KR101499846B1 - 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법 및 장치 - Google Patents

에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일종의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링 및 분리 및 순화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 함수량 1중량% 내지 15중량%의 에탄올, 및 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 증류-추출 커플링 영역에서 분리 순화를 진행시킨다. 상기 증류-추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성된다. 상기 방법 및 장치는 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 커플링할 수 있으며, 산업 치가 매우 높다.

Description

에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR COUPLING SEPARATION AND PURIFICATION OF ETHYL TERT-BUTYL ETHER}
본 발명은 에틸 t-부틸 에테르(Ethyl tert-Butyl Ether; ETBE)의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에틸 t-부틸 에테르의 순화 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 순화 제조 방법은 커플링 분리법에 의해 수행된다.
발효방법으로 생산된 에탄올 등을 비롯한 생물 연료의 발전은 갈수록 많은 나라에서 주목을 받고 있다.
그러나 연료용 알콜은 기존 생물 연료 중의 가장 대표적인 연료이며, 에너지소모, 원가 절감에 있어서 많은 문제가 있다. 예컨대, 5중량% 정도의 공비물을 1중량%까지 탈수시킬 때, 공비증류, 추출증류, 흡착, 투과 기화막 분리법 등의 특수 방법을 사용해야 한다. 또한, 통상적으로 소량의 공용성을 가진 첨가제를 첨가하여 알콜과 가솔린이 쉽게 분리되는 단점을 보완한다. 하지만, 기존의 연료용 알콜의 성능이 부족함이 많아서 판매가도 가솔린보다 낮다. 그러나 연료용 알콜의 생산 원가가 가솔린보다 더 높은 나라도 있다(예를 들어, 중국). 이로 인해 연료용 알콜의 산업 가치가 비교적 낮고, 이를 해결하는 방법을 찾아야 한다.
에틸 t-부틸 에테르는 가솔린 첨가제로서 사용할 수 있는 것으로 이미 공지되어 있다.
일반적으로, 가솔린 첨가제로서 사용되고 있는 에틸 t-부틸 에테르는 에탄올과 증기분해 또는 접촉분해에 의한 혼합 C4 탄화수소 유분 중의 이소부틸렌을 에테르화 반응시켜 얻어진다[참조: 미국 특허공보 제5,248,836호, 중국 공개특허공보 제1990443호, 중국 공개특허공보 제1772848호, 중국 공개특허공보 제101195560호 등]. 에틸 t-부틸 에테르의 제조는 어렵지 않지만, 가솔린 첨가제로서 사용할 수 있도록 분리, 순화시키는 데에는 아직 많은 어려움이 있다.
가솔린 첨가제로서, 제품 성능 및 사용의 편리성을 향상시키고, 특히 가솔린의 배합 과정 중에서 직접 첨가 가능하며, 기존의 운송, 배송 시스템을 그대로 보유하기 위해, 에틸 t-부틸 에테르 제품의 제조 과정 중에, 반드시 에탄올의 함유량을 엄격히 조절해야 하며, 필요 시 에탄올의 함유량을 1중량% 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
기존의 에틸 t-부틸 에테르의 순화 제조 방법에 있어서, 탈부탄 증류탑의 에탄올의 함유량을 엄격히 조절하여, 알코올/탄화수소 반응 비율을 낮추며, 탈부탄 증류탑에 도입하기 전에 일부 알코올을 탈수 처리하거나 일정한 비율의 탄화수소를 첨가하는 방법도 있다[참조: 미국 특허공보 제7,141,705호, 미국 특허공보 제5,447,607호, 미국 특허공보 제5,536,886호 등]. 이를 통하여 남은 알코올과 대응하는 탄화수소를 탈부탄 증류탑에서 공비증류로 분리시킨다. 따라서, 에틸렌계 탄화수소의 탈수소 전환률을 향상시키기 위해, 반응증류법 등을 통하여 하고 탈부탄 증류탑에서 일정량의 에탄올도 첨가해야 한다. 첨가되는 에탄올의 양도 엄격히 조절해야 하므로 에틸렌계 탄화수소의 탈수소 전환률을 향상시키기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 여러 가지 어려움이 생길 수 있다.
에틸렌계 탄화수소의 탈수소 전환율을 향상시키고자 하는 경우, 탈부탄 증류탑에 도입되는 미반응 에탄올의 함유량을 조절하기가 어려우므로, 탈부탄 증류탑에서의 인출물(take off material)의 위치에 따라 아래와 같은 두 가지 방법이 있다.
첫 번째, 탈부탄 증류탑의 탑저(塔底; bottom)에서 인출물을 분리한다[참조: 미국 특허공보 제5,158,652호, 미국 특허공보 제5,250,156호, 미국 특허공보 제5,348,624호, 미국 특허공보 제5,569,787호 등].
두 번째, 탈부탄 증류탑의 측부(side)에서 인출물을 분리한다[참조: 중국 공개특허공보 제1127243호, 미국 특허공보 제5,607,557호 등].
상술한 방법은 각각 특징과 장점이 있다. 그러나 탈부탄 증류탑에 투입하는 성분들의 함수량에 대해 엄격히 조절해야 하는 단점이 있다. 예컨대, 탈부탄 증류탑에 투입하는 재료의 함수량은 1중량% 이하이며, t-부틸 알콜의 함유량은 1중량% 이하[참조: 중국 공개특허공보 제1127243호, 미국 특허공보 제5,607,557호 등]이다. 또한, 흡착분리, 투과 기화막 분리, 공비분리 등의 특수 분리방법을 사용해야 하므로 조작하기 어렵고 에너지 소모가 높고 산업 가치가 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 커플링 분리법으로 수행되며, 에틸 t-부틸 에테르는 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올의 혼합물, 및 에탄올과 증기분해 또는 접촉분해의 혼합 C4 탄화수소 유분 중의 이소부틸렌을 에테르화 반응을 통해 수득한 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올의 혼합물이고, 상기 방법으로 제조된 에틸 t-부틸 에테르의 에탄올 함유량은 1중량% 이하인 에틸 t-부틸 에테르 순화 제조 방법 및 장치를 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 커플링 분리법으로 진행하여 수득한 에탄올은 1중량% 이하, 심지어 0.5중량%의 물을 함유하고, 필요에 따라, 에테르화 반응의 원료 또는 가솔린 첨가제로 사용할 수 있고, 높은 성능을 가진 동시에 원가도 낮으며, 함수량이 1중량% 이상 15중량% 이하인 에틸 t-부틸 에테르의 순화 제조 방법 및 장치를 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.
본 발명의 에틸 t-부틸 에테르는 주로 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올의 혼합물을 분리 및 순화시켜 수득되며; 특히 에탄올과 증기분해 또는 접촉분해의 혼합 C4 탄화수소 유분 중의 이소부틸렌을 에테르화 반응을 통해 수득된다. 상세한 정보는 미국 특허공보 제5,248,836호, 중국 공개특허공보 제1990443호, 중국 공개특허공보 제1772848호 및 중국 공개특허공보 제101195560호를 참조한다. 통상적으로, 반응영역을 거친 후 탈부탄 증류탑의 탑저 또는 측부에서 수득한 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물은 5중량% 내지 50중량%의 에탄올을 함유한다. 더욱 통상적으로 10중량% 내지 40중량%의 에탄올이 함유되며, 탈부탄 증류탑의 측부에서 수득된 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올의 총 중량을 기준으로 계산한다[참조: 중국 공개특허공보 제1127243호, 미국 특허공보 제5,607,557호 등]. 이외에, 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물은 3급 부탄올, 이소부틸렌, 에틸 2급-부틸 에테르, 디에틸 에테르, C5 탄화수소 등의 비교적 소량의 기타 성분도 포함할 수 있다. 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 분리 및 순화시키는 과정 중에, 에틸 t-부틸 에테르로 간주하여 별도 구분하지 않는다(다만, t-부틸 알콜은 에탄올과의 비점이 비슷해서 분리 순화된 에탄올에 남을 수 있다).
본 발명의 에틸 t-부틸 에테르의 순화 제조방법에는 아래와 같은 절차가 있다. 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(상기 혼합물은 에틸 t-부틸 에테르를 제조하는 방법 중의 반응영역을 거친 후 탈부탄 증류탑의 측부 또는 탑저에서 수득된다), 및 함수량 1중량% 내지 15중량%의 에탄올을 증류-추출 커플링 영역에서 분리 순화시킨다. 상기 증류-추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성된다. 상기 방법 및 장치는 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 커플링 생산할 수 있으며 상업적 가치가 매우 높다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법은 아래와 같은 절차가 있다.
함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올, 및 에틸 t-부틸 에테르(ETBE)와 에탄올을 함유하는 혼합물을 증류-추출 커플링 영역으로 도입하고 커플링, 분리 및 순화를 수행하며, 상기 증류-추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성되고; 상기 증류탑의 탑정(塔頂; top)에서 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분(留分; fraction)을 수집하여, 상기 증류탑의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고; 상기 증류탑에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 상기 유분을 상기 추출탑으로 도입하고, 추출제로서의 물로 추출하며, 상기 추출탑의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집하여, 상기 추출탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집한다.
일실시예로서, 상기 에틸 t-부틸 에테르는 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(상기 혼합물은 에틸 t-부틸 에테르를 제조하는 방법 중의 반응영역을 거친 후 탈부탄 증류탑의 측부 또는 탑저에서 수득된다)중에 수득되며, 구체적인 절차는 아래와 같다.
함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올, 바람직하게는 함수량 1.5중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올, 보다 바람직하게는 함수량 2중량% 이상 최대 10중량%의 보충된 에탄올, 가장 바람직하게는 함수량 3중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올, 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 및 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 상기 증류-추출 커플링 영역으로 도입하고, 상기 증류-추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성되고;
상기 증류탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분을 수집하여, 상기 증류탑의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고; 상기 증류탑에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 상기 유분을 상기 추출탑으로 도입하고, 추출제로서의 물로 추출하며, 상기 추출탑의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집하여, 상기 추출탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 증류탑(C1) 및 추출탑(C2)을 포함한다.
상기 증류탑(C1)에 연결 파이프라인(3)이 설치되며, 증류할 원료를 투입한다. 상기 증류탑(C1)의 탑저에 에탄올 함유 유분을 수집하는 가열기(E3) 및 파이프라인(4)이 설치되며, 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분을 수집하는 응축기(E2), 응축액조(B1) 및 상기 증류탑(C1)의 탑정에서 수득한 반응물을 상기 추출탑(C2)으로 운송하는 파이프라인(5)을 설치하되;
추출제를 상기 추출탑(C2)으로 유도하는 파이프라인(6), 상기 추출탑(C2)의 탑저에 에탄올 함유 추출액을 수집하는 파이프라인(7), 상기 추출탑(C2)의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하는 파이프라인(8)을 추가로 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 에틸 t-부틸 에테르 순화 제조 방법은 커플링 분리법으로 이루어지며, 상기 방법으로 수득한 에틸 t-부틸 에테르는 1중량% 이하의 에탄올을 함유할 수 있고, 상기 방법으로 수득한 에탄올은 1중량% 이하의 물을 함유할 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치에 의하면, 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(상기 혼합물은 에틸 t-부틸 에테르를 제조하는 방법 중의 반응영역을 거친 후 탈부탄 증류탑의 측부 또는 탑저에서 수득된다)(에탄올 함유량/물 함유량/t-부틸 알콜 함유량을 포함함)에 대해 특별한 요구조건이 없다.
또한, 함수량이 1중량% 이상 15중량% 이하이며 재활용 가능한 에탄올을 사용하여, 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하고 직접 분리하기 어려운 혼합물과 커플링하여 증류-추출 커플링 영역에서 커플링 분리를 진행하므로 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올 제품의 다중 커플링이 이루어질 수 있으며, 필요에 따라, 에테르화 반응을 위해 에탄올 원료를 제공하거나 가솔린 첨가제의 에탄올 제품으로 사용할 수도 있고, 에테르화 반응 중의 알코올/알켄의 비율을 향상시킬 수 있으며, 일정한 범위 내에 이소부틸렌의 전화율 또는 에테르화 반응의 선택성을 향상시킬 수 있으므로, 산업적 가치가 높다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법 및 장치의 플로우 다이아그램(flow diagram)이다;
도 2는 본 발명의 (탈부탄 영역의 저부로부터의 취출물을 제거하는 공정을 포함하는) 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법의 플로우 다이아그램이다;
도 3은 본 발명의 (탈부탄 영역의 저부로부터의 취출물을 제거하는 공정을 포함) 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법의 플로우 다이아그램이다.
아래는 도 1과 실시예를 참고하여 본 발명의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법은 아래와 같은 절차가 있다.
함수량 1중량% 이상 15중량% 이하인 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이의 혼합물, 및 에틸 t-부틸 에테르(ETBE)와 에탄올을 함유하는 혼합물을 각각 파이프라인(2)과 파이프라인(1)을 통해 혼합시킨 후 파이프라인(3)을 통해 열교환기(E1)에서 열교환하고 증류탑(C1)으로 도입시킨다.
상기 증류탑(C1)의 탑정에 응축기(E2)와 응축액조(B1)를 설치하며, 상기 증류탑(C1)의 탑저에 가열기(E3)를 설치한다. 상기 증류탑(C1)의 탑저에 상기 파이프라인(4)을 통해 에탄올 함유 유분을 수집하고, 상기 증류탑(C1)의 탑정에 얻어진 반응물을 상기 파이프라인(5)을 통해 상기 열교환기(E4)에서 열교환한 후에 추출탑(C2)으로 도입시킨다.
추출제로서의 물로 사용하여 파이프라인(6)을 통해 상기 추출탑(C2)으로 도입시킨다. 상기 추출탑(C2)의 탑저에 파이프라인(7)을 통해 에탄올 함유 추출액을 수집하고, 에탄올을 회수한 후에 재활용하여 사용할 수 있다(에탄올을 회수하는 기술이 많이 있다. 예컨대, 회수탑을 이용하여 농도 증가 회수를 진행할 수 있고, 미도시, 회수된 에탄올을 다시 순환시켜 상기 증류탑(C1)으로 도입되며, 회수를 거쳐 제거된 물은 다시 순환하여 상기 추출탑(C2)으로 도입되어 배출된다). 상기 추출탑(C2)의 탑정에 파이프라인(8)을 통해 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집한다.
상기 증류탑(C1)의 원료는 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물의 함유량에 대해 조합할 수 있다. 이에 의해 상기 증류탑(C1)은 조작조건하에 거의 모든 물을 3원 공비(ternary azeotrope)의 방식으로 탑정에서 배출시킨다. 설령 소량의 에틸 t-부틸 에테르가 남아 있더라도 에틸 t-부틸 에테르/물/또는 에틸 t-부틸 에테르/에탄올의 2원 공비(binary azeotrope)로 탑정에서 제거할 수 있다. 1바(bar)의 압력 조작조건하에, 3원 공비의 참조 조성은 약 82.9중량%의 에틸 t-부틸 에테르, 11.6중량%의 에탄올 및 5.5중량%의 물을 함유한다. 에틸 t-부틸 에테르/물의 2원 공비 함수량은 6중량%이며, 에틸 t-부틸 에테르/에탄올의 2원 공비 함수량은 21중량%(공비값은 Lee H. Horsley: Azeotrpic Data -Ⅲ.Amercian Chemical Society/Washington, D,C 1973, 미국 특허공보 제5,250,156호, Pure Appi. Chem vol.71, No.6, pp. 939-949,1999 등을 참조함). 통상적으로 에탄올은 적량을 초과하므로 도입된 에탄올의 함수량에 의해 에탄올의 도입량을 조절하여 상기 증류탑(C1)의 탑저에서 함수량이 적당한 에탄올을 얻는다.
각각 또는 공동으로 상기 증류탑(C1)으로 도입된 상기 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물의 총 함수량과 각각 또는 공동으로 상기 증류탑(C1)으로 도입된 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와의 중량비는 0.008 내지 0.18:1이며, 바람직하게는 0.014 내지 0.12:1이며, 보다 더 바람직하게는 0.02 내지 0.09:1이다.
각각 또는 공동으로 상기 증류탑(C1)으로 도입된 상기 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 및 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물의 총 함수량과 각각 또는 공동으로 상기 증류탑(C1)으로 도입된 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와의 중량비는 0.008 내지 0.18:1이며, 보다 바람직하게는 0.014 내지 0.12:1이고, 가장 바람직하게는 0.02 내지 0.09:1이다.
상기 증류탑(C1)의 조작 압력은 0.5 내지 2bar(바람직하게는 1 내지 2bar)이며, 상기 증류탑(C1) 탑정의 온도는 45 내지 80℃이고, 상기 탑저의 온도는 60 내지 95℃이며, 바람직하게는 10 내지 80℃, 보다 바람직하게는 원료 투입온도는 50 내지 80℃이다. 가장 바람직하게는, 상기 증류탑(C1)의 조작 압력과 같은 조건하의 에틸 t-부틸 에테르/에탄올/물 3원 공비의 온도하에 원료를 투입한다.
상기 추출탑(C2)의 조작 압력은 1 내지 15bar(바람직하게는 1 내지 10bar)이며, 상기 추출탑(C2)의 조작온도는 5 내지 70℃(바람직하게는 10 내지 60℃)이고, 추출제인 물의 용량과 추출 원료의 중량비는 통상적으로 1.2:1 이하로 정하여 바람직하게는 0.2 내지 1.0:1이고, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.8:1이다.
상기 추출탑(C2)의 탑정에서 수집한 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액에 있어서, 에탄올의 함유량은 공정 조작조건의 영향을 받을 수 있으며, 통상적으로 에탄올의 함유량은 1중량% 이하이다.
상기 추출탑(C2)의 탑정에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액은 포화수를 함유한 에틸 t-부틸 에테르이며, 에탄올을 제거한 후에 상온하에 미량의 물이 함유된다. 예컨대, 에틸 t-부틸 에테르는 20℃ 하에 포화수의 함유량은 0.5g/100g, 일반적으로 물을 더 제거할 필요가 없다. 만약 필요가 있을 경우에, 적당한 방법으로 건조처리하면 된다.
또한, 탈부탄 증류탑의 측부에 얻어진 반응물을 커플링, 분리 및 순화시킬 경우에, 다시 상기 탈부탄 증류탑으로 반송하면 상기 탈부탄 증류탑의 탑저에 거의 물이 함유되지 않는 에틸 t-부틸 에테르를 얻을 수 있다.
상기 증류탑(C1)의 탑저에 수집된 에탄올 유분의 함수량은 공정조작조건의 영향을 받을 수 있으며, 통상적으로 함수량은 1중량% 이하이며, 심지어 0.5중량% 이하일 수도 있다. 상기 증류탑(C1)의 탑저에 수집된 에탄올 함유 유분의 에탄올의 함유량은 공정조작조건의 영향을 받을 수 있으며, 에탄올의 함유량이 바람직하게는 99중량% 이상이며, 보다 바람직하게는 99몰% 이상이다.
일실시예로서, 상기 보충된 에탄올이 함유된 에탄올의 몰 유량 또는 몰 수는 각각 또는 공동으로 상기 증류탑(C1)으로 도입되는 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르의 몰 유량 또는 몰 수와의 비는 1 내지 25.9:1이며, 보다 바람직하게는 1 내지 12.8:1이고, 가장 바람직하게는 1-5:1이다.
상기 증류탑(C1)의 탑정에 응축된 응축액 또는 환류액은 공정조작조건에 따라 다를 수 있으며, 통상적으로 소량의 수상(水相; aqueous phase)이 존재할 수 있다. 적어도 일부의 응축액 또는 환류액을 유수분리를 통하여 수상을 제거한 후에 상기 증류탑(C1)에 환류 또는 순환하는 원료로 하며, 바람직하게는 적어도 일부의 응축액 또는 환류액은 10 내지 60℃, 보다 바람직하게는 10 내지 40℃ 하에 유수분리를 통해 수상을 제거한 후에(미도시), 한층 더 바람직하게는 에탄올을 회수하여 재활용하거나 남은 적어도 일부의 응축액 또는 환류액을 같이 추출처리할 수 있다.
따라서, 본 발명의 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법을 통해, 함수량 1중량% 이상 15중량% 이하의 보충된 에탄올(바람직하게는 함수량은 1.5중량% 내지 15중량%, 보다 바람직하게는 2중량% 내지 10중량%, 가장 바람직하게는 3중량% 내지 10중량%)을 커플링, 분리 및 순화시켜 에탄올을 제조하여, 에탄올 중의 수분을 제거한다. 이렇게 얻어진 에탄올의 함유량은 공정조작조건의 영향을 받을 수 있으며, 에탄올의 함유량은 바람직하게는 99중량%이고, 보다 바람직하게는 99몰% 이상이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 (탈부탄 영역의 저부에서 얻어진 반응물을 포함한) 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법의 절차는 아래와 같다.
에탄올과 이소부틸렌이 함유된 혼합 C4 탄화수소(접촉분해 또는 증기분해로얻어짐)를 반응영역(R)(하나 또는 하나 이상 반응기)로 도입하고, 에테르화 반응 조건하 반응시킨다(반응조건은 미국 특허공보 제5,248,836호, 중국 공개특허공보 제1990443호, 중국 공개특허공보 제1772848호, 중국 공개특허공보 제101195560호 등을 참조).
상기 반응영역(R)에서 유출된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올과 미반응 C4 탄화수소를 탈부탄 영역(T)에서 분리시키며, 상기 탈부탄 영역(T) 탑정에서 C4 탄화수소의 유분을 수집하고, 탑저에서 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 수집한다. 만약 이소부틸렌의 전환률을 더 향상시키려고 하면 하나의 반응 증류 영역(T1)으로 진행할 수 있으며, 이때 반응 증류 영역(T1)의 상부에 에탄올을 보충한다(도 2의 점선 부분).
상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑저 또는 측부에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물, 및 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올, 바람직하게는 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물을 각각 또는 공동으로 상기 증류-추출 커플링 영역(C)(상기 증류-추출 커플링 영역(C)은 증류탑(C1)과 추출탑(C2)으로 구성됨)에서 커플링, 분리 및 순화를 진행시키며, 상기 증류-추출 커플링 영역(C)의 증류탑(C1)의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고, 추출탑(C2)의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하고, 상기 추출탑(C2)의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집한다.
상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑정에서 수집된 탄화수소에는 공비로 얻어진 에탄올을 추가로 포함한다. 일반적으로, 3급 아민 알코올의 제조과정 중에, 물로 세척하여 에탄올을 제거하며, 에탄올을 회수할 수 있는 회수탑도 별도로 설치된다(미국 특허공보 제5,447,607호 참조). 따라서, 상기 회수탑을 이용하여 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 수집된 에탄올 함유 추출액에서 에탄올을 수집하여 다시 상기 증류-추출 커플링 영역(C)으로 순환시킨다(미도시).
일실시예로서, 먼저 3급 부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물, 및 상기 보충된 에탄올과 상기 회수된 에탄올 및 이의 혼합물을 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 커플링, 분리 및 순화시켜 상기 증류탑(C1)의 탑저에서 에탄올 유분을 수집하며, 그 중의 일부를 상기 반응영역(R)과 상기 반응 증류 영역(T1)의 반응물로 사용한다. 이런 경우에, 장치를 작동시키면 상기 반응영역(R)으로 공비함수가 제거된 에탄올이 필요한 만큼 제공된다.
일실시예로서, 상기 반응영역(R)과 상기 반응 증류 영역(T1)의 에탄올 반응물은 모두 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 얻어진 공비함수가 제거된 에탄올이다(즉, 상기 증류탑(C1) 탑저에서 수집된 에탄올 함유 유분이다).
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 (탈부탄 영역의 측부에 얻어진 반응물을 포함한) 에틸 t-부틸 에테르를 커플링, 분리 및 순화하는 방법의 절차는 아래와 같다.
에탄올과 이소부틸렌을 함유하는 혼합 C4 탄화수소(접촉분해 또는 증기분해로 얻어짐)를 상기 반응영역(R)으로 도입하고, 에테르화 반응 조건하에서 반응시킨다(반응조건은 미국 특허공보 제5,248,836호, 중국 공개특허공보 제1990443호, 중국 공개특허공보 제1772848호, 중국 공개특허공보 제101195560호 등을 참조).
상기 반응영역(R)에서 유출된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올과 미반응 C4 탄화수소를 탈부탄 영역(T)(즉, 탈부탄 증류탑)에서 분리시키며, 상기 탈부탄 영역(T) 탑정에서 C4 탄화수소의 유분을 수집하고, 탑저에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 유분을 수집한다. 만약 이소부틸렌의 전환률을 더 향상시키려고 하면 하나의 반응 증류 영역(T1)으로 진행할 수 있으며, 이때 반응 증류 영역(T1)의 상부에 에탄올을 보충한다(도 3에 점선 부분).
상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 측부에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(여기의 "측부 수집"이란 수집한 위치가 상기 반응영역(R)에서 나온 반응물의 진입위치 아래의 측선 위치인 것이며, 바람직하게는 에탄올 농도가 가장 높은 탑정 또는 그 아래의 제1판 내지 제15판 사이의 위치이다) 사이의 위치이며, 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 기체상 또는 액체상으로 추출한다.
측부 수집방법은 중국 공개특허공보 제1127243호 및 미국 특허공보 제5,607,557호 등을 참조하여, 상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑저 또는 측부에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물, 및 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올, 바람직하게는 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이의 혼합물을 각각 또는 공동으로 상기 증류-추출 커플링 영역(C)(상기 증류-추출 커플링 영역(C)은 증류탑(C1)과 추출탑(C2)으로 구성됨)에서 커플링, 분리 및 순화를 진행시키며, 상기 증류-추출 커플링 영역(C)의 증류탑(C1)의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고, 추출탑(C2)의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하고, 상기 추출탑(C2)의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집한다.
일실시예로서, 수집된 0 내지 100%의 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 상기 탈부탄 영역(T) 또는 상기 반응 증류 영역(T1)으로 순환시켜, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 탈부탄 영역(T) 또는 상기 반응 증류 영역(T1)의 밑에 에틸 t-부틸 에테르 함유 유분을 수집하므로 에탄올의 함유량은 1중량% 이하이며, 거의 물을 함유하지 않는다.
상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑정에서 수집된 탄화수소에는 공비로 얻어진 에탄올을 추가로 포함한다. 일반적으로, 3급 아민 알코올의 제조과정 중에, 물로 세척하여 에탄올을 제거하며, 에탄올을 회수할 수 있는 회수탑도 별도로 설치된다(참조: 미국 특허공보 제5,447,607호). 따라서, 상기 회수탑을 이용하여 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 수집된 에탄올 함유 추출액에서 에탄올을 수집하여 다시 상기 증류-추출 커플링 영역(C)으로 순환시킨다(미도시).
일실시예로서, 먼저 3급 부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물, 및 상기 보충된 에탄올과 상기 회수된 에탄올 및 이의 혼합물을 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 커플링, 분리 및 순화시켜 상기 증류탑(C1)의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하며, 그 중의 일부를 상기 반응영역(R)과 상기 반응 증류 영역(T1)의 반응물로 사용한다. 이러한 경우, 장치를 작동시키면 상기 반응영역(R)으로 공비함수가 제거된 에탄올이 필요한 만큼 제공된다.
일실시예로서, 상기 반응영역(R)과 상기 반응 증류 영역(T1)의 에탄올 반응물은 모두 상기 증류-추출 커플링 영역(C)에서 얻어진 공비함수가 제거된 에탄올이다(즉, 상기 증류탑(C1) 탑저에서 수집된 에탄올 함유 유분이다).
아래에서 실시예를 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다.
3급 부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(상기 혼합물은 상기 3급 부틸 에테르 제조 방법 중의 반응영역(R) 후의 탈부탄 증류탑의 측부 또는 탑저에 얻어진다) 및 함수량 1중량% 이상 15중량% 이하의 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이의 혼합물을 커플링, 분리 및 순화시켜 상기 추출탑(C2)의 탑정에 3급 부틸 에테르 제품(에탄올 함유량 1중량% 이하)을 얻으며, 상기 증류탑(C1)의 탑저에 공비함수가 제거된 에탄올(함수량 1중량% 이하, 심지어 0.5중량% 이하)을 제조한다.
실시예 1:
분리할 3급 부틸 에테르와 에탄올의 혼합물은 80중량%의 3급 부틸 에테르와 20중량%의 에탄올을 함유되며, 공비물이 함유된 에탄올 원료는 94.6중량%의 에탄올과 5.4중량%의 물이 함유된다.
증류탑(C1)은 70개의 플레이트 바를 가진 다공 플레이트와 높이가 50mm이며 내경 50mm인 유리탑으로 구성된다. 상기 증류탑(C1)의 조작 압력은 0.5bar 내지 2bar(바람직하게는 1bar 내지 2bar)이며, 상기 증류탑(C1) 탑정의 온도는 45℃ 내지 80℃이고, 상기 증류탑(C1) 탑저의 온도는 60℃ 내지 95℃이며, 적당한 반응물 투입온도는 10℃ 내지 80℃이며, 바람직하게는 50℃ 내지 80℃이다. 또한 가장 바람직하게는 상기 증류탑(C1)의 조작압력과 유사한 조건하에 3급 부틸 에테르/에탄올/물 3원 공비점의 온도하에 반응물을 투입한다.
추출탑(C2)은 24개의 플레이트 바를 가진 다공 플레이트와 높이가 100mm이며 내경이 30mm인 스테인리스 강 탑으로 구성된다. 상기 추출탑(C2)의 조작 압력은 1bar 내지 15bar(바람직하게는 1bar 내지 10bar)이며, 상기 추출탑(C2)의 조작온도는 5℃ 내지 70℃(바람직하게는 10℃ 내지 60℃)이고, 추출제인 물의 용량과 추출원료의 중량비는 1.2:1 이하이며, 바람직하게는 0.2 내지 1.0:1이고, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.8:1이다.
상기 증류탑(C1)은 열절연체로서 열량이 손실되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 증류탑(C1) 및 상기 추출탑(C2)의 플레이트는 상하순서로 표시한다.
분리할 3급 부틸 에테르와 에탄올의 혼합물을 파이프라인(1)을 통하여 공비물이 함유된 에탄올을 파이프라인(2)을 통해 혼합한 후에, 파이프라인(3) 및 열교환기(E1)를 통해 65℃까지 열교환시키며, 상기 증류탑(C1)의 제20번 플레이트에서 원료를 투입한다.
상기 증류탑(C1) 탑정의 조작 압력은 1bar이며, 탑정 온도는 64℃이고, 탑저 온도는 79℃이며, 환류비를 4:1(응축액의 온도는 약 30℃이고, 2중량%의 수상이 함유된다)로 설정되고, 상기 탑저에서 파이프라인(4)을 통해 에탄올 함유 유분을 수집하며, 함수량은 0.3중량% 이하이다. 상기 탑정에서 유출된 반응물을 파이프라인(5) 및 열교환기(E2)를 통해 30℃까지 열교환 시킨 후, 상기 추출탑(C2)의 24번 플레이트에서 원료를 투입하고, 20℃의 물을 파이프라인(6)을 통해 상기 추출탑(C2)의 제1번 플레이트에서 원료를 투입한다. 상기 추출탑(C2)의 압력은 1bar이다. 상기 추출탑(C2)의 탑정에서 파이프라인(8)을 통해 3급 부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하며, 상기 추출탑(C2)의 탑저에서 파이프라인(7)을 통해 에탄올 함유 추출액을 수집하여 순환시켜 재활용한다.
분리할 3급 부틸 에테르와 에탄올의 혼합물 및 공비물이 함유된 에탄올을 포함하여 각 파이프라인의 반응물 균형표는 표 1과 같다.
실시예 1의 반응물 균형표
구성/중량%/파이프라인 1 2 3 4 5 6 7 8
H2O 5.4 2.3 0.2 4.0 100 78.2 0.8
EtOH 20 94.6 52.0 99.8 12.9 20.1 0.1
ETBE 80 45.7 <100ppm 83.1 1.7 99.1
유량,1000그램/시간 1.20 0.90 2.10 0.95 1.16 0.54 0.74 0.96
실시예 2:
분리할 3급 부틸 에테르와 에탄올의 혼합물은 80중량%의 3급 부틸 에테르와 20중량%의 에탄올을 함유되며, 보충된 공비물이 함유된 에탄올과 회수된 에탄올의 혼합물의 원료는 93.4중량%의 에탄올과 5.3중량%의 물과 1.3중량%의 3급 부틸 에테르가 함유된다.
본 실시예의 장치 및 조작과정과 조건은 실시예 1과 같다. 분리할 3급 부틸 에테르와 에탄올의 혼합물 및 보충된 공비물이 함유된 에탄올과 회수된 에탄올의 혼합물을 포함하는 각 파이프라인의 반응물 균형표는 표 2와 같다.
실시예 2의 반응물 균형표
구성/중량%/파이프라인 1 2 3 4 5 6 7 8
H2O 5.3 2.3 0.2 4.0 100 78.2 0.8
EtOH 20 93.4 51.7 99.8 13.0 20.1 0.1
ETBE 80 1.3 46.0 <100ppm 83.0 1.7 99.1
유량,1000그램/시간 1.20 0.91 2.11 0.94 1.17 0.54 0.74 0.97
상기와 같은 본 발명에 의하면, 에틸 t-부틸 에테르 순화 제조 방법은 커플링 분리법으로 이루어지며, 상기 방법으로 얻어진 에틸 t-부틸 에테르는 1중량% 이하의 에탄올을 함유할 수 있고, 상기 방법으로 얻어진 에탄올은 1중량% 이하의 물을 함유할 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치에 의하면, 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물(상기 혼합물은 에틸 t-부틸 에테르를 제조하는 방법 중의 반응영역을 거친 후 탈부탄 증류탑의 측부 또는 탑저에서 얻어진다)(에탄올 함유량/물 함유량/t-부틸 알콜 함유량을 포함됨)에 대해 특별한 요구조건이 없다.
또한, 함수량이 1중량% 이상 15중량% 이하이며 재활용 가능한 에탄올을 사용하여, 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유되고 직접 분리하기 어려운 혼합물과 커플링하여 증류-추출 커플링 영역에서 커플링 및 분리를 진행하므로 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올 제품의 다중 커플링이 이루어질 수 있으며, 필요에 따라, 에테르화 반응을 위해 에탄올 원료를 제공하거나 가솔린 첨가제의 에탄올 제품으로 사용할 수도 있고, 에테르화 반응 중의 알코올/알켄의 비율을 향상시킬 수 있으며, 일정한 범위 내에 이소부틸렌의 전화율 또는 에테르화 반응의 선택성을 향상시킬 수 있으므로 산업적 가치가 높다는 장점이 있다.
C1: 증류탑 C2: 추출탑
B1: 응축액조 E1-E4: 열교환기
1-8: 파이프 R: 반응영역
T: 탈부탄 영역 T1: 반응 증류 영역
C: 증류-추출 커플링 영역

Claims (16)

  1. 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올, 및 에틸 t-부틸 에테르(ETBE)와 에탄올을 함유하는 혼합물을 증류 추출 커플링 영역으로 도입하여 커플링, 분리 및 순화를 진행시키되;
    상기 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올에 있어서, 총 함수량과 상기 ETBE와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 ETBE와의 중량비는 0.008 내지 0.18:1이며;
    상기 증류 추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성되고, 상기 증류탑의 탑정(塔頂; top)에서 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분(fraction)을 수집하고, 상기 증류탑의 탑저(搭底; bottom)에서 에탄올 함유 유분을 수집하고;
    상기 증류탑의 탑정에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 상기 유분을 상기 추출탑으로 도입하고, 추출제로서의 물로 추출시키며, 상기 추출탑의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집하여, 상기 추출탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 및 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 상기 증류 추출 커플링 영역으로 도입하여 커플링, 분리 및 순화를 진행시키고; 상기 보충된 에탄올을 함유하는 에탄올의 몰 유량 또는 몰 수와 각각 또는 공동으로 상기 증류탑으로 도입하는 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르의 몰 유량 또는 몰 수와의 비는 1 내지 25.9:1인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물은 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올의 총 중량을 기준으로 하여 5 내지 50중량%의 에탄올을 함유하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보충된 에탄올의 함수량은 1.5 내지 15중량%이며, 또는 상기 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 또는 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중, 이의 총 함수량과 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와의 중량비는 0.008 내지 18:1인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 보충된 에탄올의 함수량은 3 내지 10중량%이며, 또는 상기 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물 중, 이의 총 함수량과 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와의 중량비는 0.02 내지 09:1이며; 또는
    상기 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 및 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중, 이의 총 함수량과 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르와의 중량비는 0.02 내지 0.09:1이고; 또는
    상기 보충된 에탄올을 함유하는 에탄올의 몰 유량 또는 몰 수와 각각 또는 공동으로 상기 증류탑으로 도입하는 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르의 몰 유량 또는 몰 수와의 비는 1 내지 6.3:1인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추출탑 탑정에서 추출된 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액의 에탄올의 함유량은 1중량% 이하 또는 상기 증류탑 탑저에서 수집된 에탄올 함유 유분의 함수량은 1중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  7. 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 보충된 에탄올 또는 회수된 에탄올 또는 이들의 혼합물, 및 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 증류 추출 커플링 영역으로 도입하여 커플링, 분리 및 순화를 진행시키되;
    상기 보충된 에탄올을 함유하는 에탄올의 몰 유량 또는 몰 수와 각각 또는 공동으로 증류탑으로 도입하는 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물 중의 에틸 t-부틸 에테르의 몰 유량 또는 몰 수와의 비는 1 내지 25.9:1이며;
    상기 증류 추출 커플링 영역은 증류탑과 추출탑으로 구성되고, 상기 증류탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분을 수집하여, 상기 증류탑의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고;
    상기 증류탑의 탑정으로부터 유출된 적어도 일부의 응축액 또는 환류액을 유수분리를 통하여 수상(aqueous phase)을 제거한 후에 상기 증류탑에 환류 또는 순환하는 원료로 하며; 남은 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 물을 함유하는 유분을 다시 상기 추출탑으로 도입하고, 추출제로서의 물로 추출시키며, 상기 추출탑의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집하고, 상기 추출탑의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 증류탑의 탑정으로부터 유출된 적어도 일부의 응축액 또는 환류액을 유수분리 진행 시, 작업온도는 10 내지 40℃인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 추출탑의 탑저에서 에탄올을 함유하는 추출액을 수집하며, 그 중의 에탄올을 회수하여 상기 증류탑의 원료로서 순환시키는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  10. a) 에탄올과 이소부틸렌을 함유하는 혼합 C4 탄화수소를 반응영역(R)으로 도입하여 에테르화 반응 조건하에서 반응시키고;
    b) 상기 반응영역(R)에서 유출된 에틸 t-부틸 에테르, 에탄올 및 C4 탄화수소를 함유하는 원료를 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)으로 도입하여 탈부탄증류 또는 반응증류를 진행시키고, 상기 탈부탄 영역(T) 또는 상기 반응 증류 영역(T1)의 탑정에서 C4 탄화수소 함유 유분을 수집한 다음, 탑저 또는 측부(side)에서 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 수집하고;
    c) 상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑저 또는 측부에서 수집된 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물, 및 함수량 1중량% 이상 최대 15중량%의 에탄올을 상기 제1항 또는 제2항의 방법으로 증류 추출 커플링 영역(C)에서 커플링, 분리 및 순화를 진행시키고, 상기 증류 추출 커플링 영역(C)의 증류탑(C1)의 탑저에서 에탄올 함유 유분을 수집하고, 추출탑(C2)의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집한 다음, 상기 추출탑(C2)의 탑저에서 에탄올 함유 추출액을 수집하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 측부에서 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 수집할 때, 상기 증류 추출 커플링 영역(C)의 추출탑(C2)의 탑정에서 수집한 0 내지 100%의 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)으로 순환시켜, 상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 탑저에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 유분을 수집하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 측부에서 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물은 에탄올 농도가 가장 높은 탑정 또는 그 아래의 측부 위치(side position)에 위치하며, 상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 측부에서 상기 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물을 기체상 또는 액체상으로 추출하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탈부탄 영역(T) 또는 반응 증류 영역(T1)의 측부에서 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올을 함유하는 혼합물은 에탄올 농도가 가장 높은 탑정 또는 그 아래의 제1판 내지 제15판 사이의 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 반응영역(R) 또는 반응 증류 영역(T1)에 사용되는 에탄올 원료는 상기 증류 추출 커플링 영역(C)의 증류탑(C1)의 탑저에서 수집된 에탄올 함유 유분인 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
  15. 증류탑(C1) 및 추출탑(C2)을 포함하되;
    함수량이 1중량% 내지 15중량%인 에탄올 및 ETBE와 에탄올을 함유하는 혼합물을 증류 추출 커플링 영역으로 이송시켜 커플링 및 분리 및 순화시키는 장치로서,
    상기 증류탑(C1)은, 증류 원료를 도입하는 연결 파이프라인(3), 상기 증류탑(C1)의 탑저에 설치되어 에탄올 함유 유분을 수집하는 가열기(E3) 및 파이프라인(4), 상기 증류탑(C1)의 탑정에 설치되어 에틸 t-부틸 에테르와 에탄올 및 물을 함유하는 유분을 수집하는 응축기(E2), 응축액조(B1) 및 상기 증류탑(C1)의 탑정에서 수집된 물질을 상기 추출탑(C2)으로 이송하는 파이프라인(5)을 포함하고;
    추출제를 상기 추출탑(C2)으로 유도하는 파이프라인(6), 상기 추출탑(C2)의 탑저에서 에탄올을 함유하는 추출액을 수집하는 파이프라인(7), 및 상기 추출탑(C2)의 탑정에서 에틸 t-부틸 에테르 함유 추출 잔류액을 수집하는 파이프라인(8)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 장치.
  16. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 추출탑의 탑저에서 에탄올을 함유하는 추출액을 수집하며, 그 중의 에탄올을 회수하여 상기 증류탑의 원료로서 순환시키는 것을 특징으로 하는, 에틸 t-부틸 에테르의 커플링 및 분리 및 순화 방법.
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