン２２と第１蒸留カラム１０の下部排出ライン１６が連結されていることもあり得る。
第２蒸留カラム２０は第２ベンゼン排出ライン２８およびポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ライン２６を含むことができる。
前記第２ベンゼン排出ライン２８は第２蒸留カラム２０の略上部に位置して、ベンゼンが排出され得る。また、前記ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ライン２６は第２蒸留カラム２０の下部に位置して、ポリイソプロピルベンゼンストリームが排出され得る。
また、第２蒸留カラム２０は略中央領域に設置されているクメン排出ライン２４をさらに含むことができる。前記クメン排出ライン２４を通してはクメンが排出され得る。
前記の流れのうち第２ベンゼン排出ライン２８を通して排出されたベンゼンは再循環され得る。例えば、第２ベンゼン排出ライン２８を通して排出されたベンゼンはアルキレーション反応部および/または、トランスアルキレーション反応部に供給されて再循環されるか、または、ベンゼン流入ライン１１を通して第１蒸留カラム１０に再循環され得る。
前記の流れのうちクメン排出ライン２４を通して排出されたクメンは、製品に回収され得る。具体的には、前記排出されたクメンは冷却された後、貯蔵槽に送った後回収することができる。
前記の流れのうちポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ライン２６を通して排出されたポリイソプロピルベンゼンストリームは、第３蒸留カラム３０に流入することができる。
第２蒸留カラム２０は第１蒸留カラム１０と同じように分離壁型である。
第２蒸留カラム２０の内部には垂直方向に分離壁１５が設置されている。
一実施例において、第２蒸留カラム２０の内部は分離壁１５により区画されて、アルキレーション反応部のストリームが流入する流入部a、軽質物質と水が流出する塔頂区域b、ベンゼンが流出する流出部cおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームが流出する塔底区域dを含むことができる。
すなわち、第１蒸留カラムおよび/または、第２蒸留カラムは内部に設置された分離壁によって区画されて、アルキレーション反応部のストリームが流入する流入部、軽質物質および水が流出する塔頂区域、ベンゼンが流出する流出部およびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームが流出する塔底区域を含むことができる。
第３蒸留カラム３０は第２蒸留カラム２０の後方に設置されて、第２蒸留カラム２０の下部に排出されるポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)と重質物質(Heavies)とに分離することができる。
一実施例において、第３蒸留カラム３０は上部に設置されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)排出ライン３４と下部に設置された重質物質排出ライン３６を含むことができる。
第３蒸留カラム３０から分離されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)は排出ライン３４を通して上部に排出され、排出されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)は例えばトランスアルキレーション反応部に供給されて再循環され得る。
前記第２蒸留カラム２から流入したポリイソプロピルベンゼンストリームは、例えばジイソプロピルベンゼン(DIPB)およびトリイソプロピルベンゼン(TIPB)などのポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を含むことができる。
この時、前記ジイソプロピルベンゼン(DIPB)およびトリイソプロピルベンゼン(TIPB)中の少なくとも一つ、例えばジイソプロピルベンゼン(DIPB)は第３蒸留カラム３０を通して分離され、前記排出ライン３４を通して排出されてトランスアルキレーション反応部に供給されて再循環され得る。
また、他の具現例において、前記第３蒸留カラム３０はポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を種類別にそれぞれ分離して排出できる複数のポリイソプロピルベンゼン(PIPB)排出ライン３４を含むことができる。
例えば、第３蒸留カラム３０は段数の略中間地点に設置されたトリイソプロピルベンゼン(TIPB)排出ラインと、この上段に設置されたジイソプロピルベンゼン(DIPB)排出ライン３４を含んで、ポリアルキレーションベンゼンを種類別に多段分離することができる。
一方、第３蒸留カラム３０の前記重質物質排出ライン３６を通して排出される重質物質は、工程において最も重い物質であり、これは具体的に、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)より重い物質(沸点の高い物質)を意味し得る。このような重質物質は排出ライン３６を通して排出された後に冷却された後、貯蔵槽に送られ得る。
本発明に係るクメン精製装置は、前記のような３つの蒸留カラム１０、２０、３０を含むものの、このうち少なくとも第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０は分離壁型である。
また、本発明に係るクメンの精製装置は、アルキレーション反応部とトランスアルキレーション反応部のストリームを、それぞれ相異する蒸留カラムに流入させて、流出するベンゼン、または単一カラムから回収して分離および排出させるのではなく、例えば第１蒸留カラムおよび第２蒸留カラムから分離および排出させることによって、精製工程で付随的に利用され得る熱交換機および冷却器などの使用電力量を減少させることができる。
より具体的には、ベンゼンを２基の分離壁型蒸留カラム１０、２０で２次にわたって分離することによって、従来のように１つのベンゼンカラム(１、図１参照)で分離する場合よりベンゼン分離のロード(load)が減少し、エネルギー消費量を節減することができる。すなわち、従来のように１つのベンゼンカラム１でベンゼンを分離する場合、ベンゼンの分離効率を上げるためには、多量の熱エネルギーをベンゼンカラム１に供給する必要があったが、本発明に係る精製装置によれば、ベンゼンを第１蒸留カラム１０で１次分離し、第２蒸留カラム２０でクメンを分離する過程にて２次分離することによって、第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(熱源の温度)が著しく少なく消費され、全体的な工程においてエネルギー消費量が節減され得る。さらに、ベンゼンが分離される第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０はすべて分離壁型が適用されて、エネルギー節減効果はさらに向上され得る。
また、例示的な実施形態にしたがって、前記第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０に設置された第１ベンゼン排出ライン１８と第２ベンゼン排出ライン２８とは、下記の数学式を満足するように運転した方が良い。
[数学式]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
前記数学式で、BZ1は第１ベンゼン排出ライン１８を通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ライン２８を通して排出されるベンゼンの流量である。
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
前記数学式で、BZ1は第１ベンゼン排出ライン１８を通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ライン２８を通して排出されるベンゼンの流量である。
この時、各排出ラインを通過するベンゼンの流量の実際値は制限されず、これらは前記数学式を満足する流量費(BZ1/BZ2)を有していればよい。
前記第１ベンゼン排出ライン１８と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼンの流量費(BZ1/BZ2)が前記数学式を満足する場合、エネルギー効率性はもちろん、全体の分離工程において非常に有利となり得る。
すなわち、前記流量費(BZ1/BZ2)が１.０未満の場合、第１蒸留カラム１０に供給されるエネルギー消費量の節減には有利であるか、第２蒸留カラム２０にロード(load)が発生して、第２蒸留カラム２０で分離されるクメンの純度が低下する恐れがある。また、前記流量費(BZ1/BZ2)が３.０を超過する場合、第１蒸留カラム１０にロード(load)が発生してエネルギー消費量の節減効果が微小たるものに留まる恐れがある。このような点を考慮して、前記流量費(BZ1/BZ2)は１.０〜３.０が好ましい。
前記流量費(BZ1/BZ2)は特に限定されないが、例えば前記第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０中で選択された一つ以上の運転条件、各カラム１０、２０の流入量および/または、流出量などを制御して調節することができる。
例示的な具現例にしたがって、前記流量費(BZ1/BZ2)は第１蒸留カラム１０および/または、第２蒸留カラム２０の圧力、温度および水位(level)などから選択された一つ以上の運転条件を制御して調節することができる。
また、本発明に係るクメン精製装置は、前記第１ベンゼン排出ライン１８と第２ベンゼン排出ライン２８が合流する合流部４０および前記合流部４０と連結されたベンゼンリサイクルライン４２をさらに含むことができる。この時、前記第１ベンゼン排出ライン１８と第２ベンゼン排出ライン２８を通して排出されたベンゼンは合流部４０で合流した後、ベンゼンリサイクルライン４２を通してアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択された一つ以上の反応部に供給されることができる。
すなわち、本発明に係るクメンの精製装置は、第１ベンゼン排出ラインと第２ベンゼン排出ラインが合流する合流部;および前記合流部で合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給するベンゼンリサイクルラインをさらに含むことができる。
以上で説明した本発明によれば、前述した通り、改善された精製工程によってエネルギー効率を向上させ得る。特に、ベンゼンを２基の分離壁型蒸留カラム１０、２０で２次にわたって分離することによって、エネルギー消費量を節減することができる。
また、本発明によれば、アルキレーション反応部のストリーム流入ライン１２は第１蒸留カラム１０に連結され、トランスアルキレーション反応部のストリーム流入ライン２２は第２蒸留カラム２０に連結されるが、これによっても、精製工程の改善を図ることができる。
具体的には、図１に示した従来装置のように、前記２つのストリーム流入ライン１b、１cのすべてをベンゼンカラム１に連結する場合、ベンゼンカラム１にロード(load)が加えられ、ベンゼンカラム１自体での分離工程はもちろん、全体的な精製工程を連続的に進めるとき、効率性が低下する恐れがある。
しかしながら、本発明に係るクメンの精製装置の場合、２つのストリームが２つのカラム１０、２０にそれぞれ別途に分割流入されて、各カラム１０、２０のロード(load)が減少して、効率的な精製工程を連続的に進めることができる。
一方、本発明で、前記各成分およびストリームが流入および排出される各ラインは、流体が通過できるものであれば制限されず、これらは金属管やプラスチック管などから選択することができる。合わせて、前記各ラインはフレキシブル(flexible)なものを含む。また、前記各ライン上には各成分およびストリームの円滑な流れのためのポンプ(pump)などが設置されるか、流れを制御(遮断および/または、流量調節)するバルブ(valve)などが設置され得る。
本発明はまた、前記のような装置を利用したクメンの精製方法に関するものである。本発明に係るクメンの精製方法は、前記第１蒸留カラム、第２蒸留カラムおよび第３蒸留カラムでそれぞれ遂行される第１分離段階、第２分離段階および第３分離段階を含む。
すなわち、本発明に係るクメンの精製方法は、アルキレーション反応部のストリームを分離壁型第１蒸留カラムに流入して、第１ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出して、下部排出ラインにベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第１分離段階;トランスアルキレーション反応部のストリームと第１分離段階で分離された前記ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを分離壁型第２蒸留カラムに流入して、第２ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出して、ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインにポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第２分離段階;および前記第２分離段階で分離されたポリイソプロピルベンゼンストリームを第３蒸留カラムに流入して、ポリイソプロピルベンゼンと重質物質とを分離する第３分離段階を含む。
前記第１分離段階は第１蒸留カラム１０で遂行することができ、アルキレーション反応部のストリームを第１蒸留カラムに流入して、例えば略中央領域に位置する第１ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、下部に位置する下部ラインにベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出することを含むことができる。また、前記第１分離段階は上部排出ラインで軽質物質と水を排出することをさらに含むことができる。
第１分離段階の流入ストリームは、アルキレーション反応部のストリームだけでなく、前述した第１蒸留カラムで言及したベンゼン流入ラインにベンゼンが流入するストリームをさらに含むことができる。すなわち、第１分離段階は前端部に設置されたベンゼン流入ラインにベンゼンを流入することをさらに含むことができる。
前記第２分離段階は第２蒸留カラムで遂行することができ、トランスアルキレーション反応部のストリームを第２蒸留カラムに流入して、例えば上部に位置する第２ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出して、下部に位置するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインにポリイソプロピルベンゼンを排出することを含むことができる。また、第２分離段階はクメン排出ラインでクメンを排出することをさらに含むことができる。
本発明に係るクメンの精製方法は、第１分離段階および第２分離段階で、ベンゼンを分けて分離して、エネルギー消費を節減することができる。
また、本発明に係るクメンの精製方法は２つのストリーム、例えばアルキレーション反応部のストリームおよびトランスアルキレーション反応部のストリームが一つの単一カラムではなく、２つのカラム１０、２０にそれぞれ別途に分割流入して、各カラム１０、２０のロード(load)が減少して、効率的な精製工程を連続的に進めることができる。
本発明に係るクメンの精製方法はまた、第１ベンゼン排出ラインおよび第２ベンゼン排出ラインから排出されたベンゼンを合流させた後、合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給する段階をさらに含むことができる。
ここで、第１分離段階および第２分離段階は下記の数式１を満足するものであり得る。
[数式１]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である。
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である。
前記第１ベンゼン排出ライン１８と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼンの流量費(BZ1/BZ2)が前記数学式を満足する場合、エネルギー効率性はもちろん、全体的な分離工程で非常に有利となり得る。
以下、本発明の実施例および比較例を例示する。下記の実施例は本発明の理解を助けるために例示的に提供されるものであって、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
[実施例１]
図４に示されたような装置を利用してクメンを精製した。
図４に示されたような装置を利用してクメンを精製した。
図４に示された装置は、図２に示された装置と同一であり、ただし図４では各カラム１０、２０で消費される熱エネルギーを説明するためにQを示している。
図４を参照すれば、第１蒸留カラム１０に２つの流入ライン１１、１２を通してフレッシュ(fresh)ベンゼン１１とアルキレーション反応部から排出されたストリーム１２を流入させた。
第１蒸留カラム１０では上部排出ライン１４を通して軽質物質(Lights)と水(water)を除去して、中央の第１ベンゼン排出ライン１８を通してベンゼンを排出するようにした。また、下部ストリームは下部排出ライン１６を通して第２蒸留カラム２０に流入するようにした。
第２蒸留カラム２０では前記第１蒸留カラム１０の下部ストリーム１６と共に、流入ライン２２を通してトランスアルキレーション反応部から排出されたストリーム２２が流入するようにした。そして上部の第２ベンゼン排出ライン２８にベンゼンが排出されるようにし、中央領域のクメン排出ライン２４を通してクメンが排出されるようにした。合わせて、下部排出ライン２６を通して排出されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)ストリームは第３蒸留カラム３０に流入するようにした。
また、第３蒸留カラム３０の上部排出ライン３４を通してポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を排出させてトランスアルキレーション反応部に再循環させ、下部排出ライン３６を通して重質物質(Heavies)を排出させて冷却処理した。この時、前記第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０は分離壁型蒸留カラム(DWC)を適用し、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を２にした。
前記のような精製工程を安定化された状態で進めて、第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
[実施例２]
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を１にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を１にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
[実施例３]
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を３にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を３にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
[実施例４]
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を０.５にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を０.５にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
[実施例５]
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を３.５にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
第１蒸留カラム１０と第２蒸留カラム２０の内部圧力、温度および水位(level)を異ならせて、第１ベンゼン排出ライン１８を通過するベンゼン流量(BZ1)と第２ベンゼン排出ライン２８を通過するベンゼン流量(BZ2)の流量費(BZ1/BZ2)を３.５にしたことを除いては実施例１と同じ方式でクメンの精製工程を遂行した。第１蒸留カラム１０に供給される熱エネルギー(Q1)と第２蒸留カラム２０に供給される熱エネルギー(Q2)を測定し、その結果を下記の表１に表した。
[比較例]
図３に示されたような装置を利用してクメンを精製した。
図３に示されたような装置を利用してクメンを精製した。
図３に示された装置は図１に示された装置と同一であり、ただし図３では各カラム１、２で消費される熱エネルギーを説明するためにQを示している。
本比較例は従来の一般の工程であって、公知の具体的な工程に対する説明は省略する。
図３を参照すると、各流入ライン１a、１b、１cを通してフレッシュベンゼン１a、アルキレーション反応部から排出されたストリーム１bおよびトランスアルキレーション反応部から排出されたストリーム１cを第１蒸留カラム１に流入させた。そして軽質物質(Lights)と水(water)は上部排出ライン１dを通して、ベンゼンは中間排出ライン１fを通して、クメンストリームは下部排出ライン１eを通して排出されるようにした。
また、第２蒸留カラム２の上部排出ライン２aを通してクメンを排出させて回収されるようにし、下部排出ライン２bを通して排出されたポリイソプロピルベンゼン(PIPB)ストリームは第３蒸留カラム３に流入するようにした。そして第３蒸留カラム３の上部排出ライン３aを通してポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を排出させてトランスアルキレーション反応部に再循環させて、下部排出ライン３dを通して重質物質(Heavies)を排出させて冷却処理した。
前記のような精製工程を安定化された状態で進めて、第１蒸留カラム１に供給された熱エネルギーQ1と、第２蒸留カラム２に供給された熱エネルギーQ2を測定して、その結果を[表１]に表した。
前記[表１]に示された通り、本発明の実施例１〜５により、２基のDWCを適用するものの、アルキレーション反応部ストリームおよびトランスアルキレーション反応部ストリームを２基に個別的に流入させて、２基のDWCを通してベンゼンを２次に分けて分離する場合、熱エネルギーが効率的に節減されることが分かった。例えば、実施例１の場合には、既存工程(比較例)対比１.７Gcal/hrの節減量(約１２.５%節減)を有することが分かった。
また、前記[表１]に示された通り、ベンゼンの流量費(BZ1/BZ2)によって、エネルギー節減量に差が発生したことが分かった。特に、ベンゼンの流量費(BZ1/BZ2)が１.０〜３.０範囲内にある場合(実施例１〜３)は、そうでない場合(実施例４〜５)より優秀な節減量を示したことが分かった。
１０:第１蒸留カラム
１４:上部排出ライン
１５、２５:分離壁
１６:下部排出ライン
１８:第１ベンゼン排出ライン
２０:第２蒸留カラム
２４:クメン排出ライン
２６:ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ライン
２８:第２ベンゼン排出ライン
３０:第３蒸留カラム
３４:ポリイソプロピルベンゼン排出ライン
３６:重質物質排出ライン
４０:合流部
４２:ベンゼンリサイクリングライン
１４:上部排出ライン
１５、２５:分離壁
１６:下部排出ライン
１８:第１ベンゼン排出ライン
２０:第２蒸留カラム
２４:クメン排出ライン
２６:ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ライン
２８:第２ベンゼン排出ライン
３０:第３蒸留カラム
３４:ポリイソプロピルベンゼン排出ライン
３６:重質物質排出ライン
４０:合流部
４２:ベンゼンリサイクリングライン
Claims (13)
- アルキレーション反応部のストリームを流入して、ベンゼンを排出する第１ベンゼン排出ラインおよびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する下部排出ラインを含む分離壁型第１蒸留カラム;トランスアルキレーション反応部のストリームおよび前記分離壁型第１蒸留カラムの下部排出ラインから排出されたベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ベンゼンを上部に排出させる第２ベンゼン排出ラインおよびポリイソプロピルベンゼンストリームを下部に排出するポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインを含む分離壁型第２蒸留カラム;および
前記分離壁型第２蒸留カラムのポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインから排出されたポリイソプロピルベンゼンストリームを流入して、ポリイソプロピルベンゼン(PIPB)を上部に排出するポリイソプロピルベンゼン排出ラインおよび重質物質を下部に排出する重質物質排出ラインを含む第３蒸留カラムを含む、クメンの精製装置。 - 第１蒸留カラムは軽質物質と水とを上部に排出する上部排出ラインをさらに含む、請求項１に記載のクメンの精製装置。
- 第１蒸留カラムは、前端部に位置して、フレッシュベンゼンを流入するベンゼン流入ラインを含む、請求項１に記載のクメンの精製装置。
- 第２蒸留カラムは、クメンを排出するクメン排出ラインをさらに含む、請求項１に記載のクメンの精製装置。
- 第１ベンゼン排出ラインと第２ベンゼン排出ラインが合流する合流部;および前記合流部で合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給するベンゼンリサイクルラインをさらに含む、請求項１に記載のクメンの精製装置。
- 第１ベンゼン排出ラインおよび第２ベンゼン排出ラインは下記の数式１を満足するように運転する、請求項１に記載のクメンの精製装置:
[数式１]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。 - 第１蒸留カラムおよび/または、第２蒸留カラムは内部に設置された分離壁によって区画されて、アルキレーション反応部のストリームが流入する流入部、軽質物質および水が流出する塔頂区域、ベンゼンが流出する流出部およびベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームが流出する塔底区域を含む、請求項１に記載のクメンの精製装置。
- アルキレーション反応部のストリームを分離壁型第１蒸留カラムに流入して、第１ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、下部排出ラインにベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第１分離段階;
トランスアルキレーション反応部のストリームと第１分離段階で分離された前記ベンゼン/クメン/ポリイソプロピルベンゼンストリームを分離壁型第２蒸留カラムに流入して、第２ベンゼン排出ラインにベンゼンを排出し、ポリイソプロピルベンゼンストリーム排出ラインにポリイソプロピルベンゼンストリームを排出する第２分離段階;および
前記第２分離段階で分離されたポリイソプロピルベンゼンストリームを第３蒸留カラムに流入して、ポリイソプロピルベンゼンと重質物質とを分離する第３分離段階を含むクメンの精製方法。 - 第１分離段階は、上部排出ラインで軽質物質と水を排出することをさらに含む、請求項８に記載のクメンの精製方法。
- 第１分離段階は、前端部に設置されたベンゼン流入ラインにベンゼンを流入することをさらに含む、請求項８に記載のクメンの精製方法。
- 第２分離段階は、クメン排出ラインでクメンを排出することをさらに含む、請求項８に記載のクメンの精製方法。
- 第１ベンゼン排出ラインおよび第２ベンゼン排出ラインから排出されたベンゼンを合流させた後、合流したベンゼンをアルキレーション反応部およびトランスアルキレーション反応部から選択されるいずれか一つ以上の反応部に供給する段階をさらに含む、請求項８に記載のクメンの精製方法。
- 第１分離段階および２分離段階は下記の数式１を満足する、請求項８に記載のクメンの精製方法:
[数式１]
BZ1/BZ2 = １.０〜３.０
(前記数式１で、BZ1は第１ベンゼンラインを通して排出されるベンゼンの流量で、BZ2は第２ベンゼン排出ラインを通して排出されるベンゼンの流量である)。
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