KR100517748B1

KR100517748B1 - 가압스윙및4개의흡착기를사용한기체상흡착에의한이소알칸/n-알칸의분리방법

Info

Publication number: KR100517748B1
Application number: KR1019970034817A
Authority: KR
Inventors: 줄리앙 소피; 앙브로시노 쟝-루이; 샹솔므 알랭; 비스-엥라르 발레리
Original assignee: 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2006-01-12
Also published as: DE69705266D1; BR9704115A; JPH1066819A; JP3890422B2; CN1179410A; DE69705266T2; KR980009211A; EP0820972A1; FR2751641A1; FR2751641B1; US5863315A; MX9705507A; CN1231436C; EP0820972B1

Abstract

본 발명은 흡착기(2)로부터의 공급물이 흡착기(2)로 순환되는 흡착 단계(1); 공급물이 흡착기(2)의 기부로 투입되며, 이소파라핀이 풍부한 생성물이 흡착기(2)의 상부로부터 회수되는 흡착 단계(2); 흡착기(2)에서 배출되는 유체의 일부분이 흡착기(3)로 이송되는 흡착 단계(3); 공급물을 수용하는 흡착기(2)의 상부가 흡착기(3)의 기부에 연결되어 있는 흡착 단계(4); 고압 상태인 흡착기(2)가 저압 상태인 흡착기(4)에 연결되어 있는 제 1 감압 단계(5); 흡착기(2)의 상부가 밀폐되어 있는 제 2 감압 단계(6); 상부 탈착제를 수용하는 흡착기(1)의 기부가 흡착기(2)의 상부에 연결되어 있는 스트리핑 단계(7); 흡착기(2)에만 탈착제가 공급되는 두 개의 주요 스크리핑 단계(8 및 9); 흡착기(2)에 탈착제가 지속적으로 공급되고, 흡착기(2)로부터의 출구가 흡착기(3)에 연결되어 있는 스트리핑 마무리 단계(10); 흡착기(2 및 4)의 기부가 서로 연결되어 있는 중압 상태의 제 1 가압 단계(11); 흡착기(1)로부터의 유출물의 일부분을 제공하는 흐름이 흡착기(2)의 기부에 도입되는 제 2 가압 단계(12)를 포함하는 사이클로 각각 작동되는 것을 포함하는, 4개의 흡착기(1 내지 4)를 사용한 방법에 관한 것이다.

특히, 처리된 공급물은 C₅/C₆ 이성질체화 장치로부터 유래할 수 있다. 그리하여, 탈착 유출물은 단계(6, 7, 8 및 9)에서 재순환될 수 있다.

Description

가압 스윙 및 4개의 흡착기를 사용한 기체상 흡착에 의한 이소알칸/ｎ-알칸의 분리 방법

본 발명은 흡착 방법에 관한 것으로서, 특히 배제 차별화 또는 흡착 차별화의 현상을 기초로 한 분리 메카니즘을 사용한 증기상 흡착 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 PSA(가압 스윙 흡착법 : Pressure Swing Adsorption)에서 일련의 진행 수순을 정확히 사용하여 물질 전달 영역으로 인한 문제점을 감소시키는 분리 방법에 관한 것이다.

본 발명은 비직쇄 파라핀 혼합물로부터 직쇄형 파라핀 혼합물을 제올라이트 체상에서의 흡착에 의한 분리에 적절하며, 특히 이들을 포함하는 탄화수소 공급물에서 이소파라핀 및 n-파라핀을 분리하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 처리하고자 하는 탄화수소 공급물은 C₅/C₆ 탄화수소 분급물의 이성화 반응에서 유래한 것이다.

PSA는 기체성 혼합물이 고압 상태에서 흡착제 고정상과 접촉하여 그 혼합물로부터 특정 "흡착 가능한" 성분을 제거하는 흡착 방법이다. 탈착이 여러 가지 방법에 의해 수행될 수 있을지라도, PSA의 일반적인 특성은 감압에 의해 상을 재생하며, 그리고 몇몇의 경우에 있어서는 저압 스트리핑에 의해 수행된다.

이와 같은 PSA법은 천연 가스 산업 분야에서, 공기 성분을 분리하는 분야에서, 용매의 생성 분야 및 정제의 여러 가지 분야에서 상당한 성공을 거두었다. PSA법 개발에서의 중요 단계의 검토가 1984년에 참고 문헌[R.T. Cassidy 및 E.S. Holmes, "Twenty Five Years' Progress in Adiabatic Adsorption Processes", AIChE 심포지엄 시리즈]에서 이루어졌다.

PSA에 의한 분리 방법은 여러 가지 흡착 특성을 갖는 2 이상의 성분을 포함하는 기체 성분을 분리하는 경제적이고 효율적인 수단을 포함한다. 흡착 가능한 성분은 흡착성이 적은 성분으로부터 배제되는 불순물일 수 있으며, 흡착성이 적은 성분은 생성물로서 회수된다. 또는, 흡착성이 큰 생성물이 목적하는 생성물인 경우 이는 흡착성이 적은 성분으로부터 반드시 분리되어야 한다. 예로서, 일산화탄소 및 경질 화합물을 수소가 풍부한 흐름으로부터 제거하면 순도가 99% 이상인 수소가 생성되어 수소화 분해 또는 촉매가 불순물에 대해 민감한 임의의 기타 촉매 작용 공정에 사용된다. 한편으로는, 공급물로부터의 에틸렌과 같이 흡착성이 큰 생성물은 회수되어 에틸렌이 풍부한 생성물을 얻을 수 있는 생성물이다.

가장 통상적인 PSA법에 있어서는, 효율적인 고압력에서 기체성 다성분 공급물이 1종 이상의 흡착제상에 도입되어 1종 이상의 성분(흡착된 분획)을 흡착되고, 기타의 성분(흡착되지 않은 분획)은 보유되지 않은 채 상을 통과한다. 소정의 시간에서, 흡착기에 대한 공급물의 흐름은 차단되며, 상은 미리 설정된 압력에 도달될 때까지 1 이상의 병류 감압 단계를 실시하여 감압된다(본 명에서에서, 유동 방향은 항상 흡착의 방향이다). 이는 흡착성이 가장 큰 성분과 혼합되지 않은 채 흡착성이 적은 화합물 또는 흡착 영역(간극 부피)에 잔류해 있는 화합물들을 배기시키고자 하는 것이다. 상기 감압 단계동안 회수되는 기체는 통상적으로 압력 평형화 단계 또는 이후의 스트립핑 단계를 수행하는데 사용된다. 종래의 기술 및 본 발명의 기재에서, 용어 "압력 평형화"는 고압 흡착기와 저압 흡착기가 접속되어 두 개의 흡착기가 동일한 압력을 얻을 때까지 형성된 상태를 나타낸다. 그후, 상기 상는 역류 형태로 감압되며, 스트립핑 처리되어 공급물의 가장 강하게 흡착된 화합물을 탈착시키고, 상으로부터 상기 가스를 배기시킨 후 가압 단계에 이어서 흡착 단계를 수행한다. 이러한 방법은 US-A-3,430,418 호에, 또는 문헌[R.T. Yang: "Gas Separation by Adsorption Processes", 보스턴, 버터워쓰 (1987)]에 기재되어 있는데, 여기서 수개의 상을 사용하는 것을 기초로 한 사이클이 상세하게 기재되어 있다. 일반적으로 상기 언급된 공보에 설명되어 있는 바와 같이, PSA 유형의 방법은 모든 흡착상을 교호로 사용하여 순차적으로 수행된다.

PSA법에 사용된 선택성은 확산 선택성, 형태 (또는 배제) 선택성 및 에너지를 이용한 선택성의 3가지 기본 메카니즘을 근거로 한다.

확산 선택성의 경우, 분리에 대한 구동력은 분리시키고자 하는 가스의 혼합물내에서 여러 가지 화합물의 흡착 속도, 탈착 속도 및 확산 속도의 차별화이다.

형태 (또는 기하학적) 선택성의 경우, 분리는 흡착제의 미소공극의 크기에 따라 분리하고자 하는 여러 가지 분자의 크기를 기준으로 하여 실시한다. 가장 크기가 큰 분자는 흡착제의 공극을 통과하지 못하는 반면, 가장 크기가 작은 분자가 흡착되는데, 이는 체별 효과에 해당하며, 흡착제내의 공극의 크기는 화합물이 흡착될지 아니면 흡착되지 않을지의 여부를 결정한다.

에너지를 사용한 선택성의 경우, 화합물 일방 또는 타방에 대한 흡착력 또는 흡착제의 친화력이 분리를 조절한다. 흡착이 가장 약한 화합물이 비 흡착성 분획이 되며, 흡착이 가장 강한 화합물이 흡착성 분획이 된다.

확산 또는 기하학적 선택성을 기초로 한 방법의 경우, 물질의 전달 속도는 상의 효율성 및 크기면에서 중요하다. 이러한 현상을 고려하여, 흡착 전면(front)이 상내에서 전진함에 따라 흡착질(adsorbat)에 대한 농도 프로파일이 상에 존재한다. 용어 "물질 전달 영역"(MTZ)은 당업자에게 공지되어 있으며, 이는 상기 프로파일을 포함하는 영역을 일컫는다. 이러한 영역내에서, 흡착질의 농도는 이의 단부에서 (상의 출구를 향해) 0 이며, 이는 다른 부분에서 (공급물의 유입구를 향해) 공급물내의 흡착질 농도와 동일하다. 고압, 고 순도의 흐름을 형성하기 위해서는 PSA 흡착 사이클을 측정하여 이러한 물질 전달 영역이 상에서 배출되지 않도록 해야 한다. 이는 MTZ 내의 흡착제가 평형 용량으로 포화되지 않는 것을 의미하며, 그리하여 시스템내의 효율을 손실이 있게 된다. 시스템의 유체역학 변수에 작용하여 물질 전달 영역을 감소시키기 위한 많는 연구가 행해졌다. 상기 물질 전달 영역을 감소시키고, 그에 따라서 상의 사용되지 않은 부분을 감소시키는 것은 흡착제의 양의 감소를 초래하며, 이에 따라 상의 크기 감소를 초래한다.

본 발명의 목적은 상의 크기를 감소시키는 수단을 제공하고자 하거나 또는 반대로 기하학적 유형의 선택성을 이용한 통상의 PSA 방법의 경우에는 흡착제의 역학적 용량을 증가시키는 수단을 제공하고자 하는 것이다. 이러한 용량에서의 증가는 투자 또는 작동 비용면에서의 상승을 일으키지 않거나, 또는 미미한 상승을 가져올 뿐이다.

소정의 분리에 대해, 사용하고자 하는 체의 양은 진행 수순의 정확한 배치에 의해 감소될 수 있다. 성능면에서의 이러한 증가는 역학적 용량에서의 증가 견지에서, 또는 소정의 성능에 대한 HSV(시간당 공간 부피)의 증가 견지에서와 같은 여러 가지 방법으로 분석될 수 있다. 이는 하기에 기재된 여러 가지 흡착기에 의해 처리된 진행 수순의 배치 때문에, 흡착의 종반에서의 상은 흡착성 화합물(들)에 의해 완전 포화된다는 사실 즉, 흡착기가 재생되기 전에 물질 전달 영역은 흡착기의 출구가 된다는 사실에 기인한 것이다.

본 발명의 방법은 이소파라핀이 풍부한 혼합물을 생성하여 고 옥탄가를 갖는 생성물을, n-파라핀을 포함하는 혼합물로부터 생성시킬 수 있다.

본 발명의 방법은 하기 표 1 및 진행 수순(1∼12)를 각각 예시하는 하기에 첨부된 도 1∼도 12를 참고로 하여 기재될 것이다.

그러므로, 본 발명은 n-파라핀 및 이소파라핀을 포함하는 혼합물로부터 n-파라핀의 기체상 흡착에 의해 n-파라핀 및 이소파라핀을 분리하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은 거의 동일한 크기를 지니며 도 1∼도 12의 흡착기(2)가 하기에 기재되는 바와 같은 1 이상의 사이클 단계로 작동되는 도면 번호 1∼4로 기재된 4개의 흡착기를 사용한다. 특히, 처리된 혼합물은 C₅/C₆ 탄화수소의 이성화 반응에서 유래한 것이다.

[표 1]

하기의 기재에 있어서, 용어 "상" 및 "흡착기"는 해당 상이 흡착상내에 있지 않을지라도 흡착상을 나타내는 것으로 구별 없이 사용하였다.

본 발명 방법의 특징적인 사이클은 하기에서와 같이 정의될 수 있다.

a) 진행 수순 1 : 흡착 단계(F)에서, 선행하는 흡착기(흡착기 1)로부터의 유출물로 이루어진 공급물을 흡착기(2)내에서 상류형으로 순환시킨다. 흡착 단계에 있는 흡착기(1)로부터의 배출구를 라인(1)을 경유하여 흡착기(2)의 기부와 직렬로 연결시킨다. 유체는 두 개의 흡착기내에서 상류형으로 순환된다. 이소파라핀이 풍부한 생성물을 라인(2)을 통해 흡착기(2)의 상부 부분에서 회수한다.

b) 진행 수순 2 : 흡착 단계(ADS)에서, 공급물을 흡착기(2)의 기부에 상류로서 라인(3)을 경유하여 직접 투입시킨다. 라인(2)를 경유하여 흡착기(2)의 상부에서 이소파라핀이 풍부한 생성물을 회수한다.

c) 진행 수순 3 : 흡착 조작(ADS)을 지속시키고, 이소파라핀이 풍부한 출구 유체의 일부분을 라인(4)을 경유하여 라인(2)으로부터 추출하여 상류형으로 그 다음의 흡착기(3)의 제2가압 단계(RP2)를 실시한다.

d) 진행 수순 4 : 흡착 단계(A/F)를 계속 진행시키고, 라인(4)을 경유하여 흡착기(2)의 상부 단부를 미리 제2가압 상내에서 그 다음 흡착기(흡착기 3)의 기부에 연결시킨다. 상기 단계동안, 라인(3)을 경유하여 공급물을 수용하는 흡착기(2)를 n-파라핀으로 포화시키고, 직렬로 연결된 그 다음의 흡착기(3)를 향해 물질 전달 영역을 이동시킨다.

e) 진행 수순 5 : 고압에서 작동하는 흡착기(2)의 기부를 라인(5)을 경유하여 저압에서 스트리핑 단계를 완료하는 흡착기(4)의 기부에 연결하여 제1감압 단계(DP1)를 수행한다. 흡착기(2 및 4)가 압력 평형을 이룬다. 그리하여, 흡착기(2)내의 흡착제를 공급물과 평형을 이루어 완전 포화된다.

f) 진행 수순 6 : 제2감압 단계(DP2)를 실시하고, 흡착기(2)의 상부 단부를 폐쇄시키고; 본 발명에 의해 처리하고자 하는 공급물이 예를 들면 C₅/C₆ 탄화수소에 대한 이성화 장치로부터 유래한 것일 경우, 흡착기(2)의 기부는 저압 상태가 유지되는 이성화 반응 단계로의 재순환 회로에 라인(6)을 경유하여 연결될 수 있다.

g) 진행 수순 7 : 제1스트리핑 단계(S1)에서, 선행하는 흡착기(1)의 기부를 라인(8)을 경유하여 흡착기(2)의 상부에 연결시키고, 스트리핑 마무리 단계(S2)인 흡착기(1)의 상부에 라인(7)을 경유하여 탈착제를 투입하고; 배출되는 유출물은 흡착성 분획에서는 비교적 결여되어 있다. 스트리핑 단계(S1)는 통상적으로 5bar 이하의 압력, 바람직하게는 3bar 이하의 절대 압력에서 수행되며, 흡착 단계에 대한 역류로 수행된다. 라인(6)을 경유하여 흡착기(2)에서 배출되는 생성물은 n-파라핀이 풍부한 분획으로 거의 이루어진다. 본 발명의 방법에 의해 처리하고자 하는 공급물이 예를 들어 C₅/C₆ 탄화수소의 이성화 반응 장치로부터 유래한 것인 경우, 이러한 유출물을 이성화 반응 장치로 재순환시킬 수 있다.

h) 진행 수순 8 및 9 : 주요 스트리핑 단계(STR)에서, 흡착기(2)에만 하강류로 라인(9)을 경유하여 탈착제를 공급한다. 이 경우에 있어서, 라인(6)을 경유하여 배출되는 유출물을 이성화 반응 장치로 재순환시킬 수 있다.

i) 진행 수순 10 : 스트리핑 마무리 단계(S2)에서, 흡착기(2)에 라인(9)을 경유하여 탈착제를 공급하며, 흡착기(2)로부터의 배출구를 그 다음의 흡착기(3)에 연결시키고 이 흡착기(3)에서 탈착 단계(S1)를 개시한다.

j) 진행 수순 11 : 라인(11)을 경유하여 흡착기(2 및 4)의 기부를 연결하여 저압 내지 중압으로 가압 단게(RP1)를 수행한다.

k) 진행 수순 12 : 마지막으로, 선행하는 흡착기(1)로부터의 유출물의 일부가 라인(12)을 경유한 흐름을 이용하여 흡착 압력까지 제2가압 단계(RP2)를 수행하며, 흡착기(1)는 흡착 단계(ADS)로 작용한다. 이러한 유체가 흡착성 생성물을 완전하게 제거하지 않을 경우, 흡착기(2)의 하부에 유체를 도입하여 상의 오염을 방지한다.

요컨대, n-파라핀은 고압에서 흡착되고(단계 F 및 ADS), 이소파라핀이 풍부한 기체 흐름을 이용한 "스트리핑"에 의한 제거와 조합된 감압에 의한 저압 상태에서 탈착된다. 탈착제는 0∼20% 범위내의 n-파라핀 비율을 포함할 수 있다.

흡착제 상은 일반적으로 n-파라핀을 선택적으로 흡착시킬 수 있으며, 약 5Å의 겉보기 공극 직경을 갖는 제올라이트계 분자체로 구성된다. 5Å 제올라이트가 적절하며, 이는 공극 직경이 5Å에 가까운 것으로, 이는 n-파라핀에 대한 흡착 용량이 크다. 그러나, 기타의 흡착제, 예를 들면 차바자이트 또는 에리오나이트를 사용할 수 있다.

바람직한 작동 조건은 온도가 100℃∼400℃ 또는, 바람직하게는 200℃∼300℃이며, 흡착 압력은 5∼40 bar 또는, 바람직하게는 15∼25 bar이다. 흡착 사이클은 통상적으로 2∼15분, 바람직하게는 4∼6 분이다.

하기의 비제한적 실시예 1은 본 발명을 예시한다. 실시예 2는 비교예이다.

실시예 1

본 발명의 방법을 하기 기재된 사이클로 작동하는 4개의 동일한 흡착기를 포함하는 장치내에서 수행하였다.

흡착기는 내경이 0.053 m이며, 높이가 4.77 m이며, 8.05 ㎏의 5Å의 체를 포함하는 실린더이다. 공급물 및 탈착제를 215℃로 유지된 온도에서 도입하였다.

공급물은 경질 나프타로 이루어지며, 하기와 같은 조성을 갖는 C₅/C₆ 석유 유분의 이성화 반응으로부터 유래한다.

공급물 및 탈착제를 유량의 조절하에 분리 장치로 공급하고, 유출물을 압력 조절하에 회수하였다.

공급물 유량은 19.65 ㎏/시이며, 이의 옥탄가(RON)는 81.6이다.

탈착제의 유량은 6.74 ㎏/시이며, 이는 하기의 조성을 갖는다.

흡착 압력은 17.7∼17.1 bar 범위내의 절대 압력인 반면, 탈착 압력은 2.6 bar의 절대 압력이다.

사이클의 여러 가지 진행 수순의 초 단위의 지속 시간은 사이클의 4분의 1에 대해 하기 표에 기재하였다.

동일한 상에 대한 흡착 단계의 총 시간은 200 초로서, 진행 수순 F 및 ADS의 총합에 해당한다. 이러한 총합은 소정의 흡착기에 대한 탈착의 총 시간으로, 진행 수순 STR 및 S1의 합에 해당한다.

탈착제가 항상 흡착기에 공급되기 때문에, (하기 비교 실시예 2에 대한 경우와 마찬가지로) 바이패스 밸브를 갖는 장치를 설치할 필요는 없다.

상기 장치에 대한 밸런스는 주기적으로 집중된 상태로 제조되어 두 개의 연속하는 밸런스가 동일한 결과를 생성하도록 수행된다.

이소파라핀이 풍부한 유출물은 "IPSORBAT"로 표기한다. 이는 하기에 제시된 작동 1시간에 걸친 평균 누적 조성을 나타낸다.

"IPSORBAT" 유속은 14.17 ㎏/시이며, 이러한 생성물은 옥탄가(RON)가 88.0이다.

실시예 2(비교예)

본 실시예는 4개의 흡착기 대신에 3개의 흡착기를 사용하고 있으며, 하기 표 2 및, 진행 수순 1∼9를 나타내는 도 13∼도 21과 관련하여 하기에 기재된 공지의 사이클을 사용하여 작동되는 장치를 사용하고 있는 점이 실시예 1과의 다른 점이다.

[표 2]

각각의 흡착제에 의해 계속도는 사이클은 9 개의 진행 수순로 실시된다. 이러한 진행 수순은 사이클의 총 시간의 3분의 1에 해당하는 시간으로 대체된 것을 제외하고, 3개의 흡착기 동일하다. 예를 들면, 상(1)은 하기와 같은 진행 수순로 작동된다.

·라인(20)을 통해 상(1)의 기부에 공급물을 도입하고, 상기 상에 상류로서 통과시켜 고압 흡착 단계(ADS)를 실시하며, 라인(21)을 경유하여 상부에서 생성물이 배출되는 진행 수순(1);

·흡착 단계(ADS)가 상류로서 지속적으로 공급되고, 라인(21)을 경유하여 흡착기(1)에서 배출되는 유출물이 일부 회수되고, 그 일부를 라인(22)을 경유하여 그 다음의 흡착기(2)로 이송하여 제2가압(RP2)을 수행하는 두 개의 진행 수순(2 및 3);

·재가압을 개시하기 위한 스트리핑 단계(STR)의 종반에 라인(23)을 경유하여 흡착기(1) 및 흡착기(3)의 상부 단부를 흡착기(3)에 연결하여 압력 평형 단계(DP1)를 수행하는 진행 수순(4);

·흡착기(1)의 기부 부분을 라인(24)에 의해 이성화 반응 장치로 재순환시키는 회로에 연결하여 제2감압 단계(DP2)를 수행하는 진행 수순(5);

·탈착제를 라인(25)을 경유하여 하류로서 상(1)에 도입하고, 스트리핑 단계(STR)를 수행하고, 흡착된 n-파라핀을 포함하는 출구 유출물을 이성화 반응 장치로 라인(24)을 경유하여 재순환시키는 진행 수순(6);

·상(1)을 라인(26)을 경유하여 상(2)에 연결하여 가압 단계(RP1)를 수행하는 진행 수순(7);

·상(1)을 라인(27)을 경유하여 층(3)에 연결하여 제2가압 단계(RP2)를 수행하고, 상(3)은 흡착 단계(ADS)를 작동시키는 두 개의 진행 수순(8 및 9);

각각의 흡착기는 내경이 0.053 m이며, 높이가 6.36 m이고, 10.7 ㎏의 5Å 체를 포함한다. 그리하여 동일한 총 중량을 갖는 체를 사용하였다. 공급물 및 탈착제의 유량 및 조성은 본 발명에 의한 실시예 1의 것과 동일하였다. 입구 온도에 대해서도 마찬가지이다.

흡착 압력은 17.7∼17.4 bar 절대 압력이며, 탈착 압력은 2.6 bar 절대 압력이다.

사이클의 여러 가지 진행 수순의 시간을 상기 표 2에 제시하였으며, 하나의 사이클을 600초 동안 실시하였다. 흡착 진행 수순의 지속 시간 및 압력 평형 진행 수순(DP1/RP1)의 지속 시간은 본 발명에 의한 실시예 1과 동일하다. 그러나, 탈착제를 사용하지 않은 진행 수순(DP1/DP2)동안에는 장치에 바이패스를 제공해야만 한다.

이소파라핀이 풍부한 본 발명의 방법에서 회수한 유출물은 작동 1 시간에 걸쳐서 하기에 기재한 평균 누적 중량 조성을 갖는다.

IPSORBAT 유속은 13.77 ㎏/시이며, 옥탄가(RON)는 87.3이다.

본 발명에 의한 실시예 1의 결과와 비교 실시예 2의 결과를 비교해 보면, 본 발명의 방법을 이용한 경우의 옥탄가가 88.0이었기 때문에 본 발명에 의한 옥탄가의 증가가 더 컸다.

도 1~도 12는 본 발명의 방법을 예시한 것이다.

도 13~21은 종래 기술의 방법을 예시하는 것이다.

Claims

이성화 단계로부터 유래한 탄화수소 공급물의 기체상 흡착에 의한 n-파라핀 및 이소파라핀의 분리 방법에 있어서,

a) 선행하는 흡착기(1)로부터의 유출물로 이루어진 공급물을 흡착기(2)내에서 상류로 순환시키고, 흡착 단계에 있는 흡착기(1)로부터의 배출구를 흡착기(2)의 기부와 직렬로 연결시킨 흡착 단계(F)를 수행하는 진행 수순(1);

b) 공급물을 흡착기(2)의 기부에 상류로서 직접 투입하고, 이소파라핀이 풍부한 생성물을 흡착기(2)의 상부에서 회수하는 흡착 단계(ADS)를 수행하는 진행 수순(2);

c) 흡착 단계(ADS)를 지속시키고, 이소파라핀이 풍부한 출구 유체의 일부분을 추출하여 상류형으로 그 다음의 흡착기(3)의 제2가압 단계(RP2)를 수행하는 진행 수순(3);

d) 미리 제2가압 단계에서 흡착기(2)의 상부 단부를 그 다음 흡착기(3)의 기부에 연결하고, 흡착 단계(A/F)를 지속시키고, 공급물을 수용하는 흡착기(2)를 n-파라핀으로 포화시키고, 물질 전달 영역을 직렬로 연결된 그 다음의 흡착기(3)를 향해 이동시키는 진행 수순(4);

e) 고압에서 작동하는 흡착기(2)의 기부에 스트리핑 단계가 마무리되고 저압 상태인 흡착기(4)의 기부를 연결하여 제1감압 단계(DP1)를 수행하여 흡착기(2 및 4)의 압력을 평형화시키는 진행 수순(5);

f) 제2감압 단계(DP2)를 실시하고, 흡착기(2)의 상부 말단을 폐쇄시키는 진행 수순(6);

g) 선행하는 흡착기(1)의 기부를 흡착기(2)의 상부에 직렬로 연결시키고, 스트리핑 단계(S2)의 종반에서 흡착기(1)의 상부에 탈착제를 투입하여 제1스트리핑 단계(S1)를 실시하고, 흡착기(1)로부터 배출된 유출물은 흡착성 분획에서는 비교적 결여되어 있고, 흡착기(2)에서 배출된 생성물은 n-파라핀이 풍부한 분획으로 거의 이루어진 진행 수순(7);

h) 흡착기(2)에만 탈착제를 하류로 공급하여 주요 스트리핑 단계(STR)를 수행하는 두 개의 진행 수순(8 및 9);

i) 흡착기(2)에 탈착제를 공급하여 스트리핑 마무리 단계(S2)를 수행하고, 흡착기(2)로부터의 배출구를 그 다음의 흡착기(3)에 접속시키며, 흡착기(3)가 탈착 단계(S1)를 개시시키는 진행 수순(10);

j) 흡착기(2 및 4)의 기부를 연결하여 저압 내지 중압으로 가압(RP1)을 수행하는 진행 수순(11);

k) 선행 흡착기(1)의 유출물의 일부에서 유래한 흐름을 사용하여 흡착 압력까지 제2가압 단계(RP2)를 수행하고, 흡착기(1)는 흡착 단계(ADS)에서 작동하고, 유체가 흡착기(2)의 하부로 도입되는 진행 수순(12)를 포함하는,

흡착기(2)에 대해 기재된 1 이상의 단계의 사이클내에서 각각 작동하는 거의 동일한 크기를 갖는 번호 1～4의 4개의 흡착기를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 진행 수순(7～10)에서 이소파라핀이 풍부한 기체 흐름을 이용하여 스트리핑을 수행하는 것인 방법.
제2항에 있어서, 상기 탈착제내에 포함된 n-파라핀의 비율이 0～20% 범위내인 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제상은 n-파라핀을 선택적으로 흡착시킬 수 있으며, 겉보기 공극 직경이 약 5Å인 제올라이트계 분자체로 이루어진 것인 방법.
제4항에 있어서, 상기 흡착제상이 5 Å 제올라이트, 차바자이트 또는 에리오나이트로 이루어지는 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 100℃～400℃의 온도에서 및 5～40 bar의 흡착 압력에서 수행하고, 흡착 사이클의 지속 시간은 2～15 분인 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 200℃～300℃의 온도에서 및 15～25 bar의 흡착 압력에서 수행하고, 흡착 사이클의 지속 시간은 4～6 분인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계(g)에서, 스트리핑 단계는 5 bar 미만의 절대 압력에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계(g)에서, 스트리핑 단계는 3 bar 미만의 절대 압력에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리하고자 하는 공급물이 C₅/C₆ 이성화 반응 장치로부터 유래하는 것인 방법.
제10항에 있어서, 진행 수순(6, 7, 8 및 9)에서, 흡착기(2)의 기부를 저압으로 유지되는 이성화 반응 장치로 재순환되는 회로에 연결하여 흡착기(2)로부터의 탈착 유출물을 C₅/C₆ 이성화 반응 장치로 재순환하는 것인 방법.