KR101631120B1 - 파라핀의 정제방법 및 정제장치 - Google Patents

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Abstract

탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 탄소수 2 내지 6의 올레핀을 포함하는 원료로부터 파라핀을 정제하기 위한 방법은, 흡수탑(1)에 있어서, 소정의 온도 및 압력 하에서 은 이온 함유 용액(흡수액)에 원료를 접촉시켜서, 흡수액에 원료 중의 올레핀을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하는 제1공정과, 방산탑(2)에 있어서, 소정의 온도 및 압력 하에서 상기 제1공정을 거친 흡수액으로부터 가스 성분을 방산시켜서 배출하는 제2공정을 포함한다. 제1공정과 제2공정 사이에서 흡수액을 순환시키면서, 제1공정과 제2공정이 병행해서 연속적으로 행해진다.

Description

파라핀의 정제방법 및 정제장치{METHOD AND APPARATUS FOR PURIFYING PARAFFIN}
본 발명은, 프로판 등의 저급 파라핀(탄소수 2 내지 6의 파라핀)을 주성분으로 하는 원료로부터 파라핀을 농축 정제하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
저급 파라핀의 일례인 프로판은 반도체 등의 전자재료 분야에서 이용되고, 이러한 용도에 대해서는, 프로판은 가능한 한 고순도인 것이 요구된다.
고순도화의 원료로서 이용하는 프로판을 주성분으로 하는 원료 가스에는, 불순물로서, 예를 들어, 프로필렌이 함유되어 있다. 이 원료 가스로부터 프로판 가스를 정제하는 방법으로서는, 예를 들어, 증류에 의한 방법, 막 분리에 의한 방법 또는 흡착 분리에 의한 방법 등이 알려져 있다.
증류에 의한 방법에서는, 프로판과 프로필렌의 비점이 근사하므로(비점차 4.9℃), 그 분리에 많은 이론단수를 필요로 한다. 따라서, 대규모 설비와 정밀한 증류 조건의 설정이 필요하며, 이것은 증류법에 의한 고순도 프로판의 정제법을 공업적으로 실용화함에 있어서 커다란 장벽으로 되고 있다.
막 분리에 의한 방법에 있어서는, 1회 통과에서의 정제 효율이 낮기 때문에, 분리막을 복수회 통과시킴으로써 고순도 프로판을 얻는 것이 가능하지만, 프로판의 순도를 높이고자 하면, 그 회수율은 매우 낮아진다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
흡착 분리에서는, 질산은을 첨착(添着)한 실리카겔을 흡착제로서 이용하는 방법(하기 비특허문헌 1 참조), 질산은을 첨착한 실리카겔이나 AlPO-14를 흡착제로서 이용하는 방법(하기 비특허문헌 2 참조), 질산은을 첨착한 실리카겔이나 제올라이트 4A를 흡착제로서 이용하는 방법(하기 비특허문헌 3 참조) 등이 알려져 있다. 그러나, 흡착제를 이용하는 방법에서는, 고순도 프로판을 높은 회수율로 얻는 것은 어렵다. 이것은, 예를 들어, 질산은이 첨착되어 있지 않은 부위에 있어서 프로판이 흡착되는 등 하여, 프로필렌에 대한 선택 흡착성이 충분하지 않은 것에 의한 것으로 여겨진다.
이와 같이, 원료 가스로부터 고순도 프로판을 얻는 방법에 대해서는 많은 방법이 고려되지만, 원료 가스에 대한 프로판의 회수율과 얻어지는 프로판의 순도와의 사이에는 트레이드오프(trade-off)의 관계가 있다.
일본국 특표 제2006-508176호 공보
논문 New sorbents for olefin/paraffin separations by adsorption via π-complexation: synthesis and effects of substrates, Joel Padin, Ralph T. Yang, Chemical Engineering Science 55(2000) 2607-2616. 논문 Propane/propylene separation by pressure swing adsorption: sorbent comparison and multiplicity of cyclic steady states, Salil U. Rege, Ralph T. Yang, Chemical Engineering Science 57(2002) 1139-1149. 논문 Molecular sieve sorbents for kinetic separation of propane/propylene, Joel Padin, Salil U. Rege, Ralph T. Yang, Linda S. Cheng, Chemical Engineering Science 55(2000) 4525-4535.
본 발명은, 이러한 사정 하에 안출된 것으로, 프로판 등의 탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 프로필렌 등의 탄소수 2 내지 6의 올레핀을 포함하는 원료로부터 파라핀을 정제함에 있어서, 얻어지는 파라핀에 대해서 순도를 높게 하고, 또한 회수율을 높이는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제1측면에 의해서 제공되는 파라핀의 정제방법은, 탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 탄소수 2 내지 6의 올레핀을 포함하는 원료로부터 파라핀을 정제하기 위한 방법으로서, 제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 올레핀을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하는 제1공정과, 제2온도 및 제2압력 하에서, 상기 제1공정을 거친 상기 흡수액으로부터 가스 성분을 방산시켜서 배출하는 제2공정을 포함하되, 상기 제1공정에 부여되는 상기 흡수액과 상기 제2공정에 부여되는 상기 흡수액을 순환시키면서, 상기 제1공정과 상기 제2공정을 병행해서 연속적으로 행하는 것을 특징으로 한다.
종래의 지견에 의하면, 이중결합을 갖는 올레핀은 은 이온과 착물을 형성하지만, 파라핀은 은 이온에 대해서 착물을 형성하지 않는다. 이 화학적 성질에 의해, 일정 조건 하에서는, 은 이온을 함유하는 흡수액(예를 들어, 질산은 수용액)에 대한 올레핀의 용해도가 상기 흡수액에 대한 파라핀의 용해도보다도 상당히 큰 것도 알려져 있다. 본 발명자들은, 은 이온을 함유하는 흡수액에 대한 파라핀 및 올레핀의 용해도차를 이용해서, 저급 파라핀(예를 들어, 탄소수 2 내지 6의 파라핀) 및 저급 올레핀(예를 들어, 탄소수 2 내지 6의 올레핀)을 포함하는 원료로부터 고순도의 파라핀을 고회수율로 얻는 방법에 대해서 예의 검토한 바, 흡수액에 원료 가스를 흡수시키는 조작(제1공정)과, 상기 흡수액으로부터 용존가스를 방산시켜서 배출하는 조작(제2공정)을 병행해서 연속적으로 행함으로써, 파라핀이 고순도이면서도 고회수율로 얻어지는 것을 찾아내어 본 발명을 완성시키기에 이른 것이다. 또한, 탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 탄소수 2 내지 6의 올레핀은, 물보다도 비점이 낮으므로, 흡수액과 상기 파라핀 및 올레핀을 혼합했을 때 상기 파라핀 및 올레핀이 우선적으로 끓어올라 가스 상태로 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 흡수액은 질산은 수용액이다.
바람직하게는, 상기 제2압력은 상기 제1압력보다도 낮게 된다.
바람직하게는, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다도 높게 된다.
바람직하게는, 상기 제1공정에 있어서의 상기 원료와 상기 흡수액과의 접촉은 향류 접촉에 의해 행한다.
상기 탄소수 2 내지 6의 파라핀으로서는, 에탄, 프로판, 사이클로프로판, n-뷰탄, 아이소뷰탄, 사이클로뷰탄, 메틸사이클로프로판, n-펜탄, 아이소펜탄, 네오펜탄, 사이클로펜탄, 메틸사이클로뷰탄, 다이메틸사이클로프로판, n-헥산, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 2,2-다이메틸뷰탄, 2,3-다이메틸뷰탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 1,2-다이메틸사이클로뷰탄 및 트라이메틸사이클로프로판 등을 들 수 있다.
상기 탄소수 2 내지 6의 올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌, 사이클로프로펜, 1-뷰텐, 2-뷰텐, 아이소뷰텐, 사이클로뷰텐, 1-메틸사이클로프로펜, 2-메틸사이클로프로펜, 메틸리덴사이클로프로판, 아이소뷰틸렌, 1,3-뷰타다이엔, 1,2-뷰타다이엔, 사이클로펜텐, 2-메틸-1-뷰텐, 1-펜텐, 2-펜텐, 2-메틸-2-뷰텐, 1,4-펜타다이엔, 1,3-펜타다이엔, 사이클로펜텐, 메틸렌사이클로뷰탄, 비닐사이클로프로판, 3-메틸-1,2-뷰타다이엔, 1,2-펜타다이엔, 아이소프렌, 2,3-펜타다이엔, 1-헥센, 2-헥센, 3-헥센, 3,3-다이메틸-1-뷰텐, 2,3-다이메틸-1-뷰텐, 2,3-다이메틸-2-뷰텐, 2-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 2-메틸-2-펜텐, 3-메틸-2-펜텐, 4-메틸-2-펜텐, 2-에틸-1-뷰텐, 1,5-헥사다이엔, 1,4-헥사다이엔, 2,4-헥사다이엔, 2-메틸-1,3-펜타다이엔, 2-메틸-1,4-펜타다이엔, 3-메틸-1,3-펜타다이엔, 4-메틸-1,3-펜타다이엔, 2,3-다이메틸-1,3-뷰타다이엔, 사이클로헥센, 1,3-헥사다이엔, 2,4-헥사다이엔, 1-메틸-1-사이클로펜텐, 3-메틸-1,3-펜타다이엔, 3-메틸-1,4-펜타다이엔 및 메틸렌사이클로펜탄 등을 들 수 있다.
본 발명의 제2측면에 의해서 제공되는 파라핀의 정제장치는, 탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 탄소수 2 내지 6의 올레핀을 함유하는 원료로부터 파라핀을 정제하기 위한 장치로서, 제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 올레핀을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하기 위한 흡수탑과, 제2온도 및 제2압력 하에 있어서, 올레핀을 흡수한 상기 흡수액으로부터 올레핀을 방산시켜서 배출하기 위한 방산탑과, 상기 흡수탑 내의 상기 흡수액과 상기 방산탑 내의 상기 흡수액을 순환시키기 위한 순환 수단을 포함한다. 이러한 구성의 정제장치에 의하면, 본 발명의 제1측면의 파라핀의 정제방법을 적절하게 행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면, 상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체의 하부에 있어서 상기 흡수액에 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 올레핀을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 탑 본체의 상부로부터 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 파라핀을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있어, 상기 방산탑으로부터 순환된 흡수액은, 상기 가스 도출관을 거쳐서 상기 탑 본체로 되돌아간다.
본 발명의 다른 적합한 실시형태에 의하면, 상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체에 수용된 상기 흡수액보다도 위쪽에 있어서 상기 탑 본체에 충전된 충전부와, 상기 탑 본체에 수용된 상기 흡수액과 상기 충전부 사이에 있어서 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 올레핀을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 충전부에서 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 파라핀을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있어, 상기 방산탑으로부터 순환된 흡수액은 상기 충전부를 아래쪽으로 통과하도록 상기 탑 본체에 되돌아간다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부된 도면을 참조해서 이하에 행하는 상세한 설명에 의해서, 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 파라핀 정제장치의 개략적인 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 흡수탑의 개략적인 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 탄소수 2 내지 6의 파라핀 및 탄소수 2 내지 6의 올레핀을 포함하는 원료로부터 파라핀을 농축 정제하는 방법에 대해서, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 실시형태에 따른 파라핀 정제장치(X)의 개략적인 구성도이다. 파라핀 정제장치(X)는, 봄베(Y)로부터 공급되는 조질의(crude) 파라핀으로부터 순도가 높아진 파라핀을 정제하도록 구성된 것이다. 파라핀 정제장치(X)는 흡수탑(1), 방산탑(2), 유량조정기(3), 미스트 제거기(4), (5), 유량제어밸브(6), 펌프(7), 가스 회수구(8), 가스 배출구(9) 및 이들 부품을 연결하는 배관을 구비한다.
봄베(Y)는, 조질의 파라핀을 원료 가스로서 파라핀 정제장치(X)에 공급하기 위해서, 고압 조건에서 조질의 파라핀이 봉입되어 있다. 정제해야 할 파라핀이 프로판일 경우, 봄베(Y)에 봉입되는 원료 가스(조질의 파라핀)는, 예를 들어, 주성분으로서 프로판을 함유하고, 불순물로서 프로필렌을 함유한다. 이하의 설명에 있어서, 파라핀이 프로판일 경우에 대해서 예시한다.
흡수탑(1)은, 원료 가스를 흡수액에 접촉시키기 위한 것으로, 탑 본체(1A), 가스 도입관(1b), 흡수액 도출관(1c) 및 가스 도출관(1d)을 가지고 있다. 탑 본체(1A)는 밀폐용기로, 그 내부에는 은 이온 함유 용액으로 이루어진 흡수액이 수용되어 있다. 흡수액으로서는, 예를 들어, 소정의 농도로 조제된 질산은 수용액을 들 수 있다. 가스 도입관(1b)은, 봄베(Y)로부터 공급된 원료 가스를 탑 본체(1A) 내부에 도입하는 것으로, 그 단부가 탑 본체(1A)의 하부에 있어서 흡수액 중으로 개방되어 있다. 가스 도입관(1b)의 개방 단부로서는, 예를 들어, 단관 방식이나 산기관(散氣管) 방식을 채용할 수 있다. 흡수액 도출관(1c)은, 탑 본체(1A) 내의 흡수액을 탑 밖으로 도출하는 것으로, 그 단부가 탑 본체(1A)의 하부에 있어서 흡수액 중으로 개방되어 있다. 가스 도출관(1d)은, 흡수액에 흡수되지 않았던 가스(비흡수 가스)를 탑 밖으로 도출하는 것으로, 탑 본체(1A)의 상부에 접속되어 있다.
이러한 구성을 가진 흡수탑(1)으로서는, 예를 들어, 공지의 기포탑, 충전탑, 습윤벽탑, 스프레이탑, 스크러버(scrubber), 선반탑 등을 채용할 수 있다. 또, 흡수탑(1)에는 탑 본체(1A) 내의 흡수액을 소망의 온도로 유지하기 위한 온도 조정 기구(도시 생략)가 부착되어 있다. 온도 조정 기구는, 예를 들어, 기체 또는 액체로 이루어진 온도 조절 매체를 탑 본체(1A)의 주위에 유통시키는 재킷을 구비한다.
방산탑(2)은, 흡수탑(1) 내에 있어서 흡수액에 흡수된 가스 성분을 방산시키기 위한 것으로, 탑 본체(2A), 흡수액 도입관(2b), 흡수액 도출관(2c) 및 가스 도출관(2d)을 구비하고 있다. 탑 본체(2A)는 밀폐용기로, 그 내부에는 소정량의 흡수액을 수용 가능하게 되어 있다. 흡수액 도입관(2b)은, 흡수탑(1)으로부터 도출되는 흡수액을 탑 본체(2A) 내에 도입하는 것으로, 그 단부가 탑 본체(2A) 내의 상부 공간에 있어서 개방되어 있다. 또한, 흡수액 도입관(2b)은 배관(L1) 및 유량제어밸브(6)를 거쳐서 흡수탑(1)의 흡수액 도출관(1c)에 연결되어 있다.
흡수액 도출관(2c)은, 방산탑(2) 내의 흡수액을 탑 밖으로 도출하는 것으로, 그 단부가 흡수액 중의 하부에 있어서 개방되어 있다. 또, 흡수액 도출관(2c)은, 배관(L2) 및 펌프(7)를 거쳐서 흡수탑(1)의 가스 도출관(1d)의 중간부에 대해서 연결되어 있다. 펌프(7)는 방산탑(2) 내의 흡수액을 가스 도출관(1d) 측에 송출한다. 상기 흡수액 도출관(1c), 배관(L1), 유량제어밸브(6), 흡수액 도입관(2b), 흡수액 도출관(2c), 배관(L2), 펌프(7) 및 가스 도출관(1d)은 흡수탑(1)과 방산탑(2) 사이에서 흡수액을 순환시키기 위한 순환 수단을 구성한다. 가스 도출관(2d)은, 흡수액으로부터 방산된 방산 가스를 방산탑(2) 밖으로 도출하는 것으로, 탑 본체(2A)의 상부에 연결되어 있다.
이러한 구성을 가진 방산탑(2)으로서는, 흡수액을 분산시키는 것이 바람직하며, 예를 들어, 공지의 충전탑, 스프레이탑 등을 들 수 있다. 또한, 방산탑(2)에는, 탑 본체(2A) 내의 흡수액을 소망의 온도로 유지하기 위한 온도 조정 기구(도시 생략)가 부착되어 있다. 온도 조정 기구는, 예를 들어, 기체 또는 액체로 이루어진 온도 조절 매체를 탑 본체(1A)의 주위에 유통시키는 재킷을 구비한다.
유량조정기(3)는 봄베(Y)로부터 공급된 원료 가스를 소정의 유량으로 제어한다.
미스트 제거기(4)는, 흡수탑(1)의 가스 도출관(1d)에 연결되어 있어, 가스 도출관(1d)을 거쳐서 도출되는 비흡수 가스에 함유되는 미스트를 분리한다. 미스트 제거기(4)에는, 해당 미스트 제거기(4)를 통과한 가스를 가스 회수구(8)로 유도하기 위한 배관(L3)이 연결되어 있다. 배관(L3)에는 배압 밸브(10) 및 압력계(11)가 설치되어 있다. 배압 밸브(10)는 흡수탑(1)의 내부가 소정의 압력으로 되도록 개방도가 제어된다.
미스트 제거기(5)는, 방산탑(2)의 가스 도출관(2d)에 연결되어 있어, 가스 도출관(2d)을 거쳐서 도출되는 방산 가스에 함유되는 미스트를 분리하기 위한 것이다. 미스트 제거기(5)에는 해당 미스트 제거기(5)를 통과한 가스를 가스 배출구(9)로 유도하기 위한 배관(L4)이 연결되어 있다. 배관(L4)에는 배압 밸브(12) 및 압력계(13)가 설치되어 있다. 배압 밸브(12)는 방산탑(2)의 내부가 소정의 압력으로 되도록 개방도가 제어된다.
이상의 구성을 가진 파라핀 정제장치(X)를 사용해서 본 발명의 파라핀 정제방법을 실행할 때에는, 봄베(Y)로부터 유량조정기(3) 및 가스 도입관(1b)을 거쳐서 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내에 원료 가스를 계속해서 공급한다.
전술한 바와 같이, 정제해야 할 파라핀이 프로판인 경우에는, 원료 가스는 주성분으로서 프로판을 함유하고 또한 불순물로서 프로필렌을 함유한다. 봄베(Y)로부터 공급되는 원료 가스의 프로판 농도 및 프로필렌 농도는, 각각, 몰비로 해서 예를 들어 98 내지 99.5%, 0.5 내지 2.0%이다. 흡수탑(1)에의 원료 가스의 공급량은, 예를 들어, 탑 단면적 1㎡당 1dm3/s 내지 100dm3/s이며, 실험실 규모이면, 예를 들어, 40 내지 4000㎤/min 정도이다.
흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내에서는, 가스 도입관(1b)의 단부로부터 원료 가스가 방출되면, 상기 원료 가스는 흡수액과 접촉함으로써, 서서히 흡수액에 흡수된다. 여기서, 흡수액(예를 들어, 질산은 수용액)에 대한 올레핀(프로필렌)의 용해도는 파라핀(프로판)의 용해도에 비해서 상당히 크므로, 원료 가스 중의 올레핀(프로필렌)이 우선적으로 흡수액에 흡수된다. 이 때문에, 원료 가스가 흡수되면서 흡수액 속을 상승함에 따라서, 해당 가스 중에 있어서는 올레핀 농도(프로필렌 농도)가 저하하는 한편, 파라핀 농도(프로판 농도)가 상승한다.
한편, 탑 본체(1A) 내의 흡수액에 대해서 살펴본 경우, 흡수탑(1) 내에서 원료 가스를 흡수한 흡수액이 탑 본체(1A)의 하부로부터 흡수액 도출관(1c)을 거쳐서 소정 유량으로 흡수탑(1) 밖으로 유출되는 반면, 후술하는 방산탑(2) 내에서 가스 성분을 방산시킨 흡수액이 펌프(7) 및 가스 도출관(1d)을 통해서 탑 본체(1A)의 상부로부터 탑 내에 유입된다. 이것에 의해, 탑 본체(1A) 내의 흡수액(액욕)에 있어서는, 강하하는 흐름이 생기고 있다. 따라서, 가스 도입관(1b)으로부터 방출된 원료 가스는, 흡수액과 향류 접촉되어, 흡수되어진 비흡수 가스가 탑 본체(1A)의 상부 공간으로 지나간다. 비흡수 가스는, 가스 도출관(1d)을 거쳐서 미스트 제거기(4)에 보내져, 액 성분이 분리 제거된 후에, 배관(L3) 및 가스 회수구(8)를 통해서 계 밖으로 회수된다. 미스트 제거기(4)에 의해서 분리된 액 성분은, 액적으로 되어서 가스 도출관(1d)을 통해서 낙하하여, 흡수탑(1) 내로 돌아온다.
여기서, 흡수탑(1) 내의 흡수액(예를 들어, 질산은 수용액)에 대해서는, 질산은 농도가 높은 쪽이 단위체적·단위시간 당의 올레핀의 흡수량이 많아지므로 바람직하다. 올레핀이 프로필렌인 경우, 실용상의 관점에서, 질산은 수용액의 농도는, 예를 들어, 1 내지 6㏖/dm3의 범위로 되고, 더 바람직하게는 3 내지 5㏖/dm3로 된다. 질산은 수용액의 온도에 대해서는, 저온인 쪽이 프로필렌의 흡수량이 많아지므로 유리하며, 예를 들어, 0 내지 60℃의 범위로 되고, 더 바람직하게는 0 내지 40℃로 된다. 탑 본체(1A)의 내부 압력에 대해서는, 일정 범위에서는 고압인 쪽이 프로필렌의 흡수량이 많아지므로 바람직하다. 실용상의 관점에서, 탑 본체(1A)의 내부 압력은, 예를 들어, 0.1 내지 0.8㎫(게이지 압)로 된다.
이와 같이 해서, 흡수탑(1)에서는, 계속해서 공급되는 원료 가스가 흡수액과 접촉함으로써 원료 가스 중의 올레핀(프로필렌)이 우선적으로 흡수액에 흡수되는 한편, 비흡수 가스가 탑 밖으로 회수된다. 여기서, 상기 비흡수 가스는, 원료 가스 중의 올레핀(프로필렌)이 우선적으로 흡수된 흡수액으로부터 회수된 것이므로, 원료 가스보다도 파라핀(프로판) 농도가 높아져 있다.
흡수탑(1) 내에서 원료 가스를 흡수한 흡수액은, 흡수탑(1)의 내부 압력과 방산탑(2)의 내부 압력과의 압력차에 의해서, 흡수액 도출관(1c), 배관(L1), 유량제어밸브(6) 및 흡수액 도입관(2b)을 거쳐서 방산탑(2)의 탑 본체(2A)에 유입된다. 상기 압력차가 작은 경우에는, 펌프를 이용해서 흡수액을 이송해도 된다. 이때 탑 본체(2A) 내로의 흡수액의 유입량은 유량제어밸브(6)에 의해서 조정되고 있고, 예를 들어, 탑 단면 1㎡당 0.1 내지 10dm3/s이며, 실험실 규모이면, 예를 들어, 5 내지 500㎤/min 정도로 된다.
탑 본체(2A) 내에 있어서는, 흡수액에 흡수되어 있던 가스 성분이 방산된다. 상기 가스 성분을 효율적으로 방산시키는 관점에서, 탑 본체(2A)의 내부온도는 흡수탑(1)에 비해서 높게 되어 있는 쪽이 바람직하고, 내부 압력은 흡수탑(1)에 비해서 낮게 되어 있는 쪽이 바람직하다. 탑 본체(2A) 내의 흡수액의 온도는, 예를 들어, 10 내지 70℃로 되고, 더 바람직하게는 20 내지 70℃로 된다. 탑 본체(2A)의 내부 압력은, 올레핀이 프로필렌일 경우, 예를 들어, -0.09 내지 0.3㎫(게이지 압)로 되고, 더 바람직하게는 0 내지 0.3㎫(게이지 압)로 된다. 여기서, 흡수액으로부터 방산된 방산 가스(주로 프로필렌)는, 가스 도출관(2d)을 거쳐서 미스트 제거기(5)에 보내져, 액 성분이 제거된 다음, 배관(L4) 및 가스 배출구(9)를 통해서 배출된다. 또한, 미스트 제거기(5)에 의해서 분리된 액 성분은, 액적으로 되어서 가스 도출관(2d)을 통해서 낙하하여, 방산탑(2) 내로 되돌아간다.
가스 성분이 방산된 흡수액은, 흡수액 도출관(2c)을 통해서 펌프(7)에 의해서 가스 도출관(1d)으로 송출되고, 그 후, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내로 낙하한다. 이때, 펌프(7)에 의해서 송출되는 흡수액의 유량은, 흡수탑(1)으로부터 유량제어밸브(6)를 거쳐서 방산탑(2)에 유입되는 흡수액의 유량과 같은 정도로 되어 있다. 이것에 의해, 흡수탑(1) 내의 흡수액과 방산탑(2) 내의 흡수액은 서로 소정 유량으로 순환하고 있다(순환 공정).
이와 같이 해서, 방산탑(2)에서는, 소정 유량으로 계속해서 유입되는 흡수액의 가스 성분이 방산되는 동시에 방산 가스(주로 프로필렌)가 탑 외부로 배출된다.
이상과 같이 해서, 불순물로서 올레핀(프로필렌)을 함유하는 조질의 파라핀(프로판)을 원료 가스로서 정제함으로써 고순도의 파라핀(프로판)을 얻을 수 있다.
질산은 수용액에 대한 프로필렌의 용해도는, 문헌(논문 Solubility of Propylene in Aqueous Silver Nitrate, I. H. Cho, D. L. Cho, H. K. Yasuda, and T. R. Marrero, J. Chem. Eng. Data 1995, 40, 102-106)에 상세히 표시되어 있다. 이 문헌 중에는, 질산은 수용액에 대한 프로판의 용해도가 작은 것도 표시되어 있다.
본 발명자들은, 상기 문헌에 기재되어 있는 프로판 및 프로필렌의 질산은 수용액에 대한 기액상평형을 이용해서, 배취법(batch method)에 의해, 불순물로서 프로필렌을 포함하는 조질의 프로판으로부터 프로판을 정제하는 방법에 대해서, 그 효과를 확인하였다. 구체적으로는, 질산은 수용액을 주입한 용기 내에 조질의 프로판을 도입하고, 질산은 수용액에 프로필렌을 흡수시킨 후, 상기 용기 내의 기상 성분(비흡수 가스 성분)을 분석하였다. 그 결과, 기상 중에도 프로필렌이 미량이지만, 포함되는 것을 알 수 있었다. 또, 고순도 프로판(예를 들어, 순도 99.99% 이상)을 얻기 위해서는, 질산은 수용액에 대한 조질의 프로판의 도입량을 적게 할 필요가 있어, 공업적으로 유용한 방법이 아닌 것도 알 수 있었다. 그래서, 본 발명자들은 프로판의 회수율을 높게 유지하면서 고순도 프로판을 얻는 방법에 대해서, 공업적으로도 유용한 방법의 개발을 예의 검토하여, 본 발명에 이르렀다.
본 발명에 의해서, 올레핀을 함유하는 조질의 파라핀으로부터, 효율적으로 파라핀을 정제해서, 고순도의 파라핀의 회수율을 높일 수 있는 이유는, 명확하지 않지만, 예를 들어, 이하의 이유를 고려할 수 있다. 본 실시형태에 의하면, 올레핀을 함유하는 조질의 파라핀(원료 가스)은, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내의 아래쪽에서부터 도입되어, 질산은 수용액에 올레핀이 우선적으로 흡수되면서, 위쪽으로 지나간다. 따라서, 탑 본체(1A) 내의 질산은 수용액의 위쪽의 기액 계면 부근에 있어서의 올레핀 농도는, 탑 본체(1A) 내의 아래쪽의 것보다 낮게 되어 있는 것으로 여겨진다. 여기서, 탑 본체(1A) 내의 아래쪽에 있어서, 올레핀 농도가 비교적 높은 질산은 수용액은, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내로 연속해서 보내져서 올레핀이 방산된 후, 올레핀 농도가 낮은 질산은 수용액이, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내의 위쪽으로부터 되돌아오는 것으로 되므로, 탑 본체(1A) 내의 질산은 수용액의 아래쪽과 위쪽에 있어서의 올레핀 농도차는 유지되고 있는 것으로 여겨진다. 한편, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내의 기상의 올레핀 농도는, 질산은 수용액의 기액 계면 부근의 올레핀 농도에 의존하는 것으로 여겨지며, 배취법과 같이 질산은 수용액의 올레핀 농도가 균일한 경우와 비교해서, 고순도의 파라핀이 효율적으로 얻어지는 것으로 여겨진다.
본 실시형태와 같이 흡수액(예를 들어, 질산은 수용액)에 대한 원료 가스 중의 불순물(올레핀)의 흡수 및 방산을 연속적으로 병행해서 행하는 연속식의 경우에 있어서, 탑 내의 온도, 압력, 원료 가스 공급 태양, 흡수액의 태양(농도, 사용량, 순환류량) 등의 여러 조건을 조정하면, 고순도의 파라핀을 고회수율로 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 목적에 따라서, 상기 여러 조건을 조정함으로써, 각종 농도의 조질의 파라핀을 원료로 해서, 순도가 높은 파라핀을 고회수율로 얻을 수 있다. 예를 들어, 순도 99.5%의 조질의 파라핀을 원료로 해서, 순도 99.95% 이상의 고순도 파라핀을 회수율 95% 이상으로 얻을 수 있다. 또, 예를 들어, 순도 90%의 조질의 파라핀을 원료로 해서, 순도 99% 이상의 순도가 높은 파라핀을 회수율 90% 이상으로 얻을 수 있다. 또한, 예를 들어, 순도 50%의 조질의 파라핀을 원료로 해서, 순도 95% 이상의 순도가 높아진 파라핀을 회수율 80% 이상으로 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명의 범위는 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 파라핀의 정제장치 및 본 발명에 따른 파라핀의 정제방법의 구체적인 구성은, 발명의 사상으로부터 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능하다.
예를 들어, 흡수탑(1)에 있어서의 원료 가스와 흡수액과의 접촉 방법에 대해서는, 반드시 향류 접촉으로 할 필요가 없고, 흡수액 도출관(1c)을 흡수액의 액욕의 상부에 있어서 개방하도록 설치해도 된다. 이 경우, 흡수액과 원료 가스가 향류로 접촉하는 부분은, 흡수액 도출관(1c)의 단부보다 상위에 있는 근소한 범위로 되지만, 이러한 형태에서도 고순도의 파라핀을 고회수율로 얻을 수 있다.
또, 도 1에 나타낸 파라핀 정제장치(X)에 있어서의 흡수탑(1)에 대해서, 탑 본체(1A)(기포탑) 대신에 도 2에 나타낸 탑 본체(1B)(충전탑)를 이용할 수도 있다. 탑 본체(1B)에 있어서는, 탑 내의 상부 부근에 충전물(F)이 채워져 있고, 방산탑(2)으로부터 송출되는 흡수액을 탑 내로 도입하기 위한 배관(L2)은, 충전물(F)의 상부에 있어서 개방되어 있다. 가스 도입관(1b)의 단부는 탑 내의 중앙공간에 있어서 개방되어 있다. 탑 본체(1B) 내에 있어서 가스 도입관(1b)의 단부로부터 원료 가스가 방출되면, 상기 원료 가스는, 배관(L2)을 거쳐서 도입되는 흡수액과 충전물(F)의 표면에 있어서 효율적으로 향류 접촉하여, 서서히 흡수액에 흡수된다.
상기 실시형태에 있어서는, 파라핀이 프로판일 경우를 적절하게 예시했지만, 본 발명에서 말하는 파라핀으로서는, 탄소수 2 내지 6의 파라핀이면 된다. 상기 파라핀에는, 불순물로서, 비점이 근사한 올레핀이 포함된다. 비점이 근사한 파라핀 및 올레핀으로서는, 예를 들어, 탄소수가 동일한 것을 들 수 있다. 이중결합을 가진 올레핀은, 프로필렌과 마찬가지로 은 이온과 착물을 형성하고 있으므로, 프로필렌에 대해서 전술한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또, 탄소수가 5 또는 6인 파라핀 및 올레핀은, 탄소수가 2 내지 4인 파라핀 및 올레핀에 비해서 비점이 높아(예를 들어, C6의 n-헥산, 1-헥센이 각각 68.7℃, 63.5℃, C5의 n-펜탄, 1-펜텐이 각각 36.0℃, 30.1℃), 상온에 있어서는 액체이다. 이 경우, 원료는 액체인 채로 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내로 도입되어도 되고, 가온시켜 가스 형태로 도입되어도 된다. 탑 본체(1A) 내의 온도를 대상으로 하는 올레핀이 우선적으로 흡수액에 흡수되어, 대상으로 되는 파라핀의 비점 이상의 온도로 유지해둠으로써, 흡수탑(1A) 내에서 해당 파라핀이 가스화해서 배출되어, 상기 올레핀이 우선적으로 흡수액에 흡수된다. 또, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내는, 흡수액에 흡수된 상기 올레핀이 방산되는 온도, 압력으로 된다. 예를 들어, 탑 본체(1A) 내와 탑 본체(2A) 내가 같은 압력인 경우에는, 탑 본체(2A) 내의 온도는 탑 본체(1A) 내의 온도보다 높아진다.
일례로서, 원료에 n-헥산과 1-헥센을 포함할 경우, 탑 본체(1A) 내의 온도는 n-헥산의 비점(68.7℃) 이상으로 할 필요가 있고, 예를 들어, 75℃로 한다. n-헥산은 대부분이 흡수되지 않고 가스 형태로 흡수탑(1)으로부터 비흡수 가스로서 방출되어, 고순도의 n-헥산으로서 회수할 수 있다. 1-헥센은 탑 본체(1A) 내에서는 비점 이상이지만 은 착물로 되어 있기 때문에, 대부분은 흡수액에 흡수되어 있어, 1-헥센을 용해시킨 흡수액은 방산탑(2)에 보내진다. 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내는, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내보다 고온(예를 들어, 85℃)으로 해서, 1-헥센이 가스로서 방출되어 배출된다.
실시예
다음에, 본 발명의 유용성을 실시예에 의해 설명한다.
[ 실시예 1]
본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 파라핀 정제장치(X)를 사용하고, 원료 가스를 조질의 프로판 가스로 해서, 원료 가스로부터 프로판을 정제하였다.
본 실시예에서는, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A)(기포탑) 및 방산탑(2)의 탑 본체(2A)로서 각각 스테인레스제의 원통관(내경 54.9㎜×높이 500㎜: 용적 1185㎤)을 이용하였다. 흡수액으로서, 흡수탑(1)의 탑 본체(1A) 내에 3㏖/dm3의 질산은 수용액을 735㎤(수심 310㎜) 수용시키고, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내에 동일 농도의 질산은 수용액을 355㎤(수심 150㎜) 수용시켰다. 흡수탑(1)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(1A)의 내부 압력이 0.6㎫(게이지 압), 내부온도가 15℃로 되도록 조제되었다. 방산탑(2)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(2A)의 내부 압력이 0㎫(게이지 압), 내부온도가 50℃로 되도록 조제되었다. 탑 본체(1A), (2A) 내에 수용된 질산은 수용액은, 19㎤/min의 유량으로 탑 본체(1A), (2A) 사이에서 순환시켰다. 흡수탑(1A)에 공급되는 원료 가스로서는, 프로판 농도가 99.5%, 프로필렌 농도가 0.5%인 것을 이용하였다. 원료 가스의 공급량은 300㎤/min의 유량이었다.
정상 가동 시에 있어서의 흡수탑(1)으로부터의 정제 가스를 분석한 결과를 표 1에 나타낸다. 본 실시예에서는, 흡수탑(1)으로부터는 정제 가스로서 순도 99.96%의 고순도 프로판 가스(프로필렌 농도 350ppm)가 298.60㎤/min, 회수율 99.53%로 얻어졌다. 또, 방산탑(2)으로부터는 프로필렌이 1.40㎤/min, 폐기율 0.47%로 배출되었다.
[ 실시예 2]
본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 파라핀 정제장치(X)에 있어서의 흡수탑(1)에 대해서, 탑 본체(1A)(기포탑) 대신에 도 2에 나타낸 탑 본체(1B)(충전탑)를 이용하였다.
본 실시예에서는, 흡수탑(1)의 탑 본체(1B)로서 스테인레스제의 원통관(내경 28.4㎜×높이 1000㎜: 용적 633㎤)을 이용하고, 탑 내부에는 충전물(F)로서 1/4inch 인터록스 새들(interlox saddle)을 507㎤(800㎜ 높이) 충전하였다. 흡수탑(1)의 탑 본체(1B) 내에 3㏖/dm3의 질산은 수용액을 317㎤(수심 500㎜) 수용시키고, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내에 동일 농도의 질산은 수용액을 127㎤(수심 200㎜) 수용시켰다. 흡수탑(1)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(1B)의 내부 압력이 0.6㎫(게이지 압), 내부온도가 15℃로 되도록 조정되었다. 방산탑(2)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(2A)의 내부 압력이 0㎫(게이지 압), 내부온도가 50℃로 되도록 조정되고, 탑 본체(1B), (2A) 내에 수용된 질산은 수용액은 19㎤/min의 유량으로 탑 본체(1B), (2A) 사이에서 순환시켰다. 흡수탑(1B)에 공급되는 원료 가스로서는, 프로판 농도가 99.5%, 프로필렌 농도가 0.5%인 것을 이용하였다. 원료 가스의 공급량은 300㎤/min의 유량이었다.
정상 가동 시에 있어서의 흡수탑(1)으로부터의 정제 가스를 분석한 결과를 표 1에 나타낸다. 본 실시예에서는, 흡수탑(1)으로부터는 정제 가스로서 순도 99.96%의 고순도 프로판 가스(프로필렌 농도 320ppm)가 298.60㎤/min, 회수율 99.53%로 얻어졌다. 또, 방산탑(2)으로부터는 프로필렌이 1.40㎤/min, 폐기율 0.47%로 배출되었다.
[ 실시예 3]
본 실시예에서는, 실시예 2와 동일한 프로판 정제장치를 사용하여, 실시예 2와는 다른 조건으로, 원료 가스로부터 프로판을 정제하였다.
본 실시예에서는, 흡수탑(1)의 탑 본체(1B) 내에 3㏖/dm3의 질산은 수용액을 317㎤(수심 500㎜) 수용시키고, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내에 동일 농도의 질산은 수용액을 127㎤(수심 200㎜) 수용시켰다. 흡수탑(1)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(1B)의 내부 압력이 0.6㎫(게이지 압), 내부온도가 25℃로 되도록 조정되었다. 방산탑(2)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(2A)의 내부 압력이 0㎫(게이지 압), 내부온도가 50℃로 되도록 조정되었다. 탑 본체(1B), (2A) 내에 수용된 질산은 수용액은 19㎤/min의 유량으로 탑 본체(1B), (2A) 사이에서 순환시켰다. 흡수탑(1B)에 공급되는 원료 가스로서는, 프로판 농도가 99.5%, 프로필렌 농도가 0.5%인 것을 이용하였다. 원료 가스의 공급량은 300㎤/min의 유량이었다.
정상 가동 시에 있어서의 흡수탑(1)으로부터의 정제 가스를 분석한 결과를 표 1에 나타낸다. 본 실시예에서는, 흡수탑(1)으로부터는 정제 가스로서 순도 99.95%의 고순도 프로판 가스(프로필렌 농도 500ppm)가 298.65㎤/min, 회수율 99.55%로 얻어졌다. 또, 방산탑(2)으로부터는 프로필렌이 1.35㎤/min, 폐기율 0.45%로 배출되었다.
[ 실시예 4]
본 실시예에서는, 실시예 2 및 3과 동일한 프로판 정제장치를 사용해서, 실시예 2 및 3과는 다른 조건으로, 원료 가스로부터 프로판을 정제하였다.
본 실시예에서는, 흡수탑(1)의 탑 본체(1B) 내에 5㏖/dm3의 질산은 수용액을 317㎤(수심 500㎜) 수용시키고, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내에 동일 농도의 질산은 수용액을 127㎤(수심 200㎜) 수용시켰다. 흡수탑(1)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(1B)의 내부 압력이 0.6㎫(게이지 압), 내부온도가 15℃로 되도록 조정되었다. 방산탑(2)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(2A)의 내부 압력이 0㎫(게이지 압), 내부온도가 50℃로 되도록 조정되었다. 탑 본체(1B), (2A) 내에 수용된 질산은 수용액은 19㎤/min의 유량으로 탑 본체(1B), (2A) 사이에서 순환시켰다. 흡수탑(1B)에 공급되는 원료 가스로서는, 프로판 농도가 99.5%, 프로필렌 농도가 0.5%인 것을 이용하였다. 원료 가스의 공급량은 300㎤/min의 유량이었다.
정상 가동 시에 있어서의 흡수탑(1)으로부터의 정제 가스를 분석한 결과를 표 1에 나타낸다. 본 실시예에서는, 흡수탑(1)으로부터는 정제 가스로서 순도 99.98%의 고순도 프로판 가스(프로필렌 농도 200ppm)가 298.56㎤/min, 회수율 99.52%로 얻어졌다. 또, 방산탑(2)으로부터는 프로필렌이 1.44㎤/min, 폐기율 0.48%로 배출되었다.

 질산은
농도
[㏖/dm3]		 흡수 조건 방산 조건 정제 가스
압력
[㎫G]		 온도
[℃]		 압력
[㎫G]		 온도
[℃]		 회수율
[%]		 프로판
순도[%]		 프로필렌
농도[ppm]
실시예 1 3 0.6 15 0 50 99.53 99.96 350
실시예 2 3 0.6 15 0 50 99.53 99.96 320
실시예 3 3 0.6 25 0 50 99.55 99.95 500
실시예 4 5 0.6 15 0 50 99.52 99.98 200
[ 실시예 5]
본 실시예에서는, 실시예 2 내지 4와 동일한 정제장치를 사용하고, 원료를 조질의 n-헥산으로 해서 정제하였다.
본 실시예에서는, 흡수액으로서, 흡수탑(1)의 탑 본체(1B) 내에 5㏖/dm3의 질산은 수용액을 317㎤(수심 500㎜) 수용시키고, 방산탑(2)의 탑 본체(2A) 내에 동일 농도의 질산은 수용액을 127㎤(수심 200㎜) 수용시켰다. 흡수탑(1)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(1B)의 내부 압력이 0.0㎫(게이지 압), 내부온도가 75℃로 되도록 조정되었다. 방산탑(2)에 있어서의 조건으로서는, 탑 본체(2A)의 내부 압력이 0.0㎫(게이지 압), 내부온도가 85℃로 되도록 조정되었다. 탑 본체(1B), (2A) 내에 수용된 질산은 수용액은, 19㎤/min의 유량으로 탑 본체(1B), (2A) 사이에서 순환시켰다. 흡수탑(1)에 공급되는 원료 가스로서는, 원료를 가온시켜 가스화하고, n-헥산 농도가 99.5%, 1-헥센 농도가 0.5%인 것을 이용하였다. 원료 가스의 공급량은 200㎤/min(75℃)의 유량이었다.
정상 가동 시에 있어서의 흡수탑(1)으로부터의 정제 가스를 분석한 결과를 표 2에 나타낸다. 본 실시예에서는, 방산탑(2)으로부터는 정제 가스로서 순도 99.95%의 고순도 n-헥산 가스(1-헥센 농도 500ppm)가 198㎤/min(75℃), 회수율 99.00%로 얻어졌다. 또, 방산탑(2)으로부터는 1-헥센 가스가 2.06㎤/min(85℃), 폐기율 1.00%로 배출되었다.

 질산은
농도
[㏖/dm3]		 흡수 조건 방산 조건 정제 가스
압력
[㎫G]		 온도
[℃]		 압력
[㎫G]		 온도
[℃]		 회수율
[%]		 n-헥산
순도[%]		 1-헥센
농도[ppm]
실시예 5 5 0 75 0 85 99.00 99.95 500

Claims (10)

  1. 98 ~ 99.5%의 프로판을 주성분으로서 포함함과 동시에 0.5 ~ 2.0%의 프로필렌을 불순물로서 포함하는 원료로부터 프로판을 정제하기 위한 방법으로서,
    제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 흡수탑 내에서 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 프로필렌을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하는 제1공정; 및
    제2온도 및 제2압력 하에 있어서, 상기 제1공정을 거친 상기 흡수액으로부터 가스 성분을 방산시켜서 배출하는 제2공정을 포함하되,
    상기 흡수액을 상기 제1공정과 상기 제2공정 사이에서 순환시키면서, 상기 제1공정과 상기 제2공정을 병행해서 연속적으로 행하게 하고,
    상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체의 하부에 있어서 상기 흡수액에 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 탑 본체의 상부로부터 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 프로판을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있고, 방산탑으로부터 순환된 흡수액은 상기 가스 도출관을 거쳐서 상기 탑 본체로 되돌아가는 것을 특징으로 하는, 프로판의 정제방법.
  2. 98 ~ 99.5%의 프로판을 주성분으로서 포함함과 동시에 0.5 ~ 2.0%의 프로필렌을 불순물로서 포함하는 원료로부터 프로판을 정제하기 위한 방법으로서,
    제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 흡수탑 내에서 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 프로필렌을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하는 제1공정; 및
    제2온도 및 제2압력 하에 있어서, 상기 제1공정을 거친 상기 흡수액으로부터 가스 성분을 방산시켜서 배출하는 제2공정을 포함하되,
    상기 흡수액을 상기 제1공정과 상기 제2공정 사이에서 순환시키면서, 상기 제1공정과 상기 제2공정을 병행해서 연속적으로 행하게 하고,
    상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체에 수용된 상기 흡수액보다도 위쪽에 있어서 상기 탑 본체에 충전된 충전부와, 상기 탑 본체에 수용된 상기 흡수액과 상기 충전부 사이에 있어서 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 충전부에서 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 프로판을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있고, 방산탑으로부터 순환된 흡수액은 상기 충전부를 아래쪽으로 통과하도록 상기 탑 본체로 되돌아가는 것을 특징으로 하는, 프로판의 정제방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡수액은 질산은 수용액인 것인, 프로판의 정제방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2압력은 상기 제1압력보다도 낮게 되는 것인, 프로판의 정제방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다도 높은 것인, 프로판의 정제방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1공정에 있어서의 상기 원료와 상기 흡수액과의 접촉은 향류 접촉에 의해 행하는 것인, 프로판의 정제방법.
  7. 98 ~ 99.5%의 프로판을 주성분으로서 포함함과 동시에 0.5 ~ 2.0%의 프로필렌을 불순물로서 포함하는 원료로부터 청구항 1에 기재된 방법을 사용하여 프로판을 정제하기 위한 장치로서,
    제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 프로필렌을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하기 위한 흡수탑;
    제2온도 및 제2압력 하에 있어서, 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액으로부터 프로필렌을 방산시켜서 배출하기 위한 방산탑; 및
    상기 흡수탑 내의 상기 흡수액과 상기 방산탑 내의 상기 흡수액을 서로 순환시키기 위한 순환 수단을 포함하는 프로판의 정제장치로서,
    상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체의 하부에 있어서 상기 흡수액에 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 탑 본체의 상부로부터 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 프로판을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있어, 상기 방산탑으로부터 순환된 흡수액은 상기 가스 도출관을 거쳐서 상기 탑 본체로 되돌아가는 것을 특징으로 하는, 프로판의 정제장치.
  8. 98 ~ 99.5%의 프로판을 주성분으로서 포함함과 동시에 0.5 ~ 2.0%의 프로필렌을 불순물로서 포함하는 원료로부터 청구항 2에 기재된 방법을 사용하여 프로판을 정제하기 위한 장치로서,
    제1온도 및 제1압력 하에 있어서, 은 이온을 함유하는 흡수액에 상기 원료를 접촉시켜서, 상기 흡수액에 상기 원료 중의 프로필렌을 우선적으로 흡수시키면서 해당 흡수액에 흡수되지 않았던 비흡수 가스를 회수하기 위한 흡수탑;
    제2온도 및 제2압력 하에 있어서, 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액으로부터 프로필렌을 방산시켜서 배출하기 위한 방산탑; 및
    상기 흡수탑 내의 상기 흡수액과 상기 방산탑 내의 상기 흡수액을 서로 순환시키기 위한 순환 수단을 포함하는 프로판의 정제장치로서,
    상기 흡수탑은, 상기 흡수액의 일부를 수용하는 탑 본체와, 해당 탑 본체에 수용된 상기 흡수액보다도 위쪽에 있어서 상기 탑 본체에 충전된 충전부와, 상기 탑 본체에 수용된 상기 흡수액과 상기 충전부 사이에 있어서 원료를 공급하는 가스 도입관과, 상기 탑 본체의 하부로부터 상기 프로필렌을 흡수한 상기 흡수액을 취출하기 위한 흡수액 도출관과, 상기 충전부에서 상기 흡수액에 흡수되지 않았던 상기 프로판을 취출하기 위한 가스 도출관을 구비하고 있어, 상기 방산탑으로부터 순환된 흡수액은 상기 충전부를 아래쪽으로 통과하도록 상기 탑 본체로 되돌아가는 것인 프로판의 정제장치.
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