KR101686278B1 - Purification device for alkanol - Google Patents

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KR101686278B1 KR1020130061127A KR20130061127A KR101686278B1 KR 101686278 B1 KR101686278 B1 KR 101686278B1 KR 1020130061127 A KR1020130061127 A KR 1020130061127A KR 20130061127 A KR20130061127 A KR 20130061127A KR 101686278 B1 KR101686278 B1 KR 101686278B1
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Abstract

본 출원은, 정제 장치 및 정제 방법에 관한 것이다. 본 출원에 의하면, 알칸올 정제탑으로 유입되는 원료 및 상기 정제탑의 배출물 사이의 열교환을 통하여 에너지 절감이 가능하다.The present application relates to a purification apparatus and a purification method. According to the present application, energy can be saved through heat exchange between the raw material flowing into the alkanol purification column and the effluent of the purification column.

Description

알칸올의 정제 장치{PURIFICATION DEVICE FOR ALKANOL}[0001] PURIFICATION DEVICE FOR ALKANOL [0002]

본 출원은 알칸올의 정제 장치 및 정제 방법에 관한 것이다.The present application relates to a refining apparatus and a refining method for an alkanol.

n-부탄올(n-butanol)과 같은 알칸올은, 예를 들면, 코팅액 제조 시의 용매 등을 포함하여 화학 산업에서 다양한 용도에 사용되고 있다.Alkanols such as n-butanol have been used in various applications in the chemical industry including, for example, solvents for the preparation of coating liquids and the like.

예를 들어, n-부탄올은 n-부틸알데히드(n-butylaldehyde)의 수소 첨가 반응(hydrogenation)을 통해 제조할 수 있다. 예를 들면, 프로필렌(propylene), 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 혼합 가스를 옥소 반응(oxo reaction)에 도입하면 부틸알데히드를 제조할 수 있다. 제조된 부틸알데히드는 통상 n-부틸알데히드와 iso-부틸알데히드의 혼합물이고, 상기 혼합물에서 n-부틸 알데히드를 분리하여 수소 첨가 반응을 진행하면 n-부탄올을 제조할 수 있다.For example, n-butanol can be prepared via hydrogenation of n-butylaldehyde. For example, butylaldehyde can be prepared by introducing a mixed gas of propylene, carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) into an oxo reaction. The produced butylaldehyde is usually a mixture of n-butylaldehyde and iso-butylaldehyde. When n-butylaldehyde is separated from the mixture and hydrogenation is carried out, n-butanol can be produced.

본 출원은, 알칸올의 정제 장치 및 정제 방법을 제공한다.The present application provides an apparatus for purifying an alkanol and a purification method.

예시적인 정제 장치는, 알칸올 정제탑 및 배관 시스템을 포함할 수 있다. 상기 배관 시스템은, 예를 들면, 상기 정제탑으로 알칸올을 포함하는 원료를 도입하기 위한 도입 루트 및 상기 정제탑에서 정제된 알칸올을 포함하는 흐름이 배출되는 배출 루트를 포함할 수 있다. 상기 배관 시스템은 상기 배출 루트가 상기 배출되는 정제된 알칸올을 포함하는 흐름이 상기 도입되는 원료와 열교환될 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 배관 시스템은 상기 정제탑으로 도입되는 원료가 이동하는 경로에 열교환기를 설치하고, 상기 배출되는 정제된 알칸올을 포함하는 흐름을 상기 열교환기를 거치도록 하여 형성할 수 있다.An exemplary refinery apparatus may include an alkanol refinery tower and a piping system. The piping system may include, for example, an introduction route for introducing a raw material containing an alkanol into the purification column and a discharge route for discharging a flow containing the purified alkanol in the purification column. The piping system may be configured such that the discharge route is such that the flow containing the discharged purified alkanol can be heat-exchanged with the introduced raw material. For example, the piping system can be formed by installing a heat exchanger in a path through which a raw material introduced into the purification tower moves, and passing a flow containing the discharged purified alkanol through the heat exchanger.

상기에서 정제되는 알칸올은, 예를 들면, n-부탄올일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 원료는, 후술하는 바와 같이 프로필렌(propylene), 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 혼합 가스를 옥소 반응(oxo reaction)에 도입하면 제조된 부틸 알데히드로부터 분리된 n-부틸 알데히드에 대하여 수소 첨가 반응을 진행시켜서 제조되는 n-부탄올을 포함하는 원료일 수 있다.The alkanol to be purified in the above may be, for example, n-butanol. In one example, the raw material can be prepared by introducing a mixed gas of propylene, carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) into an oxo reaction as described later, Butanol may be a raw material containing n-butanol produced by progressing a hydrogenation reaction to aldehyde.

상기 알칸올 정제탑으로는, 예를 들면, 통상의 증류탑을 사용할 수 있다. 증류탑은 원료에 포함된 다성분 물질을 각각의 비점 차이에 의해 분리할 수 있는 장치이다. 증류탑은 통상적으로 도 1에 나타난 바와 같이 구성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 증류탑(11)에 원료(12)가 도입되면, 증류탑(11) 내부에서는 재비기(reboiler)(13)에서 증발된 증기가 증류탑(11)의 상부 방향으로 올라가고, 응축기(14)에서 응축된 액체는 환류되어 증류탑(11)의 하부 방향으로 흐르게 된다. 증류탑(11)의 내부에서 상기 증기와 액체가 접촉하면, 증기는 응축되고 액체는 증발하게 되는데, 이 때 비점이 낮은 성분은 증발되는 경향이 강하고, 비점이 높은 성분은 응축되는 경향이 강하여 증류탑(11)의 상부로 갈수록 저비점 성분의 농도가 증가한다. 이에 따라 증류탑(11) 상부에서는 순수한 저비점 성분의 증기가 얻어지게 되는데, 상기 증기는 응축기(14)에 의해 응축되어 일부는 제품으로 생산되고, 일부는 다시 환류된다. 환류된 환류액은 상부로 올라오는 고비점 성분을 응축시켜 탑저로 보내는데 사용된다. 또한, 증류탑(11)의 하부에서 배출되는 고비점 성분 역시 일부는 제품으로 생산되고, 다른 일부는 재비기(13)에서 다시 증발된 후 증류탑(11) 하단으로 보내져 내부 성분을 증발시키는데 사용될 수 있다.As the alkanol purification column, for example, a conventional distillation column can be used. The distillation column is a device capable of separating the multi-component materials contained in the raw materials by respective boiling points. The distillation column can typically be constructed as shown in FIG. 1, when the raw material 12 is introduced into the distillation column 11, the vapor evaporated in the reboiler 13 rises in the upper direction of the distillation column 11 in the distillation column 11, 14 is refluxed and flows downwardly of the distillation column 11. [ When the vapor and the liquid come into contact with each other in the distillation tower 11, the vapor condenses and the liquid evaporates. At this time, the components with low boiling points tend to evaporate and the components with high boiling points tend to condense, 11), the concentration of the low boiling point component increases. As a result, vapor of a pure low boiling point component is obtained at the top of the distillation column 11, and the vapor is condensed by the condenser 14 to produce some of the product and some of the product to be refluxed again. The refluxed reflux liquid is used to condense the high boiling point components coming to the top and send it to the bottom of the column. Part of the high boiling point component discharged from the lower part of the distillation column 11 may also be produced as a product and the other part may be evaporated again in the reboiler 13 and then sent to the bottom of the distillation column 11 to be used for evaporating the internal components .

예를 들어, 소위 저비점, 중비점 및 고비점의 3성분을 포함하는 원료로부터 정제 공정을 수행하기 위하여, 예를 들면, 2개 이상의 증류탑을 서로 연결하여 사용하기도 한다. 예를 들어, 도 1과 같은 증류탑을 2개 연결하고, 첫 번째 증류탑의 하부 배출물이 두 번째 증류탑에 원료로서 도입되도록 연결시킬 수 있다. 이러한 경우에, 첫 번째 증류탑의 상부에서는 저비점 성분이 배출된다. 또한, 첫 번째 증류탑의 하부 배출물로서, 중비점 및 고비점 성분을 포함하는 흐름은 두 번째 증류탑으로 도입되고, 두 번째 증류탑에서는 유사한 분리 공정이 진행되어, 상부로는 중비점 물질이 배출되고, 하부로는 고비점 물질이 배출될 수 있다.For example, two or more distillation columns may be used in connection with each other in order to perform a purification process from a raw material containing three components of so-called low boiling point, middle boiling point and high boiling point. For example, two distillation columns as shown in Fig. 1 may be connected, and the lower effluent of the first distillation column may be connected to be introduced as a raw material to the second distillation column. In this case, the low boiling point component is discharged at the top of the first distillation column. In addition, as a downstream effluent of the first distillation column, a stream containing the middle boiling point and the high boiling point component is introduced into the second distillation column, a similar separation process is carried out in the second distillation column, High boiling point materials can be discharged.

상기 제조 장치에서, 예를 들면, 알칸올 정제탑으로서, 상기와 같이 서로 연결된 2개 이상의 증류탑을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기와 같은 2개의 증류탑을 사용하는 시스템을 분리벽형 증류탑(DWC; Divided Wall Column)으로 대체할 수도 있다. 즉, 상기 알칸올 정제탑으로는 분리벽형 증류탑을 사용할 수도 있다. 분리벽형 증류탑은, 예를 들면, 도 2에 나타나 있다. 분리벽형 증류탑(800)을 사용하면, 상기 기술한 내용에서 저비점 성분은 탑의 상부로 배출되고, 고비점 성분은 탑의 하부로 배출되며, 중비점 성분은 탑의 중단으로 배출될 수 있다. 증류탑과 유사하게 분리벽형 증류탑의 상부 생성물은 응축기(810)를 거쳐서 탑의 상부로 환류되거나 제품(811)으로서 저장될 수 있다. 또한, 탑(800)의 하부 생성물은 재비기(820)를 거쳐 환류되거나, 제품(821)으로 생산될 수 있다. 또한, 탑(800)에서 배출되는 중비점 성분을 포함하는 흐름은, 필요하다면 냉각기 등의 열교환기(830)를 거쳐서 제품(831)으로 생산될 수 있다.In the above production apparatus, for example, as an alkanol purification tower, those containing two or more distillation columns connected to each other as described above may be used. In addition, a system using the two distillation columns as described above may be replaced with a dividing wall type column (DWC). That is, as the alkanol purification column, a separation wall type distillation column may be used. The separation wall type distillation column is shown, for example, in Fig. With the separating wall type distillation column 800, the low boiling point component is discharged to the upper portion of the tower, the high boiling point component is discharged to the lower portion of the tower, and the middle boiling point component can be discharged to the tower. Similar to the distillation column, the upper product of the separation wall distillation column can be refluxed to the top of the column via condenser 810 or stored as product 811. In addition, the bottom product of the top 800 can be refluxed via re-boiler 820 or produced as product 821. Also, the flow comprising the intermediate boiling point component exiting the tower 800 may be produced as a product 831 through a heat exchanger 830, such as a chiller, if desired.

상기 정제 장치에서는, 냉각 장치가 추가로 포함되고, 배관 시스템은 도입되는 원료와 열교환이 수행된 정제된 알칸올을 포함하는 흐름이 상기 냉각 장치를 거치도록 형성되어 있을 수 있다. 냉각 장치를 거친 흐름은, 예를 들면, 제품으로 생산될 수 있다. In the refining apparatus, a cooling device is additionally included, and the piping system may be formed so that a flow containing the refined alkanol subjected to heat exchange with the raw material to be introduced passes through the cooling device. The flow through the cooling device can be produced, for example, as a product.

예시적인 정제 방법은, 알칸올을 포함하는 원료를 정제탑으로 도입하고, 상기 정제탑에서 정제 공정을 수행하여 알칸올을 정제하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 원료를 정제탑으로 도입하기 전에 상기 정제 공정을 거쳐서 배출되는 정제된 알칸올을 포함하는 상기 정제탑의 배출물과 상기 원료를 열교환시키는 것을 포함할 수 있다.An exemplary refining method may include introducing a raw material containing an alkanol into a purification column and purifying the alkanol by performing a purification process in the purification column. The method may include heat-exchanging the raw material with the effluent of the purification tower, which includes the purified alkanol discharged via the purification process before introducing the raw material to the purification column.

상기 방법은, 전술한 바와 같이 정제탑으로서 서로 연결된 2개 이상의 증류탑을 포함하는 것 또는 분리벽형 증류탑을 사용할 수 있다.The method may use two or more distillation columns connected to each other as a purification column as described above, or a separation wall type distillation column.

상기 방법에서는, 예를 들면, 상기 열교환 전의 알칸올을 포함하는 원료의 온도를 40℃ 내지 60℃로 유지할 수 있다. 또한, 상기 방법에서는, 상기 열교환 후에 알칸올을 포함하는 원료의 온도를 90℃ 내지 110℃로 유지할 수 있다. In this method, for example, the temperature of the raw material containing the alkanol before the heat exchange can be maintained at 40 to 60 캜. Further, in the above method, the temperature of the raw material containing the alkanol after the heat exchange can be maintained at 90 ° C to 110 ° C.

상기 방법에서는, 예를 들면, 열교환 전의 정제탑의 배출물의 온도를 100℃ 내지 120℃로 유지할 수 있다. 또한, 상기 방법에서는, 예를 들면, 열교환이 수행된 정제탑의 배출물을 냉각기로 도입하여 상기 배출물을 30℃ 내지 50℃로 냉각시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.In this method, for example, the temperature of the effluent of the purification column before heat exchange can be maintained at 100 ° C to 120 ° C. In addition, the method may further comprise, for example, introducing the effluent of the purification column, which has undergone heat exchange, into a cooler to cool the effluent to 30 ° C to 50 ° C.

이하 첨부된 도면을 참조로 상기 제조 장치 및 방법을 상세히 설명하지만, 상기 장치 및 방법의 범위가 하기의 설명에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the manufacturing apparatus and method will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the apparatus and method is not limited to the following description.

도 3은, 예시적인 장치로서, 상기 알칸올 정제탑으로서 분리벽형 증류탑(800)을 사용한 경우를 예시적으로 보여준다. 그렇지만, 상기 정제탑으로서, 전술한 2개 이상의 서로 연결된 증류탑을 사용하는 경우에도 하기의 설명은 동일하게 적용될 수 있다.3 shows an exemplary apparatus in which a separation wall type distillation column 800 is used as the alkanol purification tower. However, even when two or more interconnected distillation columns as described above are used as the purification column, the following description can be applied equally.

도 3과 같이, 알칸올 정제탑(800)에서 유출되는 흐름은, 예를 들어, 상기 원료가 상기 저비검, 중비점 및 고비점 성분을 포함하는 경우, 약 90℃ 내지 110℃ 또는 약 100℃로 정제탑(800)의 상부에서 배출되는 저비점 성분을 포함하는 흐름, 약 100℃ 내지 120℃ 또는 약 110℃로 정제탑(800)의 중간부에서 배출되는 중비점 성분을 포함하는 흐름(F2) 및 약 150℃ 내지 180℃ 또는 약 166℃로 정제탑(800)의 하부에서 배출되는 고비점 성분을 포함하는 흐름을 포함할 수 있다. 통상적으로 알칸올을 포함하는 흐름은 상기 중간부에서 배출되는 흐름(F2)이다. As shown in FIG. 3, the flow out of the alkanol purification column 800 may be performed at a temperature of about 90 ° C to 110 ° C or about 100 ° C, for example, when the raw material contains the low- (F2) containing a low boiling point component discharged from the upper part of the tablet column 800, a middle boiling point component discharged from the middle part of the tablet column 800 at about 100 DEG C to 120 DEG C or about 110 DEG C, And a high boiling point component exiting the bottom of the tablet column 800 at about 150 ° C to 180 ° C or about 166 ° C. Typically, the flow comprising the alkanol is the flow (F2) exiting the intermediate section.

하나의 예시에서, 상기 정제탑(800)으로 유입되는 피드(F1)는 약 40℃ 내지 60℃ 또는 약 50℃ 정도의 온도를 가질 수 있고, 유량은 예를 들면, 약 11,972kg/hr 정도일 수 있다. 또한, 상기 중간 배출물의 흐름(F2)은 약 11,645kg/hr 정도의 유량으로 정제탑(800)에서 유출될 수 있다.In one example, the feed F1 entering the purification column 800 may have a temperature of about 40 占 폚 to 60 占 폚 or about 50 占 폚, and the flow rate may be, for example, about 11,972 kg / hr have. In addition, the intermediate effluent stream F2 may flow out of the purification column 800 at a flow rate of about 11,645 kg / hr.

하나의 예시에서, 상기 정제 장치는, 상기 정제탑(800)으로 유입되는 피드(F1)와 상기 정제탑(800)의 중간 생성물(F2) 사이에 열교환이 이루어지도록 형성된 배관 시스템을 포함할 수 있다. In one example, the purifier may include a piping system configured to effect heat exchange between the feed F1 entering the purifier column 800 and the intermediate product F2 of the purifier column 800 .

상기 열교환에 의해, 예를 들면, 상기 정제탑(800)의 하부 생성물이 정제탑(800)으로 다시 유입되기 전에 재비기(820)를 이용한 가열공정에서 사용되는 저압 스팀의 사용량을 줄이고, 또한 상기 정제탑(800)의 배출 흐름(F2)이 저장 탱크(831)로 이송되기 전에 냉각기(830)를 이용한 냉각 공정에서 사용되는 냉각수의 양을 줄일 수 있다. It is possible to reduce the amount of low pressure steam used in the heating process using the reboiler 820 before the bottom product of the tablet column 800 flows back into the tablet column 800 by the heat exchange, The amount of cooling water used in the cooling process using the cooler 830 can be reduced before the discharge flow F2 of the tablet column 800 is transferred to the storage tank 831. [

하나의 예시에서, 상기 정제 장치의 배관 시스템은, 열교환기(840)를 포함할 수 있으며, 상기 열교환기(840)는 상기 정제탑(800)의 중간 생성물의 흐름(F2)이 저장 탱크(831)로 유입되도록 형성된 배관과 상기 정제탑(800)으로 피드(F1)가 유입되도록 형성된 배관 사이에 위치할 수 있다. In one example, the piping system of the purifier may include a heat exchanger 840, wherein the flow F2 of the intermediate product of the purifier column 800 is connected to the storage tank 831 And a pipe formed to allow the feed F1 to flow into the tabletting column 800. In this case,

하나의 예시에서, 상기 정제 장치는 저장 탱크(831)를 포함할 수 있다. 상기 저장 탱크(831)는 정제탑(800)에서 유출된 흐름(F2), 예를 들어, 고순도의 알칸올을 포함하는 흐름이 저장될 수 있는 탱크일 수 있다. 또한, 저장 탱크(831)는 흐름(F2)이 이송될 수 있도록 배관을 통하여 상기 정제탑(800)에 연결될 수 있다.In one example, the purification apparatus may include a storage tank 831. The storage tank 831 may be a tank capable of storing a flow F2 flowing out of the purification tower 800, for example, a flow containing a high purity alkanol. Further, the storage tank 831 may be connected to the tablet column 800 through a pipe so that the flow F2 can be transferred.

상기 정제 장치는 또한, 상기 정제탑(800)과 저장 탱크(831) 사이에 냉각기(830)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 흐름(F2)은 저장 탱크(831)로 이송되기 전 상기 냉각기(830)를 통과하면서 약 30℃ 내지 50℃ 또는 약 40℃ 전후로 냉각될 수 있다.The purification apparatus may further include a cooler 830 between the tablet column 800 and the storage tank 831. The flow F2 may be cooled to about 30 캜 to 50 캜 or about 40 캜 while passing through the cooler 830 before being transferred to the storage tank 831.

도 4는 상기 정제 장치로 도입되는 원료가 프로필렌(propylene), 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 혼합 가스를 옥소 반응(oxo reaction)에 도입하면 제조된 부틸 알데히드로부터 분리된 n-부틸 알데히드에 대하여 수소 첨가 반응을 진행시켜서 제조되는 n-부탄올인 경우에서의 전체 장치를 모식적으로 표시한 도면이다. 4 is the a raw material that is introduced into the purification unit propylene (propylene), by introducing a mixed gas of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2) to the oxo reaction (oxo reaction) separate from the produced butyraldehyde n- butyraldehyde Butanol produced by proceeding the hydrogenation reaction with respect to the total amount of the n-butanol.

도 4를 참조하면, 상기 장치는, 상기 정제탑(800) 외에도, 옥소 반응기(Oxo reactor)(100, 200), 상기 반응기(100, 200)와 연결된 기/액 분리기(Vapor/Liquid Seperator)(300), 상기 분리기(300)와 연결된 기화 장치(Vaporzier)(400), 상기 장치(400)와 연결된 이성체 분리탑(isomer column)(600), 안정화기(Stabilizer)(500) 및 수첨 반응기(Liquid Phase Hydrogenation, LPH 반응기)(700) 등을 추가로 포함할 수 있다.4, the apparatus further includes an oxo reactor 100, 200, a vapor / liquid separator (not shown) connected to the reactor 100, 200, 300, a vaporizer 400 connected to the separator 300, an isomer column 600 connected to the apparatus 400, a stabilizer 500, and a liquid- Phase hydrogenation, LPH reactor) 700, and the like.

예를 들면, 프로필렌(Propylene) 및 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 혼합 가스를 포함하는 피드는 상기 옥소 반응기(100, 200)로 유입되며, 상기 반응기(100, 200)에서의 옥소 반응(Oxo Reaction)에 의하여, 부틸 알데히드(Butylaldehyde)가 제조될 수 있다.For example, a feed containing a mixed gas of propylene and carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) flows into the oxo reactors 100 and 200, and the oxo reaction in the reactors 100 and 200 (Butylaldehyde) can be prepared by Oxo Reaction.

옥소 반응기(100, 200)에서 제조된 부틸알데히드는 기/액 분리기(300)로 유입될 수 있다. 기/액 분리기(300)는 예를 들어, 상기 옥소 반응기(100, 200)를 통과한 피드를 기상과 액상으로 나누어 옥소 반응 결과 생성된 부틸 알데히드를 분리하기 위한 분리기일 수 있다.The butylaldehyde prepared in the oxo reactor (100, 200) may be introduced into the gas / liquid separator (300). The gas / liquid separator 300 may be, for example, a separator for separating butylaldehyde produced as a result of the oxo reaction by dividing the feed passing through the oxo reactor 100, 200 into a gas phase and a liquid phase.

또한, 기/액 분리기(300)에서 분리된 부틸 알데히드는 기화 장치(400)로 유입될 수 있다. 기화 장치(400)는 기/액 분리기(300)에서 기/액 분리되어 유입된 액상 부틸 알데히드를 기화시켜 불순물을 제거하기 위한 장치이며, 예를 들어, 상기 기/액 분리기(300)에 배관을 통하여 연결될 수 있다. In addition, the butylaldehyde separated in the gas / liquid separator 300 may be introduced into the vaporizer 400. The vaporizer 400 is a device for removing impurities by vaporizing the liquid butylaldehyde introduced / separated by the vapor / liquid separator 300. For example, the vaporizer / Lt; / RTI >

상기 기화 장치(400)는 히터(410)를 포함할 수 있다. 상기 히터(410)를 통하여 공급된 저압 증기와 접촉함으로써, 상기 액상 부틸 알데히드는 기화될 수 있다.The vaporizer 400 may include a heater 410. By contacting the low-pressure steam supplied through the heater 410, the liquid butylaldehyde can be vaporized.

기화된 부틸알데히드는 안정화기(500)로 유입될 수 있다. 상기 안정화기(500)는 상기 기화 장치(400)를 통과한 후, 응축된 부틸 알데히드를 안정화시키기 위한 장치일 수 있다. 상기 안정화기(500)는 또한, 안정화기(500)의 하부에서 유출되는 부틸 알데히드의 일부를 다시 안정화기(500)로 유입시킬 수 있도록 배관이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 배관에는 상기 안정화기(500)로 유입시키기 전에 가열시킬 수 있는 재비기(520)가 형성될 수 있다.The vaporized butylaldehyde may be introduced into the stabilizer 500. The stabilizer 500 may be a device for stabilizing the condensed butylaldehyde after passing through the vaporizer 400. The stabilizer 500 may further include a pipe for introducing a portion of the butylaldehyde discharged from the lower portion of the stabilizer 500 to the stabilizer 500, 500 may be formed before the reflux stream 520 is heated.

하나의 예시에서, 안정화기(500)에는, 상기 안정화기(500)에서 재유입되지 않고 상기 이성체 분리탑(600)으로 유입되는 흐름이 상기 응축된 부틸 알데히드와 열교환이 이루어지도록 배관이 형성될 수 있다.In one example, a stabilizer 500 may be provided with a pipeline to allow heat exchange with the condensed butylaldehyde stream flowing into the isomerization column 600 without re-entering the stabilizer 500 have.

이성체 분리탑(600)은 안정화기(500)에서 유입된 부틸알데히드를 증류 공정을 통하여, iso-부틸 알데히드(iso-butylaldehyde) 및 n-부틸 알데히드(n-butylaldehyde)로 분리하기 위한 증류탑일 수 있다. The isomer separation tower 600 may be a distillation column for separating butylaldehyde introduced from the stabilizer 500 into iso-butylaldehyde and n-butylaldehyde through a distillation process .

이성체 분리탑(600)에서 분리된 고순도의 n-부틸 알데히드는 수첨 반응기(700)로 유입될 수 있다. 수첨 반응기(700)에서는 수소 첨가 반응이 진행되어 n-부탄올이 생산될 수 있다. 수첨 반응기(700)의 반응 생성물의 일부를 다시 상기 반응기(700)로 유입시킬 수 있도록 배관이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 배관에는 상기 수첨 반응기(700)로 유입시키기 전에 냉각시킬 수 있는 냉각기(710)가 형성될 수 있다. The high purity n-butylaldehyde separated in the isomer separation tower 600 can be introduced into the hydrogenation reactor 700. The hydrogenation reaction proceeds in the hydrogenation reactor 700 to produce n-butanol. A pipe may be formed to allow a part of the reaction product of the hydrogenation reactor 700 to be introduced into the reactor 700. The pipe may be provided with a cooler 710 which can be cooled before flowing into the hydrogenation reactor 700, May be formed.

수첨 반응기(700)는 탈기기(Degasser)를 포함할 수 있다. 수첨 반응기(700)에서 전환된 n-부탄올은 탈기기(720)로 유입될 수 있으며, 탈기기에서 피드 내의 메탄(methane), 이산화탄소(CO2) 등의 기체를 제거할 수 있다. 탈기기(720)는 예를 들어, 진공 타입(Vacuum type) 또는 대기 타입(atmospheric type)일 수 있다. The hydrogenation reactor 700 may include a degasser. The n-butanol converted in the hydrogenation reactor 700 can be introduced into the deaerator 720 and the deaerator can remove gases such as methane, carbon dioxide (CO 2 ) and the like in the feed. Deaerator 720 may be, for example, a vacuum type or an atmospheric type.

수첨 반응기(700)에서 전환된 n-부탄올은 탈기기(720)를 거쳐 정제탑(800)으로 유입될 수 있다. 상기 정제탑(800)의 상부 생성물은 냉각기(810)를 거쳐 응축된 후, 일부는 다시 상기 정제탑으로 유입되고 나머지는 추출될 수 있도록 배관이 형성될 수 있으며, 하부 생성물의 일부는 재비기(820)를 거쳐 상기 정제탑으로 다시 유입되고, 나머지는 추출될 수 있도록 배관이 형성될 수 있다.The n-butanol converted in the hydrogenation reactor 700 may be introduced into the purification column 800 through the deaerator 720. The upper product of the tablet column 800 may be condensed via the cooler 810 and then a pipe may be formed so that some of the lower product may be introduced into the tablet column and the remainder may be extracted, 820 to the purification column, and a pipe can be formed so that the remainder can be extracted.

본 출원에 의하면, 알칸올 정제탑으로 유입되는 원료 및 상기 정제탑의 배출물 사이의 열교환을 통하여 에너지 절감이 가능하다.According to the present application, energy can be saved through heat exchange between the raw material flowing into the alkanol purification column and the effluent of the purification column.

도 1 및 2는, 예시적인 알칸올 정제탑의 모식도이다.
도 3 및 4는 예시적인 정제 장치의 모식도이다.Figures 1 and 2 are schematic diagrams of an exemplary alkanol purification tower.
Figures 3 and 4 are schematic diagrams of an exemplary refining apparatus.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 장치 및 방법을 상세히 설명하지만 상기 장치 및 방법의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the apparatus and method will be described in detail by way of examples and comparative examples, but the scope of the apparatus and method is not limited by the following examples.

실시예Example 1. One.

도 3에 나타난 바와 같이 장치를 구성하고, n-부탄올을 포함하는 원료로부터 n-부탄올을 정제하였다. 상기 원료는 n-부탄올을 중비점 성분으로 포함하는 3성분 원료이고, 따라서 n-부탄올을 포함하는 배출물은 도 3의 흐름(F2)이다. 상기 장치를 운전하여, n-부탄올을 포함하는 배출물의 흐름(F2)이 약 111℃ 정도의 온도로 배출되도록 하였다. 또한, 원료(F1)는, 약 50℃ 정도의 온도로 도입되고, 열교환기(840)로 유입되어 상기 배출물의 흐름(F2)과 열교환되도록 하였다. 열교환기(840)에서 열교환을 거친 배출물은 냉각기(830)에서 약 40℃ 정도로 냉각되어 탱크(831)에 저장되도록 하였다. 상기에서 열교환기(840)를 거친 원료의 흐름의 온도가 약 60℃가 되도록 한 결과 후술하는 비교예 1에 비하여 시간 당 약 0.086Gcal의 에너지 절감 효과를 확인하였다.
As shown in Fig. 3, the apparatus was constituted and n-butanol was purified from a raw material containing n-butanol. The raw material is a three-component raw material containing n-butanol as a middle boiling point component, and thus the effluent containing n-butanol is the flow (F2) of Fig. The apparatus was operated such that the stream of effluent (F2) containing n-butanol was discharged at a temperature of about 111 ° C. The raw material F1 was introduced at a temperature of about 50 캜 and was introduced into the heat exchanger 840 to exchange heat with the flow F2 of the effluent. The heat-exchanged effluent in the heat exchanger 840 is cooled to about 40 ° C in the cooler 830 and stored in the tank 831. The temperature of the stream of the raw material passed through the heat exchanger 840 was about 60 ° C. As a result, an energy saving effect of about 0.086 Gcal per hour was confirmed as compared with Comparative Example 1 described later.

실시예Example 2. 2.

실시예 1과 동일한 방식으로 운전을 하되, 열교환기(840)를 거친 원료의 흐름의 온도가 약 70℃가 되도록 한 것을 제외하고, 정제 공정을 진행하였다. 그 결과, 비교예 1에 비하여 시간 당 약 0.175 Gcal의 에너지 절감 효과를 확인하였다.
The purification process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the raw material flow through the heat exchanger 840 was set to about 70 캜. As a result, an energy saving effect of about 0.175 Gcal per hour was confirmed as compared with Comparative Example 1.

실시예Example 3. 3.

실시예 1과 동일한 방식으로 운전을 하되, 열교환기(840)를 거친 원료의 흐름의 온도가 약 80℃가 되도록 한 것을 제외하고, 정제 공정을 진행하였다. 그 결과, 비교예 1에 비하여 시간 당 약 0.265 Gcal의 에너지 절감 효과를 확인하였다.
The purification process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the flow of the raw material through the heat exchanger 840 was set to about 80 캜. As a result, an energy saving effect of about 0.265 Gcal per hour was confirmed as compared with Comparative Example 1.

실시예Example 4. 4.

실시예 1과 동일한 방식으로 운전을 하되, 열교환기(840)를 거친 원료의 흐름의 온도가 약 90℃가 되도록 한 것을 제외하고, 정제 공정을 진행하였다. 그 결과, 비교예 1에 비하여 시간 당 약 0.356 Gcal의 에너지 절감 효과를 확인하였다.
The purification process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the raw material flow through the heat exchanger 840 was adjusted to about 90 ° C. As a result, an energy saving effect of about 0.356 Gcal per hour was confirmed as compared with Comparative Example 1.

실시예Example 5. 5.

실시예 1과 동일한 방식으로 운전을 하되, 열교환기(840)를 거친 원료의 흐름의 온도가 약 100℃가 되도록 한 것을 제외하고, 정제 공정을 진행하였다. 그 결과, 비교예 1에 비하여 시간 당 약 0.45 Gcal의 에너지 절감 효과를 확인하였다.
The purification process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the raw material flow through the heat exchanger 840 was set to about 100 캜. As a result, an energy saving effect of about 0.45 Gcal per hour was confirmed as compared with Comparative Example 1.

비교예Comparative Example 1. One.

실시예 1과 동일한 방식으로 운전을 하되, 열교환기(840)를 사용하지 않고, 약 111℃로 배출되는 배출물(F2)이 직접 냉각기(830)로 도입되어 약 40℃로 냉각된 후에 탱크(831)로 도입되도록 하고, 원료의 흐름(F1)은, 열교환기(840)를 거치지 않고, 온도 50℃ 정도에서 직접 정제탑(800)으로 도입되도록 하여 정제 공정을 진행하였다.The effluent F2 discharged at about 111 DEG C is directly introduced into the cooler 830 and cooled to about 40 DEG C without using the heat exchanger 840, And the flow F1 of the raw material was directly introduced into the tableting column 800 at a temperature of about 50 占 폚 without passing through the heat exchanger 840 to carry out the purification process.

11: 증류탑
12: 원료의 흐름
13: 재비기
14: 응축기
100: 제 1 옥소 반응기
200: 제 2 옥소 반응기
300: 기/액 분리기
400: 기화 장치
410: 히터
500: 안정화기
520: 재비기
600: 이성체 분리탑
700: 수첨 반응기
710: 냉각기
720: 탈기기
800: 노르말 부탄올 정제탑
810: 냉각기
811: 저장 탱크
820: 재비기
821: 저장 탱크
830: 냉각기
831: 저장 탱크
F1: 알칸올 정제탑으로 유입되는 원료의 흐름
F2: 알칸올 정제탑의 배출물의 흐름11: Distillation tower
12: Flow of raw materials
13: Rebuilding
14: Condenser
100: First oxo reactor
200: second oxo reactor
300: gas / liquid separator
400: vaporizer
410: heater
500: Stabilizer
520: Rebuilding
600: Isomer separation tower
700: Hydrogenation reactor
710: Cooler
720: Deaerator
800: normal butanol refining tower
810: Cooler
811: Storage tank
820: Rebuilding
821: Storage tank
830: cooler
831: Storage tank
F1: Flow of raw material flowing into alkanol purification tower
F2: Flow of effluent from alkanol purification tower

Claims (13)

분리벽형 증류탑, 냉각기, 저장 탱크 및 배관 시스템을 포함하고,
상기 배관 시스템은, 상기 분리벽형 증류탑으로 n-부탄올을 포함하는 원료를 도입하기 위한 도입 루트 및 상기 분리벽형 증류탑에서 정제된 n-부탄올을 포함하는 흐름이 배출되는 배출 루트를 포함하며,
상기 분리벽형 증류탑에서 배출되는 흐름은 상기 분리벽형 증류탑의 상부에서 배출되는 저비점 성분을 포함하는 흐름, 상기 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 중비점 성분을 포함하는 흐름 및 상기 분리벽형 증류탑의 하부에서 배출되는 고비점 성분을 포함하는 흐름을 포함하고,
상기 배출 루트는 상기 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 정제된 n-부탄올을 포함하는 중비점 성분 흐름이 상기 도입되는 원료와 열교환될 수 있도록 형성되어 있고,
상기 배관 시스템은 도입되는 원료와 열교환이 수행된 정제된 n-부탄올을 포함하는 흐름이 상기 냉각기를 거쳐 30℃ 내지 50℃로 냉각된 후에 상기 저장 탱크로 유입되도록 형성되어 있으며,
상기 열교환 전의 n-부탄올을 포함하는 원료의 온도가 40℃ 내지 60℃로 유지되고, 상기 열교환 전의 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 중비점 성분 흐름의 온도가 100℃ 내지 120℃로 유지되며, 상기 열교환 후에 n-부탄올을 포함하는 원료의 온도가 60℃ 내지 110℃로 유지되는 알칸올의 정제 장치.A separating wall type distillation column, a cooler, a storage tank, and a piping system,
Wherein the piping system includes an introduction route for introducing a raw material containing n-butanol into the separating wall type distillation column and a discharge route for discharging a flow containing purified n-butanol in the separating wall type distillation column,
Wherein the flow discharged from the separating wall type distillation column comprises a flow containing a low boiling point component discharged from the top of the separating wall type distillation column, a flow containing a middle boiling point component discharged from the middle portion of the separating wall type distillation column, And a flow comprising a high boiling point component being discharged,
Wherein the discharge route is formed such that a middle boiling point component stream containing purified n-butanol discharged from the middle portion of the separating wall type distillation column can be heat-exchanged with the introduced raw material,
Wherein the piping system is formed to flow into the storage tank after the flow including the purified n-butanol on which heat exchange is performed with the raw material to be introduced is cooled to 30 캜 to 50 캜 through the cooler,
Wherein the temperature of the raw material containing n-butanol before heat exchange is maintained at 40 to 60 캜, the temperature of the middle boiling point component stream discharged from the intermediate portion of the separation wall type distillation column before heat exchange is maintained at 100 캜 to 120 캜, Wherein the temperature of the raw material containing n-butanol after the heat exchange is maintained at 60 占 폚 to 110 占 폚. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete n-부탄올을 포함하는 원료를 분리벽형 증류탑으로 도입하고, 상기 분리벽형 증류탑에서 정제 공정을 수행하여 n-부탄올을 정제하는 것을 포함하는 알칸올의 정제 방법으로서,
상기 분리벽형 증류탑에서 배출되는 흐름은 상기 분리벽형 증류탑의 상부에서 배출되는 저비점 성분을 포함하는 흐름, 상기 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 중비점 성분을 포함하는 흐름 및 상기 분리벽형 증류탑의 하부에서 배출되는 고비점 성분을 포함하는 흐름을 포함하고,
상기 원료를 분리벽형 증류탑으로 도입하기 전에 상기 정제 공정을 거쳐서 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 정제된 n-부탄올을 포함하는 중비점 성분 흐름과 상기 원료를 열교환시키는 것을 포함하고,
상기 열교환이 수행된 n-부탄올을 포함하는 중비점 성분 흐름을 냉각기로 도입하여 상기 중비점 성분 흐름을 30℃ 내지 50℃로 냉각시키며, 냉각된 중비점 성분 흐름은 제품으로 저장되며,
상기 열교환 전의 n-부탄올을 포함하는 원료의 온도를 40℃ 내지 60℃로 유지하고, 상기 열교환 전의 분리벽형 증류탑의 중간부에서 배출되는 중비점 성분 흐름의 온도를 100℃ 내지 120℃로 유지하며, 상기 열교환 후에 n-부탄올을 포함하는 원료의 온도를 60℃ 내지 110℃로 유지하는 알칸올의 정제 방법.A method for purifying alkanol comprising introducing a raw material containing n-butanol into a separating wall-type distillation column and purifying n-butanol by carrying out a purification process in the separating wall-type distillation column,
Wherein the flow discharged from the separating wall type distillation column comprises a flow containing a low boiling point component discharged from the top of the separating wall type distillation column, a flow containing a middle boiling point component discharged from the middle portion of the separating wall type distillation column, And a flow comprising a high boiling point component being discharged,
Comprising the step of heat-exchanging the raw material with a medium boiling point component stream containing purified n-butanol discharged from the middle portion of the separating wall type distillation column through the purification step before introduction of the raw material into the separating wall type distillation column,
Wherein the intermediate boiling point component stream comprising n-butanol having undergone the heat exchange is introduced into a chiller to cool the middle boiling point component stream to 30 ° C to 50 ° C and the cooled intermediate boiling point component stream is stored as a product,
Maintaining the temperature of the raw material containing n-butanol before heat exchange at 40 to 60 ° C and maintaining the temperature of the middle boiling point component stream discharged from the middle portion of the separating wall type distillation column before heat exchange at 100 ° C to 120 ° C, Wherein the temperature of the raw material containing n-butanol after the heat exchange is maintained at 60 占 폚 to 110 占 폚. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서, 열교환 후에 n-부탄올을 포함하는 원료의 온도를 90℃ 내지 110℃로 유지하는 알칸올의 정제 방법.The method for purifying alkanol according to claim 6, wherein the temperature of the raw material containing n-butanol after heat exchange is maintained at 90 캜 to 110 캜. 삭제delete 삭제delete
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