KR101568432B1 - 반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

예시적인 일 실시양태는 벤젠, 톨루엔, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상의 생성을 증가시키기 위해 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 목적지를 변경하여 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제2 분별증류 구역으로부터의 유출물을 수용하는 제1 분별증류 구역으로부터 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상이 농후한 스트림을 생성할 수 있다. 상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다.

Description

반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALTERING A FEED TO A REACTION ZONE}
본 발명의 분야는 일반적으로 반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 방향족 착물은 벤젠 및 p-크실렌의 수율을 최대화하도록 설계된다. 벤젠은 에틸벤젠, 쿠멘 및 사이클로헥산을 비롯한 이의 유도작용에 기초하는 많은 상이한 생성물에서 사용되는 다용도의 석유화학적 구성 단위이다. 또한, p-크실렌은 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 중간체를 통해 형성되는 폴리에스테르 섬유, 수지 및 필름의 제조에 사용될 수 있는 중요한 구성 단위이다.
방향족 착물은 원하는 생성물, 이용가능한 공급원료 및 이용가능한 투자 자본에 따라 여러 상이한 방식으로 구성될 수 있다. 일 예로서, 톨루엔 및 방향족 가솔린 블렌드와 같은 다른 생성물이 생성될 수 있다.
그러나, 시장 상황이 변동하여 상기 생성물 중 하나 이상에 대한 수요가 더 증가할 수 있다. 그 결과, 시장 상황에 따라 벤젠, p-크실렌, 톨루엔 및/또는 방향족 가솔린 블렌드와 같은 소정의 생성물을 더 많이 생산하기 위해 더 우수한 융통성을 제공하고자 하는 바람이 존재하였다.
예시적인 일 실시양태는 벤젠, 톨루엔, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상의 생성을 증가시키기 위해 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 목적지를 변경하여 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제2 분별증류 구역으로부터의 유출물을 수용하는 제1 분별증류 구역으로부터 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상이 농후한 스트림을 생성할 수 있다. 상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다.
예시적인 다른 실시양태는 벤젠, 톨루엔, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상의 생성을 증가시키기 위해 반응 구역으로의 공급물을 변경하는 방법을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 제2 분별증류 구역으로부터의 공급물을 수용하는 제1 분별증류 구역으로부터 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상이 농후한 스트림을 생성할 수 있다. 일반적으로, 상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 방향족 가솔린 블렌드에 포함된다. 임의로, 상기 방법은 공급물을 p-크실렌 분리 구역을 통해 통과시키고, (a) 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 증가시키기 위해 p-크실렌 분리 구역을 통한 공급물, 및 (b) p-크실렌 생성 속도를 증가시키기 위해 톨루엔 및 방향족 가솔린 블렌드 생성 속도 중 하나를 제한하는 단계를 더 포함한다.
추가의 실시양태는 벤젠, 톨루엔, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상의 생성을 증가시키는 방법을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 제2 분별증류 구역으로부터의 유출물을 수용하는 제1 분별증류 구역으로부터 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상이 농후한 스트림을 생성할 수 있다. 일반적으로, 상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 반응 구역으로의 공급물 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 포함된다.
본 발명의 예시적인 일 실시양태는 방향족 화합물 제조 장치를 포함할 수 있다. 상기 방향족 화합물 제조 장치는 제1 분별증류 구역, 제2 분별증류 구역 및 제3 분별증류 구역을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 제1 분별증류 구역은 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공할 수 있고, 상기 제2 분별증류 구역은 알킬 교환 반응 구역 유출물로부터 벤젠 및 임의로 톨루엔 중 하나 이상을 분리하여 상기 제1 분별증류 구역에 공급물을 제공할 수 있고, 상기 제3 분별증류 구역은 상기 제1 분별증류 구역으로부터 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 수용할 수 있다. 상기 제3 분별증류 구역으로부터의 유출물은 p-크실렌 분리 구역에 대한 p-크실렌 분리 구역 공급물에 바로 포함될 수 있다.
예시적인 다른 실시양태는 방향족 화합물 제조 장치를 포함할 수 있다. 상기 방향족 화합물 제조 장치는 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 제1 분별증류 구역을 포함할 수 있다. 상기 제1 분별증류 구역은 반응 구역 및 방향족 가솔린 블렌드와 바로 연통하여 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 적어도 일부를 이 반응 구역 또는 방향족 가솔린 블렌드에 제공할 수 있다.
추가의 실시양태는 방향족 화합물 제조 장치를 포함할 수 있다. 상기 방향족 화합물 제조 장치는 나프타 수첨처리 구역, 개질 구역, 추출 구역, p-크실렌 분리 구역, 알킬 교환 반응 구역, 제1 분별증류 구역 및 제2 분별증류 구역을 포함할 수 있다. 상기 개질 구역은 나프타 수첨처리 구역으로부터의 유출물을 수용할 수 있다. 일반적으로, 상기 추출 구역은 개질 구역으로부터 제1 분획을 수용하고, 상기 p-크실렌 분리 구역은 제1 분별증류 구역 및 제2 분별증류 구역을 통해 추출 구역 및 알킬 교환 반응 구역으로부터 제2 분획을 수용한다. 상기 제1 분별증류 구역은 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공할 수 있다. 일반적으로, 상기 제1 분별증류 구역은 알킬 교환 반응 구역 및 방향족 가솔린 블렌드와 바로 연통하여 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 적어도 일부를 이 알킬 교환 반응 구역 또는 방향족 가솔린 블렌드에 제공한다. 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 칼럼 및 톨루엔 칼럼을 포함할 수 있다. 일반적으로, 톨루엔 칼럼으로부터의 하부 스트림은 제1 분별증류 구역에 제공된다.
따라서, 상기 방법은 제조시 융통성을 제공할 수 있다. 하나의 이점으로는 시장 상황에 따라 p-크실렌, 벤젠, 톨루엔 또는 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 증가시킬 수 있다는 점을 들 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 예시적인 방향족 화합물 제조 장치의 설계도이다.
도 2는 다른 예시적인 방향족 화합물 제조 장치의 설계도이다.
정의
본원에 사용된 용어 "구역"은 1개 이상의 설비 품목 및/또는 1개 이상의 하위구역을 비롯한 장소를 의미할 수 있다. 설비 품목은 1개 이상의 반응기 또는 반응기 용기, 가열기, 분리기, 교환기, 파이프, 펌프, 압축기 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 반응기 또는 용기와 같은 설비 품목은 1개 이상의 구역 또는 하위구역을 더 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "스트림"은 다양한 탄화수소 분자, 예컨대 직쇄, 분지형 또는 환형 알칸, 알켄, 알카디엔 및 알킨, 및 임의로 다른 물질, 예컨대 수소와 같은 가스 또는 불순물, 예컨대 중금속을 포함하는 스트림일 수 있다. 또한, 상기 스트림은 방향족 탄화수소 및 비방향족 탄화수소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄화수소 분자는 Cl, C2, C3 ... Cn로 축약될 수 있고, 여기서 "n"은 탄화수소 분자 내 탄소 원자의 수를 나타내고, 또한 위첨자 "+" 또는 "-" 기호로 기술될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들면 C3- 탄화수소를 함유하는 것으로서 기술되는 스트림은 3개 이하의 탄소 원자로 된 탄화수소, 예컨대 3개의 탄소 원자, 2개의 탄소 원자 및/또는 1개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 기호 "A9"는 C9 방향족 탄화수소를 나타내기 위해 이하 사용될 수 있다. 또한, 용어 "스트림" 및 "라인"은 하기의 설명에서 상호 교환되어 사용될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "방향족"은 1개 이상의 탄소 라디칼이 1개 이상의 비탄소 라디칼로 치환될 수 있는 불포화 환형 탄소 라디칼의 1개 이상의 고리를 함유하는 기를 의미할 수 있다. 방향족 화합물의 예로는 3개의 이중 결합을 함유하는 C6 고리를 갖는 벤젠을 들 수 있다. 또한, 스트림 또는 구역을 "방향족"이라 기술하는 것은 하나 이상의 상이한 방향족 화합물을 갖는다는 것을 내포할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "비처리 스트림"은 분리 구역, 예컨대 분별증류 칼럼, 흡착기, 결정화기, 추출기 또는 스트림으로부터 하나 이상의 성분을 분리하는 다른 장치를 포함하는 구역 또는 스트림 중 하나 이상의 화합물이 반응하는 반응 구역으로 처리되지 않는 스트림을 의미할 수 있다. "비처리" 스트림은 가열기, 로(furnace), 열 교환기, 냉각기 또는 증발기에 의해 가열 또는 냉각 처리될 수 있거나, 다른 스트림과 조합될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "바로"는 스트림이 분리 구역 또는 반응 구역으로 처리되자마자 다른 스트림 또는 다른 구역에 포함되거나, 이들과 연통한다는 것을 의미할 수 있다. 분리 구역은 분별증류, 결정화, 흡착 및/또는 추출과 같은 공정에 의해 스트림으로부터 하나 이상의 성분을 분리시킬 수 있다. 반응 구역은 반응기에서 스트림 내 하나 이상의 탄화수소를 반응시켜 하나 이상의 탄화수소를 상이한 탄화수소로 전환시킬 수 있다. 상기 반응은 알킬 교환 반응 또는 이성체화를 들 수 있다. 그러나, 스트림은 예를 들면 가열기, 로, 열 교환기, 냉각기 또는 증발기에 의해 가열 또는 냉각 처리될 수 있거나, 다른 스트림과 조합될 수 있고, 심지어 바로 다른 스트림 또는 다른 구역에 포함되거나, 이들과 연통하는 것으로 생각된다.
본원에 사용된 용어 "가솔린 블렌드"는 다른 탄화수소와 블렌딩되어 하나 이상의 가솔린 생성물을 생성할 수 있는 생성물을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "KMTA"는 1년당 1,000 미터 톤을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "농후"는 일반적으로 스트림 내 화합물 또는 화합물 종류가 50 중량%, 바람직하게는 70 중량% 이상의 양이라는 것을 의미할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "실질적으로"는 일반적으로 스트림 내 화합물 또는 화합물 종류가 90 중량%, 바람직하게는 95 중량%, 최상으로 99 중량% 이상의 양이라는 것을 의미할 수 있다.
발명의 상세한 설명
도 1을 참조하면, 1개 이상의 반응 및 분리 구역, 예컨대 나프타 수첨처리 구역(120), 개질 구역(140), 추출 구역(180), 알킬 교환 반응 구역(220), p-크실렌 분리 구역(410), 알킬방향족 이성체화 구역(500), 제1 분별증류 구역(240), 제2 분별증류 구역(280), 제3 분별증류 구역(320), 제4 분별증류 구역(340), 제5 분별증류 구역(360) 및 제6 분별증류 구역(380)을 포함할 수 있는 예시적인 방향족 화합물 제조 장치(100)가 도시되어 있다. 상기 구역의 적어도 일부는 US 6,740,788 B1(Maher et al.) 및 US 7,169,368 B1(Sullivan et al.)에 개시되어 있다.
나프타 수첨처리 구역(120)에 대한 공급물은 라인(110)에 의해 제공될 수 있고, 나프타, 열분해 가솔린, 하나 이상의 크실렌 및 톨루엔일 수 있다. 공급물이 나프타인 것이 바람직하다. 나프타 수첨처리 구역(120)은 나프타 수첨처리 촉매를 갖는 나프타 수첨처리기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 촉매는 산화코발트 또는 산화니켈의 제1 성분과 함께 산화몰리브데늄 또는 산화텅스텐의 제2 성분과 무기 산화물 지지체의 제3 성분(통상적으로 고순도 알루미나임)으로 구성된다. 일반적으로, 산화코발트 또는 산화니켈 성분은 1∼5 중량% 범위이고, 산화몰리브데늄 성분은 6∼25 중량% 범위이다. 상기 촉매의 잔량은 알루미나일 수 있고, 모든 성분의 합은 100 중량%에 이른다. 예시적인 하나의 촉매는 US 7,005,058 B1(Towler)에 개시되어 있다. 통상적인 수첨처리 조건은 0.5∼15 hr-1의 액체 시간당 공간 속도(LHSV; liquid hourly space velocity), 690∼6900 kPa(100∼1000 psi)의 압력 및 20∼500 표준화 m3/m3(100∼3000 SCFB)의 수소 유동을 포함한다.
나프타 수첨처리 구역(120)으로부터의 유출물은 라인(130)을 통해 개질 구역(140)으로 전송될 수 있다. 개질 구역(140)에서, 파라핀 및 나프텐은 하나 이상의 방향족 화합물로 전환될 수 있다. 통상적으로, 개질 구역(140)은 하나 이상의 방향족 화합물의 생성을 최대화하기 위해 100∼106 옥탄 요구치(RON; Research Octan Number)의 가솔린 개질유를 생성시키는 것에 상응하는 매우 높은 엄격함으로 운전된다. 또한, 이러한 높은 엄격한 운전에 의해 개질유의 C8+ 분획에서 비방향족 탄화수소가 제거되어 C8 및 C9 방향족 탄화수소의 추출이 생략될 수 있다.
개질 구역(140)에서, 탄화수소 스트림은 개질 조건하에 개질 촉매와 접촉한다. 통상적으로, 상기 개질 촉매는 백금족 금속의 제1 성분, 개질제 금속의 제2 성분과 무기 산화물 지지체의 제3 성분(고순도 알루미나일 수 있음)으로 구성된다. 일반적으로, 백금족 금속은 0.01∼2.0 중량%이고, 개질제 금속 성분은 0.01∼5 중량%이다. 상기 촉매 조성물의 잔량은 알루미나일 수 있고, 모든 성분의 합은 100 중량%에 이른다. 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴 또는 이리듐일 수 있다. 백금족 금속 성분이 백금인 것이 바람직하다. 금속 개질제는 레늄, 주석, 게르마늄, 납, 코발트, 니켈, 인듐, 갈륨, 아연, 우라늄, 디스프로슘, 탈륨 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 하나의 개질 촉매는 US 5,665,223(Bogdan)에 개시되어 있다. 보통, 개질 조건은 0.5∼15.0 hr-1의 액체 시간당 공간 속도, 개질 구역(140)에 진입하는 탄화수소 공급물 1 몰 당 수소 0.5∼10 몰의 탄화수소에 대한 수소의 비 및 69∼4830 kPa(10∼700 psi)의 압력을 포함한다.
개질 구역(140)으로부터의 개질유 생성물은 제4 분별증류 구역(340)으로의 라인(144)에 진입할 수 있다. 분별증류 구역(340)은 1개 이상의 분별증류 칼럼, 예컨대 칼럼(350)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 칼럼(350)은 유입 스트림을 라인(344)을 통해 칼럼(350)의 상부로부터 배출되는 C7- 분획과 제3 분별증류 구역(320)(후술됨)으로 라인(348)을 통해 칼럼(350)의 바닥으로부터 배출되는 C8+ 분획으로 분리할 수 있다.
라인(344)에서의 탄화수소 스트림은 추출 구역(180)에 진입할 수 있다. 상기 탄화수소 스트림은 제4 분별증류 구역(340)을 통해 통과한 후 나프타 수첨처리 구역(120) 및/또는 개질 구역(140)으로부터의 제1 분획일 수 있다. 추출 구역(180)은 라인(184)에서 부산물 라피네이트 스트림 및 라인(186)에서 벤젠 및/또는 톨루엔과 같은 하나 이상의 방향족 화합물이 농후한 스트림을 생성시킬 수 있고, 상기 하나 이상의 방향족 화합물이 농후한 스트림은 제2 분별증류 구역(280)(후술됨)으로 전송될 수 있다. 상기 라피네이트 스트림은 블렌딩되어 에틸렌 플랜트에서 공급원료로서 사용되는 가솔린이 될 수 있거나, 방향족 화합물 제조 장치(100)로 재순환되어 추가의 벤젠으로 전환될 수 있다. 추출 구역(180)은 추출 증류, 액체-액체 추출 또는 조합된 액체-액체 추출/추출 증류 방법과 같은 추출 방법을 이용할 수 있다. 예시적인 추출 공정은 문헌[Thomas J. Stoodt et al., "UOP Sulfolane Process", Handbook of Petroleum Refining Processes, McGraw-Hill (Robert A. Meyers, 3rd Ed., 2004), pp. 2.13-2.23]에 개시되어 있다. 바람직하게는, 주요 증류 칼럼으로 알려진 1개 이상의 칼럼 및 회수 칼럼으로 알려진 제2 칼럼을 포함할 수 있는 추출 증류가 이용된다.
추출 증류는 거의 동일한 휘발성을 갖고 거의 동일한 비점을 갖는 성분들을 분리할 수 있다. 통상적으로, 추출되는 탄화수소 스트림의 진입 시점 전에 용매가 주요 추출 증류 칼럼으로 도입된다. 상기 용매는 탄화수소 스트림의 성분들의 분리를 수월하게 하도록 상이한 온도에서 비등하는 상기 성분들의 휘발성에 영향을 미칠 수 있다. 용매의 예로는 테트라하이드로티오펜 1,1-디옥사이드(즉, 설포란), n-포르밀모르폴린(즉, NFM), n-메틸피롤리돈(즉, NFP), 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 메톡시 트리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 다른 글리콜 에테르가 단독으로의 또는 상기 기재된 용매와의 조합으로의 적합한 용매일 수 있다.
라인(186)에서 하나 이상의 방향족 화합물이 농후한 스트림의 적어도 일부는 알킬 교환 반응 구역(220)(후술됨)으로부터의 유출물과 조합되어 제2 분별증류 구역(280)에 진입할 수 있다. 제2 분별증류 구역(280)은 1개 이상의 칼럼을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 분별증류 구역(280)은 복수의 칼럼, 즉 벤젠 칼럼(290) 및 톨루엔 칼럼(300)을 포함한다. 벤젠 칼럼(290)은 칼럼(290)의 상부에서 벤젠이 농후한 스트림(라인(294)을 통해 배출될 수 있음) 및 실질적으로 C7+ 탄화수소인 하나 이상의 방향족 탄화수소의 하부 스트림(라인(298)을 통해 톨루엔 칼럼(300)에 진입할 수 있음)을 생성할 수 있다. 톨루엔 칼럼(300)은 톨루엔이 농후한 스트림 또는 실질적으로 톨루엔인 스트림(라인(304)을 통해 상부로부터 배출될 수 있음)을 분리할 수 있다. 톨루엔이 농후한 스트림 중 적어도 일부는 밸브(310)를 통해 통과하여 라인(308)을 통해 생성물로서 회수될 수 있고/있거나 톨루엔이 농후한 스트림 중 적어도 일부는 라인(314)으로의 밸브(312)를 통해 통과하여 재순환될 수 있다. 임의로, 라인(314)에서의 톨루엔이 농후한 스트림은 하기 기재된 바대로 라인(394)에서의 스트림 및 라인(276)에서의 스트림과 조합될 수 있다. C8+ 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 라인(244)을 통해 칼럼(300)의 바닥으로부터의 유출물로서 배출되어 제1 분별증류 구역(240)에 대한 공급물이 될 수 있다.
이러한 예시적인 실시양태에서, 제1 분별증류 구역(240)은 1개 이상의 칼럼(250)을 포함할 수 있다. 칼럼(250)은 칼럼의 상부, 측부 및 바닥으로부터 배출되는 3개의 분획을 생성시킬 수 있다. C10+ 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 라인(262)을 통해 제6 분별증류 구역(380)으로 또는 라인(404)(후술됨)을 통해 연료유와 같은 생성물로 배출될 수 있다. C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 라인(258)을 통해 칼럼(250)로부터 측부 스트림으로서 배출될 수 있다. 상기 스트림 중 적어도 일부는 방향족 가솔린 블렌드, 알킬 교환 반응 구역(220) 또는 각각 라인(278) 및 라인(276)을 통해 둘 다로 통과할 수 있다. 특히, C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 전부 또는 일부는 각각 밸브(274) 및 밸브(272)가 개방되거나, 폐쇄되거나, 교축되어 이 목적지로 전송될 수 있다. C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림이 방향족 가솔린 블렌드로 전송되는 경우, 밸브(272)가 폐쇄되어 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 밸브(274) 및 라인(278)을 통해 라인(400)으로 통과할 수 있고, 여기서 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 다른 성분과 조합되는 방향족 가솔린 블렌드로 전송되어 가솔린 생성물을 생성할 수 있다.
C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림이 알킬 교환 반응 구역(220)으로 전송되는 경우, 밸브(274)가 폐쇄되어 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림이 밸브(272)를 통해 라인(276)으로 통과할 수 있다. 라인(276)에서의 스트림은 라인(318)에서의 스트림과 조합될 수 있어 알킬 교환 반응 구역(220)에 진입할 수 있다.
알킬 교환 반응 구역(220)은 추가의 크실렌 및 벤젠을 생성할 수 있다. 임의의 이론에 구속되고자 하는 것이 아니고, 2개 이상의 반응, 즉 불균등화 및 알킬 교환 반응가 일어날 수 있다. 불균등화 반응은 2개의 톨루엔 분자를 반응시켜 벤젠 및 크실렌 분자를 형성할 수 있고, 알킬 교환 반응 반응은 톨루엔 및 C9 방향족 탄화수소를 반응시켜 2개의 크실렌 분자를 형성할 수 있다. 알킬 교환 반응 반응과 관련한 일 예로서, 트리메틸벤젠 1 몰과 톨루엔 1 몰과의 반응물은 생성물로서 p-크실렌과 같은 크실렌 2 몰을 생성시킬 수 있다. 에틸, 프로필 및 고급 알킬기 치환된 C9-C10 방향족 화합물은 탈알킬화를 통해 더 저급의 단일 고리 방향족으로 전환될 수 있다. 일 예로서, 메틸에틸벤젠은 탈알킬화를 통해 에틸기를 잃어 톨루엔을 형성할 수 있다. 프로필벤젠, 부틸벤젠 및 디에틸벤젠은 탈알킬화를 통해 벤젠으로 전환될 수 있다. 메틸 치환된 방향족, 즉 톨루엔은 추가로 상기 기재된 바대로 불균등화 또는 알킬 교환 반응를 통해 벤젠 및 크실렌으로 전환될 수 있다. 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물이 에틸, 프로필 및 고급 알킬기 치환된 방향족을 더 많이 가질 때, 벤젠이 알킬 교환 반응 구역에서 더 많이 생성될 수 있다. 일반적으로, 에틸, 프로필 및 고급 알킬기 치환된 방향족 화합물은 메틸 치환된 방향족 화합물, 예컨대 트리메틸벤젠 및 테트라메틸벤젠보다 더 높은 전환 속도를 갖는다.
알킬 교환 반응 구역(220)에서, 라인(224)으로부터의 스트림은 알킬 교환 반응 조건하에 알킬 교환 반응 촉매와 접촉한다. 상기 촉매가 금속 안정화 알킬 교환 반응 촉매인 것이 바람직하다. 상기 촉매는 고체 산 성분, 금속 성분 및 무기 산화물 성분을 포함할 수 있다. 상기 고체 산 성분은 통상적으로 MFI, MEL, MTW, MTT 및 FER(IUPAC 위원회에 의한 제올라이트 명명법), 베타 제올라이트 또는 모데나이트의 구조를 포함할 수 있는 펜타실 제올라이트이다. 상기 고체 산 성분이 모데나이트 제올라이트인 것이 바람직하다. 다른 적합한 고체 산 성분은 마지트(mazzite), NES형 제올라이트, EU-1, MAPO-36, MAPSO-31, SAPO-5, SAPO-11 및 SAPO-41을 포함할 수 있다. 일반적으로, 마지트 제올라이트는 제올라이트 오메가를 포함한다. 제올라이트 오메가 및 NU-87, EU-1, MAPO-36, MAPSO-31, SAPO-5, SAPO-11 및 SAPO-41 제올라이트에 대한 추가의 논의는 US 7,169,368 B1(Sullivan et al.)에 기재되어 있다.
통상적으로, 금속 성분은 귀금속 또는 비금속이다. 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴 또는 이리듐의 백금족 금속일 수 있다. 일반적으로, 비금속은 레늄, 주석, 게르마늄, 납, 코발트, 니켈, 인듐, 갈륨, 아연, 우라늄, 디스프로슘, 탈륨 또는 이들의 혼합물이다. 비금속은 다른 비금속 또는 귀금속과 조합될 수 있다. 금속 성분이 레늄을 포함하는 것이 바람직하다. 알킬 교환 반응 촉매에서 적합한 금속 양은 일반적으로 0.01∼10% 범위, 바람직하게는 0.1∼3% 범위, 최상으로 0.1∼1 중량% 범위이다. 촉매에서 적합한 제올라이트 양은 1∼99% 범위, 바람직하게는 10∼90% 범위, 최상으로 25∼75 중량% 범위이다. 상기 촉매의 잔량은 생산을 수월하게 하고, 강도를 제공하며, 비용을 감소시키는 데 임의로 사용되는 내화성 결합제 또는 매트릭스로 구성될 수 있다. 상기 결합제는 조성이 균일하고 비교적 내화성이어야 한다. 적합한 결합제로는 무기 산화물, 예컨대 알루미나, 마그네시아, 지르코니아, 크로미아, 티타니아, 보리아, 토리아, 인산염, 산화아연 및 실리카 중 하나 이상을 들 수 있다. 알루미나가 결합제인 것이 바람직하다. 예시적인 하나의 알킬 교환 반응 촉매는 US 5,847,256(Ichioka et al.)에 개시되어 있다.
보통, 알킬 교환 반응 구역(220)은 200℃∼540℃(390℉∼1000℉)의 온도 및 690∼4140 kPa(100∼600 psi)의 압력에서 운전된다. 알킬 교환 반응 반응은 광범위한 공간 속도에 걸쳐 수행될 수 있고, 더 높은 공간 속도로 전환에 의해 더 높은 p-크실렌 비가 달성된다. 일반적으로, 액체 시간당 공간 속도는 0.1∼20 hr-1 범위이다. 공급원료는 바람직하게는 기상에서 수소의 존재하에 알킬 교환 반응된다. 액상에서 알킬 교환 반응되는 경우에 수소의 존재는 임의적이다. 자유 수소가 존재하는 경우, 이는 알킬방향족 1 몰 당 0.1 몰∼10 몰의 양으로 공급원료 및 재순환된 탄화수소와 관련된다.
알킬 교환 반응 구역(220)으로부터의 유출물은 라인(228)을 통해 배출되어 라인(186)에서의 추출 구역(180)으로부터의 유출물과 조합될 수 있다. 라인(284)에서의 조합된 스트림은 상기 기재된 바대로 제2 분별증류 구역(280)에 진입할 수 있다.
제1 분별증류 구역(240)을 참조하면, 칼럼(250)의 상부로부터의 유출물은 라인(254)을 통해 배출될 수 있다. 이 유출물은 라인(364)으로부터 제5 분별증류 구역(360)으로부터의 유출물과 조합될 수 있다. 이 조합된 스트림은 라인(366)에 진입할 수 있다. 라인(366)에서의 이 조합된 스트림은 다시 라인(348)에서 제4 분별증류 구역(340)에서의 칼럼(350)으로부터의 하부 스트림과 조합될 수 있다. 이 스트림은 조합되어 제3 분별증류 구역(320)에 진입할 수 있다.
제3 분별증류 구역(320)은 라인(334)에서 상부 스트림 및 라인(338)(후술됨)에서 하부 스트림을 생성시키는 칼럼(330)을 가질 수 있다. 상부 스트림은 C8- 방향족 탄화수소가 농후할 수 있고 라인(334)을 통해 p-크실렌 분리 구역(410)에 진입할 수 있다. 상기 스트림은 제1 분별증류 구역(240) 및 제2 분별증류 구역(280)을 통해 통과한 후 추출 구역(180) 및 알킬 교환 반응 구역(220)으로부터의 제2 분획일 수 있다. 일반적으로, 라인(334)에서의 스트림은 공급물에 바로 포함되거나, p-크실렌 분리 구역(410)으로 바로 전송된다.
p-크실렌 분리 구역(410)은 결정화 공정 또는 흡착 분리 공정에 기초할 수 있다. p-크실렌 분리 구역(410)이 흡착 분리 공정에 기초하는 것이 바람직하다. 이러한 흡착 분리는 라인(414)에서 실질적으로 p-크실렌인 스트림, 예컨대 99 중량%를 초과하는 p-크실렌을 함유하는 스트림을 제공할 수 있다. p-크실렌 분리 구역(410)에 대한 공급물은 예를 들면 분자를 알킬 교환 반응 구역(220)과 같은 다른 구역에 지시하여, 벤젠 및 톨루엔과 같은 다른 생성물을 생성시키는 조절 밸브를 교착하여 제한할 수 있다.
p-크실렌 분리 구역(410)으로부터의 라피네이트는 p-크실렌이 보통 1 중량% 미만의 수준으로 고갈될 수 있다. 라피네이트는 라인(418)을 통해 알킬방향족 이성체화 구역(500)에 전송될 수 있고, 여기서 크실렌 이성체의 평형 또는 근평형 분포가 재확립되어 p-크실렌이 추가로 생성된다. p-크실렌 분리 유닛 라피네이트에서의 임의의 에틸벤젠은 사용된 이성체화 촉매 유형에 따라 크실렌으로 추가로 전환될 수 있거나, 탈알킬화에 의해 벤젠으로 전환될 수 있다.
알킬방향족 이성체화 구역(500)에서, 라인(418)에서의 라피네이트 스트림은 이성체화 조건하에 이성체화 촉매와 접촉할 수 있다. 통상적으로, 상기 이성체화 촉매는 분자체 성분, 금속 성분과 무기 산화물 성분으로 구성된다. 분자체 성분은 벤젠에 대한 전체 수요에 따라 에틸벤젠 이성체화와 에틸벤젠 탈알킬화 사이의 촉매 성능에 대해 조절하게끔 한다. 그 결과, 분자체는 제올라이트성 알루미노실리케이트 또는 비제올라이트성 분자체일 수 있다. 제올라이트성 알루미노실리케이트(또는 제올라이트) 성분은 통상적으로 MFI, MEL, MTW, MTT 및 FER(IUPAC 위원회에 의한 제올라이트 명명법), 베타 제올라이트 또는 모데나이트의 구조를 포함하는 펜타실 제올라이트이다. 보통, 비제올라이트성 분자체는 AEL 구조체형 중 1개 이상, 특히 SAPO-11 또는 ATO 구조체형 중 1개 이상, 특히 MAPSO-31이다. 금속 성분은 귀금속 성분일 수 있고, 귀금속 이외에 또는 귀금속 대신에 임의의 비금속 개질제 성분을 포함할 수 있다. 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴 또는 이리듐의 백금족 금속일 수 있다. 비금속은 레늄, 주석, 게르마늄, 납, 코발트, 니켈, 인듐, 갈륨, 아연, 우라늄, 디스프로슘, 탈륨 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 비금속은 다른 비금속 또는 귀금속과 조합될 수 있다. 이성체화 촉매에서 적합한 총 금속 양은 0.01∼10% 범위, 바람직하게는 0.01∼3 중량% 범위이다. 촉매에서 적합한 제올라이트 양은 1∼99% 범위, 바람직하게는 10∼90% 범위, 더 바람직하게는 25∼75 중량% 범위일 수 있다. 상기 촉매의 잔량은 무기 산화물 결합제, 통상적으로 알루미나로 구성된다. 본 발명에 사용되는 예시적인 하나의 이성체화 촉매는 US 4,899,012(Sachtler et al.)에 개시되어 있다.
통상적인 이성체화 조건은 0℃∼600℃(32℉∼1100℉) 범위의 온도 및 대기압 내지 3450 kPa(500 psi)의 압력을 포함한다. 촉매 부피에 대한 공급원료의 액체 시간당 탄화수소 공간 속도는 0.1∼30 hr-1일 수 있다. 일반적으로, 탄화수소는 0.5:1∼15:1 또는 그 이상의 수소 대 탄화수소 몰 비, 바람직하게는 0.5∼10의 수소 대 탄화수소 몰 비로 기체 수소와의 혼합물로 촉매와 접촉한다. 이성체화에 액상 조건이 사용되고, 통상적으로 수소가 알킬방향족 이성체화 구역(500)에 첨가되지 않는다.
라인(504)에서의 알킬방향족 이성체화 구역(500)으로부터의 유출물의 적어도 일부는 제5 분별증류 구역(360)에 진입할 수 있다. 제5 분별증류 구역(360)은 C7- 탄화수소가 농후한 상부 스트림을 생성하는 칼럼(370)을 포함할 수 있고, 이 상부 스트림은 라인(362)을 통해 방향족 화합물 제조 장치(100)로부터 퍼징될 수 있다. C8+ 방향족 탄화수소가 농후한 하부 스트림은 칼럼(370)으로부터 생성되어 라인(364)을 통해 배출될 수 있고, 상기 기재된 바대로 라인(254)에서의 스트림과 조합되어 라인(366)에서 조합된 스트림을 생성할 수 있다.
제3 분별증류 구역(320)과 관련하여, 라인(338)에서의 C9+ 탄화수소가 농후한 하부 스트림은 제6 분별증류 구역(380)으로 전송될 수 있다. 제6 분별증류 구역(380)은 C9- 방향족 탄화수소가 농후한 상부 스트림 및 연료유와 같은 생성물에 혼입되는 라인(404)에서 C10+ 방향족 탄화수소가 농후한 하부 스트림을 생성하는 칼럼(390)을 포함할 수 있다. 라인(392)에서의 상부 스트림은 방향족 가솔린 블렌드로 전송되거나, 알킬 교환 반응 구역(220)으로 재순환되거나, 임의의 비율로 이 2개의 목적지에서 분할될 수 있다. 적어도 일부가 방향족 가솔린 블렌드에 제공되는 경우, 그 스트림은 밸브(398)를 통해 통과하여 라인(278)에서의 스트림과 조합된 후, 라인(400)을 통해 방향족 화합물 제조 장치(100)로부터 배출될 수 있다. 적어도 일부가 재순환되는 경우, 라인(392)에서의 스트림은 밸브(396) 및 라인(394)을 통해 라인(314)으로 통과할 수 있다. 라인(318)에서의 조합된 스트림은 라인(276)에서의 스트림과 조합될 수 있다. 이 조합된 스트림은 상기 기재된 바대로 라인(224)을 통해 알킬 교환 반응 구역(220)으로 재순환될 수 있다.
대안적인 실시양태에서, 제1 분별증류 구역(240)으로부터의 유출물의 적어도 일부, 바람직하게는 전부는 라인(364)으로의 유동이 차단되어 밸브(264) 및 라인(256)을 통해 p-크실렌 분리 구역(410)의 공급물로 통과할 수 있다. 또한, 라인(262)에서의 하부 스트림의 적어도 일부, 바람직하게는 전부는 구역(380)의 유입구를 폐쇄하고 라인(262)에서의 스트림을 라인(406) 및 밸브(408)를 통해 연료유와 같은 생성물에 대한 라인(404)으로 통과시켜 제6 분별증류 구역(380)을 우회할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 제1 분별증류 구역(240)이 라인(244)에서의 성분들을 우수하게 분할하여 라인(254)에서 대부분 C8- 탄화수소를 제공하고, 라인(258)에 대부분 C9 탄화수소를 제공하며 라인(262)에서 대부분 C10+ 탄화수소를 제공하는 경우 이 대안적인 목적지가 바람직하다.
도 2를 참조하면, 다른 예시적인 방향족 생성 유닛이 도시되어 있다. 방향족 생성 유닛(600)은 칼럼(250)이 상부 스트림(254) 및 하부 스트림(262)만을 갖는다(방향족 가솔린 블렌드가 부정확한 종말 요건을 갖고, 라인(406) 및 밸브(408)가 생략되는 경우 특히 효과적일 수 있음)는 점을 제외하고는 상기 기재된 방향족 생성 유닛(100)과 실질적으로 동일하다. C9+ 방향족 탄화수소가 농후한 하부 스트림(262)은 밸브(272)를 통해 통과하여 라인(276)을 통해 알킬 교환 반응 구역(220)으로 재순환될 수 있고/있거나 밸브(274)를 통해 통과하여 라인(278) 및 라인(400)을 통해 방향족 가솔린 블렌드로 통과할 수 있다. 하부 스트림(262)은 이러한 2개의 목적지 사이에 임의의 비율로 분할될 수 있다. 또한, 라인(266)은 라인(262)과 연통하여 방향족 화합물 제조 장치(600)로부터 예를 들면 연료유 생성물에 퍼지를 제공한다. 밸브(270)를 개방하거나, 폐쇄하거나, 교착하여 방향족 화합물 제조 장치(600)로부터 중질 탄화수소를 퍼징할 수 있다.
장치(100) 및 장치(600)에서의 운전에 있어서, 다양한 양의 벤젠, 톨루엔, 방향족 가솔린 블렌드 및/또는 p-크실렌이 생성될 수 있다. 밸브, 특히 밸브(396) 및 밸브(398) 및/또는 밸브(272) 및 밸브(274) 중 임의의 밸브를 개방하거나, 폐쇄하거나, 교착하여 알킬 교환 반응 구역(220) 및 방향족 가솔린 블렌드에 대한 재순환 양을 각각 조절함으로써 생성물 수율을 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, C9 방향족 탄화수소는 장치(100)의 경우 제6 분별증류 구역(380)으로부터의 라인(392)에 의해 제공될 수 있고 제1 분별증류 구역(240)으로부터의 라인(258)에 의해 제공될 수 있다. 라인(258)으로부터의 스트림을 방향족 가솔린 블렌드로 전송하며, 또한 라인(392)에서의 스트림의 적어도 일부를 라인(394)을 통해 전송하고 p-크실렌 생성을 제한하여 벤젠이 더 많이 생성될 수 있다. 대안적으로, 라인(258)으로부터의 스트림을 라인(276)을 통해 알킬 교환 반응 구역(220)으로 전송하고, 밸브(274)를 폐쇄하며, 밸브(398)를 통한 유동을 증가시키고, p-크실렌 생성을 제한하여 방향족 가솔린 블렌드 생성이 증가할 수 있다. 밸브(272) 및 밸브(310)를 개방하고 밸브(398)를 통한 유동을 감소시켜 p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 제한함으로써 톨루엔 생성이 더욱 증가할 수 있다. 또한, 밸브(274)를 개방하고 밸브(398)를 통한 유동을 제한하여 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 제한함으로써 p-크실렌 생성이 증가할 수 있다. 도 2를 참조하면, (도 1에서의 라인(258) 대신에) 라인(262)으로부터의 스트림의 적어도 일부가 알킬 교환 반응 구역(220) 또는 방향족 가솔린 블렌드로 전송되어 유사한 생성물 융통성이 얻을 수 있다.
제1 분별증류 구역(240)이 라인(244)에서의 성분을 우수하게 분할하는 경우, 제1 분별증류 구역(240)으로부터 대부분 C8- 탄화수소를 함유하는 라인(254)에서의 유출물의 적어도 일부, 바람직하게는 전부는 상기 기재된 바대로 밸브(264) 및 라인(256)을 통해 p-크실렌 분리 구역(410)의 공급물로 통과할 수 있다.
밸브(264), 밸브(270), 밸브(272), 밸브(274), 밸브(310), 밸브(312), 밸브(396), 밸브(398) 및 밸브(408)는 조절 밸브일 수 있고 교착될 수 있어 이의 각각의 라인과 관련된 탄화수소의 적어도 일부가 통과하도록 한다.
따라서, 상기 장치(100) 및 장치(600)는 추가로 하기 실시예에 기재된 바대로 다양한 생성물을 생산하는 융통성을 제공할 수 있다.
예시적인 실시양태
하기 실시예는 본 공정을 추가로 예시하기 위해 의도된 것이다. 이러한 본 발명의 실시양태의 예시는 본 발명의 특허청구범위를 이 실시예의 특정 내용으로 제한하도록 의도되지 않는다. 이 실시예는 유사한 공정에서의 공학 계산 및 실제 운전 경험에 기초한 것이다.
이러한 예시적인 실시예에서, 도 1에 도시된 방향족 화합물 제조 장치(100)는 하기 표 1에 기재된 유속을 제외하고는 일반적으로 각각의 실시예에서 동일한 조건, 예컨대 동일한 공급물 속도 및 LHSV에서 동일한 공급원료 조성, 수소 대 탄화수소 몰 비, 반응기 압력, 촉매, 촉매 분포 및 촉매 순환 속도를 이용한다.
실시예
비교예 1 및 실시예 2∼4에서는 톨루엔/벤젠 공급물 혼합물이 방향족 생성 유닛에 소량 첨가되어 있다.
비교예 1
이 비교예에서, 제1 분별증류 구역(240)을 생략하였고 라인(244)에서의 제2 분별증류 구역(280)으로부터의 바닥 스트림을 라인(328)으로 전송하여 제3 분별증류 구역(320)에 대한 공급물과 조합하였다. 또한, 밸브(310)를 폐쇄하고 밸브(312)를 개방하여 알킬 교환 반응 구역(220)으로 톨루엔을 재순환시켰다.
실시예 2∼4
다음의 3개의 실시예에서, 밸브(310)를 폐쇄하고 밸브(312)를 개방하여 도 1에 도시된 바대로 알킬 교환 반응 구역(220)으로 모든 분별증류 톨루엔을 재순환시킬 수 있었다.
실시예 2
이 실시예에서, 밸브(272)를 폐쇄하고, 밸브(312) 및 밸브(274)를 개방하고, 밸브(396) 교착에 의해 라인(394)을 통한 재순환량을 제한하여 p-크실렌 생성을 고정시킴으로써 벤젠 수율을 증가시킬 수 있었다.
실시예 3
다른 예에서, 밸브(274)를 폐쇄하고, 밸브(272)를 개방하고, 밸브(396) 교착에 의해 라인(394)을 통한 재순환량을 제한하여 p-크실렌 생성을 고정시킴으로써 방향족 가솔린 블렌드를 증가시킬 수 있었다.
실시예 4
또 다른 예에서, 밸브(274)를 폐쇄하고, 밸브(272)를 개방하고, 밸브(396)를 통한 생성물량을 제한하여 (그리고 상응하게 라인(394)을 통한 재순환량을 증가시켜) 방향족 가솔린 블렌드 생성을 고정시킴으로써 라인(414)에서의 p-크실렌의 양을 증가시킬 수 있었다.
비교예 5
이 비교예에서, 비교예 1에서처럼 제1 분별증류 구역(240)을 생략하였고 라인(244)에서의 제2 분별증류 구역(280)으로부터의 바닥 스트림을 라인(328)으로 전송하여 제3 분별증류 구역(320)에 대한 공급물과 조합하였다. 그러나, 밸브(310)를 개방하여 톨루엔의 적어도 일부를 생성물로서 회수하였다.
실시예 6∼8
다음에 3개의 실시예에서, 밸브(310)를 개방하여 라인(304)에서의 톨루엔의 적어도 일부를 생성물로서 회수할 수 있었다.
실시예 6
이 실시예에서, 밸브(274)를 폐쇄하고, 밸브(272)를 개방하고, 톨루엔 및 방향족 가솔린 블렌드 생성 속도를 고정시켜 p-크실렌 수율을 증가시킬 수 있었다.
실시예 7
이 또 다른 실시예에서, 밸브(272)를 폐쇄하고, 밸브(274)를 개방하고, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드를 고정시켜 벤젠 생성 속도를 증가시키고 톨루엔 생성 속도를 감소시킬 수 있었다.
실시예 8
추가의 실시예에서, 밸브(274)를 폐쇄하고, 밸브(272)를 개방하고, 방향족 가솔린 블렌드 및 p-크실렌 생성 속도를 고정시켜 톨루엔 생성 속도를 증가시킬 수 있었다.
실시예 1∼8의 결과를 표 1에서 KMTA로 기재하였고, 표 2에서 ×1,000 lb/hr로서 기재하였다.
[표 1]
Figure 112010016928786-pct00001
(모든 단위는 KMTA임)
[표 2]
Figure 112010016928786-pct00002
(모든 단위는 ×1,000 lb/hr임)
실시예 2 및 실시예 3은 벤젠 또는 방향족 가솔린 블렌드 생성을 생성시키는 융통성을 입증하고 있다. 그 차이는 벤젠 50 KMTA(13,000 lb/시간)[490 내지 440 KMTA(123,000 내지 111,000 lb/시간)] 및 방향족 가솔린 블렌드 77 KMTA(19,000 lb/시간)[432 내지 509 KMTA(109,000 내지 128,000 lb/시간)]일 수 있다. 실시예 4는 p-크실렌 생성을 증가시키는 융통성을 입증하고 있다. 실시예 4는 실시예 1에서 생성된 p-크실렌 1200 KMTA(302,400 lb/시간)와 비교하여 1221 KMTA(307,700 lb/시간)로 p-크실렌을 21 KMTA(5,300 lb/시간) 더 많이 생성하였지만, 실시예 1에 의해 생성된 벤젠 456 KMTA(115,000 lb/시간)와 비교하여 441 KMTA(111,000 lb/시간)로 벤젠을 15 KMTA(3,800 lb/시간) 더 적게 생성하였다. 동일한 또는 상이한 생성물에 대한 유사한 융통성이 실시예 5∼8에 기재되어 있고, 여기서 톨루엔도 또한 방향족 생성 유닛으로부터의 생성물이다. 따라서, 이러한 실시예들은 추가로 본원에 개시된 장치의 융통성을 입증하고 있다.
실시양태에서, 상기 방향족 화합물 제조 장치는 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 제1 분별증류 구역을 포함할 수 있다. 상기 제1 분별증류 구역은 반응 구역 및 방향족 가솔린 블렌드와 바로 연통하여 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림의 적어도 일부를 이 반응 구역 또는 방향족 가솔린 블렌드에 제공할 수 있다. 임의로, 상기 제1 분별증류 구역은 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 상부 스트림으로 제공하고 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 하부 스트림으로 제공하는 칼럼을 포함할 수 있거나, C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림은 측부 스트림으로 제공될 수 있고, 하부 스트림은 C10+ 방향족 탄화수소가 농후할 수 있다.
실시양태에서, 상기 방향족 화합물 제조 장치는 알킬 교환 반응 구역을 포함하는 반응 구역으로부터 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상을 분리하여 상기 제1 분별증류 구역에 공급물을 제공하는 제2 분별증류 구역을 더 포함할 수 있다. 임의로, 상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 칼럼 및 톨루엔 칼럼을 포함하고, 여기서 톨루엔 칼럼으로부터의 톨루엔이 농후한 상부 스트림은 반응 구역에 진입하기 전에 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림과 조합된다. 상기 방향족 화합물 제조 장치는 제1 분별증류 구역으로부터 C8- 방향족 스트림의 적어도 일부를 수용하는 p-크실렌 분리 구역, p-크실렌 분리 구역으로부터 p-크실렌 분리 구역 유출물의 적어도 일부를 수용하는 알킬방향족 이성체화 구역, 및 추출 구역 유출물의 적어도 일부를 제2 분별증류 구역에 제공하는 추출 구역을 더 포함할 수 있다.
추가의 상세한 설명이 없어도, 당업자라면 상기 설명을 이용하여 본 발명을 이의 완전한 정도로 이용할 수 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 상기 바람직한 구체적인 실시양태는 단지 예시인 것으로서 해석되어야 하고, 무엇보다도 어떠한 방식으로도 본 개시내용의 나머지를 제한하지 않는다.
상기 설명에서, 모든 온도는 섭씨로 부정확하게 기재하였고, 모든 부 및 백분율은 달리 기재되지 않은 한 중량 기준이다.
상기 설명으로부터, 당업자라면 본 발명의 필수적인 특성을 용이하게 확인할 수 있고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 본 발명을 다양하게 변형하고 변경하여 본 발명을 다양한 이용 및 조건에 맞출 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 공급물로부터 벤젠, 톨루엔, p-크실렌 및 방향족 가솔린 블렌드(blend) 중 하나 이상의 생성을 증가시키는 방법으로서, 상기 공급물은 알킬 교환 반응 구역을 포함하는 방향족 화합물 제조 장치로 제공되며,
    상기 방법은 a) 제2 분별증류 구역으로부터의 유출물을 수용하는 제1 분별증류 구역으로부터의 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제1 스트림을 알킬 교환 반응 구역 또는 방향족 가솔린 블렌드로 제공하는 단계로서,
    상기 제2 분별증류 구역은 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상이 농후한 스트림을 포함하는 유출물을 생성하고,
    상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제1 스트림은 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 포함되는 단계;
    b) C8+ 방향족 탄화수소 스트림을 제3 분별증류 구역으로 제공하여 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9+ 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 생성하는 단계; 및
    c) 제3 분별증류 구역으로부터의 C9+ 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 최종 분별증류 구역으로 통과시켜 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제2 스트림을 생성하는 단계로서, 상기 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제2 스트림이 알킬 교환 반응 구역으로의 공급물 및 방향족 가솔린 블렌드 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 포함되는 단계를 포함하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분별증류 구역은 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 상부 스트림, 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제1 스트림으로서 하부 스트림을 제공하는 칼럼을 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 퍼지 스트림을 상기 하부 스트림과 연통시키는 것을 더 포함하며, 상기 퍼지 스트림은 연료유에 포함되는 것인 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 하부 스트림은 C9 방향족 탄화수소를 70 중량% 이상 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 분별증류 구역은 상기 제2 분별증류 구역으로부터의 유출물을 수용하는 칼럼을 포함하고,
    상기 방법은, 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 제한하여 상기 공급물을 알킬 교환 반응 구역으로 제공하는 것을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 방향족 가솔린 블렌드의 생성을 증가시키기 위해 p-크실렌 분리 구역을 통해 공급물을 통과 및 제한하는 것을 더 포함하는 방법.
  7. 방향족 화합물 제조 장치에 있어서,
    a) C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 제1 분별증류 구역;
    b) 알킬 교환 반응 구역의 유출물로부터 벤젠 및 톨루엔 중 하나 이상을 분리하고 상기 제1 분별증류 구역에 공급물을 제공하는 제2 분별증류 구역; 및
    c) 상기 제1 분별증류 구역으로부터 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 수용하는 제3 분별증류 구역으로서, 상기 제3 분별증류 구역으로부터의 유출물은 p-크실렌 분리 구역으로의 p-크실렌 분리 구역 공급물에 바로 포함되는 것인 제3 분별증류 구역을 포함하는 방향족 화합물 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 분별증류 구역은 상부 스트림으로서 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림, 및 하부 스트림으로서 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림을 제공하는 칼럼을 포함하는 것인 방향족 화합물 제조 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 분별증류 구역은 상부 스트림으로서 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 스트림, 측부 스트림으로서 C9 방향족 탄화수소가 농후한 스트림, 및 C10+ 방향족 탄화수소가 농후한 하부 스트림을 제공하는 칼럼을 포함하는 것인 방향족 화합물 제조 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, p-크실렌 생성 속도를 증가시키기 위해 톨루엔 및 방향족 가솔린 블렌드 생성 속도를 제한하는 것을 더 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 분별증류 구역은 C8- 방향족 탄화수소가 농후한 상부 스트림, C10+ 방향족 탄화수소가 농후한 하부 스트림, 및 C9 방향족 탄화수소가 농후한 제1 스트림으로서 측부 스트림을 제공하는 칼럼을 더 포함하는 것인 방법.
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