KR100807915B1 - 선택적 수소화 유출 스트림으로부터 반응 부산물의 제거방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선택적 수소화 반응 대역 유출물을 분별증류 대역을 포함하는 부타디엔 추출 증발기중으로 도입하는 단계, 분별증류 대역을 부타디엔 추출 대역으로부터의 라피네이트 스트림으로 환류시키는 단계, 부타디엔을 함유하며 무거운 반응 부산물의 농도가 감소된 증발 스트림을 증발기로부터 제거하는 단계, 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림을 증발기로부터 제거 및 회수하는 단계, 및 부타디엔을 함유하는 증발 스트림을 부타디엔 추출 대역중으로 도입하는 단계를 포함하는, 부타디엔 및 미량의 무거운 반응 부산물을 함유하는 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터의 무거운 반응 부산물의 제거 방법을 제공한다.
선택적 수소화 반응 대역, 분별증류 대역, 부타디엔, 무거운 반응 부산물, 추출 대역
Description
본 발명은 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터 고분자량 반응 부산물의 제거 방법에 관한 것이다.
부타디엔의 제조, 회수 및 정제 방법은 공지되어 있고, 부타디엔은 합성 고무의 제조에 유용하다. 조 부타디엔 스트림은 탄화수소의 열 및 촉매적 크래킹으로부터 제조된다. 또한, 조 부타디엔 스트림의 제조는 예를 들어 에틸 아세틸렌 및 비닐 아세틸렌과 같은 바람직하지 않은 공생성물을 생성한다. 아세틸렌의 폭발성 및 중합체를 형성하여 침적시키는 그의 경향은 아세틸렌을 함유하는 탄화수소 스트림을 취급하는 경우 특별한 주의를 요구한다. 이외에, 부타디엔 풍부 스트림이 합성 고무의 제조에 사용되는 경우, 아세틸렌의 존재는 매우 바람직하지 않아 제거되어야 한다. 아세틸렌의 존재에 의해 나타나는 어려움을 최소화하고 감소시키기 위해, 조 부타디엔 스트림이 아세틸렌을 디올레핀으로 전환시키도록 작동되는 선택적 수소화 대역에서 선택적으로 수소화된다. 그러나, 아세틸렌의 선택적 수소화는 통상적으로 중합체 또는 "녹색 오일"로서 언급되는 무거운 반응 부산물을 미량으로 생성한다. 아세틸렌의 수소화를 위한 자립 선택적 수소화 방법의 경우, 공생성된 녹색 오일이 재비등기, 오버헤드 응축기 및 수용기, 및 환류 펌프를 포함하는 모든 통상의 장치를 갖는 분별증류 컬럼에 의해 바람직한 부타디엔 스트림으로부터 제거되었다.
US-A 4,049,742호는 1,3-부타디엔이 1,3-부타디엔을 함유하는 C4 탄화수소 혼합물, 아세틸렌 및 가능하게는 1,2-부타디엔을 포함한, 선택적 용매중에 1,3-부타디엔보다 더욱 가용성인 탄화수소, C5 탄화수소 및 선택적 용매중에 1,3-부타디엔보다 덜 가용성인 탄화수소로부터 선택적 용매의 도움으로 회수되는 방법을 개시하고 있다. 조 C4 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 추출 증류 대역을 사용하여 덜 가용성인 탄화수소를 함유하는 증류물, 1,3-부타디엔으로 이루어진 스트림, 및 고급 아세틸렌 및 1,3-부타디엔을 포함한 더욱 가용성인 탄화수소를 함유하는 스트림으로 분리된다.
본 발명에 따라, 조 부타디엔 및 미량의 무거운 반응 부산물을 함유하는 선택적 수소화 반응 대역으로부터의 액체 유출물이 선택적 용매 방법에서 부타디엔의 후속적 추출을 위한 준비시 증발될 때, 무거운 반응 부산물이 풍부한 스트림이 단리되어 회수된다는 것을 발견하였다. 본 발명은 용매 추출 대역으로부터의 액체 라피네이트(raffinate) 공정 스트림으로 환류되는 분별증류 대역을 포함하는 증발기를 활용한다.
<본 발명의 간략한 요약>
본 발명에 이르러, 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터 무거운 반응 부산물의 개선된 제거 방법이 선택적 수소화 유출물을 부타디엔 추출 대역으로부터의 라피네이트 스트림으로 환류되는 분별증류 대역을 포함하는 추출 증발기중으로 도입함으로써 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이는 부타디엔을 함유하며 무거운 반응 부산물의 농도가 감소된 증발 스트림, 및 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림을 생성한다.
본 발명의 일 실시 양태는 (a) 선택적 수소화 반응 대역 유출물을 분별증류 대역을 포함하는 부타디엔 추출 증발기중으로 도입하는 단계, (b) 분별증류 대역을 부타디엔 추출 대역으로부터의 라피네이트 스트림으로 환류시키는 단계, (c) 부타디엔을 함유하며 무거운 반응 부산물의 농도가 감소된 증발 스트림을 증발기로부터 제거하는 단계, (d) 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림을 증발기로부터 제거 및 회수하는 단계, 및 (e) 부타디엔을 함유하는 증발 스트림을 부타디엔 추출 대역중으로 도입하는 단계를 포함하는, 부타디엔 및 미량의 무거운 반응 부산물을 함유하는 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터의 무거운 반응 부산물의 제거 방법이다.
본 발명의 다른 실시 양태는 분별증류 대역 세부사항 및 작업 조건과 같은 추가의 세부사항을 포함한다.
도면은 본 발명의 바람직한 실시 양태의 단순화된 공정 흐름도이다. 도면은 본 발명을 개략적으로 설명하기 위한 것이며 그를 제한하기 위한 것은 아니다.
본 발명의 방법에 대한 공급 원료는 부타디엔 및 미량의 무거운 반응 부산물을 함유하는 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터의 유출물이다. 공급 원료는 분별증류 대역을 포함하는 부타디엔 추출 증발기중으로 도입된다. 부타디엔 추출 증발기는 바람직하게는 재비등되고 분별증류 대역은 바람직하게는 3 내지 7개의 이론단을 포함한다. 증발기는 바람직하게는 27℃ 내지 93℃의 온도 및 375 내지 790 kPa의 압력을 포함하는 조건에서 작동된다.
분별증류 대역은 랜덤 패킹 또는 임의의 공지된 분별증류 트레이와 같은 임의의 적합한 요소를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라, 분별증류 대역은 바람직하게는 분별증류 트레이를 포함한다. 분별증류 대역은 바람직하게는 공급물에 대한 환류물 몰비 0.01 내지 0.02로 작동되고, 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림이 제거되고 바람직하게는 공급 원료의 0.5 중량% 미만의 양으로 회수된다.
<도면의 상세한 설명>
도면에서, 본 발명의 방법은 단순화된 개략적인 흐름도에 의해 설명되고, 여기서 펌프, 기기, 열교환 및 열회수 회로, 압축기 및 유사한 하드웨어와 같은 상세한 사항은 관련된 기술의 이해에 비본질적인 것으로 생략되어 있다. 그러한 잡다한 장비는 당업계의 숙련자의 범위내에서 충분히 사용된다.
도면을 참고로 하여, 조 C4 공급 스트림 및 수소는 라인(1)을 통해 공정으로 도입되고 선택적 수소화 대역(2)중으로 도입된다. 아세틸렌 화합물의 농도가 감소된 선택적 수소화 대역 유출물은 선택적 수소화 대역(2)으로부터 제거되어 라인(3)을 통해 운반되어 분별증류 대역(5)를 포함하는 부타디엔 추출 증발기(4)중으로 도입된다. 부타디엔 추출 대역으로부터의 라피네이트 스트림은 라인(6)을 통해 부타디엔 추출 증발기(4)중으로 도입된다. 탑저 스트림은 라인(8)을 통해 부타디엔 추출 증발기(4)로부터 제거되고 일부는 라인(10)을 통해 운반되어 열교환기(11)중으로 도입된다. 열교환기(11)로부터의 생성된 가열된 유출물은 라인(12)을 통해 운반되어 부타디엔 추출 증발기(4)중으로 도입된다. 라인(8)을 통해 운반되는 탑저 스트림의 적어도 또다른 일부는 라인(9)을 통해 운반되어 회수된다. 부타디엔을 함유하며 무거운 반응 부산물의 농도가 감소된 증발 스트림은 라인(7)을 통해 부타디엔 추출 증발기(7)로부터 제거되어 부타디엔 추출 대역중으로 도입된다.
본 발명의 방법은 하기 실시예에 의해 더 설명된다. 그러나, 이 예시적 실시 양태는 본 발명의 방법을 부당하게 제한하기 위한 것은 아니고 상기 기재된 실시 양태의 이점을 더 설명하기 위한 것이다. 하기 데이타는 본 발명의 실제 수행에 의해 얻어진 것은 아니고 본 발명의 기대되는 성능을 전망하여 합리적으로 예시하는 것으로 간주된다.
하기 표 1에 제시된 양 및 특성을 갖는 조 C4 공급 스트림을 구리를 함유하는 선택적 수소화 촉매를 함유하는 선택적 수소화 대역중으로 도입하였다. 또한, 수소 공급 스트림을 11 kg/hr의 속도로 선택적 수소화 대역중으로 도입하였다. 선 택적 수소화 대역으로부터의 생성된 유출물을 분별증류 대역을 포함하는 부타디엔 추출 증발기중으로 도입하였다. 분별증류 대역을 하기 표 1에 제시된 양 및 특성으로 부타디엔 추출 대역으로부터의 액체 라피네이트 스트림으로 환류하였다. 21,882 kg/hr의 양 및 하기 표 1에 제시된 특성을 갖는 증발된 오버헤드 생성물 스트림을 부타디엔 추출 증발기로부터 회수하고 부타디엔 추출 대역중으로 도입하였다. 중 중합체 화합물을 함유하는 탑저 스트림을 54 kg/hr의 양으로 부타디엔 추출 증발기로부터 제거하여 회수하였다.
| 성분 | 조 C4 공급물 | 수소 공급물 | 증발기로의 라피네이트 환류물 | 증발기 오버헤드 생성물 | 증발기 탑저 드래그(drag) |
| 수소 | 11 | 1.6 | |||
| 프로판 | 2.2 | 2.2 | |||
| 프로펜 | 6.5 | 15.6 | |||
| 프로파디엔 | 6.5 | 6.5 | |||
| 메틸 아세틸렌 | 8.7 | 0.02 | |||
| i-부탄 | 136.4 | 4.5 | 145 | 0.1 | |
| n-부탄 | 482.9 | 15.6 | 503.2 | 1.0 | |
| l-부텐 | 3402.2 | 112.0 | 3604.7 | 5.3 | |
| i-부텐 | 3989.1 | 127.5 | 4107.3 | 5.3 | |
| 시스-2-부텐 | 913.9 | 29.2 | 939.4 | 2.8 | |
| 트랜스-2-부텐 | 1124 | 35.9 | 1156 | 2.7 | |
| 1,3 부타디엔 | 11317.6 | 11367.8 | 18.4 | ||
| 1,2 부타디엔 | 6.5 | 0.2 | 6.7 | ||
| 에틸 아세틸렌 | 45.5 | 0.04 | |||
| 비닐 아세틸렌 | 132.1 | 0.01 | |||
| C5+ | 26 | 25.4 | 0.6 | ||
| 녹색 오일 | 0.3 | 17.4 | |||
| 총, kg/hr | 21600 | 11 | 325 | 21882 | 54 |
상기 설명, 도면 및 실시예는 본 발명의 방법에 의해 포함되는 이점 및 그의 사용에 의해 얻어지는 이점을 명확히 설명한다.
Claims (5)
- (a) 선택적 수소화 반응 대역 유출물을 분별증류 대역을 포함하는 부타디엔 추출 증발기중으로 도입하는 단계,(b) 분별증류 대역을 부타디엔 추출 대역으로부터의 라피네이트 스트림으로 환류시키는 단계,(c) 부타디엔을 함유하며 무거운 반응 부산물의 농도가 감소된 증발 스트림을 증발기로부터 제거하는 단계,(d) 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림을 증발기로부터 제거 및 회수하는 단계, 및(e) 부타디엔을 함유하는 증발 스트림을 부타디엔 추출 대역중으로 도입하는 단계를 포함하는, 부타디엔 및 미량의 무거운 반응 부산물을 함유하는 선택적 수소화 반응 대역 유출물로부터 무거운 반응 부산물의 제거 방법.
- 제1항에 있어서, 분별증류 대역이 3 내지 7개의 이론단을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 분별증류 대역에서 공급물에 대한 환류물 몰비가 0.01 내지 0.02인 방법.
- 제1항에 있어서, 무거운 반응 부산물을 함유하는 농축 액체 생성물 스트림을 선택적 수소화 반응 대역 유출물의 0.5 중량% 미만의 양으로 제거하는 방법.
- 제1항에 있어서, 부타디엔 추출 증발기를 27℃ 내지 93℃의 온도 및 375 내지 790 kPa의 압력에서 작동시키는 방법.
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