KR101688028B1 - 신규 용매 재생 방법에 의한 추출 공정 - Google Patents

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Abstract

선택적 용매, 중질 HCs (hydrocarbons), 및 열적으로 분해되거나 산화된 용매, 중질 HCs 및 첨가제들 사이의 반응들로부터 생성된 중합성 물질들 (polymeric materials; PMs) 을 함유하는 용매-풍부 스트림으로부터, 실질적으로 탄화수소들 (HCs) 및 다른 불순물들이 없는 극성 탄화수소 (HC) 선택적 용매를 회수하기 위한 용매 재생이 제공된다. 구동제 (displacement agent) 및 연관된 공-구동제 (co-displacement agent) 의 조합이 중질 HCs 및 PMs 를 추출 용매로부터 용매 세척 구역으로 압축한다. 동시에, 자기장이 장착된 필터는 희박 용매 순환 라인에 위치하여, 상자성 오염물들 (paramagnetic contaminants) 을 제거한다. 공-구동제의 존재는, 추출 용매로부터 중질 HCs 및 PMs 를 제거하는 구동제의 능력을 현저히 향상시킨다. 결과적으로, 용매 재생 시스템은, 완화된 조건들 하에서 작동하고, 고온, 에너지 집약적 및 작동시키기 어려운 열적 용매 재생기를 포함하는 것에 대한 요구를 최소화하거나 제거한다.

Description

신규 용매 재생 방법에 의한 추출 공정 {EXTRACTION PROCESS WITH NOVEL SOLVENT REGENERATION METHODS}
본 발명은 일반적으로, 방향족 및 비-방향족 탄화수소들 (aromatic and non-aromatic hydrocarbons) 을 함유하는 공급물 혼합물과 용매가 접촉한 후 중질 탄화수소 (heavy hydrocarbons) 및 중합성 슬러지 (polymeric sludge) 를 선택적 용매로부터 제거하는 것에 관한 것이며, 더욱 특히 공-구동제 (co-displacement agent) 가 일차 구동제 (primary displacement agent) 의 능력을 향상시키는데 사용되는 용매 재생 기술에 관한 것이다.
방향족 회수를 위한 추출 증류 (extractive distillation; ED) 및 액체-액체 추출 (liquid-liquid extraction; LLE) 공정에서, 용매는 폐쇄 루프 내에서 무한히 순환된다. 공급원료 (feedstock) 는 전형적으로 사전분류기 (prefractionator) 내에서 처리되어, EDC 또는 LLE 컬럼 내로 공급되기 전에, 중질 부분이 제거된다. 그럼에도 불구하고, 측정가능한 양의 중질 탄화수소 (HCs) 가, 정상 조건 하에서 작동하는 심지어 잘 설계된 사전분류기를 통과한다. 공급물 스트림 (feed stream) 내의 중질 HCs 의 수준은, 제대로 작동되지 않거나 고장난 사전분류기에서 현저히 더 높다. 중질 HCs 및 산화된 용매로부터 파생된 중합된 중질 물질들을 제거하기 위하여, 종래의 통상적인 LLE 공정은 열적 용매 재생기 (thermal solvent regenerator) 를 사용하며, 여기서 희박 용매 (lean solvent) 의 작은 슬립 스트림 (slip stream) 은, 재생된 용매 및 용매의 비등점보다 낮은 비등점을 갖는 중질 성분들을 회수하기 위해 가열된다. 용매의 비등점보다 높은 비등점을 갖는 중질 중합성 물질들 (heavy polymeric materials; PMs) 은, 용매 재생기의 하부로부터 슬러지로서 제거된다.
Asselin 의 미국 특허 제4,048,062호는, 용매 회수 컬럼 (solvent recovery column; SRC) 의 하부로부터의 희박 용매의 일부가 용매 재생기 (solvent regenerator; SRG) 내로 도입되는, 방향족 회수를 위한 LLE 공정을 개시한다. SRG 내로 별도로 도입되는 스트리핑 스팀 (stripping steam) 은 재생된 용매와 함께 회수된 후, 전체 스트리핑 스팀의 일부로서 SRC 내로 도입된다. 같은 종류의 분자들 내에서, 비등점이 높을수록 극성이 낮기 때문에 (추출 용매와의 친화도), 이러한 용매 재생 설계가 가능하다. 따라서, 공급원료 내의 측정가능한 중질 (C9 내지 C12) HCs 의 주요 부분은 LLE 컬럼 내의 용매 상 (solvent phase) 에 의해 거부되고, 비-방향족 생성물의 일부로서 라피네이트 상 (raffinate phase) 과 함께 제거된다.
방향족 회수를 위한 ED 공정에서, 중질 HCs 는 그들의 고비등점으로 인해, 추출 증류 컬럼 (extractive distillation column; EDC) 의 하부에서 풍부한 용매 내에 잔류하는 경향이 있다. 심지어 좁은 비등-범위 (C6-C7) 의 공급원료에도, 용매 내에 모이고 축적되는 측정가능한 양의 중질 (C9 +) HCs 가 있을 수 있으며, 이는 오직 SRC 의 엄격함을 증가시키는 것 (고온 및 진공 수준, 및 더 많은 스트리핑 스팀) 및/또는 SRG 의 부하를 증가시키는 것에 의해서만 용매로부터 제거될 수 있다. 이들 중 어떠한 대안책도 바람직하지 않다. 게다가, 넓은 비등-범위 (C6-C8) 의 공급물에 대해서는, 중질 HCs 의 비등점이 SRC 내의 용매로부터 스트리핑 되기에는 너무 높아서, 그 결과 이들은, 폐쇄 루프 내에서 용매가 EDC 및 SRC 사이를 무한히 순환함에 따라, 용매 내에 축적된다.
Asselin 설계의 용매 재생은, ED 공정에는 적합하지 않다. 이 설계는, 산화된 또는 분해된 용매 성분 및 용매 내의 미량의 중질 HCs 사이의 반응들로부터 생성된 소량의 PMs 를 제거하기 위한 LLE 공정을 위해 설계되었다. 상기 설계가 ED 공정에 적용되는 경우, 중합된 물질들이 설포란 (sulfolane) (> 285 ℃) 의 비등점보다 높은 비등점에 도달할 때까지 중질 HCs 는 필연적으로 폐쇄 용매 루프 내에서 축적되고 중합된 후, 용매 재생기의 하부로부터 제거될 수 있다. 과량의 PMs 의 존재는 용매 특성 (선택성 및 용해력) 을 현저히 변화시킬 뿐만 아니라, 중합체들 또한 공정 장비를 막아서 (plug) ED 공정이 작동불가능하게 하기 때문에, 상기 축적은 잠재적으로 재앙이다.
Wu, et al. 의 미국 특허 제7,666,299호 및 Lee, et al. 의 미국 특허 제7,871,514 는, ED 및 LLE 를 위한 대부분의 추출 용매는 수용성이라는 관찰에 근거한, 용매로부터 중질들을 제거하는 기술을 개시한다. 실제로, 분리된 용매 스트림 (split solvent stream) 은, 수 세척 구역 (water washing zone) 으로 도입되고 폐쇄 루프 내를 순환하는 공정수 (process water) 스트림과 접촉한다. 용매는 수상 (water phase) 내로 용해되는 반면, 중질 HCs 및 PMs 는 물에 의해 거부된다. 이러한 방식으로, 중질 HCs 및 PMs 는 용매 스트림으로부터 제거되고, HC 상 (HC phase) 으로 축적된다. 이러한 수 세척 방법이 많은 물을 요구하기 때문에, 종종 폐쇄 시스템 내의 공정수의 적절한 균형 및 분포를 달성하기가 어렵다.
Wu, et al. 의 미국 특허 제8,246,815호는, 방향족 HCs 회수를 위한 ED 또는 LLE 공정의 폐쇄 용매 루프 내에 갇힌, 중질 HCs 및 PMs 를 제거하는 방법을 개시한다. 라피네이트 스트림 내의 비-방향족 HCs 와 같은 경질 탄화수소들은 "구동제 (displacement agents)" 로서 작용한다. 경질 HCs 는, 특히 용매 내의 중질 HCs 가 C9 + 분자량 범위로 존재하는 경우, 추출 용매로부터 중질 HCs 및 PMs 를 "압축 (squeeze)" 한다.
본 발명은 부분적으로는, 추출 용매로부터 중질 HCs 및 PMs 를 제거하는 구동제의 능력을 현저히 향상시키기 위해 공-구동제 (co-displacement agent) 를 사용하는 기술의 개발을 기초로 한다. 신규한 방법들은 특히 공정들 내에 혼입되기에 적합하며, 여기서 방향족 및 비-방향족 HCs 를 함유하는 공급물 혼합물은, 추출 증류 컬럼 (EDC), 액체-액체 추출 (LLE) 컬럼, 또는 이들의 조합으로 이루어진 추출 구역 내에서 선택적 용매와 접촉된다. 용매 및 방향족 HC 를 포함하는 풍부한 용매 스트림이 생성되고 용매 회수 컬럼 또는 구역으로 공급되어, 정제된 방향족 HCs 를 회수하고, 용매와 측정가능한 양의 중질 HCs 및 중합성 슬러지를 함유하는 희박 용매를 회수한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 선택적 용매, 측정가능한 양의 중질 HCs, 및 열적으로 분해되거나 산화된 용매, 중질 HCs 및 첨가제들 사이의 반응들로부터 생성된 PMs 를 함유하는 용매-풍부 스트림으로부터 실질적으로 HCs 및 다른 불순문들이 없는 극성 HC 선택적 용매를 회수하는 방법에 관한 것으로서, 하기 단계들을 포함한다:
(a) 극성 및 보다 적은 극성 (less polar) 의 HCs 를 함유하는 공급물을 추출 증류 컬럼 (EDC) 의 중간 부분에 도입하고, 용매-풍부 스트림을 선택적 용매 공급물로서 EDC 의 상부 부분에 도입하는 단계;
(b) 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림을 EDC 의 상부로부터 회수하고, 용매 및 극성 HCs 를 함유하는 제 1 용매-풍부 스트림을 EDC 의 하부로부터 회수하는 단계;
(c) 상기 제 1 용매-풍부 스트림을 용매 회수 컬럼 (SRC) 의 중간 부분으로 도입하고; 실질적으로 용매 및 보다 적은 극성의 HCs 가 없는 극성 HC-풍부 스트림을 SRC 의 상부로부터 회수하고; 또한 제 2 용매-풍부 스트림을 SRC 의 하부로부터 제거하는 단계;
(d) 제 2 용매-풍부 스트림의 제 1 부분을 선택적 용매 공급물로서 단계 (a) 의 EDC 의 상부 부분으로 도입하는 단계;
(e) 단계 (c) 의 제 2 용매-풍부 스트림의 제 2 부분을 냉각하고; 상기 냉각된 용매-풍부 스트림을 단계 (h) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 혼합하고; 또한 상기 혼합물을 용매 세척 구역 (solvent clean-up zone) 의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계;
(f) 경질 HC-풍부 스트림을 중질 HC 구동제로서 용매 세척 구역의 하부 부분으로 도입하여, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상으로 압축하는 (squeeze out) 단계;
(g) 중질 HCs, PMs 및 소량의 용매를 함유하는 축적된 HC 상 (HC phase) 을 용매 세척 구역의 상부 부분으로부터 회수하고; 중질 HC 구동제로서 작용하고 실질적으로 중질 HCs 및 PMs 의 수준이 감소된, 용매 및 경질 HCs 를 함유하는 용매 상을 용매 세척 구역의 하부 부분으로부터 회수하는 단계;
(h) 상기 HC 상을 단계 (g) 의 용매 세척 구역으로부터 수 세척 구역으로 도입하여, HC 상으로부터의 소량의 용매를 수상 (water phase) 으로 제거하는 단계; 및
(i) 상기 용매 상을 선택적 용매 공급물의 일부로서 단계 (g) 의 용매 세척 구역으로부터 단계 (a) 의 EDC 의 하부 부분으로 도입하여, 정제된 용매를 용매 루프내로 재순환시키는 단계.
또다른 양태에서, 본 발명은, 실질적으로 HCs 및 다른 불순물들이 없는 극성 HC 선택적 용매를, 선택적 용매, 측정가능한 양의 중질 HCs, 및 열적으로 분해된 또는 산화된 용매, 중질 HCs 및 첨가제들 사이의 반응들로부터 생성된 PMs 를 함유하는 용매-풍부 스트림으로부터 회수하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
(a) 극성 및 보다 적은 극성 (less polar) 의 HCs 를 함유하는 공급물을 LLE 컬럼의 중간 부분에 도입하고, 용매-풍부 스트림을 선택적 용매 공급물로서 LLE 의 상부 부분에 도입하는 단계;
(b) 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림을 LLE 컬럼의 상부로부터 회수하고, 용매, 극성 HCs 및 소량의 보다 적은 극성의 HCs 를 함유하는 제 1 용매-풍부 스트림을 LLE 의 하부로부터 회수하는 단계;
(c) 제 1 용매-풍부 스트림 및 용매 회수 컬럼 (SRC) 의 하부로부터의 제 3 용매-풍부 스트림의 적은 부분을 포함하는 혼합물을, 추출 스트리핑 컬럼 (extractive stripping column; ESC) 의 상부 부분으로 도입하고; 보다 적은 극성의 HCs 와 상당한 양의 벤젠 및 보다 중질의 방향족들을 함유하고, 환류로서 LLE 컬럼의 하부 부분으로 응축되고 재순환되는 HC-풍부 증기를 회수하고; 또한, 실질적으로 보다 적은 극성의 HCs 가 없는, 용매 및 극성 HCs 를 함유하는 제 2 용매-풍부 스트림을 ESC 의 하부로부터 회수하는 단계;
(d) 단계 (c) 의 제 2 용매-풍부 스트림을 SRC 의 중간 부분으로 도입하고; 실질적으로 용매 및 비극성 HCs 가 없는 극성 HC-풍부 스트림을 SRC 의 상부로부터 회수하고; 또한, 제 3 용매-풍부 스트림을 SRC 의 하부로부터 제거하는 단계;
(e) 제 3 용매-풍부 스트림의 일부를 선택적 용매 공급물로서 단계 (a) 의 LLE 컬럼의 상부 부분으로 도입하는 단계;
(f) 단계 (d) 의 제 3 용매-풍부 스트림의 적은 부분을 냉각하고; 상기 냉각된 용매-풍부 스트림을 단계 (i) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 혼합하고; 또한, 상기 혼합물을 용매 세척 구역의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계;
(g) 경질 HC-풍부 스트림을 중질 HC 구동제로서 용매 세척 구역의 하부 부분으로 도입하여, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상 (HC phase) 으로 압축하는 단계;
(h) 중질 HCs, PMs 및 소량의 용매를 함유하는 축적된 HC 상을 용매 세척 구역의 상부 부분으로부터 회수하고; 용매, 중질 탄화수소 구동제로서 작용하는 경질 HCs 를 함유하고, 실질적으로 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 갖는 용매 상을 용매 세척 구역의 하부 부분으로부터 회수하는 단계;
(i) 단계 (h) 의 용매 세척 구역으로부터의 HC 상을 수 세척 구역 (water wash zone) 으로 도입하여, HC 상으로부터의 소량의 용매를 수상 (water phase) 으로 제거하는 단계;
(j) 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키는 방식으로, 단계 (h) 의 용매 세척 구역으로부터의 용매 상을 단계 (c) 의 ESC 의 하부 부분으로 도입하는 단계.
자기장으로 향상된 필터는 희박 용매 순환 라인에 설치되어, 용매 세척 구역과 동시에 작동되어 희박 용매 내의 상자성 오염물들 (paramagnetic contaminants) 을 제거함으로써, 고온, 에너지 집약적 (energy intensive) 및 작동시키기 어려운 열적 용매 재생기에 대한 필요를 제거하거나 이의 기능을 최소화할 수 있다.
도 1은, 향류 (counter-current) 추출기, 자기적으로 향상된 필터 (magnetically enhanced filter), 및 열적 재생기를 포함하는 용매 세척 시스템을 가진 ED 공정을 나타낸다.
도 2는, 향류 추출기 및 자기적으로 향상된 필터를 포함하는 용매 세척 시스템을 가진 ED 공정을 나타낸다.
도 3은, 향류 추출기, 자기적으로 향상된 필터, 및 열적 재생기를 포함하는 용매 세척 시스템을 가진 LLE 공정을 나타낸다.
도 4는, 향류 추출기 및 자기적으로 향상된 필터를 포함하는 용매 세척 시스템을 가진 LLE 공정을 나타낸다.
본 발명의 기술들은, 극성 및 보다 적은 극성의 HCs 를 함유하는 혼합물로부터의 극성 HCs 의 선택적 분리 및 회수에 대한 ED 또는 LLE 공정의 통합일 수 있다. 본 발명의 공정은, 파라핀, 이소파라핀, 나프텐, 및 올레핀을 포함하는, 방향족 및 비-방향족을 함유하는 혼합물로부터 방향족 HCs 를 분리 및 회수하는 것에 관하여 기술될 것이나, 상기 기술들은 다수의 HC 혼합물들에 대해 적용가능하다는 것이 이해된다. 적절한 추출 용매는, 공용매 (co-solvent) 로서의 물과 함께, 예를 들어, 설포란, 알킬-설포란, N-포르밀 모르폴린, N-메틸 피롤리돈, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물을 포함한다. 방향족 HC 회수에 대하여, ED 공정을 위한 바람직한 용매는, 공용매로서 물을 가진 설포란 및 비-수성 N-포르밀 모르폴린 (non-aqueous N-formyi morpholine) 을 포함한다; LLE 공정을 위한 바람직한 용매는, 설포란 및 테트라에틸렌 글리콜 및 이들 둘다 공용매로서 물을 가진 것을 포함한다. ED 및 LLE 공정을 위한 가장 바람직한 용매는 공용매로서 물을 가진 설포란이다.
도 1 및 3에 나타낸 바와 같은, 방향족 HC 회수를 위한 본 발명의 일 특징에 있어서, 측정가능한 양의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 ED 또는 LLE 공정의 희박 용매의 일부는, 용매 회수 컬럼 (SRC) 의 하부로부터 회수되고, 열적 용매 재생기의 오버헤드 (overhead) 로부터의 재생된 용매와 결합된다. 결합된 희박 용매 스트림은 냉각 후에, 수 세척 컬럼 (water wash column; WWC) 의 하부로부터의 (공-구동제로서의) 슬립 물-풍부 스트림 (slip water-rich stream) 과 혼합되고, 용매 세척 시스템 또는 구역 (solvent clean-up zone; SCZ) 으로 도입된다. SCZ 는 바람직하게는, 트레이들 (trays), 팩킹들 (packings) 또는 회전 디스크들 (rotating discs) 을 가진 컬럼, 또는 펄스 컬럼 (pulse column), 또는 다중-단계 혼합기/침전기들 (multi-stage mixer/settlers) 로 구성된다. ED 공정의 EDC 오버헤드 (또는 LLE 공정의 LLE 컬럼 오버헤드) 로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 또한 SCZ 에 공급되어, 증가된 물 함량을 가진 혼합된 희박 용매와 접촉한다.
바람직하게는, 구동제로서의 라피네이트 스트림은, 공-구동제인 물과 함께, 증가된 물 함량을 가진 혼합된 용매 스트림과 향류 방식으로 접촉하여, 중질 HCs 및 중합성 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상으로 압축한다. 보다 높은 물 함량은, 용매 상으로부터 중질을 구동시키는 라피네이트 스트림을 증가시킨다. 본질적으로 용매, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 대부분의 벤젠 및 다른 방향족 성분들, 및 매우 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 용매 상은, EDC (또는 ESC) 의 단일 상 영역 (single phase region) 내 용매 선택성을 향상시키는 방식으로, 연속적으로 SCZ 로부터 회수되고 증가된 물 함량 (공-구동제) 과 함께 EDC 의 하부 부분 (또는 LLE 공정의 추출 스트리핑 컬럼 (ESC) 의 하부 부분) 으로 공급됨으로써, 정제된 용매를 폐쇄 용매 루프 내로 재순환시키고, 라피네이트 스트림에서 제거된 방향족 HCs, 특히 벤젠을 회수한다. "압축된" 중질 HCs 및 PMs 뿐만 아니라 라피네이트 스트림 내의 비-방향족 성분의 대부분을 함유하는, SCZ 로부터의 HC 상은 SCZ 로부터 연속적으로 제거되고, WWC 로 공급되어 HC 상 내의 임의의 용매를 제거한다. EDC (또는 LLE 컬럼) 로부터의 라피네이트 스트림과 결합 후, WWC 전 또는 후에, SCZ 는 그의 HC 상 (HC phase) 의 벤젠 함량이 바람직한 수준으로 조절되도록 작동된다. 예를 들어, 결합된 HC 스트림이 가솔린 배합 (blending) 에 사용되는 경우, 그의 벤젠 농도는 1 부피% 미만이어야 한다.
대안적으로, 임의의 탈황화된 경질 HC 혼합물이 구동제로서의 EDC 또는 LLE 컬럼 라피네이트 스트림을 대체하는데 사용되어, 희박 용매로부터 중질 HCs 및 PMs 를 제거할 수 있다. 본 발명과 관련하여, 중질 HCs 및 PMs 의 실질적인 부분을 제거하기 위한 SCZ 의 혼입은, 열적 용매 재생기의 요구되는 부하 (loading) 를 매우 감소시킬 것이다.
바람직하게는 자기장으로 향상되는 필터는 용매 루프 내에 설치되어, 분해된 용매, 다양한 용매 첨가제들 및 중질 HCs 사이의 상호작용으로부터 생성된, 황화철 및 산화철을 가진 상자성 오염물들을 선택적으로 제거한다. 자석을 가진 적절한 필터는 미국특허출원공개공보 제20090272702호, 제20100065504호, 제20120165551호 및 제20120228231호에 기재되어 있으며, 이들은 본원에 참조로 혼입되어 있다.
도 2 및 4에 나타낸 바와 같은, 본 발명의 또다른 특징에 있어서, 용매 재생 설계는 효율적, 저온 및 에너지 절약적 용매 세척 구역 또는 시스템을 사용한다. 이 공정은 임의의 고온 및 에너지 집약적 열적 용매 재생기를 필요로 하지 않는다. SRC 의 하부로부터 회수되는 희박 용매 스트림의 일부는 우회되고, 냉각 후 WWC 의 하부로부터의 (공-구동제로서의) 물-풍부 슬립 스트림과 결합된 후, SCZ 로 도입된다. ED 공정의 EDC (또는 LLE 공정의 LLE 컬럼) 의 오버헤드로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 또한 구동제로서 SCZ 로 도입되어, 증가된 물 함량을 가진 상기 우회된 희박 용매 스트림과 접촉한다.
용매 세척 작업은 전형적으로 연속적 다중-단계 접촉 장치 내에서 수행되고, 바람직하게는 향류 추출을 위해 설계된 것 내에서 수행된다. 적절한 설계는, 트레이들, 팩킹들, 또는 회전 디스크들을 가진 컬럼들, 펄스 컬럼들, 임의의 다른 회전형 접촉기들 (rotating type contactors), 및 다중-단계 혼합기/침전기들을 포함한다. 본질적으로 용매, 증가된 양의 물, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 특히, 벤젠 및 매우 감소된 수준의 중질 HCs 를 함유하는 용매 상은, EDC (또는 ESC) 의 단일 상 영역 내의 용매 선택성을 향상시키는 방식으로, SCZ 로부터 연속적으로 회수되고 EDC 또는 ESC 의 하부 부분으로 도입되어, 정제된 용매를 폐쇄 용매 루프 내로 재순환시키고, 라피네이트 스트림에서 제거된 방향족 HC, 특히 벤젠을 회수한다. "압축된" 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 HC 상은 주기적으로 SCZ 로부터 제거된다. EDC (또는 LLE 컬럼) 로부터의 라피네이트 스트림과 결합 후, WWC 전 또는 후에, SCZ 는 그의 HC 상 (HC phase) 의 벤젠 함량이 바람직한 수준으로 조절되도록 작동된다.
대안적으로, 임의의 탈황화된 경질 HC 혼합물이 구동제로서의 라피네이트 스트림을 대체하는데 사용되어, 중질 HCs 및 PMs 를 희박 용매로부터 제거하고, 라피네이트 스트림으로부터 방향족, 특히 벤젠을 회수한다. 또다시, 자기장으로 향상된 필터는 용매 루프 내에 설치되어, 희박 용매 스트림으로부터 상자성 오염물들을 선택적으로 제거한다.
상기 기제된 구현예들에서, C9 + 중질 HCs 가 SCZ 의 희박 용매로부터 회수되기 때문에, ED 공정의 EDC 는 바람직하게는 최대 허용가능한 벤젠을 오버헤드 라피네이트 스트림으로 배출함으로써 및 실질적으로 모든 C9 + HCs 를 풍부한 용매 (추출) 스트림과 함께 EDC 의 하부에 유지시킴으로써 보다 완화된 조건하에서 작동된다. SRC 는 바람직하게는, 풍부한 용매 스트림으로부터 오직 C8 및 경질 HCs 만을 스트리핑하고 실질적으로 모든 C9 및 보다 중질의 HCs 를 희박 용매 스트림과 함께 SRC 의 하부에 유지시키는 조건 하에서 작동된다.
도 1은, 추출 증류 컬럼 (EDC) (300), 용매 회수 컬럼 (SRC) (302), 열적 용매 재생기 (SRG) (304), 용매 세척 컬럼 (solvent clean-up column; SCC) (310), 및 수 세척 컬럼 (WCC) (314) 를 포함하는 방향족 HCs 회수를 위한 ED 공정을 나타낸다. 방향족 및 비-방향족 HCs 를 함유하는 HC 공급물은 라인 (1) 을 통해 EDC (300) 의 중간 부분으로 공급되고, SRC (302) 의 하부로부터의 희박 용매는 라인 (16), (19) 및 (22) 를 통해, 라인 (4) 에 대한 오버헤드 환류 유입 지점 아래의 EDC (300) 의 상부 근처로 공급된다.
라인 (2) 를 통해 EDC (300) 의 상부를 나가는 비-방향족 증기는 응축기 (도시되지 않음) 내에서 응축되고, 상기 응축물은, 비-방향족 HCs 및 수상 (water phases) 사이의 상분리를 일으키는 작용을 하는 오버헤드 리시버 (overhead receiver) D1 (316) 로 운반된다. 비-방향족 HC 상의 일부는 라인 (3) 및 (4) 를 통해 환류로서 EDC (300) 의 상부로 재순환되고, 제 2 부분은 라피네이트 스트림으로서 라인 (5) 를 통해 회수된다.
라인 (5) 의 라피네이트 스트림의 일부는 라인 (10) 및 (34) 를 통해 라피네이트 생성물로서 회수된다. 용매, 비-방향족이 없는 방향족, 및 측정가능한 양의 중질 HCs 및 PMs 로 구성된 풍부한 용매는 EDC (300) 의 하부로부터 회수되고, 라인 (6) 을 통해 SRC (302) 의 중간 부분으로 운반된다. 스트리핑 스팀은 라인 (27) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (312) 로부터 SRC (302) 의 하부 부분으로 주입되어, 용매로부터 방향족 HCs 를 제거하는데 도움을 준다. 풍부한 용매의 일부는 재가열기 (reboiler) R1 (320) 에서 가열되고, 라인 (7) 을 통해 EDC (300) 의 하부로 재순환된다. 물을 함유하고, 실질적으로 용매 및 비-방향족 HCs 가 없는 방향족 농축물은 SRC (302) 로부터 오버헤드 증기 스트림으로서 회수되고, 냉각기 (도시되지 않음) 에서 응축된 후에 라인 (11) 을 통해 오버헤드 리시버 D2 (322) 로 도입된다. SRC (302) 의 하부 온도를 최소화하기 위하여, 리시버 D2 (322) 는 진공원 (vacuum source) 에 연결되어 SRC (302) 에서 서브-대기압 조건 (sub-atmospheric conditions) 을 생성한다.
오버헤드 리시버 D2 (322) 는 방향족 HCs 및 수상 사이의 상분리를 일으키는 역할을 한다. 라인 (12) 의 방향족 HC 상의 일부는 라인 (13) 을 통해 환류로서 SRC (302) 의 상부로 재순환되고, 나머지 부분은 방향족 HC 생성물로서 라인 (14) 를 통해 회수된다. 오버헤드 리시버 D2 (322) 의 워터 레그 (water leg) 에 축적된 수상은, 세척수 (wash water) 로서 라인 (15) 를 통해, WWC (314) 의 상부 근처의 HC 상 및 수상 사이의 계면 아래 지점에서, WWC (314) 로 공급된다. 용매는 향류 수 세척을 통해 SCC (310) 으로부터의 HC 상으로부터 제거되고, 그 후 HC 상 내에 축적되는 용매가 없는 비-방향족들은 용매가 없는 비-방향족 생성물들로서 라인 (32) 를 통해 WWC (314) 의 상부로부터 회수된다. 용매를 함유하는 수상 (water phase) 은, 라인 (33), (30) 을 통해 WWC (314) 의 하부로부터 나가고, 오버헤드 리시버 D1 (316) 로부터의 수상 (water phase) 인 라인 (8) 과 결합되고, 또한 라인 (26) 을 통해 SR1 (312) 로 공급되며, 이는 라인 (27) 을 통해 SRC (302) 로 도입되고 라인 (24) 를 통해 SRG (304) 로 도입되는 스트리핑 스팀으로 변형된다.
SRC (302) 의 하부로부터의 희박 용매의 많은 부분은, 라인 (16), (19) 및 (22) 를 통해 자성이 향상된 필터 (MF) (328) 을 통해 재순환되고, 방향족 HCs 를 추출하기 위해 EDC (300) 의 상부 부분으로 공급된다. SRC 하부로부터의 희박 용매의 나뉘어진 스트림은 라인 (18) 을 통해 SRG (304) 로 우회되고, 스팀은 라인 (24) 를 통해 희박 용매 공급물 유입 지점 아래의 위치에서 SRG (304) 로 도입된다. 희박 용매의 일부는 재가열기 R2 (324) 에서 가열되고, 라인 (17) 을 통해 SRC (302) 의 하부로 재순환된다. 질이 저하된 용매 및 중합성 슬러지는 라인 (25) 를 통해 하부 스트림으로서 제거되고, 재생된 용매 및 실질적으로 모든 스트리핑 스팀은 오버헤드 스트림 (23) 으로서 회수된다. 라인 (23) 의 증기 및 라인 (20) 의 SRC (302) 의 하부로부터의 나뉘어진 희박 용매는 결합되어 라인 (21) 의 혼합물을 형성하며, 이는 용매, 측정가능한 양의 중질 HC 및 실질적으로 SRG (304) 로부터의 모든 스트리핑 스팀을 함유한다. 냉각기 C1 (318) 에서의 냉각 및 응축 후, WWC (314) 의 하부로부터의 슬립 물-풍부 스트림은, 조절된 양의 물을 라인 (31) 을 통해 공-구동제로서의 희박 용매 스트림에 제공하기 위해, 라인 (21) 의 스트림에 첨가되고, 그 후 이는 용매/HC 계면의 위치 아래의 SCC (310) 의 상부 부분으로 도입된다.
EDC (300) 으로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 라인 (9) 를 통해 구동제로서 SCC (310) 의 하부 부분으로 도입되어, 용매 상과 향류적으로 접촉함으로써, SCC (310) 내에서 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상으로 압축한다. 대안적으로, 임의의 외부의 탈황화된 경질 HC 스트림이 구동제로서 효과적으로 사용될 수 있다. 본질적으로 정제된 용매, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 및 실질적으로 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 용매 상은, 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키는 방식으로, SCC (310) 의 하부로부터 연속적으로 회수되고, 라인 (28) 을 통해 EDC (300) 의 하부 부분으로 도입되어, 라피네이트 스트림으로부터 제거된 방향족 HCs, 특히 벤젠을 회수하고, 또한 SCC (310) 으로부터의 재순환된 용매 상 내의 증가된 물 함량 (공-구동제) 으로 인한 EDC (300) 의 단일 상 영역 내의 용매 선택성을 향상시킨다.
HC 상은 연속적으로 SCC (310) 의 상부에 축적되고, 주기적으로 SCC (310) 의 오버헤드로부터 제거되고, 계면 수준 조절 하에서 라인 (29) 를 통해 WWC (314) 로 공급된다. 용매 세척 작업은 또한 다른 접촉 장치들을 사용하여 달성될 수 있다. 바람직한 장치는, 다중-단계 혼합기들/침전기들 또는 회전형 접촉기들과 같은 향류 추출로 구성된 연속적 다중-단계 접촉 장치를 포함한다.
설포란을 용매로서 사용하는 ED 공정의 적용에 있어서, EDC (300) 는, HC 공급원료의 비등점 범위에 따라, 2.0 내지 4.0, 바람직하게는 1.5 내지 3.0 의 감소된 용매 대 HC 공급물의 중량비에서 작동되어, EDC 오버헤드로부터의 라피네이트 스트림 내에 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 벤젠을 허용한다. SRG (304) 로부터의 오버헤드 증기의 온도는 전형적으로 150 ℃ 내지 200 ℃, 및 바람직하게는 160 ℃ 내지 180 ℃ 의 범위이고, 0.1 내지 10 atm, 및 바람직하게는 0.1 내지 0.8 atm 하이다. SRG (304) 로부터의 용매 증기 및 SRC (302) 로부터의 희박 용매를 포함하는 혼합물은 냉각기 C1 (318) 에서 응축되고, 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위의 온도로 냉각된다. 구동제로서 SCC (310) 에 공급되는, EDC (300) 으로부터의 라피네이트 스트림의 온도는 0 내지 100 ℃, 바람직하게는 25 내지 50 ℃ 의 범위이다. SCC (310) 내의 라피네이트 공급물 대 희박 용매 공급물의 중량비는 전형적으로 0.1 내지 100, 및 바람직하게는 0.1 내지 10 이다. SCC (310) 내의 접촉 온도는 전형적으로 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위이다. SCC (310) 의 작동 압력은 전형적으로 1 내지 100 atm, 및 바람직하게는 1 내지 10 atm 이다. 라인 (21) 의 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 라인 (31) 의 물-풍부 스트림의 중량비는 200:1 내지 10:1, 바람직하게는 100:1 내지 20:1 의 범위이다; 바람직한 비율은 라인 (31) 의 물-풍부 스트림의 유동 속도를 조정함으로써 달성된다. 본질적으로 모든 용매, 첨가된 양의 물, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 특히 벤젠, 및 매우 감소된 수준의 중질 HCs 및 중합성 물질들을 함유하는 SCC (310) 으로부터의 용매 상은 EDC (300) 의 하부 부분으로 공급되어, 용매 상 내의 첨가된 물로 인한 단일 액체 상 내의 용매 선택성을 향상시킨다.
SCZ 의 작동 조건들은, 바람직하게는 하기 3가지 주요 목적들을 달성하기 위해 선택된다: (1) HC 상 내의 벤젠 함량은, 라인 (10) 및 (32) 의 결합을 통하는 라피네이트 스트림 내의 벤젠 농도가 생성물 규격을 만족하는 수준이다. 예를 들어, 라인 (34) 의 라피네이트 스트림 내의 벤젠 농도는 가솔린 배합에 대해 1 부피% 미만이어야 한다. (2) 라인 (28) 의 회수된 용매 상 내의 중질 HCs 및 PMs 의 함량은, 용매 성능을 유지하기에 바람직한 범위에서 유지된다. (3) SCZ 로의 희박 용매 공급물 내 물 함량은, 용매 상으로부터 중질 HCs 를 제거하는 것을 최대화하고 HC 상 (수 세척 후의 라피네이트 생성물) 으로의 벤젠 유출을 최소화하기 위하여, 물 첨가를 조절함으로써 조절된다.
도 2는, 방향족 HCs 회수를 위한 ED 공정을 나타내며, 여기서 SCC (340) 은 EDC 라피네이트를 구동제로서 사용하고, 공-구동제로서 작용하는 희박 용매에 첨가된 물은 용매를 재생하는데 사용된다. 통상적인 고온 및 에너지 집약적 열적 용매 재생기는 이러한 용매 재생 설계에 요구되지 않는다. 이러한 ED 공정은 추출 증류 컬럼 (EDC) (330), 용매 회수 컬럼 (SRC) (332), 용매 세척 컬럼 (SCC) (340), 수 세척 컬럼 (WWC) (344), 및 인라인 마그네틱 필터 (inline magnetic filter) (MF) (358) 를 사용한다.
방향족 및 비-방향족 HCs 의 혼합물을 함유하는 HC 공급물은 라인 (41) 을 통해 EDC (330) 의 중간 부분으로 공급되고, SRC (332) 의 하부로부터의 희박 용매는 라인 (56), (58) 및 (61) 을 통해, 라인 (44) 에 대한 오버헤드 환류 유입 지점의 아래인 EDC (330) 의 상부 근처로 공급된다. SRC (332) 로부터의 희박 용매는, 철의 녹 미립자들 및 상자성을 띄는 기타 중합성 슬러지를 제거하는 자성이 향상된 필터 (MF) (358) 로 여과된다. 라인 (42) 를 통해 EDC (330) 의 상부를 나가는 비-방향족 증기는 응축기 (도시되지 않음) 에서 응축되고, 상기 응축물은 비-방향족 HCs 및 수상들 (water phases) 사이의 상분리를 일으키는 역할을 하는 오버헤드 리시버 D1 (346) 으로 운반된다. 라인 (43) 의 비-방향족 HC 상의 일부는 라인 (44) 를 통해 환류로서 EDC (330) 의 상부로 재순환되고, 제 2 부분은 라인 (45) 를 통해 회수된다. 라인 (45) 의 라피네이트 스트림의 일부는 라인 (50) 및 (70) 을 통해 라피네이트 생성물로서 회수된다.
용매, 정제된 방향족, 및 측정가능한 양의 중질 HCs 및 PMs 로 구성된 풍부한 용매는 EDC (330) 의 하부로부터 회수되고, 라인 (46) 을 통해 SRC (332) 의 중간 부분으로 운반된다. 풍부한 용매는 또한 재가열기 R1 (350) 에서 가열되고, 라인 (47) 을 통해 EDC (330) 의 하부로 재순환된다. 스트리핑 스팀은 라인 (64) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (342) 로부터 SRC (332) 의 하부 부분으로 주입되어, 용매로부터 방향족 HCs 를 제거하는데 도움을 준다. 물을 함유하고, 실질적으로 용매 및 비-방향족이 없는 방향족 농축물은 SRC (332) 로부터 오버헤드 증기 스트림으로서 회수되고, 냉각기 (도시되지 않음) 에서 응축된 후에 라인 (51) 을 통해 오버헤드 리시버 D2 (352) 로 도입된다. SRC (332) 의 하부 온도를 최소화하기 위하여, 리시버 D2 (352) 는 진공원에 연결되어 SRC (332) 에서 서브-대기압 조건을 생성한다.
오버헤드 리시버 D2 (352) 는 방향족 HCs 및 수상 사이의 상분리를 일으키는 역할을 한다. 라인 (52) 의 방향족 HC 상의 일부는 라인 (53) 을 통해 환류로서 SRC (332) 의 상부로 재순환되고, 나머지 부분은 방향족 HC 생성물로서 라인 (54) 를 통해 회수된다. SRC (332) 의 하부로부터의 희박 용매의 일부는 재가열기 R2 (354) 에서 가열되고, 라인 (57) 을 통해 SRC (332) 의 하부로 재순환된다. SRC (332) 의 하부로부터 나가는 희박 용매의 대부분은 라인 (56), (58) 및 (61) 을 통해 EDC (330) 으로 운반된다.
오버헤드 리시버 D2 (352) 의 워터 레그에 축적된 수상은, 세척수 (wash water) 로서 라인 (55) 를 통해, WWC (344) 의 상부 근처의 HC 및 수상 사이의 계면 아래 지점에서, WWC (344) 로 공급된다. 용매는 향류 수 세척을 통해 SCC (340) 으로부터의 HC 상으로부터 제거되고, HC 상 내에 축적되는 용매가 없는 비-방향족들은 생성물로서 라인 (69) 및 (70) 을 통해 WWC (344) 의 상부로부터 회수된다. 용매를 함유하는 수상 (water phase) 은, 라인 (62) 및 (67) 을 통해 WWC (344) 의 하부로부터 나가고, 오버헤드 리시버 D1 (346) 로부터의 수상 (water phase) 인 라인 (48) 과 결합되고, 또한 라인 (63) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (342) 로 공급되며, 이는 라인 (64) 을 통해 SRC (332) 로 도입되는 스트리핑 스팀으로 변형된다.
측정가능한 양의 중질 HCs 를 함유하는, 라인 (58) 의 SRC (332) 로부터의 희박 용매의 나뉘어진 스트림 (59) 은, 냉각기 C1 (348) 에서 냉각된다. 냉각 후, WWC (344) 의 하부로부터의 슬립 물-풍부 스트림은 라인 (62) 및 (68) 을 통해 스트림 (59) 에 첨가되어 스트림 (60) 을 형성함으로써, 공-구동제로서 조절된 양의 물을 희박 용매 스트림에 제공한다. 이러한 증가된 물 함량을 가진 희박 용매 스트림은 라인 (60) 을 통해, 용매/HC 계면 위치의 아래인 SCC (340) 의 상부 부분으로 도입된다.
EDC (330) 으로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 라인 (49) 를 통해 SCC (340) 으로 공급되어, 구동제로서의 용매 상과 접촉하여, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 SCC (340) 내의 HC 상으로 압축한다. 본질적으로 정제된 용매, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 및 실질적으로 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 용매 상은, SCC (340) 의 하부 부분으로부터 연속적으로 회수되고, 라인 (65) 를 통해 단일 액체 상 영역이 존재하는 EDC (330) 의 하부 부분으로 도입된다. 이는 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키는 방식이며, 라피네이트 스트림으로부터 제거된 방향족 HCs, 특히 벤젠을 회수하는 방식이며, 또한 용매 내의 더 높은 물 함량으로 인한 EDC (330) 의 단일 액체 상 영역 내의 용매 선택성을 개선시키는 방식이다.
연속적으로 SCC (340) 의 상부에 축적되는 HC 상은 주기적으로 SCC (340) 의 오버헤드로부터 제거되고, 라인 (66) 을 통해 WWC (344) 로 공급되며, 여기서 최종 라피네이트 생성물 내의 임의의 용매가 제거된다.
설포란을 용매로서 사용하는 도 2의 ED 공정의 적용에 있어서, EDC 는, HC 공급원료의 비등점 범위에 따라, 2.0 내지 4.0, 바람직하게는 1.5 내지 3.0 의 감소된 용매 대 HC 공급물의 중량비에서 작동되어, EDC 오버헤드로부터의 라피네이트 스트림 내에 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 벤젠을 허용한다. 바람직하게는, SRC (332) 의 하부로부터 회수되고 냉각기 C1 (348) 로 향하는 희박 용매의 일부는, 전형적으로 대략 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위의 온도로 냉각된다. 구동제로서 SCC (340) 에 공급되는 라피네이트 스트림의 온도는 0 내지 100 ℃, 바람직하게는 25 내지 50 ℃ 의 범위이다. 또한, SCC (340) 내의 라피네이트 공급물 대 희박 용매 공급물의 중량비는 전형적으로 0.1 내지 100, 및 바람직하게는 0.1 내지 10 이다. SCC (340) 내의 접촉 온도는 전형적으로 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위이다. SCC (340) 의 작동 압력은 전형적으로 1 내지 100 atm, 및 바람직하게는 1 내지 10 atm 이다. 라인 (59) 의 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 라인 (68) 의 물-풍부 스트림의 중량비는, 라인 (68) 의 물-풍부 스트림의 유동 속도를 조정함으로써, 200:1 내지 10:1, 바람직하게는 100:1 내지 20:1 의 범위 내이다. 또한, SCC (340) 의 작동 조건은 도 1의 공정에 대해 나타낸 목적들을 달성하기 위해 선택된다.
도 3은, 방향족 HC 회수를 위한 LLE 공정이며, 액체-액체 추출 (LLE) 컬럼 (400), 용매 회수 컬럼 (SRC) (402), 용매 재생기 (SRG) (404), 용매 세척 컬럼 (SCC) (406), 수 세척 컬럼 (WCC) (408), 추출 스트리퍼 컬럼 (extractive stripper column; ESC) (410) 및 인라인 마그네틱 필터 (MF) (412) 를 사용한다. 방향족 및 비-방향족을 함유하는 HC 공급물은 라인 (102) 를 통해 LLE 컬럼 (400) 의 중간 부분으로 공급되고, 희박 용매는 라인 (103) 을 통해 LLE 컬럼 (400) 의 상부 근처로 도입되어, HC 공급물과 향류적으로 접촉한다. 공급물 내의 방향족 HCs 는 전형적으로 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, C9 + 방향족, 및 이들의 혼합물을 포함하고, 비-방향족 탄화수소는 전형적으로 C5 내지 C9 + 파라핀, 나프텐, 올레핀, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
본질적으로 비-방향족을 소량의 용매와 함께 함유하는 라피네이트 상 (raffinate phase) 은 스트림 (104) 로서 LLE 컬럼 (400) 의 상부로부터 회수되고, 라인 (130) 의 스트림과 결합 후 라인 (132) 를 통해 WWC (408) 의 중간 부분으로 공급된다. LLE 컬럼 (400) 의 하부로부터의 라인 (105) 의 추출 상 (extract phase) 은 라인 (106) 으로부터의 2차 희박 용매와 혼합된다; 상기 결합된 스트림 (107) 은 ESC (410) 의 상부로 공급된다.
ESC (410) 을 통과하는 증기 유동은 재가열기 R1 (414) 의 작용에 의해 생성되고, 여기서 하부의 풍부한 용매의 일부는 라인 (111) 을 통해 재가열기 R1 (414) 을 통과하여 ESC (410) 으로 재순환되며, 이는 통상적으로 컬럼 하부 온도, 오버헤드 스트림 조성 및 유동 속도를 조절하기에 충분한 속도로, 스팀에 의해 가열된다. ESC (410) 의 상부를 나가는 오버헤드 증기는 냉각기 (도시되지 않음) 에서 응축되고, 상기 응축물은 라인 (108) 을 통해 HC 및 수상들 (water phases) 사이의 상분리를 일으키는 역할을 하는 오버헤드 리시버 D1 (416) 으로 운반된다. 비-방향족 및 최대 30-40% 의 벤젠 및 보다 중질의 방향족들을 함유하는 HC 상은 라인 (109) 를 통해 환류로서 LLE 컬럼 (400) 의 하부 부분으로 재순환된다. 수상은 라인 (110) 및 (125) 를 통해 스팀 발생기 SR1 (418) 로 운반되어, SRC (402) 에 대한 스트리핑 스팀을 생성한다. 용매, 비-방향족이 없는 방향족, 및 측정가능한 양의 중질 HCs 및 PMs 로 구성된 풍부한 용매는 ESC (410) 의 하부로부터 회수되고, 라인 (112) 을 통해 SRC (402) 의 중간 부분으로 운반된다. 스트리핑 스팀은 라인 (126) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (418) 로부터 SRC (402) 의 하부 부분으로 주입되어, 용매로부터 방향족 HCs 를 제거하는데 도움을 준다. 물을 함유하고, 실질적으로 용매 및 비-방향족 HCs 가 없는 방향족 농축물은 SRC (402) 로부터 오버헤드 증기 스트림으로서 회수되고, 냉각기 (도시되지 않음) 에서 응축된 후에 라인 (113) 을 통해 오버헤드 리시버 D2 (420) 로 도입된다. SRC (402) 의 하부 온도를 최소화하기 위하여, 오버헤드 리시버 D2 (420) 는 진공원에 연결되어 SRC (402) 에서 서브-대기압 조건을 생성한다.
오버헤드 리시버 D2 (420) 는 방향족 HCs 및 수상 사이의 상분리를 일으키는 역할을 한다. 라인 (114) 의 방향족 HC 상의 일부는 라인 (115) 을 통해 환류로서 SRC (402) 의 상부로 재순환되고, 나머지 부분은 방향족 HC 생성물로서 라인 (116) 를 통해 회수된다. 오버헤드 리시버 D2 (420) 의 워터 레그에 축적된 수상은, 세척수 (wash water) 로서 라인 (136) 를 통해, WWC (408) 의 상부 근처의 HC 상 및 수상 사이의 계면 아래 지점에서, WWC (408) 로 공급된다. 용매는 향류 수 세척을 통해 SCC (406) 으로부터의 LLE 라피네이트 및 HC 상으로부터 제거되고, 그 후 HC 상 내에 축적되는 용매가 없는 비-방향족들은 용매가 없는 비-방향족 생성물들로서 라인 (137) 을 통해 WWC (408) 의 상부로부터 회수된다. 용매를 함유하는 수상 (water phase) 은, 라인 (133) 및 (134) 을 통해 WWC (408) 의 하부로부터 나가고, 오버헤드 리시버 D1 (416) 로부터의 수상 (water phase) 인 라인 (110) 과 결합되고, 또한 라인 (125) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (418) 로 공급되며, 이는 라인 (126) 을 통해 SRC (402) 로 도입되고 라인 (122) 를 통해 SRG (404) 로 도입되는 스트리핑 스팀으로 변형된다.
SRC (402) 의 하부로부터의 희박 용매의 많은 부분이 라인 (118), (120), (121) 및 (103) 을 통해 자성이 향상된 필터 (MF) (412) 를 통과하여 재순환되고, LLE 컬럼 (400) 의 방향족 HCs 를 추출하기 위해 LLE 컬럼 (400) 의 상부 부분으로 공급된다. SRC 하부로부터의 희박 용매의 나뉘어진 스트림은 라인 (119) 을 통해 SRG (404) 로 우회되고, 스팀은 라인 (122) 를 통해 희박 용매 공급물 유입 지점 아래의 위치에서 SRG (404) 로 도입된다. 희박 용매의 일부는 재가열기 R2 (422) 에서 가열되고, 라인 (117) 을 통해 SRC (402) 의 하부로 재순환된다. 질이 저하된 용매 및 중합성 슬러지는 라인 (124) 를 통해 하부 스트림으로서 제거되고, 재생된 용매 및 실질적으로 모든 스트리핑 스팀은 오버헤드 스트림 (123) 으로서 회수된다. 라인 (123) 의 증기 및 라인 (127) 의 SRC (402) 의 하부로부터의 나뉘어진 희박 용매는 결합되어 라인 (128) 의 혼합물을 형성하며, 이는 용매, 측정가능한 양의 중질 HC 및 실질적으로 SRG (404) 로부터의 모든 스트리핑 스팀을 함유한다. 작동에 있어서, 증기가 냉각기 C1 (424) 에서 냉각되고 응축된 후, WWC (408) 의 하부로부터의 슬립 물-풍부 스트림은, 조절된 양의 물을 라인 (135) 을 통해 공-구동제로서의 희박 용매 스트림에 제공하기 위해, 라인 (128) 의 스트림에 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 용매/HC 계면의 위치 아래의 SCC (406) 의 상부 부분으로 도입된다.
LLE 컬럼으로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 라인 (129) 를 통해 구동제로서 SCC (406) 의 하부 부분으로 도입되어, 용매 상과 향류적으로 접촉함으로써, SCC (406) 내에서 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상으로 압축한다. 대안적으로, 임의의 외부의 탈황화된 경질 HC 스트림이 구동제로서 효과적으로 사용될 수 있다. 본질적으로 정제된 용매, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 및 실질적으로 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 용매 상은, SCC (406) 의 하부로부터 연속적으로 회수되고, 라인 (131) 을 통해 ESC (410) 의 하부 부분으로 도입되어, 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키고, SCC (406) 으로부터의 재순환된 용매 상 내의 증가된 물 함량 (공-구동제) 으로 인한 ESC 의 단일 상 영역 내의 용매 선택성을 향상시킨다.
연속적으로 SCC (406) 의 상부에 축적되는 HC 상은, 라인 (130) 을 통해 계면 수준 조절 하에서 주기적으로 SCC (406) 의 오버헤드로부터 제거되고, 이는 이후에 LLE 컬럼 (400) 의 오버헤드로부터의 라피네이트 스트림과 혼합되고, 라인 (132) 를 통해 WWC (408) 로 공급된다. 용매 세척 작업은 또한 임의의 다른 연속적인 다중-단계 접촉 장치에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는, 다중-단계 혼합기들/침전기들 또는 임의의 다른 회전형 접촉기들과 같은 향류 추출로 설계된 것에서 수행될 수 있다.
설포란을 용매로서 사용하는 도 3의 LLE 공정의 적용에 있어서, SRG (404) 로부터의 오버헤드 증기의 온도는 전형적으로 150 내지 200 ℃, 및 바람직하게는 160 내지 180 ℃이고, 0.1 내지 10 atm, 및 바람직하게는 0.1 내지 0.8 atm 의 압력 하이다. SRG (404) 로부터의 용매 증기 및 SRC (402) 로부터의 희박 용매를 포함하는 혼합물은 냉각기 C1 (424) 에서 응축되고, 대략 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위의 온도로 냉각된다. 구동제로서 SCC (406) 에 공급되는 LLE 컬럼 (400) 으로부터의 라피네이트 스트림의 온도는 0 내지 100 ℃, 바람직하게는 25 내지 50 ℃ 의 범위이다. SCC (406) 내의 라피네이트 공급물 대 희박 용매 공급물의 중량비는 전형적으로 0.1 내지 100, 및 바람직하게는 0.1 내지 10 이다. SCC (406) 내의 접촉 온도는 전형적으로 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위이다. SCC (406) 의 작동 압력은 전형적으로 1 내지 100 atm, 및 바람직하게는 1 내지 10 atm 의 범위이다. 라인 (128) 의 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 라인 (135) 의 물-풍부 스트림의 중량비는, 200:1 내지 10:1, 바람직하게는 100:1 내지 20:1 의 범위이고, 라인 (135) 의 물-풍부 스트림의 유동 속도를 조정함으로써 달성된다. SCC (406) 의 작동 요건은 각각 도 1 및 2의 설계에 있어서의 SCC (310) 및 SCC (340) 과 동일하다.
도 4는, 방향족 HCs 및 비-방향족 HCs 를 함유하는 혼합물로부터 방향족 HCs 를 회수하는 LLE 공정을 나타내며, 여기서 용매 세척 컬럼 (SCC) (436) 은 구동제로서 LLE 컬럼 (430) 으로부터의 라피네이트를 사용하여, 희박 용매를 재생시킨다. 고온 및 에너지 집약적인 통상적인 열적 재생기가 요구되지 않는다.
이 공정은 액체-액체 추출 (LLE) 컬럼 (430), 용매 회수 컬럼 (SRC) (432), 용매 세척 컬럼 (SCC) (436), 수 세척 컬럼 (WCC) (438), 추출 스트리퍼 컬럼 (extractive stripper column; ESC) (440) 및 인라인 마그네틱 필터 (MF) (442) 를 사용한다. 방향족 및 비-방향족을 함유하는 HC 공급물은 라인 (202) 를 통해 LLE 컬럼 (430) 의 중간 부분으로 공급되고, 희박 용매는 라인 (203) 을 통해 LLE 컬럼 (430) 의 상부 근처로 도입되어, HC 공급물과 향류적으로 접촉한다. 본질적으로 비-방향족을 소량의 용매와 함께 함유하는 스트림 (204) 의 라피네이트 상 (raffinate phase) 은 LLE 컬럼 (430) 의 상부로부터 회수되고, 라인 (226 의 스트림과 결합 후 라인 (227) 를 통해 WWC (438) 의 중간 부분으로 공급된다. 추출 상 (extract phase) 은 라인 (205) 을 통해 LLE 컬럼 (430) 의 하부로부터 운반되고, 라인 (206) 으로부터의 2차 희박 용매와 혼합된다; 상기 결합된 스트림 (207) 은 ESC (440) 의 상부로 공급된다.
ESC (440) 을 통과하는 증기 유동은 재가열기 R1 (444) 의 작용에 의해 생성되고, 여기서 하부의 풍부한 용매의 일부는 라인 (211) 을 통해 재가열기 R1 (444) 을 통과하여 ESC (440) 으로 재순환되며, 이는 통상적으로 컬럼 하부 온도, 오버헤드 스트림 조성 및 유동 속도를 조절하기에 충분한 속도로, 스팀에 의해 가열된다. ESC (440) 의 상부를 나가는 오버헤드 증기는 냉각기에서 응축되고, 상기 응축물은 라인 (208) 을 통해 HC 및 수상들 (water phases) 사이의 상분리를 일으키는 역할을 하는 오버헤드 리시버 D1 (446) 으로 운반된다. 비-방향족 및 최대 30-40% 의 벤젠 및 보다 중질의 방향족들을 함유하는 HC 상은 라인 (209) 를 통해 환류로서 LLE 컬럼 (430) 의 하부 부분으로 재순환된다. 수상은 라인 (210) 및 (221) 를 통해 스팀 발생기 SR1 (448) 로 운반되어, SRC (432) 에 대한 스트리핑 스팀을 생성한다. 용매, 정제된 방향족, 및 측정가능한 양의 중질 HCs 및 PMs 로 구성된 풍부한 용매는 ESC (440) 의 하부로부터 회수되고, 라인 (212) 을 통해 SRC (432) 의 중간 부분으로 운반된다. 스트리핑 스팀은 라인 (222) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (448) 로부터 SRC (432) 의 하부 부분으로 주입되어, 용매로부터 방향족 HCs 를 제거하는데 도움을 준다. 물을 함유하고, 실질적으로 용매 및 비-방향족이 없는 방향족 농축물은 SRC (432) 로부터 오버헤드 증기 스트림으로서 회수되고, 냉각기에서 응축된 후에 라인 (123) 을 통해 오버헤드 리시버 D2 (450) 로 도입된다. SRC (432) 의 하부 온도를 최소화하기 위하여, 오버헤드 리시버 D2 (450) 는 진공원에 연결되어 SRC (432) 에서 서브-대기압 조건을 생성한다.
오버헤드 리시버 D2 (450) 는 방향족 HCs 및 수상 사이의 상분리를 일으키는 역할을 한다. 라인 (214) 의 방향족 HC 상의 일부는 라인 (215) 을 통해 환류로서 SRC (432) 의 상부로 재순환되고, 나머지 부분은 방향족 HC 생성물로서 라인 (216) 를 통해 회수된다. SRC (432) 의 하부로부터의 희박 용매의 일부는 재가열기 R2 (452) 에서 가열되고, 라인 (217) 을 통해 SRC (432) 의 하부로 재순환된다. 바람직하게는, SRC (432) 의 하부로부터 나가는 희박 용매의 대부분이, 라인 (218), (220), 및 (203) 을 통해 LLE 컬럼 (430) 으로 운반된다.
오버헤드 리시버 D2 (450) 의 워터 레그에 축적된 수상은, 세척수 (wash water) 로서 라인 (231) 를 통해, WWC (438) 의 상부 근처의 HC 및 수상 사이의 계면 아래 지점에서, WWC (438) 로 공급된다. 용매는 향류 수 세척을 통해 LLE 라피네이트로부터 제거되고, HC 상 내에 축적되는 용매가 없는 비-방향족들은 생성물로서 라인 (232) 을 통해 WWC (438) 의 상부로부터 회수된다. 용매를 함유하는 수상 (water phase) 은, 라인 (228) 및 (229) 을 통해 WWC (438) 의 하부로부터 나가고, 오버헤드 리시버 D1 (446) 로부터의 수상 (water phase) 인 라인 (210) 과 결합되고, 또한 라인 (221) 을 통해 스팀 발생기 SR1 (448) 로 공급되며, 이는 라인 (222) 을 통해 SRC (432) 로 도입되는 스트리핑 스팀으로 변형된다.
측정가능한 양의 중질 HCs 를 함유하는, 라인 (218) 의 SRC (432) 로부터의 희박 용매의 나뉘어진 스트림 (219) 은, 냉각기 C1 (454) 에서 냉각된다. 그 후, WWC (438) 의 하부로부터의 슬립 물-풍부 스트림은 라인 (230) 을 통해 스트림 (219) 에 첨가되어 스트림 (223) 을 형성함으로써, 공-구동제로서 조절된 양의 물을 희박 용매 스트림에 제공한다. 이러한 향상된 물 함량을 가진 희박 용매 스트림은 라인 (223) 을 통해, 용매/HC 계면 위치의 아래인 SCC (436) 의 상부 부분으로 도입된다.
LLE 컬럼 (430) 으로부터의 라피네이트 스트림의 일부는 구동제로서 용매 상과 접촉함으로써, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 SCC 내의 HC 상으로 압축한다. 본질적으로 정제된 용매, 라피네이트 스트림 (구동제) 으로부터의 방향족 성분의 대부분, 및 실질적으로 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 함유하는 용매 상은, SCC (436) 의 하부 부분으로부터 연속적으로 회수되고, 라인 (225) 을 통해 단일 액체 상 영역이 존재하는 ESC (440) 의 하부 부분으로 도입된다. 이는, 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키고, 용매 내의 더 높은 물 함량으로 인한 ESC (440) 의 단일 액체 상 영역 내의 용매 선택성을 개선시킨다. 자기장으로 향상된 필터 MF (442) 는, SRC (432) 및 LLE 컬럼 (430) 사이의 주요 희박 재순환 라인에 위치한다.
연속적으로 SCC (436) 의 상부에 축적되는 HC 상은, 라인 (226) 을 통해 계면 수준 조절 하에서 주기적으로 SCC (436) 의 오버헤드로부터 제거되고, 이는 이후에 LLE 컬럼 (430) 의 오버헤드로부터의 라피네이트 스트림과 혼합된 후, 라인 (227) 를 통해 WWC (438) 로 공급되며, 여기서 최종 라피네이트 생성물 중의 임의의 용매가 제거된다.
용매로서 설포란을 가진, 도 4에 개시된 LLE 공정의 적용에 있어서, SRC (432) 의 하부로부터 회수되고 냉각기 C1 (454) 로 향하는 희박 용매의 일부는, 전형적으로 대략 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위의 온도로 냉각된다. 구동제로서 SCC (436) 에 공급되는 라피네이트 스트림의 온도는 0 내지 100 ℃, 바람직하게는 25 내지 50 ℃ 의 범위이다. 또한, SCC (436) 내의 라피네이트 공급물 대 희박 용매 공급물의 중량비는 전형적으로 0.1 내지 100, 및 바람직하게는 0.1 내지 10 이다. SCC (436) 내의 접촉 온도는 전형적으로 0 내지 100 ℃, 및 바람직하게는 25 내지 80 ℃ 의 범위이다. SCC (436) 의 작동 압력은 전형적으로 1 내지 100 atm, 및 바람직하게는 1 내지 10 atm 이다. 라인 (219) 의 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 라인 (230) 의 물-풍부 스트림의 중량비는, 라인 (230) 의 물-풍부 스트림의 유동 속도를 조정함으로써, 200:1 내지 10:1, 바람직하게는 100:1 내지 20:1 의 범위 내이다. SCC (436) 의 작동 조건은 도 1의 공정에 대해 나타낸 목적들을 달성하기 위해 선택된다.

Claims (25)

  1. 선택적 용매, 측정가능한 양의 중질 HCs, 및 열적으로 분해되거나 산화된 용매, 중질 HCs 및 첨가제들 사이의 반응들로부터 생성된 중합성 물질들 (polymeric materials; PMs) 을 함유하는 용매-풍부 스트림 (solvent-rich stream) 으로부터, 탄화수소 (HCs) 및 중합성 슬러지가 없는 극성 탄화수소 (HC) 선택적 용매를 회수하는 방법으로서, 하기 단계들을 포함하는 방법:
    (a) 극성 및 보다 적은 극성 (less polar) 의 HCs 를 함유하는 공급물을 추출 증류 컬럼 (extractive distillation column; EDC) 의 중간 부분에 도입하고, 용매-풍부 스트림을 선택적 용매 공급물로서 EDC 의 상부 부분에 도입하는 단계;
    (b) 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림 (less polar HC-rich stream) 을 EDC 의 상부로부터 회수하고, 용매 및 극성 HCs 를 함유하는 제 1 용매-풍부 스트림을 EDC 의 하부로부터 회수하는 단계;
    (c) 상기 제 1 용매-풍부 스트림을 용매 회수 컬럼 (solvent recovery column; SRC) 의 중간 부분으로 도입하고; 용매 및 보다 적은 극성의 HCs 가 없는 극성 HC-풍부 스트림 (polar HC-rich stream) 을 SRC 의 상부로부터 회수하고; 또한 제 2 용매-풍부 스트림을 SRC 의 하부로부터 제거하는 단계;
    (d) 제 2 용매-풍부 스트림의 제 1 부분을 선택적 용매 공급물로서 단계 (a) 의 EDC 의 상부 부분으로 도입하는 단계;
    (e) 단계 (c) 의 제 2 용매-풍부 스트림의 제 2 부분을 냉각하고; 상기 냉각된 용매-풍부 스트림을 단계 (h) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 혼합하고; 또한 상기 혼합물을 용매 세척 구역 (solvent clean-up zone) 의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계;
    (f) 경질 HC-풍부 스트림 (light HC-rich stream) 을 중질 HC 구동제 (displacement agent) 로서 용매 세척 구역의 하부 부분으로 도입하여, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상으로 압축하는 (squeeze out) 단계;
    (g) 중질 HCs, PMs 및 소량의 용매를 함유하는 축적된 HC 상 (HC phase) 을 용매 세척 구역의 상부 부분으로부터 회수하고; 중질 HC 구동제로서 작용하고 중질 HCs 및 PMs 의 수준이 감소된, 용매 및 경질 HCs 를 함유하는 용매 상을 용매 세척 구역의 하부 부분으로부터 회수하는 단계;
    (h) 상기 HC 상을 단계 (g) 의 용매 세척 구역으로부터 수 세척 구역 (water wash zone) 으로 도입하여, HC 상으로부터의 소량의 용매를 수상 (water phase) 으로 제거하는 단계; 및
    (i) 상기 용매 상을 선택적 용매 공급물의 일부로서 단계 (g) 의 용매 세척 구역으로부터 단계 (a) 의 EDC 의 하부 부분으로 도입하여, 정제된 용매를 용매 루프내로 재순환시키는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단계 (c) 에서, 제 2 용매-풍부 스트림은, EDC 의 상부 부분 및 용매 세척 구역으로 들어가기 전에, 자기장으로 향상되는 인라인 필터를 통해 여과되는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    단계 (d) 는, 제 2 용매-풍부 스트림의 일부를 EDC 의 상부 부분으로 도입하고, 제 2 용매-풍부 스트림의 제 1 소부분을 열적 용매 재생 구역의 상부 부분으로 도입하는 단계; 용매, 물, 및 용매의 비등점보다 낮은 비등점을 갖는 HCs 및 중합성 물질들을 함유하는 제 3 용매-풍부 스트림을, 용매 재생 구역의 상부로부터 회수하는 단계; 및 용매 재생 구역의 하부 부분으로부터 중질 슬러지를 제거하는 단계를 포함하고,
    단계 (e) 는, 단계 (d) 의 제 3 용매-풍부 스트림 및 단계 (c) 의 제 2 용매-풍부 스트림의 제 2 소부분을 포함하는 혼합물을 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 용매-풍부 혼합물을 단계 (h) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 결합하는 단계; 및 상기 혼합물을 용매 세척 구역의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 극성 HCs 는 방향족이고, 상기 보다 적은 극성의 HCs 는 파라핀계, 나프텐계, 및 올레핀계인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는, 공용매로서의 물과 함께, 설포란, 알킬-설포란, N-포르밀 모르폴린, N-메틸 피롤리돈, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 공용매로서의 물을 가진 설포란인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 N-포르밀 모르폴린인 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 HC-풍부 스트림은, EDC 의 오버헤드 (overhead) 로부터의 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 HC-풍부 스트림은, C5-C8 탄화수소들을 함유하는 벤젠이 없는 외부의 스트림인 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 EDC 는, 모든 C9+ HCs 를 제 1 용매-풍부 스트림 내에 유지시킴으로써, EDC 의 상부로부터의 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림 내에 1 내지 10 중량% 의 벤젠을 허용하는 조건 하에서 작동되는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 EDC 는, 모든 C9+ HCs 를 제 1 용매-풍부 스트림 내에 유지시킴으로써, EDC 의 상부로부터의 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림 내에 2 내지 5 중량% 의 벤젠을 허용하는 조건 하에서 작동되는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 SRC 는, 제 1 용매-풍부 스트림으로부터 오직 C8 및 경질 탄화수소만을 스트리핑하고 모든 C9 및 보다 중질의 탄화수소를 제 2 용매-풍부 스트림 내에 유지시키는 조건 하에서 작동되는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    단계 (e) 에서, 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 수상 (water phase) 의 중량비는 200:1 내지 10:1 의 범위인 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    단계 (e) 에서, 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 수상 (water phase) 의 중량비는 100:1 내지 20:1 의 범위인 방법.
  15. 선택적 용매, 측정가능한 양의 중질 HCs, 및 열적으로 분해되거나 산화된 용매, 중질 HCs 및 첨가제들 사이의 반응들로부터 생성된 중합성 물질들 (polymeric materials; PMs) 을 함유하는 용매-풍부 스트림으로부터, 탄화수소 (HCs) 및 중합성 슬러지가 없는 극성 탄화수소 (HC) 선택적 용매를 회수하는 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계들을 포함하는 방법:
    (a) 극성 및 보다 적은 극성 (less polar) 의 HCs 를 함유하는 공급물을 액체-액체 추출 컬럼 (liquid-liquid extraction; LLE) 의 중간 부분에 도입하고, 용매-풍부 스트림을 선택적 용매 공급물로서 LLE 의 상부 부분에 도입하는 단계;
    (b) 물을 함유한 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림을 LLE 의 상부로부터 회수하고; 용매, 극성 HCs 및 소량의 보다 적은 극성의 HCs 를 함유하는 제 1 용매-풍부 스트림을 LLE 의 하부로부터 회수하는 단계;
    (c) 제 1 용매-풍부 스트림 및 용매 회수 컬럼 (solvent recovery column; SRC) 의 하부로부터의 제 3 용매-풍부 스트림을 포함하는 혼합물을, 추출 스트리핑 컬럼 (extractive stripping column; ESC) 의 상부 부분으로 도입하고; 보다 적은 극성의 HCs 와 벤젠 및 보다 중질의 방향족들을 함유하고, 환류로서 LLE 의 하부 부분으로 응축되고 재순환되는 HC-풍부 증기를 회수하고; 또한, 보다 적은 극성의 HCs 가 없는, 용매 및 극성 HCs 를 함유하는 제 2 용매-풍부 스트림을 ESC 의 하부로부터 회수하는 단계;
    (d) 단계 (c) 의 제 2 용매-풍부 스트림을 SRC 의 중간 부분으로 도입하고; 용매 및 비극성 HCs 가 없는 극성 HC-풍부 스트림을 SRC 의 상부로부터 회수하고; 또한, 제 3 용매-풍부 스트림을 SRC 의 하부로부터 제거하는 단계;
    (e) 제 3 용매-풍부 스트림의 일부를 선택적 용매 공급물로서 단계 (a) 의 LLE 의 상부 부분으로 도입하는 단계;
    (f) 단계 (d) 의 제 3 용매-풍부 스트림을 냉각하고; 상기 냉각된 용매-풍부 스트림을 단계 (i) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 혼합하고; 또한, 상기 혼합물을 용매 세척 구역의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계;
    (g) 경질 HC-풍부 스트림을 중질 HC 구동제로서 용매 세척 구역의 하부 부분으로 도입하여, 중질 HCs 및 PMs 를 용매 상으로부터 HC 상 (HC phase) 으로 압축하는 단계;
    (h) 중질 HCs, PMs 및 소량의 용매를 함유하는 축적된 HC 상을 용매 세척 구역의 상부 부분으로부터 회수하고; 용매, 중질 탄화수소 구동제로서 작용하는 경질 HCs 를 함유하고, 감소된 수준의 중질 HCs 및 PMs 를 갖는 용매 상을 용매 세척 구역의 하부 부분으로부터 회수하는 단계;
    (i) 단계 (h) 의 용매 세척 구역으로부터의 HC 상을 수 세척 구역 (water wash zone) 으로 도입하여, HC 상으로부터의 소량의 용매를 수상 (water phase) 으로 제거하는 단계;
    (j) 정제된 용매를 용매 루프 내로 재순환시키는 방식으로, 단계 (h) 의 용매 세척 구역으로부터의 용매 상을 단계 (c) 의 ESC 의 하부 부분으로 도입하는 단계.
  16. 제 15 항에 있어서,
    단계 (e) 에서, 제 3 용매-풍부 스트림은, LLE 의 상부 부분으로 들어가기 전에, 자기장으로 향상되는 인라인 필터를 통해 여과되는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    단계 (e) 는, 제 3 용매-풍부 스트림의 일부를 단계 (a) 의 LLE 의 상부 부분으로 도입하고, 제 3 용매-풍부 스트림의 제 1 소부분을 고온의 열적 용매 재생 구역의 상부 부분으로 도입하는 단계; 용매, 물, 및 용매의 비등점보다 낮은 비등점을 갖는 HCs 및 중합성 물질들을 함유하는 제 4 용매-풍부 스트림을, 용매 재생 구역의 상부로부터 회수하는 단계; 및 용매 재생 구역의 하부 부분으로부터 중질 슬러지를 제거하는 단계를 포함하고,
    단계 (f) 는, 단계 (e) 의 제 4 용매-풍부 스트림 및 단계 (d) 의 제 3 용매-풍부 스트림의 제 2 소부분을 포함하는 혼합물을 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 용매-풍부 혼합물을 단계 (i) 로부터의 수상 (water phase) 의 일부와 결합하는 단계; 및 상기 혼합물을 용매 세척 구역의 상부 부분으로 도입하여 용매 상 (solvent phase) 을 형성시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 극성 탄화수소는 방향족이고, 상기 보다 적은 극성의 탄화수소는 파라핀계, 나프텐계, 및 올레핀계인 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 용매는, 공용매로서의 물과 함께, 설포란, 알킬-설포란, N-포르밀 모르폴린, N-메틸 피롤리돈, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 용매는 공용매로서의 물을 가진 설포란인 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 용매는 공용매로서의 물을 가진 테트라에틸렌 글리콜인 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 경질 HC-풍부 스트림은, LLE 컬럼의 오버헤드로부터의 보다 적은 극성의 HC-풍부 스트림인 방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 경질 HC-풍부 스트림은, C5-C8 탄화수소들을 함유하는 벤젠이 없는 외부의 스트림인 방법.
  24. 제 15 항에 있어서,
    단계 (f) 에서, 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 수상 (water phase) 의 중량비는 200:1 내지 10:1 의 범위인 방법.
  25. 제 15 항에 있어서,
    단계 (f) 에서, 냉각된 용매-풍부 스트림 혼합물과 수상 (water phase) 의 중량비는 100:1 내지 20:1 의 범위인 방법.
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