JP5521049B2 - 汚染スルホラン溶剤のライン中での再生方法および装置 - Google Patents
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Description
・プラント内の酸素(吸気又は流入を介して導入される)
・循環溶媒中の塩素
・分解産物及び腐食産物のプラント内における蓄積
・再沸騰器内の高温
1)フィルターベッド又はカートリッジを低品質スルホラン移送ラインに配置して、分解産物及び腐食産物をキャッチする。しかし、フィルター又はカートリッジは、大量の分解産物及び腐食産物により短時間のうちにだめになってしまう。商業用ユニットの大半はこのようなフィルターを備えているが、これらのフィルターは取り扱いが困難であるため、多くの場合に迂回されてしまっている。
2)活性炭素のような吸着剤で充填したツイン吸着塔を備え、分解産物及び腐食産物を除去する。商業的経験則によれば、このような吸着塔は短時間のうちに目詰まりし、さらに、クリーニング及び吸着剤の交換が難しいため、実用的ではない。
3)スルホランの再利用:分解産物及び腐食産物を含有するスルホランの細分ストリームを循環システムから抜き取って、真空蒸留ユニットに移す。塔頂留出物(overhead)はクリーンなスルホランであり循環システム中で再利用に供し、塔底部留出物は分解産物及び腐食産物であり、廃棄物として処分する。システム中の溶媒のうちのごく少量しか再利用されないため、操業は非効率的である。更に、処分すべき有害な廃棄物が生成される。
4)カチオン樹脂及び/アニオン樹脂を用いて、スルホン酸、及び少量のカルボキシル酸及び塩酸を含む酸性汚染物質を除去する。Lal及びBhatによる米国特許第5,053,137号明細書によれば、分割ストリームを2つのカラムに順次通過させることで、汚染又は使用済み処理スルホランを精製又は再生することが示唆されている。第1カラムをカチオン交換体で充填し、第2カラムをアニオン交換体で充填する。LiuおよびLiにより、分解産物及び腐食産物中の酸は、カチオン樹脂によって効率的にイオン交換することができ(LIU linchiおよびLi Dong−sheng、石油化学設計、2002、19(2)、31〜33)、よりクリーンなスルホラン溶媒とすることができることが示された。酸含有カチオン樹脂をNaOH溶液で再生する。このプロセスでは、分割ストリームのみがイオン交換されるので、スルホラン品質の改善効率が制限されてしまう。このプロセスは面倒であり、処分すべき大量の有害廃棄物を生じさせてしまう。
1)蓄積した分解産物及び腐食産物がスルホランの分解を触媒し、分解産物及び腐食産物の腐食及び蓄積を加速するので、システムの腐食率が高く、悪循環となっていた。
2)分解産物及び腐食産物の自己触媒作用により、分解産物及び腐食産物の蓄積速度が加速されていた。
3)フィルター及び吸着体を交換する操作が面倒であり、危険且つ高価であった。
4)スルホランの品質が所望レベル以上に維持されない場合、操業度及び操業効率が低下していた。
5)分割ストリームによる操業のため、スルホラン溶媒の再生が非効率的であった。
6)操業維持費が高価であった。
1)腐食性の酸、分解産物及び腐食産物を除去することにより腐食率が低減する。
2)自己触媒を除去することにより、分解産物及び腐食産物の蓄積が低減する。
3)システムをクリーニングし、フィルター及び/又は吸着体を交換するための、面倒で、危険で、且つ高価な操作が不要となる。
4)スルホランの品質を新たなものに近いレベルに維持することにより、安定した操業度及び操業効率を得ることができる。
5)分間回路中でスルホランを全ストリーム再生することにより、スルホラン溶媒を効率的に再生することができる。
6)操業維持費が低い。
再生装置が本発明の核心である。この再生装置の発明及び設計は、分解産物及び腐食生成物の特性を発見したことに基づくものである。一般的に、蓄積した分解産物及び腐食生成物は、
1 スルホランの酸化によって生成される、スルホン酸及び硫酸のような酸
2 塩酸のような塩素由来の酸
3 スルホラン及びスルホランの分解産物の酸化縮合により生成されるスルホランのオリゴマー
であると考えられている。
図4に、典型的な芳香族抽出システムの概略フローチャートを示す。供給物11を抽出器10に投入する。低品質溶媒22を抽出器10の上部から投入する。ラフィネート相13を抽出器10の上部から除去して、非芳香族を回収し、抽出相12を底部から抜き取って回収塔20に回して、塔頂留出物21として芳香族を回収し、再循環させるために底部留出物として低品質溶媒22を回収して抽出器10に回す。低品質溶媒22は、熱交換器即ち空冷器23により冷却し、抽出器10に戻す前に再生装置30に通す。
再生装置30は、典型的な抽出システムに見られる温度で動作することができる。しかし、非常に高い温度では磁場がロスすることにつながる一方、非常に低い温度では分解産物及び腐食産物が磁石によく付着するようになるため、高効率となる傾向がある。動作温度は10℃〜200℃の範囲であり、20℃〜150℃が好ましい。従って、再生装置30の配置としては、低品質溶媒22回路中において、熱交換器23の後や、抽出器10の前が好ましい。
2つの再生装置を構築した。大きさは、直径33cm、高さ65cm、体積55リットルであった。ラウンドラックに備えたステンレススチール管に磁気棒を挿入した。スクリーンシリンダーのサイズは80メッシュであった。低品質スルホラン回路中の、冷却器の下で抽出器の前に、再生装置を並べて配置した。
再生装置について、精製所内の芳香族抽出システム内で試験した。この抽出器は、3年間操業していたものであり、低品質のスルホラン溶液は汚れており、腐食性であり、ねばねばした分解産物及び腐食産物を多く含んでいた。抽出器は、3,600mmID×42,000mmT−Tであった。抽出器に対して、42,531Kg/Hrのリフォーメートを供給物として供給した。再生装置を通り、抽出器へと流れる汚染低品質スルホランの循環率は138,602Kg/Hrであった。従って、本試験における溶媒対供給物の比率は約3であった。再生装置全体の圧力損失が2Kg/cm2となった場合に、再生装置をクリーニングした。試験の開始時には、低品質のスルホラン溶液は非常に汚く、再生装置は、一週間の終わりにクリーニングしなければならなかった。しかし、低品質スルホラン溶液を再生装置によりクリーニングし続けると、再生装置によるクリーニング期間は一週間から2週間、4週間、及び3ヶ月へと延長されていった。ラックを再生装置から取り外すと、ステンレススチール管の間の表面及び空間は黒色の、ねばねばした分解産物及び腐食産物で充填されていた。磁気棒をはずすと、黒色のねばねばした分解産物及び腐食産物が落ち、ステンレススチールは再利用のためにクリーンな状態となった。
1)低品質スルホラン溶媒を最大288℃で蒸留して得られた残留物の量:スルホランは285℃で沸騰するため、残留物は分解産物及び腐食産物のはずである。従って、残留物の含有量が低いほど、低品質スルホラン溶媒がクリーンであるということになる。
2)低品質スルホラン溶液の色:分解産物及び腐食産物が濃色であるため、色が薄いほど、スルホラン溶液がクリーンであるということになる。
3)アミン率(モノエタノールアミン):スルホラン分解の過程で酸が生成されるため、一定のpH、例えばpH8を維持するためのアミン添加率が低いほど、スルホラン溶媒がクリーンであるということになる。
4)スルホラン補充率:スルホランは工程中で分解するので、一定量の低品質スルホラン溶媒をパージしてスルホランの品質を維持する。従って、体積を補うために新たなスルホランを加える必要がある。従って、新たなスルホランの補充率が低いほど、スルホラン溶媒がクリーンであるということになる。
Claims (9)
- 酸及び酸副産物を含む汚染溶媒ストリームから有機汚染物質を除去する方法であって、
該方法において、前記汚染溶媒ストリームは、前記溶媒と接触する装置を含むシステムを通過する、方法であって、該方法は、
(a)酸及び酸副産物を前記装置にさらして、第2鉄イオンを前記溶媒ストリームに放出させるステップと、
(b)前記溶媒ストリーム中で前記第2鉄イオンが常磁性の腐食産物を生成できるようにするステップと、
(c)スルホランを含む汚染溶媒ストリームを、前記腐食産物を前記有機汚染物質中に閉塞させて残存させた状態に維持するステップと、
(d)前記汚染溶媒ストリームを、前記有機汚染物質を引き付ける磁石にさらして、クリーンな溶媒ストリームを得るステップであって、前記汚染溶媒ストリームは、前記磁石にさらされる前に、熱交換器又は空冷器によって冷却されることを特徴とする、ステップと、
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記汚染溶媒を、10℃〜200℃の間の温度に維持することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(d)で、溶媒再生装置を使用する請求項1に記載の方法であって、前記溶媒再生装置は、
着脱可能なカバーを有する高圧力容器と、
前記高圧力容器内に嵌合する複数のステンレス管を有するラウンドラックであって、前記ステンレス管のそれぞれに磁気棒が挿入されていることを特徴とする、ラウンドラックと、
前記高圧力容器の中心で前記ラウンドラック内に嵌合するスクリーンシリンダーであって、前記スクリーンシリンダーは、前記複数のステンレス管を部分的に内包することを特徴とする、スクリーンシリンダーと、
前記汚染溶媒ストリームを通過させて前記高圧力容器に導入する注入口であって、前記スクリーンシリンダーを通過する必要なく、前記汚染溶媒を前記複数のステンレス管に直接到達させる、注入口と、
前記スクリーンシリンダーを通過した再生済のクリーンな溶媒を前記高圧力容器から排出する排出口と、を備え
前記ステンレス管のそれぞれは、前記スクリーンシリンダーによって前記排出口から分離されていることを特徴とする、方法。 - 前記磁気棒は、該磁気棒が挿入されている前記ステンレス管から取り出し可能であり、それにより、前記管から蓄積した分解産物及び腐食産物が落ちることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記ステップ(d)で、汚染溶媒ストリームから分解産物及び腐食産物を除去するシステムを使用する請求項1記載の方法であって、前記システムは、
着脱可能なカバーを有し、内部領域を画定する容器であって、前記内部領域に汚染溶媒ストリームが入る注入口及び前記内部領域からクリーンな溶媒ストリームが排出される排出口を有する、容器と、
前記内部領域内に配置された、磁気棒を内包する複数のステンレス管と、
前記複数のステンレス管と前記排出口との間に配置されたスクリーンと、を備え、
前記システムは、前記汚染溶媒ストリームを、最初に、前記分解産物及び腐食産物を引き付けて付着させる前記複数のステンレス管に接触させるようにチャネリングし、前記スクリーンを経て前記排出口から排出されるクリーンな溶媒ストリームを得て、
前記磁気棒は、該磁気棒が挿入されている前記ステンレス管から取り出し可能であり、それにより、前記管から蓄積した分解産物及び腐食産物が落ちることを特徴とする、
方法。 - 前記スクリーンは、部分的に前記複数のステンレス管を内包してなることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記スクリーンは中空の内部空間を画定するように構成されており、
前記複数のステンレス管は前記スクリーンによって支持されるラックに固定され、前記複数のステンレス管の下部は前記中空の内部空間に位置することを特徴とする、
請求項6に記載の方法。 - 有機分解産物及び腐食産物を含む汚染スルホラン溶媒ストリーム中の有機分解産物を除去する方法であって、該方法は、
(a)注入口及び排出口を有する高圧力容器であって、前記高圧力容器は、前記スルホラン溶媒中に放出された鉄イオン由来の常磁性粒子を含む腐食産物に閉塞された有機分解産物を除去する磁気手段を有することを特徴とする、高圧力容器を提供するステップと、
(b)前記腐食産物により有機分解産物が閉塞されている、汚染スルホラン溶媒ストリームを室温に維持するステップであって、前記汚染スルホラン溶媒ストリームを熱交換器又は空冷器内で冷却することを含む、ステップと、
(c)汚染スルホラン溶媒ストリームを前記注入口を通じて導入して、前記腐食産物により閉塞された有機分解産物を前記磁気手段により引き付けて、前記磁気手段に付着させるステップと、
(d)前記排出口から、再生されたクリーンなスルホラン溶媒を回収するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。 - 芳香族抽出装置及び芳香族回収装置を備える芳香族抽出システムにおける、汚染スルホラン溶媒のライン中での再生方法であって、
(a)前記芳香族抽出装置及び前記芳香族回収装置を含む低品質スルホラン循環ループを確立するステップと、
(b)前記低品質スルホラン循環ループ中の、注入口及び排出口を有する高圧力容器であって、スルホラン溶媒に放出された鉄イオン由来の常磁性体を含む腐食産物で閉塞された有機分解産物を除去するための磁気手段を備えることを特徴とする、高圧力容器を提供するステップと、
(c)前記芳香族回収装置から流入する、前記腐食産物により前記有機分解産物が閉塞されている注入汚染スルホラン溶媒ストリームを、室温に維持するステップであって、前記注入汚染スルホラン溶媒ストリームを熱交換器又は空冷器内で冷却することを含む、ステップと、
(d)前記注入汚染スルホラン溶媒ストリームを前記注入口を通じて導入して、前記腐食産物により閉塞された有機分解産物を前記磁気手段により引き付けて、前記磁気手段に付着させるステップと、
(e)再生されたクリーンなスルホラン溶媒を前記排出口から回収して、前記非芳香族抽出装置に供給するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
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