KR101667829B1 - 메탄올 정제 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크라프트 펄핑 과정에서 증해기에서 생성된 기체로부터 메탄올을 회수하여 정제하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 기체는 메탄올, 물, 그리고 기타 여러 가지 오염물질로 이루어진 오염성 기체(탈거 기체 또는 SOG로 칭함)로서 회수된다. 상기 기체는 연속적인 경사분리 및 증류 단계로 처리하여 불순물을 제거함으로써 고순도로 정제된 메탄올을 생성한다.

Description

메탄올 정제 방법 및 장치{METHANOL PURIFICATION METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 오염된 기체 스트림으로부터 탈거한 정제 메탄올을 회수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
메탄올은 크라프트 펄핑 과정의 부산물로 만들어지는데, 이때 크라프트 펄핑 과정에서 수산화 이온이 리그닌 메톡시기와 반응한다:
lignin · OCH3 + OH- -> CH3OH + lignin · O-
분쇄기의 구성에 따라 다르겠지만, 증해기에서 생성된 메탄올의 90%까지 증해기 및 증발기에서 얻은 오염된 응축물에 포집할 수 있다. 오염된 응축물은 일반적으로 스트림 스트리핑 시스템에서 처리되는데, 여기서 오염된 응축물로부터 메탄올의 95%까지 제거하여 스트리핑(탈거) 과정에서 발생한 탑정 증기에 포집할 수 있다. 이 때, 농축된 기체 스트림을 탈거 기체(stripper off gas, SOG)라고도 한다.
그 후, SOG는 라임 킬른, 파워 보일러, 회수 보일러, 또는 전용 소각기에서 열산화를 통해 처리되는 것이 보통이다. 일반적으로, SOG는 메탄올 약 40 내지 70 중량%, 황화합물을 포함하는 비응축성 물질 5 내지 10 중량%, 그리고 나머지 수증기로 구성된다.
쓰고 남은 폐 SOG는 화석 연료 대신에 태워서 사용할 수 있다. 그러나 연료로서 SOG의 가치는 수증기의 함량에 따라 달라진다. 천연가스는 연소열을 50.0 MJ/kg (37.2 MJ/m3) 발생하고, 순수 메탄올은 22.7 MJ/kg, 메탄올 70 중량%를 함유하는 SOG는 약 21.9 MJ/kg에 해당하는 연소열을 발생한다. SOG의 연소열이 적은 이유는 SOG에 함유되어 있는 수증기를 먼저 연소온도까지 가열시켜야 하기 때문이다.
펄프 표백 과정에서 이산화염소(ClO2)가 사용되는데, 이산화염소를 제조하는데 AA급 메탄올(99.85 중량%)이 쓰인다. 정상적으로 작동되는 분쇄 장치 내에서, 메탄올 정제 시스템은 외부 판매를 위한 정제 메탄올뿐만 아니라, 이산화염소(ClO2) 공정에 필요한 충분한 양의 정제 메탄올을 생산할 수 있을 것이다. SOG 내의 실질적인 분량의 메탄올을 회수하여 산업적 AA급 생성물로 정제할 수 있다면, 일반적인 크라프트 펄핑 과정에서 생산되는 메탄올은 연료보다는 상품으로서 그 가치가 4배 반 정도가 될 것이다.
현재 수많은 메탄올 정제 시스템이 사용되고 있다. 대부분의 이들 시스템은 메탄올을 다른 화합물로부터 분리하기 위해 증류 형태의 방법을 이용한다. 예를 들면, Rubbins의 미국특허 제 5,718,810, Ryham 등의 미국특허 제 6,217,711, Suokas 등의 캐나다 특허 제 1,0888,957에는 증류 공정과 산 및 알칼리 산화 처리 공정을 조합하여 다양한 분획물을 분리한다. 증류는 혼합물의 부분 증발과 증기 및 잔류액의 개별 회수를 통해 용액의 성분을 분리하는 것이다. 원래의 혼합물에서 휘발성이 높은 성분일수록 증기에서 더 높은 농도로 얻어지고, 휘발성이 낮은 성분일수록 잔류액에서 더 높은 농도로 얻어진다. 이 때, 증류관은 판탑(trays), 구조 충전물(structured packing), 또는 무작위 충전물(random dumped packing) 형태로 설계할 수 있다. 직경이 약 750 mm 미만인 작은 증류관은 접근이 제한되기 때문에 무작위 충전물의 형태인 것이 바람직하다.
그러나, 크라프트 펄핑 과정에서 회수되는 메탄올은 몇 가지 특성 때문에 증류를 통한 분리가 어렵다.
일반적으로, 크라프트 펄핑 과정에서 생성되는 메탄올 원료에는 상당량의 디메틸 디설파이드가 존재한다. 메탄올과 디메틸 디설파이드간의 공비혼합물이 존재하기 때문에, SOG의 메탄올 함량이 약 40 중량% 이하일때 분리가 가능하다. 따라서, 생성된 SOG의 양적, 질적인 면에서 오염성 응축물 스팀 스트리핑 시스템을 관리하면 디메틸 디설파이드의 공비혼합물의 영향을 줄일 수 있다. 기존의 많은 스트리핑 시스템은 다중 효용 증발기가 일체화된 환류 컨덴서를 포함한다(Suominen 등의 미국특허 제 4,137,134, Brannland 등의 미국특허 제 3,807,479, 및 Mattsson 등의 미국특허 제 5,830,314 참조). 그러나, 이러한 구성에 있어서, 스트리핑 시스템을 통해 증발기 동작에 변동이 발생하여 SOG에 양적, 질적으로 영향을 미칠 수 있으므로 스트리핑 시스템의 관리에 문제가 발생하게 된다.
게다가, 펄핑 과정 중에 황화수소와 메틸 메르캅탄과 같은 이온화성 황화합물을 포함하는 오염물질들이 생성된다. 이들 화합물은 일정한 조건에서 해리되므로 간단한 증류만으로는 SOG로부터 제거하는 것이 불가능하다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 황화수소(H2S)는 pH 6 이상에서 해리되기 시작하고, 메틸 메르캅탄(MM)은 pH 9 정도 이상에서 해리되기 시작한다. 해리 상태의 이들 화합물은 증기압을 발생하지 않으므로 증류를 통해 제거할 수 없게 된다. 따라서, 증류관에서 액상의 pH를 조절하는 것이 증류 과정에서 이들 화합물을 제거하는 유효한 방법이다.
응축된 SOG는 일반적으로 pH 9 내지 10 정도이므로, 황산과 같은 산을 측량하여 적당한 증류관에 주입하여 시스템의 pH를 낮출 수 있다. 그러나, 산은 시스템 내에 존재하는 암모니아와 반응하여 황산 암모니아를 생성하므로 증류관에 주입되는 공급물에 단순히 첨가할 수 없다. 이는 증류관을 오염시키는 것으로 알려져 있으므로 피해야 할 것이다. Johansson 등의 미국 특허 제 5,989,394는 정제될 액체의 유입 지점 위로 스티리핑 칼럼에 산성화제를 넣거나, 직접 공급액에 산성화제를 첨가하는 방법을 기재하고 있다. 그러나, Johansson은 액상 공급 스트림으로부터 메탄올을 제거하여 고순도로 정제하는 것보다 상대적으로 정제된 응축물 스트림을 생성하는 것에 관심을 가지고 있으며, 증류관의 오염에는 상관하지 않는 것으로 보인다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 오염된 기체 스트림으로부터 탈거된 메탄올을 회수하고 정제하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 메탄올을 회수하여 고순도로 정제함으로써 메탄올을 크라프트 펄핑 과정에 사용할 수 있도록 하고 과량의 메탄올을 폐기하지 않고 판매할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 및 그밖에 다른 목적들은 발명의 내용과 하기의 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 이해될 것이다.
본 발명은 크라프트 펄핑 과정에서 증해기에서 생성된 기체로부터 메탄올을 회수하여 정제하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 기체는 메탄올, 물, 그리고 기타 여러 가지 오염물질로 이루어진 오염성 기체(탈거 기체 또는 SOG로 칭함)로 회수된다.
탈거 기체(SOG)는 펄핑 과정의 증해기 및 증발기 영역에서 탈거된다. 그 후, SOG는 조절 가능한 유속으로 전용 응축 수단으로 이동하는데, 여기서 휘발성 성분들이 가열되어 소각 장치로 보내지고, 응축물은 경사분리기(디캔터)와 같은 토핑 레드 오일 제거 수단으로 배수된다. 용액에 가라앉는 무거운 오염물질들은 경사분리되어 따로 회수된다. 언더플로우는 토핑 칼럼과 같은 제 1 증류 수단으로 이동하여 가열된다. 이 때, 산을 토핑 칼럼의 중간 지점에 첨가하면 산이 공급물의 암모니아와 반응하지 않으면서 용액의 pH를 낮출 수 있다. 휘발성 성분들은 응축 수단으로 되돌아오고, 언더플로우는 서지탱크로 이동한다. 서지탱크는 정류부로 유입되는 공급물의 유량과 농도를 안정화시키는 데에 이용된다.
정류부는 한 개 또는 두 개의 칼럼으로 이루어질 수 있다. 공급물은 칼럼의 하단부의 상단 근방에 유입되어 스트리핑 스팀 플로우와 반대로 이루어지는 칼럼의 충전물을 통하여 아래로 이동한다. 증발된 메탄올은 칼럼의 상단부를 통하여 위로 이동하고, 불순물은 탑정 증기 플로우로 제거된다. 물과 그밖에 휘발성이 적은 성분들은 언더플로우를 형성하고, 연료 오일은 사이드 스트림에서 배출된다. 정제 메탄올은 배출되어 메탄올 쿨러로 유입되고 냉각 보관된다. 이 때의 메탄올은 적어도 99,85 중량% 순수하다.
또는, 하단부와 상단부는 각각 개별 칼럼일 수 있다. 공급물은 하단 칼럼의 상단 근방에 주입되고, 칼럼의 충전물을 통해서 스트리퍼 스팀 플로우의 반대방향인 아래로 이동한다. 증발된 메탄올은 탑정 증기 플로우로 제거된다. 물과 그밖에 휘발성이 낮은 성분들은 언더플로우를 형성하고, 연료 오일은 사이드 스트림 내에 배출된다. 메탄올 증기는 정류 상단 칼럼으로 흘러 다시 증류된다. 정류 상단 칼럼에서 나온 응축물은 정류 하단 칼럼으로 되돌아가고, 증기는 회수되어 소각 시스템으로 보내지기 전에 냉각된다. 정제 메탄올은 배출되어 메탄올 쿨러로 흘러 냉각 보관된다. 이 때의 메탄올은 적어도 99.85 중량% 순수하다.
일 측면에 있어서, 본 발명은 메탄올의 함량이 약 40 중량% 이내로 이루어진 오염성 기체 공급물을 일정하게 조절된 속도로 얻는 단계; 상기 오염성 기체 공급물을 응축시키는 단계; 상기 응축된 오염성 기체 공급물로부터 비혼화성 오염물질을 제거하는 단계; 산의 존재 하에 상기 응축된 오염성 기체 공급물을 가열하여 휘발성 성분들을 증발시키고 남은 오염된 메탄올 공급물을 얻고, 상기 산은 상기 응축된 오염성 기체 공급물의 주입 지점 아래에 위치한 진입 지점에서 공급하는 단계; 상기 오염된 메탄올 공급물을 가열하여 메탄올을 증발시켜 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계; 및 상기 증발된 메탄올을 가열하여 나머지 휘발성 성분들을 증발시키고 정제 메탄올과 불순한 응축물을 생성함으로써 상기 증발된 메탄올을 더 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탈거 기체 스트림으로부터 메탄올을 회수하고 정제하는 방법을 제공한다. 상기 정제 메탄올은 냉각 회수되어 보관할 수 있다. 응축물은 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계로 리사이클될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 과량의 오염성 기체는 응축 단계 이전에 폐처리 시스템으로 경로를 전환할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 연료 오일은 정제 단계 도중에 상기 오염된 메탄올 공급물로부터 탈거될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하기 전에 상기 오염된 메탄올 공급물을 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 비혼화성 오염물질들은 경사분리에 의해 제거될 수 있다.
다른 일측면에 있어서, 본 발명은 메탄올의 함량이 약 40 중량% 이내로 이루어진 일정 조절량의 탈거 기체를 유입하여 응축시키기 위한 응축 수단; 상기 응축된 기체로부터 비혼화성 오염물질들을 제거하기 위한 경사분리 수단; 상부 및 하부로 이루어지고, 상기 상부에서 상기 응축된 기체를 유입하고 상기 하부에서 유입된 산의 존재 하에 상기 응축된 기체를 가열시켜서 휘발성 성분들을 증발시키고 오염된 메탄올을 얻기 위한 제 1 증류 수단; 상기 오염된 메탄올로부터 메탄올을 증발시키기 위한 제 1 정제 수단; 및 상기 증발된 메탄올로부터 불순물을 증발시키고 응축시켜 정제 메탄올을 생성하기 위한 제 2 정제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탈거 기체 스트림으로부터 메탄올을 회수하고 정제하는 장치를 제공한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 상기 제 1 정제 수단에 유입되기 전에 상기 오염된 메탄올을 보관하기 위한 보관 수단을 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 보관하고자 하는 정제 메탄올을 포집하여 응축시키기 위한 수단을 더 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 상기 오염된 메탄올로부터 연료 오일을 제거하기 위한 수단을 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치의 제 1 증류 수단은 토핑 칼럼으로 이루어질 수 있다. 상기 토핑 칼럼은 상기 오염된 메탄올의 일부를 리사이클하기 위한 리보일러를 더 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치의 상기 제 1 및 제 2 정제부는 제 2 증류 수단으로 이루어진다. 상기 제 2 증류 수단은 정류 칼럼, 또는 제 1 및 제 2 정류 칼럼들로 이루어진다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 상기 응축 수단으로 유입되기 전에 과량의 기체를 폐처리 시스템으로 경로를 변경하기 위한 수단을 더 포함한다.
상기 내용은 본 발명의 측면의 일부분만을 포괄적으로 요약 제시한 것일뿐, 본 발명의 한계나 요건을 제한하고자 함이 아니다. 본 발명의 다른 측면들은 바람직한 실시예의 자세한 설명과 청구항을 참고로 이해될 것이다.
본 발명의 발명자들은 시스템의 시험을 수행하는데에 아낌없는 도움을 준 알버타-퍼시픽 포레스트 인더스트리사에 감사를 드린다.
본 발명의 바람직한 실시예를 다음 도면을 참조하여 설명하기로 한다:
도 1은 여러 가지 pH에서 황화수소와 메틸 메르캅탄의 해리 분율을 보여주는 그래프;
도 2는 본 발명의 토핑부를 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 정류부를 개략적으로 나타낸 도면; 그리고
도 4는 본 발명의 정류부의 다른 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
일반적으로 메탄올을 약 40 내지 70 중량% 함유하는 탈거 기체(SOG)는 기존의 오염성 응축물 스팀 스트리핑 칼럼에서 생성된다. SOG는 도 2에 나타낸 바와 같이 킬른, 보일러, 소각기 또는 기타 소각 시스템(12)에서 경로 전환되는 메탄올 정제 시스템(10)으로 흐른다.
기존의 스트리핑 칼럼에서 나온 증기(14)는 전용 환류 컨덴서(16)로 유입되는데, 이 용기는 폴링 필름 타입 쉘과 튜브 증발기 효과를 내는 적당한 종류일 수 있다. 스트리핑 시스템에서 방출된 열은 증발기 시스템에 사용할 수 있으나, 전용 용기를 사용하면 모든 증발기 작동 조건하에 생성되는 SOG의 양과 질을 안정적으로 관리할 수 있다. 압력은 시스템에서 나오는 재증발 증기를 조절하여 유지한다.
SOG는 일정하게 조절된 유속으로 메탄올 정제 시스템(10)에 유입되고, 과량의 기체는 소각 시스템(12)로 경로 전환되어 빠져나간다. 이렇게 함으로써 정제 시스템(10)에 유입되는 메탄올의 함량을 대략 40 중량% 이내로 유지할 수 있다.
토핑 칼럼 시스템(18)은 악취성 황화합물, 암모니아 및 일부 에테르류, 케톤류 및 알데히드류를 포함하는, SOG에서 나오는 비등점이 낮은 물질 및 비응축성 물질들을 탈거한다. SOG가 토핑 환류 컨덴서(20)로 유입되면, 비등점이 낮은 물질과 비응축성 물질들은 소각 시스템(12)으로 다시 배출(22)되고, 응축물은 토핑 레드 오일 경사분리기(디캔터)(26)로 배수(24)된다.
토핑 레드 오일 펌프(28)는 경사 분리된 레드 오일을 가능하면 터펜틴 회수 시스템(미도시)으로 보낸다. 경사분리기(26)에서 나온 언더플로우(32)는 토핑 환류 펌프(36)와 같은 적당한 수단에 의해 토핑 칼럼(34)으로 이동한다. 토핑 리보일러(38)는 토핑 칼럼(34)에 열을 공급하여 스트림(42)에 포함된 휘발성 오염물질을 증발시키는데 이용할 수 있고, 증발된 오염물질은 토핑 환류 컨덴서(20)로 되돌아 가거나 폐기 처리될 수 있다.
황산은 공급 펌프(44)와 같은 적당한 수단에 의해 토핑 칼럼(34)에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 산은 칼럼의 중간 지점쯤에 첨가되거나, 토핑 환류 펌프(36)로부터 응축된 언더플로우 공급물의 주입 지점(48) 아래에 위치한 진입 지점(46)에 임의의 속도로 첨가된다. 공급물 주입 지점(48)과 산 진입 지점(46) 사이가 서로 떨어져 있어서 언더플로우 공급물에 존재하는 휘발성이 높은 암모니아가 산과 반응하기 전에 토핑 칼럼(34)의 상부에서 탈거되므로 황산 암모늄 침전물의 형성을 막을 수 있다. 산은 토핑 칼럼(34)의 하부에서 pH값을 낮추어 주어 해리된 황화수소와 메틸 메르캅탄을 배출시키고, 이들 화합물은 토핑 칼럼(34)의 상부로 상승하여 여기에서 휘발성 오염물질 스트림(42)의 일부로서 제거된다.
토핑 칼럼(34)에서 배출되는 언더플로우(50)는 서지탱크(52)로 흐르고, 일부는 토핑 리보일러(38)로 리사이클된다. SOG의 유량과 농도는 기존의 스트리핑 시스템의 동작에 따라 크게 달라지므로, 서지탱크는 메탄올 정류 칼럼 시스템(54)으로 흐르는 공급물의 유량과 농도를 유연하게 할 수 있다.
공급물은 정류 공급 펌프(56)에 의해 서지탱크(52)로부터 정류 시스템(54)으로 진입한다. 정류 칼럼 시스템(54)은 도 3에 나타낸 바와 같이 두 부분, 즉 하단 스트리핑부(97)와 상단 스트리핑부(99)로 구성된다. 공급물은 칼럼(55)의 하단 스트리핑부(97)로 유입되어 칼럼의 충전물을 통하여 스트리핑 스팀(57)과 반대 방향인 아래로 하강하고, 이 때 스트리핑 스팀(57)은 정류 리보일러(59)에 의해 공급될 수 있다. 메탄올을 포함하는 휘발성 성분은 상단 정류부(99)로 상향 이동하고, 다른 비등점이 높은 물질들과 함께 주로 물로 이루어진 휘발성이 낮은 성분은 언더플로우(63)로서 제거된다.
공급물은 일부 고급 알콜류(주로 에탄올), 고급 케톤류 등과 같은 비등점이 중간인 물질들로도 구성된다. 종종 연료 오일이라고 불리는 이들 성분은 바람직하게는 공급물 주입 지점(67) 아래에 위치한 지점(65)에서 하단 칼럼(55)으로부터 배출된다. 연료 오일은 별도로 회수되거나, 칼럼(55)으로부터 흐르는 언더플로우(63)와 합쳐져서 정류 하단 펌프(69)를 통해 유출 처리될 수 있다.
상단 정류부(99)에서 흘러나오는 메탄올과 기타 휘발성 물질로 이루어진 탑정 증기 플로우(61)는 칼럼(55) 위에 위치한 정류 환류 컨덴서(71)에서 냉각된다. 비등점이 낮은 물질 및 비응축성 물질들(73)은 소각 시스템(12)으로 배출된다.
대략 99.85 중량% 메탄올로 이루어진 나머지 생성물은 바람직하게 상단 정류부(99)의 충전물 상단의 약간 아래에 위치한 스트림(75)에서 배출되어 메탄올 펌프(79)와 같은 적당한 수단에 의해 메탄올 쿨러(77)로 이동 보관될 수 있다. 이 때, 메탄올 생성물은 충분한 양만큼 배출되어 칼럼 내에서 메탄올 프로파일을 유지하는 것이 바람직하다.
또는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 정류 칼럼 시스템(54)의 두 부분을 두 개의 개별적인 칼럼인 정류 하단 칼럼(60)과 정류 상단 칼럼(62) 내에 제공할 수 있다. 공급물은 하단 칼럼(60)의 스트리핑부에 유입되어(64) 정류 리보일러(68)에 의해 공급되는 스트리핑 스팀(66)과 반대방향으로 충전물을 통하여 아래로 이동한다. 메탄올을 포함하는 휘발성 성분은 탑정 증기 플로우(70)로 제거되고, 주로 기타 비등점이 높은 물질들과 함께 주로 물로 이루어진 휘발성이 낮은 성분은 언더플로우(72)로서 제거된다.
본 실시예에서, 연료 오일은 바람직하게 공급물 주입 지점(64) 아래에 위치한 지점(74)에서 하단 칼럼(60)으로부터 배출된다. 또다시, 연료 오일은 개별적으로 회수되거나, 칼럼(60)으로부터 흐르는 언더플로우(72)와 합쳐져서 정류 하단 펌프(76)를 통해 유출 처리될 수 있다.
정류 하단 칼럼(60)으로부터 흐르는 탑정 증기 플로우(70)는 정류 상단 칼럼(62)의 하부로 흘러간다. 상단 칼럼(62)의 하단에서 수집된 응축물(80)은 중간 정류 펌프(82)에 의해 하단 칼럼(60)의 주입 지점(84)으로 되돌아갈 수 있다. 상단 칼럼(62)으로부터 흐르는 증기(86)는 상단 칼럼(62) 위에 위치한 정류 환류 컨덴서 (88)에서 냉각된다. 비등점이 낮은 물질들과 비응축성 물질들(78)은 소각 시스템(12)으로 배출될 수 있다.
대략 99.85 중량% 메탄올로 이루어진 나머지 생성물은 바람직하게 상단 칼럼(62)의 충전물 상단의 약간 아래에 위치한 스트림(90)에서 배출된다. 또다시, 메탄올 생성물은 충분한 양만큼 배출되어 칼럼 내에서 메탄올 프로파일을 유지하고, 메탄올 펌프(92)와 같은 적당한 수단에 의해 메탄올 쿨러(94)로 이동 보관되는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형이 첨부된 특허청구 범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 메탄올 정제 시스템
12 : 소각 시스템
14 : 증기
16 : 전용 환류 컨덴서
18 : 토핑 칼럼 시스템
20 : 토핑 환류 컨덴서
22 : 배출
24 : 배수
26 : 토핑 레드 오일 디캔터
28 : 토핑 레드 오일 펌프
32 : 언더플로우
34 : 토핑 칼럼
36 : 토핑 환류 펌프
38 : 토핑 리보일러
42 : 오염물질 스트림
44 : 공급 펌프
46 : 산 진입 지점
48 : 공급물 주입 지점
50 : 언더플로우
52 : 서지탱크
54 : 메탄올 정류 칼럼 시스템
55 : 하단 칼럼
56 : 정류 공급 펌프
57 : 스트리핑 스팀
59 : 정류 리보일러
60 : 정류 하단 칼럼
61 : 탑정 증기 플로우
62 : 정류 상단 칼럼
63 : 언더플로우
64 : 공급물 주입 지점
66 : 스트리핑 스팀
67 : 공급물 주입 지점
68 : 정류 리보일러
69 : 정류 하단 펌프
70 : 탑정 증기 플로우
71 : 정류 환류 컨덴서
72 : 언더플로우
73 : 비응축성 물질
75 : 스트림
76 : 정류 하단 펌프
77 : 메탄올 쿨러
78 : 저비등점 물질 및 비응축성 물질
79 : 메탄올 펌프
80 : 응축물
82 : 중간 정류 펌프
84 : 주입 지점
86 : 증기
88 : 정류 환류 컨덴서
90 : 스트림
92 : 메탄올 펌프
94 : 메탄올 쿨러
97 : 하단 스트리핑부
99 : 상단 정류부

Claims (17)

  1. 메탄올의 함량 40 중량% 이내로 이루어진 오염성 기체 공급물을 일정하게 조절된 속도로 얻는 단계;
    상기 오염성 기체 공급물을 응축시키는 단계;
    상기 응축된 오염성 기체 공급물로부터 비혼화성 오염물질을 제거하는 단계;
    산의 존재 하에 상기 응축된 오염성 기체 공급물을 가열하여 휘발성 성분들을 증발시키고 남은 오염된 메탄올 공급물을 얻고, 상기 산은 상기 응축된 오염성 기체 공급물의 주입 지점 아래에 위치한 진입 지점에서 공급하는 단계; 및
    상기 오염된 메탄올 공급물을 가열하여 메탄올을 증발시켜 정제 메탄올과 불순한 응축물을 생성함으로써, 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탈거 기체 스트림으로부터 메탄올을 회수하고 정제하는 방법.
  2. 메탄올의 함량 40 중량% 이내의 오염성 기체 공급물을 일정하게 조절된 속도로 얻는 과정으로서, 이 과정에서 메탄올의 함량이 40중량%를 초과할 경우에는 그 초과량의 오염성 기체 공급물의 경로를 바꾸는 공정을 포함하는 단계;
    상기 오염성 기체 공급물을 응축시키는 단계;
    상기 응축된 오염성 기체 공급물로부터 비혼화성 오염물질을 제거하는 단계;
    산의 존재 하에 상기 응축된 오염성 기체 공급물을 가열하여 휘발성 성분들을 증발시키고 남은 오염된 메탄올 공급물을 얻되, 상기 산은 상기 응축된 오염성 기체 공급물의 주입 지점 아래에 위치한 진입 지점에서 공급하는 단계; 및
    상기 오염된 메탄올 공급물을 가열하여 메탄올을 증발시켜 정제 메탄올과 불순한 응축물을 생성함으로써, 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탈거 기체 스트림으로부터 메탄올을 회수하고 정제하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 증발된 메탄올을 냉각시키고 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 정제 단계 도중에 상기 오염된 메탄올 공급물로부터 연료 오일을 탈거시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계 이전에, 상기 오염된 메탄올 공급물을 보관하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 오염된 메탄올 공급물을 정제하는 단계로 상기 응축물을 리사이클하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 비혼화성 오염물질을 제거하는 단계는 상기 비혼화성 오염물질을 경사분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 메탄올의 함량 40 중량% 이내로 이루어진 일정 조절량의 탈거 기체를 유입하여 응축시키기 위한 응축 수단;
    상기 응축된 기체로부터 비혼화성 오염물질들을 제거하기 위한 경사분리 수단;
    상부 및 하부로 이루어지고, 상기 상부의 주입 지점에서 상기 응축된 기체를 유입하고, 상기 하부의 진입 지점에서 유입된 산의 존재 하에 상기 응축된 기체를 가열시켜서 휘발성 성분들을 증발시키고 오염된 메탄올을 얻기 위한 제 1 증류 수단;
    상기 오염된 메탄올로부터 메탄올을 증발시키기 위한 제 1 정제 수단; 및
    상기 메탄올을 응축하고 불순물을 내보내어 정제 메탄올을 생성하기 위한 제 2 정제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탈거 기체 스트림으로부터 메탄올을 회수하고 정제하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 정제 수단에 유입되기 전에 상기 오염된 메탄올을 보관하기 위한 보관 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 정제 메탄올을 포집하여 응축시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 오염된 메탄올로부터 연료 오일을 제거하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 증류 수단은 토핑 칼럼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 토핑 칼럼은 상기 오염된 메탄올의 일부를 리사이클하기 위한 리보일러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 정제 수단은 제 2 증류 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 증류 수단은 정류 칼럼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 증류 수단은 제 1 및 제 2 정류 칼럼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 8 항에 있어서, 상기 응축 수단으로 유입되기 전에 과량의 기체를 폐처리 시스템으로 경로를 변경하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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