KR101674660B1 - 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법 - Google Patents

추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101674660B1
KR101674660B1 KR1020150173352A KR20150173352A KR101674660B1 KR 101674660 B1 KR101674660 B1 KR 101674660B1 KR 1020150173352 A KR1020150173352 A KR 1020150173352A KR 20150173352 A KR20150173352 A KR 20150173352A KR 101674660 B1 KR101674660 B1 KR 101674660B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
xylene
benzene
extraction
tower
toluene
Prior art date
Application number
KR1020150173352A
Other languages
English (en)
Inventor
김영한
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아대학교 산학협력단 filed Critical 동아대학교 산학협력단
Priority to KR1020150173352A priority Critical patent/KR101674660B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674660B1 publication Critical patent/KR101674660B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00—Reforming naphtha
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 나프타 개질공정에서 얻어진 나프타 개질 혼합물을 내부에 격실이 구비된 1기의 증류탑으로 구성된 전처리탑에서 방향족 화합물인 저농도 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 분별 증류한 다음, 이 방향족 화합물만을 대상으로 추출 공정을 이용하여 고농도의 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 생산하는 것을 특징으로 하는 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법에 관한 것으로, 종래의 방법에 비해 추출공정의 부하를 감소시켜 분리조작 시 소비되는 에너지를 절감하여 에너지의 효율이 높아 운전경비가 절감하므로 방향족 화합물을 분리 공정에 적합한 것이 장점이다.

Description

추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법{Aromatic compounds separation equipment and separation method with reduced extraction load}
본 발명은 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나프타 개질공정에서 얻어진 나프타 개질 혼합물을 내부에 격실이 구비된 1기의 증류탑으로 구성된 전처리탑에서 방향족 화합물인 저농도 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 분별 증류한 다음, 이 방향족 화합물만을 대상으로 추출 공정을 이용하여 고농도의 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 생산함으로써, 추출공정의 부하를 감소시켜 분리조작 시 소비되는 에너지를 절감하여 에너지의 효율을 높인 것을 특징으로 하는 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법에 관한 것이다.
나프타 개질공정에서 얻어진 나프타 개질 혼합물은 지방족 화합물과 방향족 화합물인 벤젠, 톨루엔, 자일렌이 혼합된 혼합물로서, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 방향족 화합물 추출탑(201), 방향족 화합물 회수탑(202), 용제 재생탑(203), 수분리기(204), 벤젠 증류탑(205), 톨루엔-자일렌 분리탑(207) 및 수분리기(206)로 구성된 분리시스템을 이용하여 나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 추출분리한다.
나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 추출분리하는 종래의 방법을 살펴보면, 방향족 추출탑(201)에서 탑 내에 공급된 개질유로부터 지방족 화합물(NA)을 분리하고 추출된 방향족 화합물을 방향족 회수탑(202)으로 공급하게 된다. 그리고 방향족 회수탑(202) 내에 공급된 방향족 화합물에 함유된 지방족 화합물 등을 분리하여 방향족 추출탑(201)으로 재순환시켜 지방족 화합물(NA)을 분리시킨다. 이때 재순환 혼합물(RF)은 지방족 화합물과 방향족 화합물이 혼합된 상태의 혼합물이다.
그리고 지방족 화합물(NA)을 분리시킨 방향족 화합물을 용제 재생탑(203)으로 공급한다. 상기 용제 재생탑(203)은 방향족 화합물을 추출하는 추출용제를 회수한 다음 순환시켜 재사용하기 위한 탑으로, 용제 재생탑(203) 내에서 분리시킨 재순환 추출용제(RS)는 방향족 추출탑(201)으로 재순환시키고, 용제 재생탑(203) 내에서 분리된 방향족 화합물은 수분리기(204)로 이송하여 냉각시켜 물(W1)을 분리한 다음 벤젠 증류탑(205)에서 90 mol% 이상인 고농도의 벤젠(B)을 분리시킨다. 이때 분리된 벤젠(B)에 함유된 물(W2)은 수분리기(206)을 이용하여 물(W2)을 제거한다.
상기 벤젠 증류탑(205)에서 고농도의 벤젠(B)을 분리하고 남은 톨루엔(T)과 자일렌(X)의 혼합물은 톨루엔-자일렌 분리탑(207)에서 90mol% 이상인 고농도의 톨루엔(T)과 자일렌(X)을 분리한다.
따라서, 상기와 같은 방법에 의해 벤젠(B), 톨루엔(T), 자일렌(X)과 같은 방향족 화합물을 종래의 분리시스템을 사용하여 추출하는 방법은 나프타 개질 혼합물 전량을 방향족 추출탑(201)에 공급하여 방향족 추출탑(201)의 부하를 매우 크게 함으로써, 추출제의 비점이 높아 추출제를 회수하는 공정에서 다량의 에너지를 사용하게 되고 이에 따라 분리공정의 운전 경비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명자가 그동안 나프타 개질반응기 유출 혼합물로부터 방향족 화합물을 추출하는 기술을 개발하여 특허 등록받은 바 있는 종래의 기술들을 살펴보면, 특허문헌 1은 도 2에 도시된 바와 같이 전처리탑 및 주탑으로 이루어진 분별증류장치를 이용하여 벤젠(D), 톨루엔(S) 및 고비점 성분(B)을 분류하는 기술이고, 특허문헌 2는 도 3에 도시된 바와 같이, 주탑(Ⅰ)과 제1 보조탑(Ⅱ) 및 제2 보조탑(Ⅲ)으로 이루어진 분별증류장치를 이용하여 벤젠(A), 톨루엔(B), 자일렌(C) 및 고비점 성분(D)을 분류하는 기술이며, 특허문헌 3은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 상부탑(A1)과, 제1 하부탑(A2) 및 제2 상부탑(B1)과 제2 하부탑(B2)로 이루어진 분별증류장치를 사용하여 벤젠, 톨루엔 및 자일렌을 분리하는 기술에 관한 것이지만, 상기와 같은 특허문헌 1 내지 3의 분별증류장치들은 도 1에 도시된 바와 같은 분별증류장치와 같이 나프타 개질 혼합물 전량을 증류탑 내에서 직접 추출함에 따라 추출부하를 매우 크게 함으로써, 추출제의 비점이 높아 추출제를 회수하는 공정에서 다량의 에너지를 사용하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0483171호(2005년 4월 4일 등록) 나프타 개질반응기 유출 혼합물로부터 벤젠과 톨루엔의 분별증류 장치 대한민국 등록특허공보 제10-0501304호(2005년 7월 5일 등록) 나프타 개질공정 유출 혼합물로부터 벤젠, 톨루엔,자일렌의 에너지 절감형 연속 분별 증류방법 및 장치 대한민국 등록특허공보 제10-1173907호(2012년 8월 8일 등록) 내부 열교환 증류탑이 구비된 3 성분 분별증류장치
상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 방안으로, 본 발명은 나프타 개질 혼합물을 내부에 격실이 구비된 1기의 증류탑으로 구성된 전처리탑에서 저농도의 방향족 화합물을 1차적으로 분리한 다음, 방향족 화합물 추출탑에서 방향족 화합물의 유분에 대해서 2차적으로 추출함으로써, 방향족 화합물 추출탑의 부하를 최소로 하여 추출용제의 회수 조작 시 소비되는 에너지를 절감하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
따라서, 종래의 방향족 화합물 분리장치는 나프타 개질 혼합물 전량을 방향족 화합물 추출탑에 공급하여 방향족 화합물을 추출함으로써 추출탑의 부하가 매우 큰데 반해, 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치는 1차적으로 전처리하여 분리한 방향족 화합물만을 대상으로 방향족 화합물을 분리하여 추출함으로써, 추출공정의 부하를 감소시킨 것이 특징이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 탑의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분류하는 전처리탑(100)과;, 상기 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하는 벤젠 추출 유니트(U1)와;, 상기 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 추출하는 톨루엔 정제 유니트(U2) 및;, 상기 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출하는 자일렌 추출 유니트(U3);로 이루어지는 구조인 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
그리고 본 발명은 전처리탑(100)의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분류하는 전처리 공정(P100)과;, 상기 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하는 벤젠 추출 공정(P200)과;, 상기 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 추출하는 톨루엔 추출 공정(P300)과;, 상기 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출하는 자일렌 추출 공정(P400);, 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
상기와 같은 과제의 해결 수단을 갖는 본 발명은 나프타 개질공정에서 얻어진 나프타 개질 혼합물을 내부에 격실이 구비된 1기의 증류탑으로 구성된 전처리탑에서 저농도 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 분별 증류한 다음, 방향족 화합물 추출탑을 이용하여 고농도의 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 생산함으로써 종래의 방법에 비해 추출공정의 부하를 감소시켜 분리조작 시 소비되는 에너지를 절감하여 에너지의 효율이 높아 운전경비가 절감하므로 방향족 화합물을 분리 공정에 적합한 것이 장점이다.
도 1은 나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리하는 일반적인 종래의 분별증류장치를 개략적으로 나타낸 개략도이고,
도 2는 종래의 나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리하는 다른 분별증류장치를 개략적으로 나타낸 개략도이며,
도 3은 종래의 나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리하는 또 다른 분별증류장치를 개략적으로 나타낸 개략도이며,
도 4는 종래의 나프타 개질 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리하는 또 다른 분별증류장치를 개략적으로 나타낸 개략도이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하고 있다. 한편, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 방향족 화합물 분리공정 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 그리고 본 발명은 방향족 화합물을 분리 공정설계 결과를 제시하고, 종래의 공정과 비교하여 아래의 내용과 같이 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치(이하, '방향족 화합물 분리장치'라 한다)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전처리탑(100)과, 벤젠 추출 유니트(U1)와, 톨루엔 정제 유니트(U2) 및 자일렌 추출 유니트(U3)로 이루어지는 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 전처리탑(100)의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분별증류한다.
그리고 벤젠 추출 유니트(U1)는 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하고, 톨루엔 정제 유니트(U2)는 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 정제하며, 자일렌 추출 유니트(U3)는 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출한다.
본 발명에서 저농도의 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a, X1b)이라 함은 본 발명의 목적물인 고농도의 벤젠(B2), 톨루엔(T2) 및 자일렌(X2)보다 몰%가 낮은 화합물로서, '저농도'라 함은 몰%가 90% 미만인 농도를 의미하고, '고농도'라 함은 몰%가 90%를 초과하는 농도를 의미한다.
본 발명의 특징은 탑의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분리하기 위하여 1기의 증류탑을 전처리탑(100)으로 사용하며, 상기 전처리탑(100)은 탑내의 중간부에 설치되는 제1 격벽(100a)과 제2 격벽(100b)에 의해서 형성된 3개의 격실은 중앙 상부 공간(101)과 중앙 중간 공간(102) 및 중앙 하부 공간(103)으로 이루어진 중앙 격실과, 후방 공간에 형성된 제1 보조격실(104)과, 전방 공간에 형성된 제2 보조격실(105)로 구분된다.
본 발명에서 탑의 '중단부'라 함은 탑의 상단과 하단 사이에 위치하는 중간 부분을 의미한다.
상기 중앙 격실은 중앙 상부 공간(101)에서 지방족 화합물(NA1)을 분리하고, 제1 보조격실(104)에서 저농도의 벤젠(B1)을 분리하며, 제2 보조격실(105)에서 저농도의 톨루엔(T1)을 분리하며, 중앙 하부 공간(103)에서 저농도의 자일렌(X1a)을 분리한다. 이때 분리되는 지방족 화합물(NA1)의 주성분은 구체적으로는 아래 [표 1]에 기재된 바와 같으며, 전처리탑(100)에 공급되는 나프타 개질 혼합물(F)의 성분에 따라 지방족 화합물(NA1)의 주성분이 달라질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전전리탑(100)의 중앙 격실과 제1 보조격실(104) 및 제2 보조격실(105)은 특허문헌 2에 도시된 바와 같은 종래의 분별증류장치에서 각각 주탑(Ⅰ), 제1 보조탑(Ⅱ) 및 제2 보조탑(Ⅲ)에 해당되는 기능의 역할을 한다.
그리고 상기 전처리탑(100)은 분리벽인 제1 격벽(100a)과 제2 격벽(100b)이 전처리탑(100)의 중간단이 장착된 위치에 설치되며, 상기 격벽은 격벽의 수직 길이 및 설치위치가 제1 보조격실(104) 및 제2 보조격실(105)의 증류곡선에 의해 산출된 단수에 따라 그 길이 및 설치위치가 결정되어진다.
또한 격벽의 수직 길이 및 설치위치는 분리벽형 증류탑인 전처리탑(100)의 높이 및 직경에 의해서도 좌우되어 질 수 있다. 이러한 분리벽형 증류탑인 전처리탑(100)은 실제 제작 시 도 5와 같은 구조를 갖는 일체형으로 제작하여 사용하는 것이 편리하다.
그리고 상기 벤젠 추출 유니트(U1)는 저농도 벤젠(B1)에서 벤젠만을 추출분리하여 고농도의 벤젠(B2)을 생산하는 장치로서, 추출에 의해 지방족 화합물(NA2)은 분리되고 추출용제와 혼합된 벤젠은 벤젠 회수탑(112)과 용제 재생탑(113)을 거치면서 고농도의 벤젠(B2)만 외부로 분리된다.
구체적으로 벤젠 추출 유니트(U1)는 전처리탑(100)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 벤젠(B1)에 함유된 지방족 화합물(NA2)을 외부로 분리하고, 추출용제를 사용하여 벤젠을 추출하는 벤젠 추출탑(111)과, 상기 벤젠 추출탑(111)으로부터 추출용제에 의해 벤젠이 추출된 벤젠 추출물이 탑 내로 유입되면, 벤젠 추출물로부터 재순환 혼합물(RF1)을 분리하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키고, 벤젠을 회수하는 벤젠 회수탑(112)과, 회수한 벤젠으로부터 고농도의 벤젠(B2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS1)를 회수하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키는 용제 재생탑(113) 및, 상기 고농도의 벤젠(B2)에 함유된 물(W1)을 회수하는 수분리기(114)로 구성된다.
이때, 재순환되는 재순환 혼합물(RF1)은 벤젠 추출탑(111)에서 벤젠의 농도를 높이기 위해 재추출되어지고, 재순환 추출용제(RS1)는 벤젠을 추출하기 위한 추출용제로 재사용되어진다.
상기 지방족 화합물(NA2)과 재순환 혼합물(RF1)의 주성분은 구체적으로는 아래 [표 1]에 기재된 바와 같으며, 전처리탑(100)에서 공급되는 저농도의 벤젠(B1)과 재순환 혼합물들의 성분 등에 따라 지방족 화합물(NA2) 및 재순환 혼합물(RF1)들의 주성분 조성이 일부 달라질 수 있다.
그리고 상기 톨루엔 정제 유니트(U2)는 저농도 톨루엔(T1)에서 고농도의 톨루엔(T2)으로 농축 분리하는 장치이다.
구체적으로는 톨루엔 정제 유니트(U2)는 전처리탑(100)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 톨루엔(T1)에 함유된 지방족 화합물(NA3)을 외부로 분리하고, 톨루엔을 정제하는 제1 톨루엔 정제탑(121)과, 상기 제1 톨루엔 정제탑(121)으로부터 탑 내에 유입된 정제 톨루엔으로부터 상부에서 고농도의 톨루엔(T2)을 분리 정제하고, 하부에서 저농도의 자일렌(X1b)으로 분리하며, 저농도의 자일렌(X1b)은 자일렌 추출탑(131)으로 이송하는 제2 톨루엔 정제탑(122)으로 구성된다.
상기 지방족 화합물(NA3)의 주성분은 구체적으로는 아래 [표 1]에 기재된 바와 같으며, 전처리탑(100)에서 공급되는 저농도 톨루엔(T1)의 성분에 따라 지방족 화합물(NA3)의 주성분 조성이 일부 달라질 수 있다.
그리고 상기 자일렌 추출 유니트(U3)는 저농도 자일렌(X1a, X1b)에서 자일렌만을 추출 분리하여 고농도 자일렌(X2)을 생산하는 장치이다.
구체적으로는 자일렌 추출 유니트(U3)는 전처리탑(100) 및 자일렌 추출탑(131)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 자일렌(X1a, X1b)에 함유된 지방족 화합물(NA4)을 외부로 분리하고, 추출용제를 사용하여 자일렌을 추출하는 자일렌 추출탑(131)과, 상기 자일렌 추출탑(131)으로부터 추출용제에 의해 자일렌이 추출된 자일렌 추출물이 탑 내로 유입되면, 자일렌 추출물로부터 재순환 혼합물(RF2)을 분리하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고, 자일렌을 회수하는 자일렌 회수탑(132)과, 상기 자일렌으로부터 분리시킨 재순환 혼합물(RF3)을 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고 자일렌에 함유된 물(W2)을 회수하는 수분리기(133) 및, 회수한 자일렌으로부터 고농도의 자일렌(X2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS2)를 회수하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키는 용제 재생탑(134)으로 구성된다.
이때, 재순환되는 재순환 혼합물(RF2, RF3)은 자일렌 추출탑(131)에서 자일렌의 농도를 높이기 위해 재추출되어지고, 재순환 추출용제(RS2)는 자일렌을 추출하기 위한 추출용제로 재사용되어진다.
상기 지방족 화합물(NA4)과 재순환 혼합물(RF2) 및 재순환 혼합물(RF3)의 주성분은 구체적으로는 아래 [표 1]에 기재된 바와 같으며, 자일렌 추출탑(131)에 유입되는 혼합물의 성분에 따라 지방족 화합물(NA4)과 재순환 혼합물(RF2) 및 재순환 혼합물(RF3)들의 주성분 조성이 일부 달라질 수 있다.
또한 자일렌 회수탑(132)에서 자일렌의 회수시 에틸벤젠은 방향족 화합물로서 자일렌과 비점이 유사하여 자일렌에 혼합되어 생산되므로 회수하고자 하는 자일렌의 농도를 높이기 위해 자일렌과 에틸벤젠의 혼합물인 재순환 혼합물(RF2)을 자일렌 추출탑(131)으로 재순환된다. 그리고 자일렌 회수탑(132)의 상부로 분리되어 수분리기(133)에서 물(W2)을 제거한 재순환 혼합물(RF3)은 자일렌 추출탑(131)으로 재순환된다.
본 발명에서 사용하는 추출용제는 구체적으로는 설포레인(Sulfolane)을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 상기의 추출용제에만 반드시 한정되지 아니하고 동등 이상의 성능을 갖는 다른 추출용제의 경우에도 사용이 가능하다.
본 발명에서 지방족 화합물(NA1, NA2, NA3, NA4), 재순환 혼합물(RF, RF1, RF2, RF3) 및 재순환 추출용제(RS, RS1, RS2)의 조성은 공급하는 나프타 개질 혼합물(F) 및 재순환 혼합물의 조성에 따라 달라질 수 있다. 참고로 나프타 개질 혼합물(F)의 조성에 따른 지방족 화합물, 재순환 혼합물 및 재순환 추출용제의 조성을 나타내었다.
(단위 : 몰 분율)
구분 F NA1 NA2 NA3 NA4 RF1 RF2 RF3 RS1 RS2 X1
NC1 0.1967 0.9773 0.5580 0.0000 0.0000 0.2949 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
벤젠 0.3751 0.0227 0.0000 0.0005 0.0000 0.4985 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
NC2 0.0999 0.0000 0.4045 0.7356 0.0000 0.0705 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
톨루엔 0.1878 0.0000 0.0000 0.2637 0.0286 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0158
NC3 0.0301 0.0000 0.0000 0.0002 0.9068 0.0000 0.4436 0.3766 0.0000 0.0000 0.3699
자일렌 0.1105 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0802 0.2563 0.0000 0.0000 0.6143
용제 0.0000 0.0000 0.0068 0.0000 0.0093 0.0008 0.0000 0.3385 0.9732 0.9732 0.0000
물 0.0000 0.0000 0.0306 0.0000 0.0553 0.1352 0.4762 0.0286 0.0268 0.0268 0.0000
- NC1: c-펜탄, n-헥산, 메틸 c-펜탄
- NC2: 3-메틸헥산, 메틸 c-헥산
- NC3: n-옥탄, 디메틸 c-헥산
- 자일렌: 에틸벤젠, p-자일렌, m-자일렌, o-자일렌
이하, 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치를 사용하여 방향족 화합물을 분리하는 방법을 구체적으로 설명하면 아래의 내용과 같다.
본 발명에 따른 각 공정들의 구성장치 및 화합물들에 대한 설명은 상기 방향족 화합물 분리장치의 설명시 상세히 설명하였으므로, 아래에서는 각 공정들의 구성장치 및 화합물들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 전처리탑(100)의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분류하는 전처리 공정(P100)과;, 상기 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하는 벤젠 추출 공정(P200)과;, 상기 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 추출하는 톨루엔 추출 공정(P300)과;, 상기 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출하는 자일렌 추출 공정(P400);으로 이루어진다.
그리고 상기 전처리 공정(P100)은 전처리탑(100) 내의 중앙의 중앙격실의 상부 공간(101)에서 지방족 화합물(NA)을 분리하고, 후방 공간에 형성된 제1 보조격실(104)에서 저농도의 벤젠(B1)을 분리하며, 전방 공간에 형성된 제2 보조격실(105)에서 톨루엔(T1)을 분리하며, 중앙 하부 공간(103)에서 저농도의 자일렌(X1a)을 분리하는 공정이다.
상기 벤젠 추출 공정(P200)은 벤젠 추출탑(111) 내에 유입된 저농도의 벤젠(B1)을 추출용제를 사용하여 추출한 다음 벤젠 회수탑(112)에서 추출용제와 혼합된 벤젠을 회수한 후, 용제 재생탑(113)에서 고농도의 벤젠(B2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS1)를 회수하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키며, 수분리기(114)에서 고농도의 벤젠(B2)에 함유된 물(W1)을 회수하는 공정이다.
상기 톨루엔 추출 공정(P300)은 제1 톨루엔 정제탑(121)에서 탑 내로 유입된 저농도의 톨루엔(T1)에 함유된 지방족 화합물(NA3)을 분리하고, 톨루엔을 정제하며, 제2 톨루엔 정제탑(122)에서 벤젠 추출탑(111)으로부터 탑 내에 유입된 정제 톨루엔으로부터 고농도의 톨루엔(T2)과 저농도의 자일렌(X1a)으로 분리 정제하고, 저농도의 자일렌(X1a)은 자일렌 추출탑(131)으로 이송하는 공정이다.
상기 자일렌 추출 공정(P400)은 자일렌 추출탑(131)에서 탑 내로 유입된 저농도의 자일렌(X1a, X1b)에 함유된 지방족 화합물(NA4)을 분리하고, 추출용제를 사용하여 자일렌을 추출한 다음 자일렌 회수탑(132)에서 탑 내에 유입된 추출용제와 혼합된 자일렌으로부터 재순환 혼합물(RF2)을 분리하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고, 자일렌을 회수하며, 수분리기(133)에서 자일렌으로부터 분리시킨 재순환 혼합물(RF3)을 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고 자일렌에 함유된 물(W2)을 회수하며, 용제 재생탑(134)에서 회수한 자일렌으로부터 고농도의 자일렌(X2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS2)를 회수하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키는 공정이다.
따라서, 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치와 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 나프타 개질 혼합물 전량을 방향족 추출탑(201)에 공급하여 방향족 추출탑(201)의 부하를 매우 크게 하는 구조를 갖는 종래의 방향족 화합물 분리장치와는 달리, 일체형 분리벽 증류탑 구조를 갖는 전처리탑(100)을 구비한 시스템에 의해 1차적으로 나프타 개질 혼합물을 1기의 전처리탑에서 저농도 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 분별 증류한 다음 후술하는 벤젠 추출 유니트(U1)와, 톨루엔 정제 유니트(U2) 및 자일렌 추출 유니트(U3)를 이용하여 2차적으로 나프타 개질 혼합물로부터 추출한 방향족 화합물만을 사용하여 고농도의 벤젠과 톨루엔 및 자일렌을 생산함으로써 추출공정의 원료를 증류 분리하여 소량만 추출공정에서 처리하여 추출공정의 부하를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명을 하기의 실시 예를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 하기의 실시 예에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니다.
1. 원료의 조성
본 실시 예에서 사용되는 원료인 나프타 개질 혼합물(F)의 성분 조성과 성분별 비점은 아래 [표 2]의 내용과 같다.
성분 중량 백분율(%) 비점(℃)
c-Pentane 1.5 49.3
n-Hexane 7.4 68.7
Methyl c-pentane 9.8 71.8
Benzene 33.3 80.1
3-Methylhexane 4.1 91.9
Methyl c-hexane 7.1 100.9
Toluene 19.7 110.7
n-Octane 1.2 125.7
Dimethylc-hexane 2.6 129.7
Ethylbenzene 6.4 136.2
p-Xylene 1.4 138.4
m-Xylene 4 139.1
o-Xylene 1.5 144.4
2. 3 가지 증류물의 분별증류
본 실시예는 상기 1의 조건을 갖는 원료인 나프타 개질 혼합물(F)을 사용하여 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치를 이용한 벤젠, 톨루엔 및 자일렌의 생산공정은, 원료인 나프타 개질 혼합물(F)에 혼합된 방향족 혼합물로부터 지방족 화합물인 (NA1)을 분리하고, 저농도 벤젠(B1), 저농도 톨루엔(T1) 및 저농도 자일렌(X1a)의 생산에 적용한 시스템으로, 전처리탑(100)의 내부에 설치한 2개의 분리벽인 제1 격벽(100a)과 제2 격벽(100b)에 의해 중앙 상부 공간(101)과 중앙 중간 공간(102) 및 중앙 하부 공간(103)으로 이루어진 중앙 격실과, 후방 공간에 형성된 제1 보조격실(104)과, 전방 공간에 형성된 제2 보조격실(105)을 형성시킨 구조인 증류탑을 사용하였다.
아래 [표 3]은 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치의 공정설계 결과를 제시하였다. 본 분리장치에 설정된 설계단수는 최소 소요단으로 실제는 전환류 조작을 하지 않으므로 실제단수는 통상의 설계기준(J.D. Seader and E.J. Henley, "Separation Process Principles," p. 510, John Wiley & Sons, Inc., N. Y., 1998)에 따라 최소단의 2배로 하여 실제 소요단을 결정하였다.
그리고, 원료의 조성과 함께 방향족 화합물인 벤젠, 톨루엔 및 자일렌의 제품을 생산하기 위해서는 장치의 운전조건을 계산하여야 한다. 운전조건을 계산하기 위하여 아래 [표 3]의 내용과 같은 증류탑의 구조를 가진 전처리탑(100)에 여러 가지 운전조건을 사용하였을 때의 증류계산을 반복 실시하여 요구되는 제품을 생산하면서 에너지 사용이 가장 적은 조건을 찾아야 한다. 이러한 계산을 위해 본 발명에서는 상업용 계산 프로그램인 하이시스(HYSYS)를 사용하였으며 아래 [표 3]의 운전조건에서 요구되는 제품이 얻어진다.
구분
 본 발명에 따른 전처리탑
중앙 격실 제1 보조격실 제2 보조격실

구조		 단수 110 21 32
원료단/중간제품단 75 5 13
연결단 - 40/49 86/91

조작
 상부압력(MPa) 1.16 1.2 1.5
온도(℃) 상부 69.3 81.3 125
하부 160 94.9 137
원료유량(kmol/h) 326 - -
제품유량
(kmol/h)		 상부 30.8 - -
하부 29.1 - -
중간 - 177.9 88
환류유량(kmol/h) 628.7 194.9 137.9
증기유량(kmol/h) 560.8 184.9 69.9
냉각용량(MW) 5.28 - -
가열용량(MW) 5.35 - -
원료 조성
(mol frac.)		 Benzene/
Toluene/
Xylenes		 0.375/
0.188/
0.11		 - -

제품 조성
(mol frac.)		 n-Hexane 0.55 0.043 -
Benzene - 0.683 -
Toluene - - 0.695
Xylenes 0.933 - 0.101
3. 벤젠의 농축 분리
본 실시예에서 도 5에 도시된 벤젠 추출 유니트(U1)는 전처리탑(100)에서 생산된 저농도 벤젠(B1)을 고농도 벤젠(B2)으로 농축하는 장치이다. 저농도 벤젠(B1)에서 벤젠만을 추출분리하여 고농도 벤젠(B2)을 생산하는 공정이다. 벤젠 추출탑(111)에서 지방족 화합물(NA2)은 외부로 분리되고 추출용제에 의해 추출된 벤젠 추출물은 벤젠 추출탑(111), 벤젠 회수탑(112) 및 용제 재생탑(113)을 거치면서 고농도의 벤젠(B2)만 분리된다. 벤젠 회수탑(112)의 상부제품은 저농도 벤젠(B1)과 추출용제인 설포레인(Sulfolane)의 혼합물이며 벤젠 추출탑(111)에 재순환된다. 용제 재생탑(113)에서 회수된 추출용제는 벤젠 추출탑(111)의 추출용제로 재순환 사용된다. 아래 [표 4]는 본 발명에 바람직한 실시예에 의한 벤젠의 농축 결과와 종래의 방향족 화합물을 분리공정의 설계 결과와 방향족 화합물을 분리공정에 대한 종래의 증류 시스템과 본 발명의 벤젠분리 시스템의 구조와 운전조건을 나타낸 것이다. 두 시스템에서의 원료와 제품의 규격은 서로 유사하게 적용하였다.

구분		 종래의 분리공정 본 발명에 따른
벤젠 분리공정
방향족 화합물
추출탑		 방향족 화합물회수탑 용제
재생탑		 벤젠
증류탑
 톨루엔-자일렌 분리탑 벤젠
추출탑		 벤젠
회수탑		 용제
재생탑
구조
 단수 40 30 25 60 45 44 40 20
원료단 20 1 10 30 25 36 1 10
조작

 상부압력 (MPa) 6.3 2.1 0.5 1 1.4 4 2.1 0.5
온도
(℃)		 상부 74.5 112 46.1 49.9 120.4 75 96 50.8
하부 76.1 148 270 136.2 122.8 134 138 270
원료유량 (kmol/h) 326 1405 1180 236.5 101.7 178 889 569
재순환유량 225 - - - - 320 - -
용제유량 961 - - - - 447 - -
제품유량
(kmol/h)		 상부 106.4 225 281 126 61.9 55.5 320 126
하부 1405 1180 270 102 39.8 889 569 434
환류량 (kmol/h) 1009 1371 766 500 178 465 673 43.4
증기유량(kmol/h) 216.4 239.2 1223 494 233 139 132 494
냉각용량 (MW) - 2 12.2 6.16 2.16 - 0.36 1.51
가열용량 (MW) - 4.18 20.88 4.66 2.2 - 1.94 8.41
원료가열량(MW) - 3 -2 2 - - 0.43 -2.89/
-0.43
원료 조성
(mol frac.)		 Benzene/
Toluene/
Xylenes		 0.375/
0.188/
0.110		 0.141/
0.046/
0.026		 0.104/
0.051/
0.031		 0.517/
0.256
/0.152		 0.017/
0.595/
0.353		 0.683 0.316 0.214
제품 생산 하부 하부 상부 상부 상부 하부 하부 상부
제품조성
(mol frac.)		 Benzene 0.141 0.104 0.435 0.957 0.027 0.316 0.214 0.968
Toluene 0.046 0.051 0.215 - 0.954 - - -
Xylenes 0.026 0.031 0.128 - - - - -
Solvent 0.64 0.762 - - - 0.489 0.763 -
4. 톨루엔의 농축 분리
본 실시예에서 도 5에 도시된 톨루엔 정제 유니트(U2)는 전처리탑(100)에서 생산된 저농도 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 농축 분리하는 장치이다. 제1 톨루엔 정제탑(121)에서 지방족 화합물(NA3)을 분리하고, 제2 톨루엔 정제탑(122)에서 톨루엔만 분리하여 고농도 톨루엔(T2)을 생산한다. 제2 톨루엔 정제탑(122)의 하부에서 생산된 저농도 자일렌(X1b)과 전처리탑(100)에서 얻은 저농도 자일렌(X1a)은 자일렌 추출 유니트(U3)의 자일렌 추출탑(131)으로 이송된다. 아래 [표 5]는 톨루엔 분리공정에 대한 본 발명의 시스템의 구조와 운전조건을 나타낸 것이다.
5. 자일렌의 농축 분리
본 실시예에서 도 5에 도시된 자일렌 추출 유니트(U3)는 전처리탑(100) 및 자일렌 추출탑(131)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도 자일렌(X2)으로 농축하는 장치이다.
자일렌 추출탑(131) 상부에서 지방족 화합물(NA4)은 분리되고 하부에서 분리된 추출용제 및 자일렌은 자일렌 회수탑(132)에서 고농도 자일렌(X2)과 추출용제인 추출용제인 설포레인(Sulfolane)만 분리되고 저농도 자일렌(X1)은 용제 재생탑(134)을 거치면서 고농도의 자일렌(X2)만 분리된다. 자일렌 회수탑(132)의 상부제품은 저농도 자일렌(X1)과 추출용제의 혼합물이며 자일렌 추출탑(131)에 재순환된다. 용제 재생탑(134)에서 회수된 추출용제는 자일렌 추출탑(131)으로 재순환 사용된다. 에틸벤젠은 방향족 화합물이고 자일렌과 비점이 유사하여 자일렌에 혼합되어 생산된다. 아래 [표 5]에 자일렌 분리공정에 대한 본 발명의 시스템의 구조와 운전조건이 나타나 있다.
구분
 본 발명에 따른
톨루엔 분리공정		 본 발명에 따른
자일렌 분리공정
제1 톨루엔
정제탑		 제2 톨루엔
정제탑		 자일렌
추출탑		 자일렌
회수탑		 용제
재생탑
구조 단수 80 50 32 30 20
원료단 54 23 26 14 10

조작
 상부압력 (MPa) 1.2 1.2 4 2.1 1
온도
(℃)		 상부 109 116 75 114 155
하부 128 145 93.6 262 285
원료유량(kmol/h) 88 77.4 43.5 193 133
재순환유량 - - 57.6 - -
용제유량 - - 100 - -
제품유량 (kmol/h) 상부 10.6 63 8 57.6 35.6
하부 77.4 14.4 193 133 97.7
환류유량(kmol/h) 200 152 102 80 8
증기유량(kmol/h) 200 205 25.7 166 51
냉각용량(MW) 1.83 1.96 - 1.15 0.52
가열용량(MW) 1.82 1.93 - 2.52 1.02
원료가열량(MW) - - - 0.30/-0.1 -0.6
원료조성
(mol frac.)		 Benzene/
Toluene/
Xylenes		 0/
0.695/
0.101		 0/
0.754/
0.114		 0/
0.005/
0.827		 0/
0/
0.233		 0/
0/
0.271
제품 생산 상부 상부 하부 상부 상부
제품조성
(mol frac.)		 Benzene - - - - -
Toluene 0.264 0.922 - - -
Xylenes - - 0.233 0.156 0.955
Solvent - - 0.547 0.144 0.045
본 발명에 따른 방향족 화합물 분리공정의 투자와 운전비용에 대한 경제성 평가를 다음 절차를 이용하여 계산하였다. 분리시스템의 비용은 탑과 관련설비의 제작비와 운전경비로 구성된다. 공정 운전은 하루 24시간, 1년에 330일 운전하는 것을 기준으로 하였다. 아래 [표 6]에는 계산된 설비비와 운전경비 및 방향족 화합물 분리공정 공정용 종래의 시스템에 대한 경제성 평가에 대하여 나타내었다.
(단위: 1,000,000 U.S.달러)
구분 투자비 운전비용
탑 내부단 열교환기 배관
열교환기		 합계 증기
비용		 합계
종래의
분리
공정		 방향족화합물
추출탑		 0.238 0.012 - - 7.296 - 4.354
방향족화합물
회수탑		 0.291 0.02 0.591 0.219 0.601
용제재생탑 0.667 0.07 1.808 0.32 3.132
벤젠증류탑 0.898 0.093 0.955 0.168 0.386
톨루엔-자일렌
분리탑		 0.401 0.03 0.515 - 0.235
본 발명
분리
공정		 전처리
공정		 전처리탑 1.766 0.182 0.78 - 8.215 0.535 2.877
벤젠
분리
공정		 벤젠
추출탑		 0.185 0.01 - - -
벤젠
회수탑		 0.262 0.017 0.27 0.062 0.206
용제
재생탑		 0.21 0.014 0.694 0.331 1.262
톨루엔
분리
공정
 제1 톨루엔
정제탑		 0.593 0.049 0.515 - -
제2 톨루엔
정제탑		 0.412 0.031 0.529 - -
자일렌
분리
공정

 자일렌
추출탑		 0.064 0.002 - - -
자일렌
회수탑		 0.224 0.014 0.148 0.095 -
용제
재생탑		 0.094 0.004 0.242 0.146 -
상기 [표 6]의 내용에 의하면, 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치 비용은 종래의 방향족 화합물 분리장치에 비해 초기 투자 비용인 장치의 투자비는 12.6% 많이 소요되지만 운전경비가 33.9% 적게 소요되므로 본 발명에 따른 방향족 화합물 분리장치의 통상적인 내구연한 20년 이상인 점을 고려할 경우 경제적인 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법을 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
F : 나프타 개질 혼합물 B : 벤젠
B1 : 저농도 벤젠 B2 : 고농도 벤젠
T : 톨루엔 T1 : 저농도 톨루엔
T2 : 고농도 톨루엔 X : 자일렌
X1a, X1b : 저농도 자일렌 X2 : 고농도 자일렌
NA, NA1, NA2, NA3, NA4 : 지방족 화합물
RF, RF1, RF2, RF3 : 재순환 혼합물
RS, RS1, RS2 : 재순환 추출용제
S : 솔벤트 W1, W2 : 물
100 : 전처리탑
100a : 제1 격벽 100b : 제2 격벽
101 : 중앙 상부 공간 102 : 중앙 중간 공간
103 : 중앙 하부 공간
104 : 제1 보조격실 105 : 제2 보조격실
111 : 벤젠 추출탑 112 : 벤젠 회수탑
113 : 용제 재생탑 114 : 수분리기
121 : 제1 톨루엔 정제탑 122 : 제2 톨루엔 정제탑
131 : 자일렌 추출탑 132 : 자일렌 회수탑
133 : 수분리기 134 : 용제 재생탑
U1 : 벤젠 추출 유니트 U2 : 톨루엔 정제 유니트
U3 : 자일렌 추출 유니트

Claims (10)

  1. 탑의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분류하는 전처리탑(100)과;,
    상기 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하는 벤젠 추출 유니트(U1)와;,
    상기 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 추출하는 톨루엔 정제 유니트(U2) 및;,
    상기 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출하는 자일렌 추출 유니트(U3);로 이루어지는 구조이되,
    상기 전처리탑(100)은 탑내의 중간부에 설치되는 제1 격벽(100a)과 제2 격벽(100b)에 의해서, 지방족 화합물(NA1)을 분리하는 중앙 상부 공간(101)과 중앙 중간 공간(102) 및 저농도의 자일렌(X1a)을 분리하는 중앙 하부 공간(103)으로 이루어진 중앙 격실과, 저농도의 벤젠(B1)을 분리하는 후방 공간에 형성된 제1 보조격실(104)과, 저농도의 톨루엔(T1)을 분리하는 전방 공간에 형성된 제2 보조격실(105)이 구비되는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 벤젠 추출 유니트(U1)는,
    전처리탑(100)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 벤젠(B1)에 함유된 지방족 화합물(NA2)을 분리하고, 추출용제를 사용하여 벤젠을 추출하는 벤젠 추출탑(111)과,
    상기 벤젠 추출탑(111)으로부터 탑 내에 유입된 추출용제와 혼합된 벤젠으로부터 재순환 혼합물(RF1)을 분리하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키고, 벤젠을 회수하는 벤젠 회수탑(112)과,
    회수한 벤젠으로부터 고농도의 벤젠(B2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS1)를 회수하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키는 용제 재생탑(113) 및,
    상기 고농도의 벤젠(B2)에 함유된 물(W1)을 회수하는 수분리기(114),
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 톨루엔 정제 유니트(U2)는,
    전처리탑(100)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 톨루엔(T1)에 함유된 지방족 화합물(NA3)을 분리하고, 톨루엔을 정제하는 제1 톨루엔 정제탑(121)과,
    상기 벤젠 추출탑(111)으로부터 탑 내에 유입된 정제 톨루엔으로부터 고농도의 톨루엔(T2)과 저농도의 자일렌(X1b)으로 분리 정제하고, 저농도의 자일렌(X1b)은 자일렌 추출탑(131)으로 이송하는 제2 톨루엔 정제탑(122),
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자일렌 추출 유니트(U3)는,
    전처리탑(100) 및 자일렌 추출탑(131)으로부터 탑 내로 유입된 저농도의 자일렌(X1a, X1b)에 함유된 지방족 화합물(NA4)을 분리하고, 추출용제를 사용하여 자일렌을 추출하는 자일렌 추출탑(131),
    상기 자일렌 추출탑(131)으로부터 탑 내에 유입된 추출용제와 혼합된 자일렌으로부터 재순환 혼합물(RF2)을 분리하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고, 자일렌을 회수하는 자일렌 회수탑(132)과,
    상기 자일렌으로부터 분리시킨 재순환 혼합물(RF3)을 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고 자일렌에 함유된 물(W2)을 회수하는 수분리기(133) 및,
    회수한 자일렌으로부터 고농도의 자일렌(X2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS2)를 회수하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키는 용제 재생탑(134),
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치.
  6. 전처리탑(100)의 중단부로 유입되는 나프타 개질 혼합물(F)로부터 저농도의 방향족 화합물인 벤젠(B1), 톨루엔(T1) 및 자일렌(X1a)을 분류하는 전처리 공정(P100)과;,
    상기 저농도의 벤젠(B1)을 고농도의 벤젠(B2)으로 추출하는 벤젠 추출 공정(P200)과;,
    상기 저농도의 톨루엔(T1)을 고농도의 톨루엔(T2)으로 추출하는 톨루엔 추출 공정(P300)과;,
    상기 저농도의 자일렌(X1a, X1b)을 고농도의 자일렌(X2)으로 추출하는 자일렌 추출 공정(P400);,으로 이루어지되,
    상기 전처리 공정(P100)은, 상기 전처리탑(100) 내의 중앙의 중앙격실의 상부 공간(101)에서 지방족 화합물(NA1)을 분리하고, 중앙 하부 공간(103)에서 자일렌(X1a)을 분리하며, 후방 공간에 형성된 제1 보조격실(104)에서 저농도의 벤젠(B1)을 분리하며, 전방 공간에 형성된 제2 보조격실(105)에서 톨루엔(T1)을 분리하는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 벤젠 추출 공정(P200)은,
    벤젠 추출탑(111) 내에 유입된 저농도의 벤젠(B1)을 추출용제를 사용하여 추출한 다음 벤젠 회수탑(112)에서 추출용제와 혼합된 벤젠을 회수한 후, 용제 재생탑(113)에서 고농도의 벤젠(B2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS1)를 회수하여 벤젠 추출탑(111)으로 재순환시키며, 수분리기(114)에서 고농도의 벤젠(B2)에 함유된 물(W1)을 회수하는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 톨루엔 추출 공정(P300)은,
    제1 톨루엔 정제탑(121)에서 탑 내로 유입된 저농도의 톨루엔(T1)에 함유된 지방족 화합물(NA3)을 분리하고, 톨루엔을 정제하며, 제2 톨루엔 정제탑(122)에서 벤젠 추출탑(111)으로부터 탑 내에 유입된 정제 톨루엔으로부터 고농도의 톨루엔(T2)과 저농도의 자일렌(X1b)으로 분리 정제하고, 저농도의 자일렌(X1b)은 자일렌 추출탑(131)으로 이송하는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 자일렌 추출 공정(P400)은,
    자일렌 추출탑(131)에서 탑 내로 유입된 저농도의 자일렌(X1)에 함유된 지방족 화합물(NA4)을 분리하고, 추출용제를 사용하여 자일렌을 추출한 다음 자일렌 회수탑(132)에서 탑 내에 유입된 추출용제와 혼합된 자일렌으로부터 재순환 혼합물(RF2)을 분리하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고, 자일렌을 회수하며, 수분리기(133)에서 자일렌으로부터 분리시킨 재순환 혼합물(RF3)을 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키고 자일렌에 함유된 물(W2)을 회수하며, 용제 재생탑(134)에서 회수한 자일렌으로부터 고농도의 자일렌(X2)을 분리시킨 후 남은 재순환 추출용제(RS2)를 회수하여 자일렌 추출탑(131)으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리방법.
KR1020150173352A 2015-12-07 2015-12-07 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법 KR101674660B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150173352A KR101674660B1 (ko) 2015-12-07 2015-12-07 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150173352A KR101674660B1 (ko) 2015-12-07 2015-12-07 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101674660B1 true KR101674660B1 (ko) 2016-11-09

Family

ID=57529072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150173352A KR101674660B1 (ko) 2015-12-07 2015-12-07 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674660B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970761B1 (ko) * 2018-12-05 2019-04-22 부경대학교 산학협력단 추출증류를 이용한 1,2,4-트리메틸벤젠 분리장치 및 이 장치를 이용한 분리방법
KR102070422B1 (ko) * 2019-10-08 2020-01-28 부경대학교 산학협력단 추출증류를 이용한 프로펜 분리방법
KR102070421B1 (ko) * 2019-10-08 2020-01-28 부경대학교 산학협력단 추출증류에 의한 분리 효율이 높은 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122367A2 (de) * 1983-01-26 1984-10-24 BASF Aktiengesellschaft Destillationskolonne
KR20020094002A (ko) * 2000-05-04 2002-12-16 바스프 악티엔게젤샤프트 테트라하이드로푸란, γ-부티로락톤 및(또는)1,4-부탄디올을 포함하는 혼합물의 증류 분리 방법
KR100483171B1 (ko) 2002-09-16 2005-04-14 학교법인 동아대학교 나프타 개질반응기 유출 혼합물로부터 벤젠과 톨루엔의 분별증류 장치
KR100501304B1 (ko) 2003-04-14 2005-07-25 학교법인 동아대학교 나프타 개질공정 유출 혼합물로부터 벤젠, 톨루엔,자일렌의 에너지 절감형 연속 분별 증류방법 및 장치
KR100626678B1 (ko) * 2004-07-27 2006-09-25 학교법인 동아대학교 분할 벽이 있는 열복합 증류탑 시스템을 이용한 분별증류장치
KR100645659B1 (ko) * 2005-06-21 2006-11-14 에스케이 주식회사 탄화수소 혼합물로부터 벤젠을 증산하는 방법
KR101173907B1 (ko) 2010-06-08 2012-08-14 동아대학교 산학협력단 내부 열교환 증류탑이 구비된 3 성분 분별증류장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122367A2 (de) * 1983-01-26 1984-10-24 BASF Aktiengesellschaft Destillationskolonne
KR20020094002A (ko) * 2000-05-04 2002-12-16 바스프 악티엔게젤샤프트 테트라하이드로푸란, γ-부티로락톤 및(또는)1,4-부탄디올을 포함하는 혼합물의 증류 분리 방법
KR100483171B1 (ko) 2002-09-16 2005-04-14 학교법인 동아대학교 나프타 개질반응기 유출 혼합물로부터 벤젠과 톨루엔의 분별증류 장치
KR100501304B1 (ko) 2003-04-14 2005-07-25 학교법인 동아대학교 나프타 개질공정 유출 혼합물로부터 벤젠, 톨루엔,자일렌의 에너지 절감형 연속 분별 증류방법 및 장치
KR100626678B1 (ko) * 2004-07-27 2006-09-25 학교법인 동아대학교 분할 벽이 있는 열복합 증류탑 시스템을 이용한 분별증류장치
KR100645659B1 (ko) * 2005-06-21 2006-11-14 에스케이 주식회사 탄화수소 혼합물로부터 벤젠을 증산하는 방법
KR101173907B1 (ko) 2010-06-08 2012-08-14 동아대학교 산학협력단 내부 열교환 증류탑이 구비된 3 성분 분별증류장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970761B1 (ko) * 2018-12-05 2019-04-22 부경대학교 산학협력단 추출증류를 이용한 1,2,4-트리메틸벤젠 분리장치 및 이 장치를 이용한 분리방법
KR102070422B1 (ko) * 2019-10-08 2020-01-28 부경대학교 산학협력단 추출증류를 이용한 프로펜 분리방법
KR102070421B1 (ko) * 2019-10-08 2020-01-28 부경대학교 산학협력단 추출증류에 의한 분리 효율이 높은 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7879225B2 (en) Energy efficient and throughput enhancing extractive process for aromatics recovery
US7981256B2 (en) Splitter with multi-stage heat pump compressor and inter-reboiler
KR101970761B1 (ko) 추출증류를 이용한 1,2,4-트리메틸벤젠 분리장치 및 이 장치를 이용한 분리방법
US11731922B2 (en) Method for separating aromatic hydrocarbon using extractive distillation
US11629108B2 (en) Method for recovering a stream of C2+ hydrocarbons in a residual refinery gas and associated installation
KR101674660B1 (ko) 추출공정의 부하를 감소시킨 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법
CN100513365C (zh) 双溶剂萃取精馏分离碳九芳烃的方法
US3414484A (en) Process for separating ethylbenzene from c8 aromatic hydrocarbons by super-distillation with vapor compression-reboiler heat exchange
US4606816A (en) Method and apparatus for multi-component fractionation
US3639497A (en) Extraction and multi-stage fractional distillation with indirect heat exchange of liquid and vapor process and system for recovering aromatic products
US9969662B2 (en) Method for separating olefins with gentle cleavage
CN109715588B (zh) 集成的丙烷脱氢方法
CN207047164U (zh) 一种重整生成油c5以下轻组分分离系统
US10105620B2 (en) Process for simultaneous production of benzene lean gasoline and high purity benzene from cracked gasoline fraction
KR101674655B1 (ko) 나프타 개질 혼합물로부터의 벤젠 분리장치 및 이 장치를 이용한 벤젠 분리방법
KR102070421B1 (ko) 추출증류에 의한 분리 효율이 높은 방향족 화합물 분리장치 및 이 장치를 이용한 방향족 화합물의 분리방법
KR101952349B1 (ko) 추출증류를 이용한 ρ-자일렌 분리장치 및 이 장치를 이용한 분리방법
CN209759339U (zh) 一种头孢呋辛酸生产中二氯甲烷的回收装置
US10287222B1 (en) Process and apparatus for desorbent recovery
US10287512B2 (en) Process and apparatus for desorbent recovery
KR101805875B1 (ko) 분리벽형 원유정제장치 및 이 장치를 이용한 원유정제방법
KR102070422B1 (ko) 추출증류를 이용한 프로펜 분리방법
CA1254165A (en) Method and apparatus for minimizing recycling in unsaturated gas plant
KR101673491B1 (ko) 에너지 절감형 원유정제장치 및 이 장치를 이용한 원유정제방법
CN105579424A (zh) 用于分离料流以提供芳族化合物联合装置中的烷基交换进料流的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191104

Year of fee payment: 4