KR101422428B1 - ＭＴＯ (Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｔｏ Ｏｌｅｆｉｎｓ) 공정용 흡수제 탈메탄화기 - Google Patents
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Abstract
공기와 메탄올을 MTO(methanol-to-olefin) 반응기 시스템 내에서 접촉시키는 단계; 상기 MTO 반응기 시스템으로부터, 메탄올, 다이메틸에테르, 메탄, 에틸렌, 및 NO와 NO2를 포함하는 질소 산화물을 함유하는 배출물을 회수하는 단계; 탄화수소 흡수제를 이용하는 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계를 통해 상기 배출물을 분리하여 에틸렌을 포함하는 제 1 분획물 및 메탄을 포함하는 제 2 분획물을 회수하는 단계를 포함하고, 상기 분리는 질소 산화물의 N2O3로의 임의의 실질적인 전환을 방지하기에 충분한 온도 및 압력에서 상기 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계를 수행하는 것을 포함하는 메탄올을 올레핀으로 전환하기 위한 공정.
Description
본 명세서에 개시된 실시예들은 일반적으로 함산소물(oxygenate)을 올레핀으로 전환하기 위한 공정에 관한 것이다. 일 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 메탄올을 올레핀으로(methanol to olefins, MTO) 전환하기 위한 공정에 관한 것이다. 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 MTO 반응기 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 MTO 공정에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 탄화수소 흡수제를 이용하여 MTO 반응기 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 MTO 공정에 관한 것이다. 또한 또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 N2O3의 실질적인 생성을 방지하기 위한 조건에서 MTO 반응기 배출물로부터의 에틸렌 분리 및 회수에 관한 것이다.
석유 자원들(petroleum sources)의 제한된 이용가능성 및 높은 비용은 그러한 석유 자원들로부터 기본적인 범용화학제품(commodity chemicals) 및 그 유도체들을 생산하는 비용의 증가를 야기하였다. 그 결과, 비-석유 자원으로부터 경쟁력 있는 비용으로 이러한 화학제품들을 생산하기 위한 다양한 대체 경쟁 기술들이 발전되어 왔고 상업적으로 시행되고 있다.
그 중 하나의 기술은 촉매적으로 메탄올을 올레핀으로(methanol to olefins, MTO) 전환하는 것을 포함한다. 메탄올은 석유뿐만 아니라 비-석유 자원들로부터, 예를 들어, 바이오매스(biomass)의 발효에 의하거나 합성가스로부터 제조될 수 있는, 쉽게 얻을 수 있는 공급원료이다.
본 명세서에 그 전체로서 통합되는 미국 등록특허 제4,499,327호에 개시된 바와 같이, 전형적인 MTO 공정은 에틸렌과 같은 경질 올레핀(light olefin)을 제조하기 위한 온도와 압력의 조건 하에서 메탄올을 알루미노규산염(aluminosilicate)과 같은 제올라이트 촉매(zeolite catalyst)와 접촉시키는 단계를 포함한다. 에틸렌은 소비재 및 응용재뿐만 아니라 상업적으로도 많이 이용되어지는, 폴리에틸렌과 같은, 다양한 유도체들을 생산하는데 매우 유용한 범용 화학제품이다.
MTO 공정에 의해 생산된 에틸렌이 판매 및 이용될 수 있기 전에, 적절한 에틸렌 풍부 스트림(ethylene rich stream)에서 다른 성분들 및 불순물들로부터 에틸렌 성분을 분리함으로써 상기 에틸렌 성분을 회수하는 공정을 이용할 필요가 있었다. 예를 들어, 공급원료 조성, 반응 조건들 및 부반응들의 정도에 따라, MTO 배출물은 다른 경질 올레핀 및 다이올레핀(diolefins) 및 메탄과 같은 경질 파라핀(light paraffins)을 포함할 수 있다. 더욱이, MTO 공정 동안 발생할 수 있는 특이적인 하나의 부반응은 MTO 반응기 시스템 내에 임의로 비말동반된 공기(entrained air)의 질소와 산소 또는 MTO 반응기 시스템 내로 공급된 질소로부터의, 통상적으로 NOx라 일컬어지는 NO 및 NO2와 같은, 질소 산화물의 생성이다.
미국 등록특허 제7,166,757호 및 제4,499,327호에 개시된 바와 같이, MTO 공정 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하기 위한 한 공정은 극저온의 온도들에서 플래시 단계들(flash stages) 및 증류의 이용을 수반한다. 상기 두 등록 특허에 개시된 바와 같이, 산업계의 지배적인 에틸렌 회수 및 분리 공정들의 현황은 -90℃보다 낮을 수도 있는 온도에서 에틸렌과 메탄의 심랭분리(cryogenic boiling point separation, cryogenic separation)를 수반한다. 심랭분리는 특수화된 배관 야금술(metallurgy)과 냉각 장치를 위한 자본비용 및 에너지 집약적인 칠 트레인(chill train)을 위한 압축과 냉각을 포함하는 운전비용으로 인해 매우 많은 비용이 들 수 있다.
MTO 공정 배출물을 다루기 위한 공정 과정에서 극저온 온도의 이용은 불안정하고 잠재적으로 위험이 있는 운전 조건을 야기할 수 있다. 예를 들면, MTO 공정 배출물에 존재하는 NOx는 반응을 일으켜 N2O3를 형성할 수 있다. 더욱이, 온도를 낮추어 극저온 공정이 특히 쉽게 일어나게 할수록 N2O3 형성률은 현저하게 증가한다는 것이 밝혀졌다. N2O3는 부타다이엔과 같은 다중-불포화 화합물과 접촉하여 매우 불안정하고 매우 반응성이 높은 검(gum)을 형성할 수 있는 매우 산화력이 강한 화합물이다. 그러한 불안정한 검(gum)은 극저온의 온도들 및 ppb 수준의 농도들에서도 축적되어 위험한 폭주 반응(runaway reactions) 및 심지어는 폭발을 야기할 수도 있다.
따라서, 자본비용 및 운전비용을 절감하고 작동 안전성 및 안정성을 향상시키는, 에틸렌 및 다른 가치 있는 생성물들을 분리 및 회수할 MTO 공정 배출물을 처리하는, 개선된 방법이 필요하다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 메탄올의 올레핀으로의 전환을 위한 공정에 관한 것이고, 상기 공정은 MTO(methanol-to-olefins, 이하 MTO라 한다.) 반응기 시스템 내에서 메탄올을 공기와 질소 중 적어도 하나와 접촉시키는 단계; 메탄올, 다이메틸에테르(dimethyl ether), 메탄, 에틸렌, 및 NO와 NO2를 포함하는 질소 산화물을 함유하는 상기 MTO 반응기 시스템으로부터 배출물을 회수하는 단계; 및 상기 배출물을 한번 이상의 추출 증류(extractive distillation) 및/또는 증류 단계들을 통해 분리하여 에틸렌을 포함하는 제 1 분획물 및 메탄을 포함하는 제 2 분획물을 회수하는 단계를 포함하고; 상기 분리는 질소 산화물의 N2O3로의 임의의 실질적인 전환을 방지하기에 충분한 온도와 압력 하에서 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계들을 수행하는 것을 포함한다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 메탄올의 올레핀들로의 전환을 위한 공정에 관한 것이고, 상기 공정은 메탄과 에틸렌을 포함하는 MTO 반응기 배출물의 적어도 일부를 추출 증류탑으로 공급하는 단계; 및 상기 추출 증류탑에서 상기 반응기 배출물과 하나 이상의 C2-C4 탄화수소를 향류 접촉시켜 메탄을 포함하는 탑정 분획물(overhead fraction) 및 하나 이상의 C2-C4 탄화수소와 에틸렌을 포함하는 탑저 분획물(bottoms fraction)을 생산하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실예들은 메탄올의 올레핀들로의 전환을 위한 공정에 관한 것이고, 상기 공정은 MTO 반응기 시스템 내에서 메탄올을 공기와 질소 중 적어도 하나와 접촉시키는 단계; 메탄, 에틸렌, 및 NO와 NO2를 포함하는 질소 산화물을 함유하는 MTO 반응기 시스템으로부터 배출물을 회수하는 단계; MTO 반응기 시스템 배출물의 적어도 일부를 추출증류탑으로 공급하는 단계; 상기 추출 증류탑에서 상기 MTO 반응기 시스템 배출물과 하나 이상의 C2-C4 탄화수소를 향류 접촉시켜 메탄을 포함하는 탑정 분획물 및 하나 이상의 C2-C4 탄화수소 및 에틸렌을 포함하는 탑저 분획물을 생산하는 단계; (ⅰ) 상기 적어도 하나의 C2-C4 탄화수소에서 에틸렌을 흡수하고; (ⅱ) 상기 질소 산화물들의 N2O3로의 임의의 실질적인 전환을 방지하기에 충분한 조건에서 추출 증류탑을 운전하는 단계를 포함한다.
다른 측면들과 이점들은 하기의 설명 및 하기의 특허청구범위들로부터 명백할 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 공정들의 이점은 질소 산화물들로부터 N2O3 생성의 최소화로 인해 향상된 운전상의 안전 및 안정성을 포함한다. 상기에서 논의한 바와 같이, 상기 MTO 반응 배출물 내에 존재하는, NO 및 NO2를 포함하는 소량의 질소 산화물들은 반응을 일으켜, 매우 산화력이 강한 화합물인 N2O3를 형성할 수 있고, 상기 N2O3는 다시 MTO 반응 배출물 내에 존재하는 부타다이엔(butadiene)과 같은 중질의 불포화 화합물들과 반응하여 불안정하고 매우 반응성이 큰 검(gum)을 형성할 수 있다. 상기 검(gum)들은, 심지어 극저온의 온도 및 ppb 농도에서도, 축적되어 위험한 폭주 반응들 및 폭발까지 야기할 수 있다. 온도를 낮춤으로 인해 N2O3 생성의 속도가 대폭 증가함에 따라, 상기 MTO 반응 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는데 현재 이용되는, 약 -90℃ 이하의 온도에서 극저온 공정들은 중요한 안전상의 문제가 있다. 반면에, 본 출원인들은 탄화수소 흡수를 이용하여 -90℃ 또는 그 이상의 온도에서 MTO 반응 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 것은 N2O3의 생성을 방지하기에 충분함을 발견하였다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 공정들의 또 다른 이점은 감소된 자본 장비 비용을 포함한다. 예를 들면, "칠 트레인(chill train)"이라 흔히 일컬어지는, 상기 종래의 극저온 공정은 특수화된 야금들 및 배관들, 압축기들, 열 교환기들, 순환 도관들, 및 냉각 비용들을 포함하는 복잡한 냉각 시스템들이 필요하다. 반면에, 극저온의 온도에서 수행되지 않는 본 공정에 따르면, 비용이 적게 소요되는 야금술이 이용될 수 있고, 상기 칠 트레인과 관련된 많은 장비 항목들을 제거할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 공정들은 또한 운전 비용들을 유익하게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 종래의 심랭분리법 시스템과 관련된 냉각 압축의 에너지 비용은 비-극저온 추출 증류 공정과 관련된 에너지 비용에 비해 상당히 높을 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따라 MTO 배출물로부터 에틸렌 및/또는 보다 중질의 올레핀을 회수하는 것의 또 다른 가능한 이점은 메탄 증류물과 함께 비말동반된, 프로판과 같은, 상기 C2-C4 탄화수소 흡수제의 임의의 일부가 추가적인 압축 및 회수를 필요로 하지 않고, 직접적으로 공정 플랜트 연료 주관(fuel header)으로 보내어 지거나, 또는 연료로서 이용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 촉매적 크랙킹(catalytic cracking)과 같은 다른 에틸렌 생산 공정들에서는 고가의 생산물들을 회수하기 위해 추가적인 압축 및 회수 설비들이 요구되므로, 잔존하는 C2-C4 탄화수소들의 값어치가 연료로 내보내어지기에는 너무 높을 수 있다. 반면에, 상기 MTO 반응 공정에서는 상기 C2-C4 탄화수소들이 추가적인 용도를 갖지 않고, 따라서 경제적으로 연료로 내보내어질 수 있다.
MTO 반응기 배출물 내에 존재하는 다른 비-올레핀 성분들을 위한 감축된 분리 요건들로 인해, 실시예들에 따른, MTO 배출물로부터 에틸렌 및/또는 중질 올레핀의 회수는 자본 및 운전 비용을 또한 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 디자인을 -90℃ 이상, 일부 실시예에서는 -40℃ 이상의 운전 온도로 제한하는 것은 에틸렌 설비 심랭분리 설계에서 일반적으로 이용되어지는 비싼 에틸렌 및/또는 메탄 냉각 루프들의 요구를 제거할 수 있다. 반면에, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따라, MTO 공정을 위한 냉각을 제공하기 위해 프로판 및/또는 프로필렌 냉각을 이용하는 것은 실질적으로 자본 투자 비용을 감소시키고 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
비록 본 명세서에는 제한된 수의 실시예들을 포함하고 있지만, 본 발명과 이해관계를 가지는 당업자들은 본 명세서의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들을 자명하게 안출할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 범위는 오직 하기 특허청구범위에 의해서 한정되어야 한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 MTO 공정을 위한 간략화된 순서도이다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 함산소물을 올레핀으로 전환하기 위한 공정에 관한 것이다. 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 메탄올을 올레핀으로 전환하기 위한 공정에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 MTO 반응기 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 MTO 공정에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 탄화수소 흡수제를 이용하여 MTO 반응기 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 MTO 공정에 관한 것이다. 또한 또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 질소 산화물들의 N2O3로의 실질적인 전환을 방지하기에 충분한 온도와 압력에서 수행되는 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계에서, C2-C4 탄화후소 흡수제를 이용하여 MTO 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 MTO 공정에 관한 것이다.
예를 들어, MTO 공정들을 통하여 생성되는 올레핀-함유 스트림(olefin-containg streams)은 불가피하게, NO 및 NO2를 포함하는, 소량의 질소 산화물들을 함유할 수도 있다. 통상적으로, 질소 산화물들은 불활성이지만; 적절한 조건하에서, 이러한 화합물들은 추가적인 반응을 일으켜 매우 반응성이 높은 N2O3를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 소량 일지라도, N2O3는 올레핀-함유 스트림에 존재하는 부타다이엔과 같은 다중-불포화 올레핀들과 결합 및 반응하여 매우 불안정한 검 화합물들(gum compounds)을 생성할 수도 있다. 그러한 화합물들은 폭주 반응들 및 심지어는 폭발을 일으킬 수도 있기 때문에, 중요한 안전 및 운용성 상의 문제가 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에서 사용된 바와 같이, 질소 산화물과 관련하여 "실질적인 전환"이라는 용어는, 일부 실시예들에서 10 ppb 이상, 다른 실시예들에서는 5 ppb 이상, 및 또 다른 실시예에서는 1 ppb 이상 수준의 N2O3 생성 및/또는 축적을 일컫는다. 반대로, "임의의 실질적인 전환 방지" 또는 그와 유사한 용어들은, 어떤 실시예들에서는 10 ppb 이상, 다른 실시예들에서는 5 ppb 이상, 및 또 다른 실시예들에서는 1 ppb 이상 수준의 N2O3 생성 및/또는 축적의 방지를 일컫는다.
상온에서, N2O3 생성의 속도는 무시할 수 있는 정도일 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 온도가 낮아짐에 따라 NO 및 NO2를 포함하는 질소 산화물들의 N2O3로의 전환이 증가되고, -90℃보다 낮은 온도와 같은, 극저온에서는 상당한 정도가 될 수 있음을 알아냈다. 따라서, 극저온 플래시 단계들 및 증류를 이용하여 올레핀-함유 스트림으로부터 에틸렌을 분리하는 종래의 방법은 안전 및 운용성 상의 문제가 있을 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들과 같이, N2O3 생성의 수준을 낮추거나 방지하기에 충분한 온도들에서, C2-C4 탄화수소 흡수제를 이용하여 올레핀-함유 스트림 내의 메탄 및 경질물들로부터 에틸렌 및 고 탄소수 생산물들(higher carbon number products)을 분리하는 것은 상기와 같은 종래의 심랭분리법 공정에 대한 실용적인 대안을 제공한다. 특히, 상기 C2-C4 탄화수소 흡수제는, 예를 들어, NOx, 메탄 및 다른 경질의 기체들을 포함하고 수소 함량이 낮은 배출물을 생성할 수 도 있는 MTO(methanol-to-olefins, 메탄올의 올레핀으로의 전환) 공정, ETO(ethanol-to-olefins, 에탄올의 올레핀으로의 전환) 공정, 또는 다른 공정들을 통하여 생산된 올레핀-함유 스트림을 분리하는데 이용될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 공정들은 함산소물을 올레핀으로 전환하는데 이용될 수 있다. 특히, 본 명세서에 개시된 공정들은 메탄올을 올레핀으로 전환하고, MTO 반응 배출물로부터 에틸렌을 분리 및 회수하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 함산소 화합물을 포함하는 공급원료는 하나 이상의 올레핀으로 전환될 수 있다. 적합한 함산소 화합물들은 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 아이소프로판올과 같은 직쇄 및 분지쇄 지방족 알코올 및 그들의 불포화 상응물을 포함하는 알코올; 다이메틸에테르, 다이에틸에테르, 메틸에틸에테르 및 다이-아이소프로필에테르와 같은 알킬에테르; 다이메틸케톤과 같은 알킬케톤; 포름알데하이드와 같은 알데하이드, 다이메틸카보네이트 및 아세트산과 같은 다양한 산을 포함하나, 이에 한정되지 아니한다. 일부 실시예들에서, 상기 함산소물 공급원료는 주된 함산소 화합물로서 메탄올을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 함산소 공급원료는 필수적으로 메탄올로 구성될 수 있다.
메탄올과 같은 함산소 화합물들에 더불어, 공급원료는 일반적으로 상기 공급원료나 촉매에 비-반응성을 띠고 통상적으로 공급원료의 농도를 낮추기 위하여 이용되는 하나 이상의 희석제(들)를 포함할 수 있다. 상기 희석제의 예로서 메탄, 에탄, 및 프로판과 같이 본질적으로 비-반응성인 파라핀, 본질적으로 비-반응성인 방향족 화합물, 헬륨, 아르곤, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 물, 및 그들의 혼합물들을 들 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 일부 실시예에서, 희석제는 질소와 물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 희석제는 필수적으로 질소로 구성될 수 있다. 추가적으로, 공기는, 예를 들어, 부분 진공 조건 하에서의 운전으로 인해, 또는 공급원료 성분들 중 하나 내의 불순물로서, MTO 반응 시스템 속으로 비말동반되어 질 수 있다.
MTO 반응 시스템을 위한 다양한 실시예들이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, MTO 반응기 시스템은 단일 반응 영역을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, MTO 반응기 시스템은 직렬로 배열된 다중 반응 영역을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메탄올은 하나 이상의 반응 영역을 통하여 상류로 이동할 수 있다. 다른 실시예들에서, 메탄올은 하나 이상의 반응 영역을 통하여 하류로 이동할 수 있다.
예를 들어, 미국 등록특허 제4,076,796호 및 제6,287,522호에서 기재하고 있는 바와 같이, 고정층 반응기(fixed bed reactor); 고밀도(dense), 기포(bubbling), 상승관-유형(riser-type), 또는 슬러리-유형(slurry-type) 유동층 반응기(fluidized bed reactors); 끓는점 반응기(boiling point reactors); 촉매적 증류 반응기(catalytic distillation reactors)를 포함하나, 이에 한정되지 아니하는, 다양한 반응기 유형들 중 하나 또는 한 조합이 상기 MTO 반응기 시스템에서 이용될 수 있다. 당업자들은 다른 유형들의 반응기들이 또한 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
MTO 반응기 시스템에서 이용되는 촉매는 균일촉매(homogeneous catalyst) 또는 불균일촉매(heterogenous catalyst) 중 하나 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 촉매는 제올라이트 또는 분자체 촉매(mole sieve catalyst)일 수 있다. 한 특정 실시예에서, 상기 촉매는 미국 등록특허 제4,062,905호, 제4,079,095호, 제3,911,041호, 및 제4,049,573호에서 개시된 바와 같이, 결정성 규산알루미늄 제올라이트 촉매(crystalline aluminosilicate zeolite catalyst)일 수 있다. 당업자들은 다른 유형들의 촉매들이 또한 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상기 MTO 반응 공정은 약 200℃ 내지 약 1000℃의 범위와 같이 넓은 범위의 온도 상에서 수행되어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 MTO 반응 시스템의 온도는 약 200℃와 약 700℃ 사이일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 MTO 반응 시스템의 온도는 약 300℃와 약 600℃ 사이일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 MTO 반응 시스템의 온도는 약 350℃와 약 550℃ 사이일 수 있다.
유사하게, 상기 공정은 자생 압력(autogenous pressure)을 포함하는 넓은 범위의 압력 상에서 수행되어질 수 있다. 상기 공정에서 적용되는 임의의 희석제를 제외한 공급원료들의 통상적인 분압들은 약 0.1 kPaa 내지 약 5 Mpaa의 범위 내 이다. 일부 실시예들에서, 상기 MTO 반응 시스템의 압력은 약 5kPaa와 약 1MPaa 사이일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 MTO 반응 시스템의 압력은 약 20kPaa와 약 500kPaa 사이일 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따라, 예를 들어 MTO 공정과 같이, 함산소물들로부터 올레핀을 생산하기 위한 공정에 의해 생성된 올레핀들은 하나 이상의 C2 내지 C30 올레핀들 및/또는 다이올레핀들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 생성된 올레핀들은 하나 이상의 C2 내지 C8 올레핀들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 생성된 올레핀들은 하나 이상의 C2 내지 C6 올레핀들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 생성된 올레핀들은, 예를 들어 에틸렌 및 프로필렌과 같은 하나 이상의 C2 내지 C4 올레핀들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 생성된 올레핀들은 필수적으로 에틸렌으로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 MTO 반응기 배출물 내 에틸렌의 농도는 최소 약 5 몰 백분율일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 MTO 반응기 배출물 내 에틸렌의 농도는 최소 약 10 몰 백분율일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, MTO 반응기 배출물 내 에틸렌의 농도는 최소 약 20 몰 백분율일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, MTO 반응기 배출물 내 에틸렌의 농도는 최소 약 30 몰 백분율일 수 있다.
MTO 반응은 또한 파라핀, 아세틸렌, 에테르 및 에스터를 포함하나, 이에 한정되지 아니하는 비-올레핀 생성물들을 생성할 수 있다. 예를 들어, MTO 반응 배출물은 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 아이소부탄, n-부텐, 아이소부텐, 부타다이엔, 다이메틸에테르 및 물을 포함할 수 있다. 상기 부산물들의 존재 및 농도들은, 예를 들어 공급원료의 품질, 반응기의 유형 및 크기, 반응 조건, 및 이용된 촉매의 유형 및 조건에 따라 변할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 MTE(methanol-to-ethylene, 메탄올의 에틸렌으로의 전환) 반응기 배출물 내 메탄의 농도는 약 30 몰 백분율 미만일 수 있다. 다른 실시예들에서, MTE 반응기 배출물 내 메탄의 농도는 약 20 몰 백분율 미만일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, MTE 반응기 배출물 내 메탄의 농도는 약 10 몰 백분율 미만일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, MTE 반응기 배출물 내 메탄의 도는 약 5 몰 백분율 미만일 수 있다. 다른 실시예들에서, MTE 반응기 배출물 내 메탄의 농도는 약 2 몰 백분율 미만일 수 있다.
또한, MTO 반응 시스템 내에서 다른 부반응들이 일어날 수도 있다. 예를 들어, 상기 희석제 질소 및/또는 상기 비말동반된 공기(entrained air) 내에 존재하는 질소는 비말동반된 공기 내에 존재하는 산소 또는 MTO 반응 시스템 내부의 함산소물들과 반응하여 NO 및 NO2를 포함하는 질소 산화물들을 생성할 수 있다. 상기에서 논의한 바와 같이, 만일 상기 함산소물들이 극저온의 조건에 노출되면, 상기 함산소물들은 추가적으로 반응하여, 안전 및 운용성의 관점에서 모두 상당히 바람직하지 못한 화합물인 N2O3를 생성할 수 있다. 당업자들은 에테르 및 다른 알코올과 같은, 다른 함산소물들로부터 올레핀을 생산하기 위한 다른 공정에서도 질소 산화물들이 생성될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
충분한 순도로 에틸렌을 회수하기 위하여, 상기 MTO 반응기 배출물은 한번 이상의 분리 단계들을 거칠 수 있다. 예를 들어, 에테르들과 알코올들, 이산화탄소, 물, 메탄 및 다른 반응물들, 반응 생성물들 및 희석제들을 포함하나, 이에 한정되지 아니하는 다양한 반응물들 및 생성물들로부터 에틸렌을 분리하는 것이 바람직하거나 필수적일 수 있다.
일부 실시예에서, MTO 반응기 배출물의 적어도 일부는, 물 또는 글리콜과 같은 수성 용매를 이용하여 상기 배출물에 포함된 임의의 메탄올 및/또는 에테르들을 제거하기 위하여 추출 시스템에 공급될 수 있다. 증가된 농도의 메탄올 및 에테르를 갖는 수성 분획물은 상기 추출 시스템으로부터 회수될 수 있다. 메탄과 에틸렌을 포함하고, 메탄올과 에테르들이 결핍된 탄화수소 상(hydrocarbon phase)은 상기 추출 시스템 내에서 반응기 배출물로부터 회수될 수 있다. 그런 다음 상기 탄화수소 상은 추가적인 성분 분리(들)를 위하여 보내질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 MTO 반응기 배출물은 임의의 추가적인 분리(들)에 앞서 압축될 수 있다.
상기 MTO 반응기 배출물 내에 존재할 수 있는 이산화탄소 또한 제거될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 올레핀 생산품 사양(olefin product specificatioin)은 상기 MTO 반응기 배출물로부터 이산화탄소의 제거를 필요로 할 수 있다. 더욱이, 승화 온도 이하에서 이산화탄소 함유 스트림(carbon dioxide containg stream)의 노출은 장비의 손상 및 동결된 배관을 야기할 수 있다. 가성 용액(caustic solution) 처리 또는 아민 흡수와 같이, 산업에서 일반적으로 알려지고 이용되는 방법들이 MTO 반응기 배출물로부터 CO2를 제거하는데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반응기 배출물 내에 존재하는 이산화탄소의 적어도 일부를 분리하기 위해 상기 반응기 배출물은 가성 용액과 접촉될 수 있다. 필요에 따라, 상기 반응기 배출물은 이산화탄소 제거 단계에 앞서 압축되어질 수 있다.
MTO 반응 배출물 내 물의 존재는 많은 문제점들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 반응기 배출물을 냉각 및/또는 압축하는 것은 장비를 손상시키고 배관들을 동결시킬 수 있는 물 응축물(water condensate)의 생성을 야기할 수 있다. 따라서, 산업계에서 일반적으로 이용되는 많은 기술들 중 하나를 이용하여 물을 제거하기 위한, 상기 반응기 배출물의 탈수는 공정 계획 및 적용되는 온도에 따라 필수적 또는 선택적으로 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 물의 적어도 일부를 분리, 즉 상기 반응기 배출물을 건조하기 위하여 분자체 건조기(molecular sieve dryer)가 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 반응기 배출물을 건조시키기 위하여 글리콜과 같은 화학적 건조제가 이용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 반응기 배출물 내 상기 물의 일부가 응축되어질 수 있고, 남겨진 배출물이 건조될 수 있다. 산업계에서 일반적으로 알려지고 이용되어지는 다른 탈수 기술들 또한 이용될 수 있다. 필요에 따라, 상기 반응기 배출물은 물 제거 단계에 앞서 압축되어질 수 있다.
낮은 성분 끓는점들로 인해, MTO 반응기 배출물 내에서 메탄 및 질소 산화물들을 포함하는 경질물들로부터 에틸렌을 분리하는 것이 특히 어렵다. 상기에서 논의한 바와 같이, 극저온 플래시 단계들 및 증류와 같은, 현재 가능한 분리 방법들은 바람직하지 않은 N2O3의 생성을 야기할 수 있고, 올레핀 생산품 사양(olefin product specificatioin)을 충족시키기 위해 그리고/또는 배관 동결 및 장비 손상을 방지하기 위해, 높은 정도의 탈수 및 CO2 제거를 필요로 한다.
C2-C4 탄화수소 흡수제와 같은, 탄화수소 흡수제는 비-극저온의 온도들에서 MTO 반응 배출물로부터 에틸렌 및 고급 올레핀성 탄화수소를 분리 및 회수하기 위한 흡수제로 효과적으로 이용될 수 있음이 알려졌다. 예를 들어, 에틸렌 및 메탄을 포함하는 MTO 반응 배출물은 추출 증류 시스템에서 탄화수소 흡수제와 접촉될 수 있고, 상기 에틸렌의 적어도 일부가 탄화수소 흡수제에 의하여 흡수된다.
일부 실시예들에서, 상기 탄화수소 흡수제는, 예를 들어, 에탄, 프로판, 프로필렌, n-부탄, 아이소부탄, n-부텐, 및 아이소부텐을 포함하는 C2 내지 C4의 탄화수소일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 탄화수소 흡수제는 필수적으로 프로판으로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 추출 증류 시스템은 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 MTO 반응기 배출물은 단일 탑 내부 또는 일련의 다중 탑들 내에서 직렬로 배열된 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계들에서 탄화수소 흡수제와 접촉될 수 있다.
상기 한번 이상의 추출 증류 및/또는 증류 단계들은 상기 접촉을 위한 충분한 면적을 제공하기 위해 트레이(trays) 및/또는 팩킹(packing)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 MTO 반응기 배출물 및 탄화수소 흡수제는 상기 추출 증류 시스템에서 향류 접촉될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 MTO 반응기 배출물 및 탄화수소 흡수제는 상기 추출 증류 시스템에서 병류 접촉될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 -90℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 -50℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 -40℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 -20℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 -10℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템은 약 0℃ 또는 그 이상의 탑정 온도에서 운전될 수 있다.
일반적으로, 상기 추출 증류 시스템 내부의 탑정 압력은 증류를 위해 요구되는 수준 및 에틸렌의 탄화수소 흡수제로의 흡수를 위해 요구되는 대로 유지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템 내부의 탑정 압력은 약 0.001 Mpag 내지 10 MPag의 범위 내일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템 내부의 탑정 압력은 약 0.1 Mpag 내지 4 MPag의 범위 내일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템 내부의 탑정 압력은 약 0.5 Mpag 내지 3 MPag의 범위 내일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템 내부의 탑정 압력은 약 0.5 Mpag 내지 1 MPag의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서, 적어도 약 70 퍼센트의 에틸렌 분자들이 탄화수소 흡수제와 함께 탑저 분획물로서 추출 증류 시스템으로부터 흡수되어 회수될 수 있다. 다른 실시예들에서, 적어도 약 80 퍼센트의 에틸렌 분자들이 탄화수소 흡수제와 함께 탑저 분획물로서 추출 증류 시스템으로부터 흡수되어 회수될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 적어도 약 90 퍼센트의 에틸렌 분자들이 탄화수소 흡수제와 함께 탑저 분획물로서 추출 증류 시스템으로부터 흡수되어 회수될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 적어도 약 95 퍼센트의 에틸렌 분자들이 탄화수소 흡수제와 함께 탑저 분획물로서 추출 증류 시스템으로부터 흡수되어 회수될 수 있다. 다른 실시예들에서, 적어도 약 99 퍼센트의 에틸렌 분자들이 탄화수소 흡수제와 함께 탑저 분획물로서 추출 증류 시스템으로부터 흡수되어 회수될 수 있다.
상기 탑저 분획물은 에틸렌을 회수하기 위하여 추가적으로 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 탑저 분획물은 에틸렌 분획물 및 에틸렌 보다 중질인 적어도 하나의 C2-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 형성하기 위하여 분리될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 탑저 분획물은 에틸렌과 에탄을 포함하는 경질의 탄화수소 분획물 및 적어도 하나의 C3-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 형성하기 위하여 분리될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템으로부터 메탄과 함께 탑정 분획물에서 회수되는 잔존 탄화수소 흡수제의 농도는 약 30 몰 백분율 미만이다. 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템으로부터 메탄과 함께 탑 분획물에서 회수되는 잔존 탄화수소 흡수제의 농도는 약 15 몰 백분율 미만이다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템으로부터 메탄과 함께 탑정 분획물에서 회수되는 잔존 탄화수소 흡수제의 농도는 약 10 몰 백분율 미만이다. 또 다른 실시예들에서, 상기 추출 증류 시스템으로부터 메탄과 함께 탑정 분획물에서 회수되는 잔존 탄화수소 흡수제의 농도는 약 5 몰 백분율 미만이다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 MTO 반응기 배출물 내에 존재하는 NO 및 NO2를 포함하는 질소 산화물들로부터 N2O3의 임의의 현저한 생성을 방지하기에 충분한, 추출 증류 시스템 내부의 압력과 온도를 유지한다. 상기에서 논의한 바와 같이, N2O3 생성의 속도는 약 -90℃ 이하의 온도에서 현저해짐을 알아냈다. 따라서, 약 -90℃ 및 그 이하의 극저온 공정 온도들을 회피함으로써, 예를 들어, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따라 탄화수소 흡수 공정을 이용함으로써, 상기 N2O3의 생성은 방지되거나 현저하게 감소될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따라 메탄올을 올레핀으로 전환하기 위한 공정이 도식화되어 있다. 단순화를 위하여, 상기 도면에서는 보조 장비를 생략하였다. 펌프들, 압축기들, 열 교환기들, 드럼통들, 배관들, 반응기들, 흐름 선들, 밸브들 및 조절 루프들을 포함하나, 이에 한정되지 아니하는 다른 장비 및 장치들이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 상기 추출 증류탑 상의 외부 열 교환 루프들 및 본 명세서에서 개시되는 실시예들을 위한 Process & Instrumentation Diagram (P&ID)에서 나타날 수 있고 이용될 수 있는 다른 특징들을 포함하나 이에 한정되지 아니하는, 도 1에 도식화되어 있지 않은 다른 특징들은 추정된다.
메탄올은 흐름 선(102)을 통하여 MTO 반응기 시스템(10)으로 공급될 수 있다. 공기 및/또는 질소는 진공 누출구들을 통해 메탄올 원료와 함께 비말동반되거나 진공 누출구를 통해 첨가되어 상기 공정으로 질소가 공급될 수 있다. 질소는 또한 희석제로서도 이용될 수 있고 흐름선(104)을 통하여 MTO 반응기 시스템(10)으로 공급되어 질 수 있다. 메탄올(102)은 에틸렌을 생성하기 위한, 상기 MTO 반응기 시스템(10) 내부 온도 및 압력의 조건에서 촉매와 접촉될 수 있다. MTO 반응기 배출물은 흐름선(106)을 통하여 MTO 반응기 시스템(10)으로부터 회수될 수 있다. 상기에서 논의한 바와 같이, 특정 공정 요건들에 따라, 상기 MTO 반응기 배출물(106)은 반응기 배출물(106) (도 1에 도시되지 않은 선택적 분리 공정들)로부터 하나 이상의 에테르 및 알코올, 이산화탄소, 및 물을 제거하기 위하여 다양한 분리들을 거칠 수 있다. 당업자는 예를 들어, 하나 이상의 진공 누출구들, 원료 불순물 및 희석원료들을 통하여 질소 및 공기가 반응 시스템으로 도입될 수 있음을 알 수 있으나, 다른 기술들 또한 이용될 수 있다.
다음으로, 흐름선(106) 내의 상기 MTO 반응기 배출물은 추출 증류 시스템(12) 내의 흐름선(122)을 통하여 공급된 탄화수소 흡수제와 접촉될 수 있다. 일부 실시예들에서, 재순환 탄화수소 흡수제 구성이 흐름선(124)을 통하여 추가될 수 있다. 상기 탄화수소 흡수제가 상기 탑을 이리저리 움직이면서, 에틸렌은 상기 탄화수소 흡수제에 의해 흡수된다. 상기 탄화수소 흡수제 및 상기 흡수된 에틸렌은 흐름선(108)을 통하여 탑저 분획물로서 상기 추출 증류 시스템(12)으로부터 회수될 수 있다. 상기 메탄은 흐름선(110)을 통하여 탑정 분획물로서 상기 추출 증류 시스템(12)으로부터 회수될 수 있다.
일부 실시예들에서, 탑정 분획물(110)의 적어도 일부가 흐름선(112)를 통하여 환류로서 상기 추출 증류 시스템(12)으로 반향될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 탑정 분획물(110)로의 상기 환류(112)의 환류비율(reflux ratio)은 상기 탑정 분획물(110)의 조성을 조절하는데 이용될 수 있다.
상기 탑저 분획물(108)은 에틸렌을 포함하는 에틸렌 분획물 및 상기 탄화수소 흡수제를 포함하는 탄화수소 분획물을 형성 및 분리하기 위해 추가적으로 처리될 수 있다(도 1에는 미도시). 상기 탄화수소 분획물의 적어도 일부가 탄화수소 흡수제 구성(124)으로서 상기 추출 증류 시스템(12)으로 재순환될 수 있다.
상기 탄화수소 흡수제가 프로판이고, 상기 추출 증류 시스템(12)으로부터의 탑정 분획물(108)이 프로판을 포함하는 일부 실시예들에서는, 상기 탑정 분획물(108)의 적어도 일부가 연료로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 탑정 분획물(108) 내의 메탄과 프로판 모두가 연료 주관(fuel header)으로 보내질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 탑정 분획물(108) 내의 상기 프로판의 적어도 일부가 압축되고 회수될 수 있다.
Claims (27)
- 공기 및 질소와 메탄올을 MTO(methanol-to-olefin) 반응기 시스템 내에서 접촉시키는 단계;
상기 MTO 반응기 시스템으로부터, 메탄올, 다이메틸에테르, 메탄, 에틸렌, 및 NO와 NO2를 포함하는 질소 산화물을 함유하는 배출물을 회수하는 단계;
상기 배출물을 추출 증류를 통해 분리하여 에틸렌을 포함하는 제 1 분획물과 메탄을 포함하는 제 2 분획물을 회수하는 단계를 포함하고,
상기 분리는 질소 산화물의 N2O3로의 실질적인 전환을 방지하기 위해 -90℃ 내지 0℃의 탑정 온도 및 1 내지 4 Mpag 범위의 탑정 압력에서 상기 추출 증류를 수행하는 것을 포함하는 메탄올을 올레핀으로 전환하기 위한 공정.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 분리는 상기 추출 증류를 -40℃ 내지 0℃ 범위의 탑정 온도에서 운전하는 단계를 포함하는 공정.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 분리는
메탄 및 에틸렌을 포함하는 MTO 반응기 배출물을 추출 증류탑으로 공급하는 단계;
상기 추출 증류탑에서 상기 반응기 배출물과 C2-C4 탄화수소 또는 그의 혼합물을 향류 접촉시켜, 메탄을 포함하는 탑정 분획물 및 상기 C2-C4 탄화수소와 에틸렌을 포함하는 탑저 분획물을 생산하는 단계를 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 에탄, 프로판, 프로필렌, n-부탄, 아이소부탄, 아이소부텐, n-부텐, 또는 이들의 조합을 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 필수적으로 프로판으로 구성된 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 탑저 분획물을 분리하여, 에틸렌 분획물, 및 에틸렌보다 중질인 상기 C2-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 생성하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 탑저 분획물을 분리하여, 에틸렌과 에탄을 포함하는 경질 탄화수소 분획물, 및 C3-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 생성하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제9항에 있어서,
상기 탄화수소 분획물을 상기 추출 증류탑으로 재순환시키는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 반응기 배출물을 물, 글리콜, 또는 이들 모두를 포함하는 수성 용매와 접촉시켜 상기 반응기 배출물에 함유된 메탄올 또는 에테르를 제거하여, 증가된 농도의 메탄올 및 에테르를 갖는 수성 분획물과 메탄 및 에틸렌을 포함하는 탄화수소 상을 생성하는 단계; 및
상기 탄화수소 상을 상기 반응기 배출물로서 상기 추출 증류탑으로 공급하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 반응기 배출물을 가성 용액(caustic solution)과 접촉시켜 이산화탄소 또는 상기 이산화탄소의 일부를 분리하는 단계; 또는 상기 반응기 배출물을 분자체 건조기와 접촉시켜 물 또는 상기 물의 일부를 분리하는 단계; 또는 상기 반응기 배출물을 가성 용액과 접촉시켜 이산화탄소 또는 상기 이산화탄소의 일부를 분리하는 단계와 상기 반응기 배출물을 분자체 건조기와 접촉시켜 물 또는 상기 물의 일부를 분리하는 단계를 모두 수행하는 단계;
이산화탄소, 물, 또는 이산화탄소와 물의 감소된 농도를 갖는 반응기 배출물을 회수하는 단계; 및
이산화탄소, 물, 또는 이산화탄소와 물의 감소된 농도를 갖는 반응기 배출물을 MTO 반응기 배출물로서 상기 추출 증류탑으로 공급하는 단계;
를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 탑정 분획물을 상기 추출 증류탑으로 환류로서 응축 및 재순환시키는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제5항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 프로판을 포함하고, 상기 탑정 분획물은 프로판을 추가적으로 포함하며, 상기 공정은 상기 탑정 분획물을 연료로서 이용하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제1항에 있어서, 상기 분리는
상기 MTO 반응기 시스템 배출물을 추출 증류탑으로 공급하는 단계;
상기 추출 증류탑에서 상기 MTO 반응기 시스템 배출물과 C2-C4 탄화수소를 향류 접촉시켜 메탄을 포함하는 탑정 분획물 및 상기 C2-C4 탄화수소와 에틸렌을 포함하는 탑저 분획물을 생산하는 단계;
상기 추출 증류탑을
ⅰ. 상기 C2-C4 탄화수소에서 에틸렌을 흡수하고;
ⅱ. 상기 질소 산화물의 N2O3로의 실질적인 전환을 방지하기 위해
-90℃ 내지 0℃의 탑정 온도 및 1 내지 4 Mpag 범위의 탑정 압력에서 운전하는 단계를 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 에탄, 프로판, 프로필렌, n-부탄, 아이소부탄, 아이소부텐, n-부텐, 또는 이들의 조합을 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 필수적으로 프로판으로 구성되는 공정.
- 삭제
- 제15항에 있어서,
상기 추출 증류탑을 -40℃ 내지 0℃ 범위의 탑정 온도에서 운전하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 삭제
- 제15항에 있어서,
상기 탑저 분획물을 분리하여, 에틸렌 분획물, 및 에틸렌보다 중질인 상기 C2-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 생성하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 탑저 분획물을 분리하여, 에틸렌과 에탄을 포함하는 경질 탄화수소 분획물, 및 C3-C4 탄화수소를 포함하는 탄화수소 분획물을 생성하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제22항에 있어서,
상기 탄화수소 분획물을 상기 추출 증류탑으로 재순환시키는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 MTO 반응기 시스템 배출물을 물, 글리콜, 또는 이들 모두를 포함하는 수성 용매와 접촉시켜 상기 MTO 반응기 시스템 배출물에 함유된 메탄올 또는 에테르를 제거하여, 증가된 농도의 메탄올 및 에테르를 갖는 수성 분획물과 메탄 및 에틸렌을 포함하는 탄화수소 상을 생성하는 단계; 및
상기 탄화수소 상을 상기 MTO 반응기 시스템 배출물로서 상기 추출 증류탑으로 공급하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 반응기 배출물을 가성 용액(caustic solution)과 접촉시켜 이산화탄소 또는 상기 이산화탄소의 일부를 분리하는 단계; 또는 상기 반응기 배출물을 분자체 건조기와 접촉시켜 물 또는 상기 물의 일부를 분리하는 단계; 또는 상기 반응기 배출물을 가성 용액과 접촉시켜 이산화탄소 또는 상기 이산화탄소의 일부를 분리하는 단계와 상기 반응기 배출물을 분자체 건조기와 접촉시켜 물 또는 상기 물의 일부를 분리하는 단계를 모두 수행하는 단계;
이산화탄소, 물, 또는 이산화탄소와 물의 감소된 농도를 갖는 반응기 배출물을 회수하는 단계; 및
이산화탄소, 물, 또는 이산화탄소와 물의 감소된 농도를 갖는 반응기 배출물을 MTO 반응기 배출물로서 상기 추출 증류탑으로 공급하는 단계;
를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 탑정 분획물을 상기 추출 증류탑으로 환류로서 응축 및 재순환시키는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
- 제15항에 있어서,
상기 C2-C4 탄화수소는 프로판을 포함하고, 상기 탑정 분획물은 프로판을 추가적으로 포함하며, 상기 공정은 상기 탑정 분획물을 연료로서 이용하는 단계를 추가적으로 포함하는 공정.
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