KR101753573B1 - 고압 제품 스플리터 컬럼을 활용함으로써 프로판 탈수소화 유닛에서의 고 에너지 감소 - Google Patents

고압 제품 스플리터 컬럼을 활용함으로써 프로판 탈수소화 유닛에서의 고 에너지 감소 Download PDF

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Abstract

올레핀의 제조를 위한 개선된 프로세스, 특히 파라핀 공급 스톡으로부터 탈수소화 프로세스에 의해 제조된 올레핀의 분리를 위한 개선된 프로세스가 제공된다. 고압 제품 스플리터는 잔여 파라핀 공급 스톡으로부터 탈수소화 플랜트에서 제조된 올레핀을 분리하기 위해 사용된다. 파라핀 공급 스톡으로부터의 올레핀 제품을 분리하기 위한 고압 스플리터의 사용은 종래 기술의 프로세스에 비해 낮은 에너지 소비로 고순도 올레핀 제품을 회수하도록 한다. 프로세스는 특히 프로판으로부터 프로필렌의 분리에 적합하다.

Description

고압 제품 스플리터 컬럼을 활용함으로써 프로판 탈수소화 유닛에서의 고 에너지 감소{HIGH ENERGY REDUCTION IN A PROPANE DEHYDROGENATION UNIT BY UTILIZING A HIGH PRESSURE PRODUCT SPLITTER COLUMN}
본 발명은 올레핀의 제조를 위한 개선된 프로세스에 관한 것이고, 특히 탈수소화 프로세스에 의해 생성되는 올레핀의 파라핀 공급 스톡(stocks)으로부터 분리하기 위한 개선된 프로세스에 관한 것이다. 프로세스는 특히 프로판으로부터 프로필렌의 분리에 적합하다. 이러한 실시예에서, 고압 제품 스플리터(splitter)는 탈수소화 플랜트(plant)에서 생성된 잔류 프로판으로부터 프로필렌을 분리하기 위해 사용된다. 프로판으로부터 프로필렌을 분리하기 위한 고압 스플리터의 사용은 종래 기술의 프로세스에 비해 낮은 에너지 소비로 고순도 프로필렌 제품의 회수를 위한 프로세스를 제공한다.
올레핀 탄화수소는 중합체, 모터 연료 블렌딩(blending) 첨가제 및 다른 제품과 같은 다수의 석유화학 제품의 제조에 유용하다. 분자 당 2 내지 5의 탄소 원자를 갖는 단쇄 포화 탄화수소는 종종 대응하는 올레핀을 형성하기 위해 탈수소화를 받는다. 차례로, 올레핀은 모터 연료 블렌딩 첨가제를 제조하기 위한 알코올의 에테르화에서의 이소파라핀의 알킬화에서 또는 다양한 중합체 재료를 제조하기 위해 사용되는 단량체로서 사용될 수 있다.
하나의 특히 유용한 올레핀은 프로판의 탈수소화에 의해 제조된 프로필렌이다. 프로필렌은 세계에서 두 번째로 큰 석유화학 원자재이고, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 아크롤린, 프로필렌 산화물 및 글리콜, 가소제 옥소 알코올, 큐멘, 이소프로필 알코올 및 아세톤의 제조에 사용된다. 프로필렌 제조의 성장은 주로 패키징 재료 및 아웃도어 의류(outdoor clothing)로서의 제품에서 일상적으로 사용되는 폴리프로필렌의 산업의 요구에 의해 구동된다.
폴리프로필렌은 주로 프로판을 탈수소화함으로서 제조된다. 종래의 프로판 탈수소화 프로세스는 이하의 단계를 포함한다: 반응기 내에서 프로판을 프로필렌으로의 탈수소화, 반응기 폐수의 압축, 프로필렌 제품의 회수 및 정제. 도 1은 종래의 탈수소화 프로세스의 단계들을 도시한다. 탈수소화 단계 (1)에서, 프로판의 프로필렌으로의 변환은 통상적으로 촉매 하에서 행해진다. 탈수소화 유닛으로부터의 폐수는 통상적으로 150psig 이상의 충분한 고압으로 되어 회수 섹션에서 가벼운 성분으로부터 반응하지 않은 프로판과 프로필렌을 회수하도록 압축기(2)에서 압축된다.
회수 단계 (3)에서, 압축된 반응기 폐수는 추가의 정제를 위해 프로판과 프로필렌의 회수를 최대화하도록 냉각기에서 충분히 냉각된다. 이러한 프로세스로부터의 오프가스(offgas)는 주로 수소, 메탄, 에탄 및 에틸렌으로 구성된다. 회수 단계 (3)으로부터의 탄화수소는 정제 단계 (4)에서 증류된다. 제1 증류 컬럼, 디에타나이저(deethanizer)에서, 에탄 및 가벼운 가스가 오버헤드 오프가스로서 회수되고, 프로판과 프로필렌은 디에타나이저 저부 스트림에서 회수된다. 일반적으로 제품 스플리터로서 지칭되는 제2 증류 컬럼에서, 프로필렌 제품은 오버헤드로서 회수되고, 저부로부터의 프로판은 탈수소화 단계로 다시 재순환된다. 신선한 프로판과 재순환된 프로판의 퍼지 스트림은 프로세스로부터 무거운 성분을 제거하기 위해 증류된다. 정제 동안, 제품 스플리터는 통상적으로 외부 열원(예를 들어, 열펌프)을 이용함으로써 재비등되어, 오버헤드 증기(vapor)가 압축되어 재비등 매체로서 사용된다.
프로판의 탈수소화에 의해 프로필렌을 제조하기 위한 하나의 통상의 프로세스는 CATOFIN 프로세스로서 공지되어 있다. CATOFIN 프로세스에서, 프로판은 고정 베드 크롬-알루미나 촉매를 포함하는 탈수소화 반응기에 프로판을 공급함으로써 프로필렌으로 변환된다. 이는 통상적으로 다른 것이 동작하면서 몇몇 반응기에서 촉매 재생이 발생하도록 병행하여 동작하는 다중의 탈수소화 반응기이다. 탈수소화 반응기는 통상적으로 약 600 내지 650℃에서 유지된다.
탈수소화 반응기로부터의 폐수는 냉각되어 증기 구동 제품 압축기를 이용하여 압축된다. 압축된 제품은 불활성 가스, 수소 및 가벼운 탄화수소가 압축된 반응기 폐수로부터 제거되는 회수 섹션으로 보내어진다. 회수 유닛으로부터의 프로필렌 농후 가스는 전술한 바와 같이 프로판으로부터 프로필렌이 분리되는 제품 정제 섹션으로 보내어진다.
종래의 프로판 탈수소화 프로세스의 정제 단계는 도 2에 도시된다. 종래의 프로세스의 제품 스플리터(110)는 공급 라인(100)을 통해 C3 + 화합물을 포함하는 디에타나이저로부터의 헤비 단부(heavy end)가 공급된다. 이러한 공급은 제품 스플리터에서 증류되어, 프로필렌 제품은 오버헤드 스트림(102)에서 회수되고, 비반응된 프로판을 포함하는 잔여 화합물의 대부분은 저부 스트림(128)에서 배출된다. 종래의 제품 스플리터는 약 80 내지 100psig의 압력과 40 내지 60℉의 온도에서 동작한다.
오버헤드 프로필렌 증기 스트림(102)은 세퍼레이터(150)로부터의 오버헤드(105)와 조합되어 라인(106)을 통해 열 펌프(130)로 보내어진다. 열 펌프는 라인(133)을 통해 제공된 고압 증기를 이용하는 증기 터빈(131)에 의해 구동된다. 배기 증기는 라인(122)을 통해 응축기(160)로 배출되고, 여기서 냉각되어 플랜트로부터 배출된다.
오버헤드 증기 스트림(102)은 열 펌프(130)에서 압축되어 배출 라인(108)을 통해 유동하여 제품 스플리터 리보일러(reboiler)(120)에 열을 제공한다. 데워진 프로필렌은 분할되고, 일부는 라인(114)을 통해 제품 스플리터로 다시 유동하고, 나머지는 라인(112)을 통해 제품 세퍼레이터(150)로 유동한다. 세퍼레이터(150)로부터의 오버헤드(105)는 제품 스플리터로부터 오버헤드 프로필렌 스트림(102)과 조합되어 전술한 바와 같이 열 펌프(130)에 공급된다. 세퍼레이터의 저부로부터의 프로필렌 제품(118)은 추가의 프로세싱을 위해 다른 유닛으로 보내어진다.
제품 압축 기계는 라인(143)을 통해 고압 증기가 공급되는 증기 터빈(141)에 의해 구동된다. 제품 압축기는 압축을 위해 라인(127)을 통해 탈수소화 반응기(도시 안함)로부터의 제품이 공급된다. 압축된 탈수소화 제품은 디에타나이저에서 분리되도록 라인(126)을 통해 공급된다. 종래의 플랜트에서, 증기 터빈(141)으로부터의 배기 증기는 라인(124)을 통해 응축기(170)로 배출되고, 여기서 냉각되어 플랜트로부터 배출된다.
종래의 저압 제품 스플리터의 저부는 주로 프로판을 포함한다. 저부는 라인(128)을 통해 배출되어 분할되고, 저부의 일부는 라인(104)을 통해 리보일러(120)로 재순환되며, 여기서 가열되어 제품 스플리터(110)로 다시 보내어진다. 저부의 나머지는 라인(116)을 통해 배출되어 탈수소화 반응기로 다시 보내어진다.
이러한 종래의 탈수소화 프로세스는 몇몇 고유의 제한을 갖는다. 하나의 주요한 제한은 프로필렌 제품을 제조하기 위해 요구되는 필요한 입력 에너지의 양이다. 현재, 종래의 탈수소화 프로세스용의 전체 에너지 소비는 예를 들어 프로필렌 제품의 약 100kcal/kg이다. 그와 같이, 프로판의 탈수소화를 위한 보다 저렴하고 보다 효율적인 방법에 대해 산업계에서 진행중이고 아직 충족되지 않은 요구가 존재한다.
본 발명은 탈수소화 반응기에서 생성되는 올레핀을 잔류 파라핀 공급 스톡으로부터 분리하기 위한 개선된 프로세스에 관한 것이다. 이 프로세스는 예를 들어 프로판으로부터 프로필렌을 생성하기 위해 탈수소화 프로세스에 이어 프로판으로부터 프로필렌을 분리하기 위해 사용될 수 있다. 고압 제품 스플리터는 탈수소화 반응기 제품 압축기 및 냉각 압축기를 구동하는 증기 터빈으로부터의 배기 증기로부터 공급되는 열을 활용하는 리보일러를 갖는다. 이러한 배기 증기의 이용은 종래의 탈수소화 시스템에 비해 제품 스플리터가 보다 높은 압력에서 작동하도록 한다.
고압 제품 스플리터로의 공급 스트림은 프로판을 프로필렌으로와 같이, 파라핀을 올레핀으로 변환하고 올레핀 제품으로부터 비반응된 파라핀을 분리하기 위한 분리 스테이지를 활용하는 임의의 형식의 플랜트로부터 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 프로필렌은 예를 들어 CATOFIN 프로세스와 같은 프로판을 프로필렌으로 변환하기 위한 임의의 형식의 탈수소화 프로세스를 이용하는 본 발명의 프로세스를 위해 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 탈수소화 유닛으로부터의 제품 스트림은 또한 불활성 가스, 수소 및 가벼운 탄화수소를 제거하기 위해 압축 및 냉각에 의한 것과 같이 추가 처리된다. 증기 구동 압축기는 탈수소화 반응기로부터 제품 스트림을 압축하기 위해 사용된다. 제품 스트림은 바람직하게는 오버헤드 스트림에서 C2 및 가벼운 성분이 제거되는 디에타나이저 컬럼에 공급되는 한편, 저부 스트림은 소량의 다른 불순물과 함께 프로판과 프로필렌으로 구성된다. 이러한 실시예에서, 디에타나이저 저부 스트림은 본 발명의 고압 제품 스플리터 스테이지에 공급된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제품 정제 스테이지는 일반적으로 고압 제품 스플리터 컬럼, 증기 터빈 구동 냉각 압축기, 증기 터빈 구동 탈수소화 반응기 제품 압축기 및 제품 스플리터 컬럼에 작동식으로 연결된 적어도 하나의 리보일러를 포함한다. 프로판에 이용되는 디에타나이저 유닛으로부터의 저부와 같은 탈수소화 플랜트로부터 프로필렌 탈수소화 유닛으로의 공급 스트림은 고압 제품 스플리터에 공급된다. 고압 제품 스플리터는 바람직하게는 약 200psig 내지 375psig의 압력과 약 80℉ 내지 160℉의 온도에서 동작한다. 제품 스플리터 컬럼으로부터의 오버헤드 스트림은 분할되고, 오버헤드 스트림의 일부는 역류 스트림으로서 제품 스플리터로 복귀되며, 나며지는 추가의 프로세싱을 위해 저장소 또는 다른 유닛으로 보내어지는 제품 스트림을 포함한다.
증기 터빈 구동 냉각 압축기는 제품 스플리터로부터의 저부의 일부와 열교환에 의해 프로세스에 열을 제공하기 위해 사용된다. 냉각 압축기 및 탈수소화 반응기 제품 압축기를 구동하기 위해 사용되는 증기 터빈으로부터의 배기 증기는 리보일러에 공급되어 제품 스플리터 컬럼에서 제품을 분리하기 위해 사용되는 프로세스 열을 제공한다. 본 발명의 소정의 실시예에서, 배기 증기 스트림은 리보일러에 공급되기 전에 조합된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제품 스플리터로부터의 오버헤드 제품 스트림은 오버헤드 제품 스트림과 역류 스트림으로 분할되고, 이 역류 스트림은 스플리터 컬럼으로 다시 공급된다. 제품 스트림은 부가의 프로세싱을 위해 다른 유닛으로 보내어진다. 본 발명의 프로세스의 또 다른 실시예에서, 오버헤드 제품 스트림은 역류 스트림과 제품 스트림을 형성하기 위해 분할되기 전에 응축기에서 냉각된다.
제품 스플리터로부터의 저부 스트림은 재순환 스트림과 저부 복귀 스트림으로 분할될 수 있다. 프로세스의 일 실시예에서, 재순환 스트림은 적어도 하나의 리보일러에 공급되고, 여기서 냉각 압축기와 제품 압축기를 구동하는 증기 터빈으로부터의 배기 증기에 의해 가열된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 저부 복귀 스트림은 제1 복귀 스트림과 제2 복귀 스트림으로 분할된다. 제1 복귀 스트림은 제1 리보일러로 공급되고, 여기서 냉각 압축기와 제품 압축기를 구동하는 증기 터빈으로부터의 배기 증기에 의해 가열된다. 제2 복귀 스트림은 제2 리보일러로 공급되고, 여기서 냉각 압축기로부터 출력 제품 스트림에 의해 가열된다.
전술한 분리 프로세스는 파라핀과 같은 공급 스톡으로부터 올레핀을 분리하기 위한 임의의 올레핀 변환 프로세스에서 사용될 수 있다. 본 발명의 프로세스는, 제품이 비등 온도에서 작은 차이를 갖기 때문에, 증기 터빈에 의해 제공되는 상당량의 전력을 요구하거나 또는 에너지 집약적 분리를 요구하는 프로세스에서 특히 유리하다.
본 발명의 프로세스는 프로판으로부터 프로필렌의 분리에 특히 유용하다. 본 발명의 하나의 장점은 저압 증기 열을 이용하는 고압 제품 스플리터의 포함이 다른 탈수소화 프로세스에 비해 프로필렌을 제조하기 위해 필요한 에너지를 감소시킨다는 점이다. 이러한 장점은 단지 비제한적인 예로서 주어지고, 부가의 이점 및 장점은 본원에서 전술한 설명의 관점에서 당업자에게 명백하다. 예를 들어, 본 발명의 제품 정제 체계(scheme)를 이용하는 전체 에너지 소비는 종래의 CATOFIN 유닛에 비해 최대 10 내지 15%만큼 전체 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 프로세스의 다른 장점은 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 프로필렌을 형성하기 위한 프로판의 탈수소화에 대한 본 발명의 상세한 설명의 제한은 단지 본 발명의 산업상 이용의 실질적인 예뿐만 아니라 수반되는 일반적인 원리의 단지 도시를 위한 것이다. 그러나, 특별히 명명된 성분과 특정한 설비 배열을 위한 이러한 실시예의 설명은 임의의 방식으로 본 발명을 제한하는 것으로 의도하지는 않는다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 통상의 종래 기술의 프로판 탈수소화 프로세싱 체계의 단계들을 도시한다.
도 2는 파라핀 공급스톡으로부터 올레핀 제품의 분리를 위한 종래 기술의 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 개선된 탈수소화 프로세스의 일 실시예의 개략도이다.
본 발명은 프로판으로부터 프로필렌의 제조와 같은 에너지 집약적 분리를 위한 개선된 프로세스에 관한 것이다. 본 발명의 프로세스에서, 디에타나이저 컬럼으로부터 저부(bottoms)와 같이 프로판을 올레핀으로 변환하기 위한 프로세스로부터의 공급은 분할되어, 파라핀 공급 스톡으로부터 올레핀 제품을 분리하기 위해 고압 스플리터 컬럼에 공급된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명은 단지 예로서만 제공되며, 본원에서 설명되고 청구되는 본 발명의 전체 범주를 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않는다. 이하에서 설명되는 프로세스는 파라핀과 같은 공급 스톡으로부터 올레핀을 분리하기 위한 임의의 올레핀 변환 프로세스에서 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 특히, 프로세스는 제품이 비등 온도에서 작은 차이를 갖기 때문에, 증기 터빈에 의해 제공되는 상당량의 전력이 요구되거나 또는 에너지 집약적 분리가 요구되는 분리용으로 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 프로판으로부터 프로필렌의 제조를 위한 프로판 탈수소화 시스템내의 고압 제품 스플리터의 사용에 관한 것이다. 본 발명은 제품 스플리터 내측에서 증가된 압력과 재비등을 위한 다른 설비로부터 회수 또는 공급되는 증기를 이용하고, 외부 열원의 필요성을 제거한다. 본 발명에 따른 고압 제품 스플리터를 이용하는 CATOFIN® 유닛의 탈수소화 프로세스를 위한 전체 에너지 소비는 예를 들어 프로필렌 제품의 약 85 내지 90kcal/kg이며, 제품의 kg 당 약 10 내지 15%의 전체 에너지 감소를 야기한다.
본 발명의 탈수소화 시스템(도시 안함) 이후에 사용되는 예시적인 정제 시스템(10)은 도 3에 도시된다. 이하에서 상세히 설명되는 본 발명의 프로세스의 일 실시예에서, 프로판은 프로필렌을 생성하기 위한 임의의 형식의 종래의 탈수소화 반응기에 공급된다. 탈수소화 반응기 제품 스트림(58)은 압축기(50)에서 압축되어 프로판과 프로필렌의 회수를 최대화하기 위해 라인(56)을 통해 회수 유닛으로 보내어진다. 압축된 탈수소화 반응기 제품 스트림은 디에타나이저 컬럼으로 보내어지고, 여기서 C2와 가벼운 성분이 오버헤드 증기로서 제거되고 C3+ 성분이 저부에 포함되어 있다. 바람직한 실시예에서, 탈수소화 유닛은 CATOFIN 형식 반응기이다.
제품 스플리터(14)는 디에타나이저 컬럼(도시 안함)으로부터 저부(12)로 공급될 수 있다. 디에타나이저 컬럼으로부터의 저부는 프로필렌과 프로판을 포함하는 C3 + 화합물을 포함한다. 제품 스플리터(14)는 종래 기술의 정제 시스템에서 사용되는 압력보다 높은 압력에서 동작한다. 일 실시예에서, 제품 스플리터는 약 200psig 내지 375psig의 압력과 약 80℉ 내지 160℉의 온도에서 동작한다. 바람직한 실시예에서, 제품 스플리터는 약 330psig의 압력과 약 130℉의 온도에서 동작한다. 고압 제품 스플리터는 프로판과 프로필렌의 분리에서와 같은 파라핀으로부터 올레핀의 분리를 위해 사용되는 통상의 설계의 증류 컬럼이고, 본 발명의 프로세스에 사용되는 압력에서 동작하도록 설계된다.
공급(12)은 제품 스플리터(14)에서 증류되어 프로필렌 제품은 오버헤드 스트림(16)에서 회수되고, 프로판을 포함하는 잔여 화합물의 대부분은 저부 스트림(18)으로 배출된다. 소정의 실시예에서, 제품 스플리터(14)로부터의 오버헤드 스트림(16)은 냉각수 응축기(20)에 공급되어 오버헤드의 온도를 감소시키고 오버헤드 증기를 액체로 변환할 수 있다. 바람직하게는, 오버헤드 스트림은 50℉ 내지 130℉의 온도로부터 48℉ 내지 128℉의 냉각 온도로 냉각된다. 필요하다면, 오버헤드 스트림은 분할되고, 일부는 라인(24)을 통해 역류로서 제품 스플리터로 다시 보내어지고, 프로필렌 제품을 포함하는 잔여 오버헤드 스트림(22)는 저장부로 또는 추가의 프로세싱을 위해 다른 유닛으로 보내어질 수 있다.
열 교환기(40)를 통해 프로세스에 추가적인 열을 제공하기 위해 폐쇄 루프가 제공된다. 제품 스플리터로부터의 저부의 일부는 라인(28)을 통해 열 교환기(40)로 유동하고, 이 저부 스트림은 라인(64)을 통해 열 교환기에 공급되는 압축 냉매와 열교환 접촉을 이룸으로써 가열된다. 열 교환기(40)를 빠져나온 가열된 저부 스트림은 라인(42)을 통해 제품 스플리터로 다시 공급된다.
열 교환기(40)에 공급되는 압축된 냉매는 열 교환기에서 배출되어 라인(66)을 통해 냉각 압축기(60)에 공급된다. 압축된 냉매는 열 교환기(40)에서 응축하기 전에 프로세스의 다른 부분에서 사용될 수 있다. 압축된 유체는 라인(64)을 통해 냉각 압축기로부터 배출된다. 일 실시예에서, 냉매는 냉각 압축기에서 약 105℉ 내지 150℉의 온도로 약 250psig 내지 375psig의 압력으로 압축되고, 약 105℉ 내지 150℉의 온도에서 약 240psig 내지 365psig의 압력으로 열 교환기(40)로부터 배출된다.
냉각 압축기는 라인(70a)을 통해 공급되는 고압 증기를 이용하여 구동되는 증기 터빈(80a)에 의해 구동된다. 일 실시예에서, 고압 증기는 약 580psig 내지 660psig의 압력으로 공급된다. 증기 터빈(80a)으로부터의 배기 증기는 라인(62)을 통해 배출되어 후술하는 바와 같이 리보일러(reboiler)(30)에 열을 제공하기 위해 사용된다.
탈수소화 반응기 제품 압축기(50)는 증기 라인(70b)을 통해 고압 증기가 공급되는 증기 터빈(80b)에 의해 구동된다. 증기 터빈(80b)으로부터의 배기 증기는 라인(52)을 통해 배출되고 후술하는 바와 같이 리보일러(30)에 열을 제공하기 위해 사용된다.
주로 프로판을 함유하는 스플리터 저부는 저부 스트림(18)을 통해 제품 스플리터(14)에서 배출된다. 저부 스트림은 복귀 스트림(27)과 재순환 스트림(26)으로 분할되고, 재순환 스트림은 탈수소화 유닛으로의 재순환에 의해서와 같은 추가의 프로세싱을 위해 라인(26)을 통해 플랜트로부터 배출된다. 복귀 스트림은 제1 복귀 스트림(38)과 제2 복귀 스트림(28)으로 분할된다. 제1 복귀 스트림은 라인(38)을 통해 리보일러(30)로 공급되어 라인(32)을 통해 제품 스플리터(14)로 다시 공급된다. 바람직하게는, 제1 복귀 스트림은 리보일러(30)에서 100℉ 내지 160℉의 온도로 가열된다. 증기 형태의 열 에너지는 증기 터빈(70a)으로부터 취한 배기 증기 스트림(62)으로부터, 그리고 증기 터빈(80b)으로부터 취한 배기 증기 스트림(52)으로부터 리보일러(30)로 공급된다. 필요하다면, 두 개의 스트림(62, 52)은 단일 증기 라인(54)을 형성하도록 조합될 수 있다.
제2 복귀 스트림(28)은 열 교환기(40)에 공급되고, 열 교환기에서 가열된 후에 라인(42)을 통해 제품 스플리터(14)로 다시 공급된다. 열은 전술한 바와 같이 압축 냉매 라인(64)에 의해 열 교환기(40)에 제공된다.
본 발명의 고압 제품 스플리터(14)의 동작은 적어도 이하의 방식에서 종래의 시스템과 차이가 있다. 본 발명의 제품 스플리터(14)는 증기 터빈 배기로부터 열 에너지를 포획함으로써 고압으로 동작된다. 예를 들어, 종래의 프로판 탈수소화에서, 제품 스플리터는 65psig 내지 175psig의 압력과 50℉ 내지 150℉의 온도에서 동작한다.
종래의 체계에서, 재비등을 위한 열은 열펌프와 같은 외부 열원을 이용하여 공급되고, 열펌프용의 증기 터빈(또는 냉각 압축기) 및 제품 압축기를 구동하기 위해 사용되는 증기 및/또는 증기로부터의 응축된 물이 배출된다. 본 발명의 일 실시예에서, 열 에너지는 증기 터빈의 배기로부터의 저수준 증기를 이용하여 재비등하기 위해 열 교환기(들)에 공급된다. 이러한 에너지를 포획함으로써, 제품 스플리터는 부가적인 에너지 입력의 필요없이 보다 높은 압력으로 작동될 수 있다. 이는 종래의 시스템보다 낮은 에너지 입력으로 높은 수율의 정제된 프로필렌을 얻을 수 있다.
바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범주로부터 벗어남없이 전술한 프로세스에 대해 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어 전술한 프로세스는 제품이 작은 온도차를 갖기 때문에 증기 터빈에 의해 제공되는 상당량의 전력을 필요로 하거나 또는 에너지 집약적인 분리를 필요로 하는 임의의 올레핀 변환 프로세스에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 예로서만 설명되었고 제한되지 않는다는 점이 이해될 것이다.

Claims (5)

  1. 프로필렌을 생성하기 위한 시스템으로서,
    공급 스트림 내의 프로판을 프로필렌으로 변환하여, 탈수소화 반응기 배출물을 생성하는 탈수소화 반응기,
    압축기 배출물 스트림을 형성하기 위해 상기 탈수소화 반응기 배출물을 압축하는 압축기,
    상기 압축기를 구동하고, 증기 입구와 제1 증기 배출물 스트림을 함유하는 증기 출구를 갖는 제 1 터빈,
    상기 압축기 배출물 스트림을 수용하고, 상부 출구에서 에탄, 에틸렌 및 가벼운 성분을 제거하고, 디에타나이저 저부 스트림 내의 C3+ 성분을 저부 출구를 통해 제거하는 디에타나이저(deethanizer),
    입구 스트림으로서 상기 디에타나이저 저부 스트림을 수용하고, 프로필렌 스트림을 상부 출구를 통해 제거하고, 프로판 스트림을 저부 출구를 통해 제거하며, 200 psig 내지 375 psig의 압력과 80 ℉ 내지 160 ℉의 온도에서 동작하는 고압 제품 스플리터,
    상기 프로판 스트림의 제1 부분을 상기 제1 부분이 상기 제품 스플리터로 복귀되기 전에 재가열하는 제 1 스플리터 리보일러로서, 제1 리보일러 증기 입구 스트림으로서 상기 제1 터빈으로부터 상기 제 1 증기 배출물 스트림을 수용하는 증기 입구를 갖는, 제 1 스플리터 리보일러(splitter reboiler),
    상기 프로판 스트림의 제2 부분이 상기 제품 스플리터로 복귀되기 전에 상기 프로판 스트림의 제2 부분이 재가열되는 제2 스플리터 리보일러, 및
    냉각 압축기를 구동하는 제2 터빈을 구비하고, 상기 프로판 스트림의 제2 부분이 상기 냉각 압축기로부터 압축된 냉매 스트림을 사용하여 가열되는, 프로필렌을 생성하기 위한 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 리보일러 증기 입구 스트림은 상기 제2 터빈으로부터의 제2 증기 배출물 스트림을 추가로 포함하는, 프로필렌을 생성하기 위한 시스템.
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