KR101759803B1 - 부타디엔 추출 예비흡수기 - Google Patents

부타디엔 추출 예비흡수기 Download PDF

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Abstract

C4 분획으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 공정이 개시되었다. 상기 공정은, 물 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매, 부타디엔 및 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 제 1 바텀 분획을 회수하기 위하여, 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림과, 유기용매 및 물을 포함하는 용매를 부타디엔 예비-흡수기 컬럼에서 접촉시키는 단계; 및 부텐 분획, 원유 부타디엔 분획 및 유기용매 분획을 회수하기 위하여 부타디엔 추출 유닛으로 상기 제 1 바텀 분획을 공급하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

부타디엔 추출 예비흡수기 {BUTADIENE EXTRACTION PRE-ABSORBER}
본 발명에 개시된 실시예들은 혼합 탄화수소 스트림(hydrocarbon stream)으로부터의 부타디엔(butadiene)의 회수에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명에 개시된 실시예들은 부타디엔의 효율적인 회수를 위하여 추출증류컬럼(extractive distillation column)과 통합될 수 있는 부타디엔 예비 흡수기 컬럼(butadiene pre-absorber column)을 사용한, 혼합 C4 탄화수소 스트림으로부터의 부다티엔 스트림 원유(crude)의 회수에 관한 것이다.
부타디엔은 중요한 기초 화합물이며, 예를 들어, 합성고무(synthetic rubbers)(부타디엔 단일 중합체(homopolymers), 스티렌-부타디엔-고무(styrene butadiene rubber)또는 니트릴고무(nitrile rubber)) 또는 열가소성 3량체(thermoplastic terpolyemrs)(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers)의 조제를 위하여 사용된다. 부타디엔은 또한 술포란(sulfolane), 클로로프렌(chloroprene) 및 1,4-헥사메틸렌디아민(1,4-hexamethylenediamine)(1,4-디클로로부텐(1,4-dichlorobutene) 및 아디포니트릴(adiponitrile)를 통하여)으로 전환될 수 있다. 부타디엔의 이합체화(dimerization)는 또한, 비닐사이클로헥센 (vinylcyclohexene)이 생성될 수 있도록 하고, 스티렌(styrene)을 생성하도록 탈수소첨가화(dehydrogenated)될 수 있다.
부타디엔은, 정제공정(refining process) 또는 열 분해(thermal cracking)(steam cracking)에 의하여 포화된 탄화수소로부터 조제될 수 있고, 그 경우는 일반적으로 나프타는 원료로써 사용된다. 나프타의 정제 또는 스팀 분해(steam cracking)의 과정에서, C4 및 고도의 탄화수소들, 메틸알렌(methylallene), 부틴류(butynes), 부타디엔(butadiene), 부텐류(butenes), 알렌(allene), 프로핀(propyne), 프로펜(propene), 프로판(propane), 아세틸렌(acetylene), 에텐(ethene), 에탄(ethane),메탄(methane)의 혼합물이 얻어진다.
C4 스트림으로부터 부타디엔을 회수하는 일반적인 공정들은 추출증류 공정을 포함하며, 선택적 용매류(selective solvents)의 사용을 포함할 수 있다. 추출증류공정의 예시들은, 예를 들어, 미국 특허 Nos. 7,393,992, 7,482,500, 7,226,527, 4,310,388 및 7,132,038, 그외 다수에서 발견된다.
일반적으로 부타디엔 회수 공정들은, 선택적 수소첨가화 유닛(selective hydrogenation unit)으로 보내지거나 또는 분해기(cracker)로 재순환될 수 있는 농축된 C4 아세틸렌 스트림(concentrated C4 acetylenes stream) 및 다음의 정제를 위하여 종래의 증류 시스템으로 보내질 수 있는, 원유 부타디엔 생산물, 경질류의/부탄/부텐류 스트림(라피네이트-1(Raffinate-1)생산물)을 포함하는 세 개의 생산물 분획들로 혼합 C4 스트림을 분리하기 위하여 3- 또는 4-컬럼 추출증류 시스템을 사용한다. 사용된 상기 컬럼들은, 메인 세척 컬럼(main wash column), 일반적으로 높이의 제한 때문에 세척 컬럼에서 물리적으로 분리되어 설치되는 정류기 컬럼(rectifier column), 및 분리된 벽의 컬럼 디자인에서 정류 컬럼과 결합될 수 있는 후세척 컬럼(afterwash column)이 포함될 수 있다.
상기 공정들에서 부타디엔의 회수를 증가시키기 위하여, 종래의 독립형(stand-alone) 예비-분류기(pre-fractionator)가 통상적인 증류(conventional distillation)에 의하여 희석 공급원료(feed)의 부타디엔 농도를 증가시키는데 사용될 수 있다. 종래 증류의 예비-분류기 사용에 대한 단점은, 기술적 어려움 및 상대적으로 적은 휘발성(volatility)을 갖고 있는, 부탄류/부텐류 및 부타디엔의 분리와 연관된 비용을 포함한다.
부타디엔의 회수를 증가시키기 위해 제시된 또 다른 방법은, 공급원료의 기체를 처리하기 위한 독립형(stand-alone) 세정기/스트리퍼(scrubber/stripper) 시스템을 결합시키는 것이며, 부탄류/부텐류의 일 부분을 제거하기 위하여 공급원료의 기체에서 부타디엔을 농축하는 것이다. 공급원료 스트림(feed stream)을 처리하기 위한 세정기/스트리퍼(scrubber/stripper) 사용에 대한 단점은 장비적 비용을 포함한다.
이에 더하여, 부타디엔 추출 유닛(butadiene extraction units)들은, 추출 증류 영역의 모든 3 (또는 4) 컬럼들에서, 기존의 팩킹(existing packing)을 보다 높은 효율성의 팩킹(higher efficiency packing)(예를 들어, Raschig GmbH, Ludwigshafen 에서 사용할 수 있는 Raschig Super-Rings)으로 교체하거나, 또는 기존의 용기(trays)(밸브 또는 체, valve or sieve)을 랜덤 팩킹(random packing)(예를 들어, Koch-Glitsch LP, Wichita,KS 에서 사용할 수 있는 IMPT® High Performance Random Packing)으로 교체함으로써, 부분적으로 디보틀넥화 (debottlenecked)되거나 확장될 수 있다. 높은 효율성의 팩킹(packing)의 단점은, 어떠한 수준(point)을 넘어서는 용량(capacity) 증가의 불가능성(inability)을 포함한다. 예를 들어, 용기(trays)를 IMTP 팩킹(packing)으로 대체하는 것은 일반적으로 용량(capacity)에서 25에서 40% 가 증가 될 것이며, IMPT 팩킹(packing)을 고-용량 팩킹(high-capacity packing)으로 대체하는 것은, 일반적으로 용량(capacity)에서 추가적으로 10에서 15% 가 증가 될 것이다. 종래의 증류영역에서 또한, 상대적으로 더욱 디보틀넥(debottlenecked)화 되거나 또는 대응하는 정도로까지 확장되어야 한다.
본 발명에 개시된 실시예들은, 혼합 C4 탄화수소의 희석된 스트림으로부터의 부타디엔 조제에 대한 향상된 공정들을 제공한다. 더욱 상세하게, 본 발명에 개시된 실시예들은, 부타디엔의 효율적인 회수를 허용하는, 추출 증류 컬럼과 통합될 수 있는 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 사용한, 혼합 C4 탄화수소 스트림으로부터의 원유 부타디엔 스트림 회수를 제공한다
일 측면에서, 본 발명에 개시된 실시예들은, C4 분획으로부터 부타디엔을 회수하는 공정에 관한 것이다. 상기 공정은 : 물, 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획(overhead fraction), 및 유기용매, 부타디엔, 및 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 제 1 바텀 분획(first bottom fraction)을 회수하기 위하여 부타디엔 예비-흡수기 컬럼에서, 유기용매 및 물을 포함하는 용매와 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림을 접촉시키는 단계; 및 부텐 분획, 원유 부타디엔 분획 및 용매 분획을 회수하기 위하여 제 1 바텀 분획을 부타디엔 추출 유닛(extraction unit)으로 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 부타디엔 추출 유닛은, 예를 들어, 메인 세척 컬럼 및 정류기/후세척 컬럼을 포함할 수 있다. 예비-흡수기 바텀 분획(pre-absorber bottom fraction)은 이어서, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및, 유기용매 및 부타디엔을 포함하는 제 2 바텀 분획(second bottom fraction)을 회수하기 위하여, 메인 세척 컬럼에서 유기용매 및 물을 포함하는 추가적인 용매와 접촉될 수 있다. 유기용매로부터의 부타디엔은 이어서, 용매 분획(solvent fraction) 및 원유 부타디엔 분획을 회수하기 위하여, 정류기/후세척 컬럼에서 분리되어질 수 있다. 회수된 용매, 또는 그들의 일 부분은 이어서, 유기용매로써 예비-흡수기 컬럼 및 메인 세척 컬럼으로 재순환되어 질수 있다.
다른 실시예에서, 상기 예비-흡수기 및 메인 세척 컬럼은 일반적인 오버헤드 시스템(common overhead system)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 물 및 부텐, 부탄의 적어도 일부분을 포함하는 상기 오버헤드 분획, 및 부텐 및 물의 적어도 일부분을 포함하는 오버헤드 분획은, 복합 오버헤드 스트림(combined overheads stream)의 적어도 일 부분을 응축하기 위하여 일반적인 오버헤드 응축 시스템(overhead condensation system)에 공급될 수 있다. 혼합 C4 탄화수소 스트림은, 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 생산물의 기체 스트림(product gas stream)을 생성하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 탈수소첨가화 반응기(dehydrogenation reactors)에서 부탄을 포함하는 C4 탄화수소 스트림의 비-산화적 탈수소첨가화(non-oxidatively dehydrogenating), 산화적 탈수소첨가화(oxidatively dehydrogenating), 분해(cracking)의 적어도 하나를 제공받을 수 있다. 상기 경우에서, 물 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, 및 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획의 하나 또는 양쪽 모두의 일 부분은, 하나 또는 그 이상의 탈수소첨가화 반응기로와 같은, 업스트림(upstream)부타디엔 제조 공정으로 재순환될 수 있다.
일부 실시예에서는, 제 1 바텀 분획에서 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가 적어도 40중량%에서, 부타디엔 예비-흡수기 컬럼이 작동될 수 있다. 다양한 실시예에서 상기 유기용매는 N-메틸 피롤리돈(N-methyl pyrolidone)을 포함한다.
또다른 측면에서, 본 발명에서 개시된 실시예들은, 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획, 및 부타디엔 및 용매 또는 용매 혼합물을 포함하는 바텀 분획(bottom fraction)을 회수하기 위하여, 용매 또는 용매 혼합물과 기체 상의 혼합 C4 스트림을 접촉하기 위한 메인 세척 컬럼을 포함하는 시스템, 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 부타디엔 추출 시스템을 새로 장착하는 공정에 관한 것이다. 새로운 장착(retrofitting)을 위한 상기 공정은 : 용매 또는 용매 혼합물, 및 부타디엔, 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 바텀 분획, 및 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여, 용매 또는 용매 혼합물과 기체 상의 혼합 C4 스트림이 접촉하기 위한 부타디엔 예비-흡수기 컬럼(butadiene pre-absorber column)을 설치하는 단계; 추가적인 용매, 및 용매, 부타디엔을 포함하는 바텀 분획 및, 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여, 추가적인 용매와 바텀 분획을 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼과 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 유동적으로 연결하는 단계; 및 메인 세척 컬럼으로 공급되는 바텀 분획을 분배하기 위하여 메인 세척 컬럼 내에 액체 분배기를 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서는, 새로운 장착 공정은 또한, 메인 세척 컬럼의 기존 오버헤드 시스템에 대하여 부타디엔 예비-흡수기를 유동적으로 연결시키는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명에서 개시된 실시예들은, 혼합 C4 탄화수소 분획으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 : 물 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, 및 유기용매, 부타디엔, 및 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 제 1 바텀 분획을 회수하도록, 유기용매 및 물을 포함하는 용매와, 부탄, 부텐, 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림을 접촉시키기 위한 부타디엔 예비-흡수기; 및 부텐 분획, 원유 부타디엔 분획, 및 용매 분획을 회수하도록 제 1 바텀 분획을 분리하기 위한 부타디엔 추출 유닛; 을 포함할 수 있다.
부타디엔 추출 유닛은 또한, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매 및 부타디엔을 포함하는 제 2 바텀 분획을 회수하도록, 유기용매 및 물을 포함하는 추가적인 용매와 상기 바텀 분획을 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼; 및 용매 분획 및 원유 부타디엔 분획을 회수하도록 유기용매로부터 부타디엔을 분리하기 위한 정류기/후세척 컬럼을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 상기 시스템은 또한 : 유기용매로써, 예비-흡수기 컬럼 및 메인 세척 컬럼으로 용매 분획의 적어도 일 부분을 재순환(recycling)하기 위한 하나 또는 그 이상의 도관; ⅰ) 물, 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, ⅱ) 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, 또는 ⅲ) ⅰ) 및 ⅱ)의 혼합물을 포함하는 복합 오버헤드 스트림(combined overhead stream),의 적어도 일 부분을 응축하기 위한 하나 또는 그 이상의 오버헤드 응축 시스템; 부탄, 부텐, 및 부타디엔을 포함하는 생산물의 기체 스트림을 생성하기 위하여, 부탄을 포함하는 C4 탄화수소 스트림의 비-산화적 탈수소첨가화 및, 산화적 탈수소첨가화, 분해의 적어도 하나를 위한 하나 또는 그 이상의 반응기, 및 부타디엔 예비-흡수기 컬럼으로 생산물의 기체 스트림의 적어도 일 부분을 공급하기 위한 도관; 하나 또는 그 이상의 반응기로, 물, 및 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획의 양쪽 모두, 또는 하나의 적어도 일 부분을 재순환하기 위한 하나 또는 그 이상의 도관; 및/또는 제 1 바텀 분획에서, 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가 적어도 40중량% 이 되도록 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 작동하기 위한 조절 시스템(control system);을 포함할 수 있다.
다른 측면들과 장점들은 하기의 상세설명 및 첨부된 청구항에 의하여 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부타디엔 회수 공정의 간략화 된 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부타디엔 회수 공정의 간략화 된 흐름도이다.
본 발명에 개시된 실시예들은 혼합 탄화수소 스트림(combined hydrocarbon stream)으로부터의 부타디엔(butadiene)의 회수에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명에 개시된 실시예들은, 부타디엔의 효율적인 회수를 위하여, 추출 증류 컬럼(extractive distillation column)과 결합될 수 있는 부타디엔 예비-흡수기 컬럼(pre-absorber column)을 이용한, 혼합 C4 탄화수소 스트림으로부터의 원유 부타디엔 스트림(crude butadiene stream)의 회수에 관한 것이다. 부타디엔의 회수에 대한 추출 증류 공정은 예비-흡수 컬럼 및 세척 컬럼(wash column)의 결합에 의하여 크게 향상될 수 있고, 높은 처리 비율(high processing rate) 및 기존의 부타디엔 회수 공정의 확장(expansion)을 가능하게 하는 에너지 및/또는 분리(separation)의 효율성을 가져올 수 있다는 것이 밝혀졌다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 개시된 실시예에 따른 C4 분획에서의 부타디엔 회수에 대한 간략화 된 공정 흐름도가 도시되어있다. 선택적 용매, 및 부탄류(butanes)(n-부탄(n-butane) 및/또는 이소부탄(isobutane)), 부텐류(butenes)(1-부텐(1-butene), 2-부텐(2-butene), 및/또는 이소부텐(isobutene)) 및 부타디엔류(butadienes)(1,2-부타디엔(1,2-butadienes)및/또는 1,3-부타디엔(1,3-butadiene))을 포함하는 혼합 C4 스트림은 도관 (2) 및 (4)를 통하여, 바람직하게 부타디엔 예비-흡수기 컬럼(6)으로 공급되어질 수 있다. 상기 예비-흡수기 컬럼(6)은, 일부 실시예에서, 단일-컬럼 흡수기(single-column absorber))일 수 있고, 재가열(reboiled)되고 환류(refluxed)(미도시))될 수 있다. 예비-흡수기 컬럼(6))에서, 혼합 C4 스트림은 적합한 내부 구조를 통해 선택적 용매와 접촉되고, 선택적 용매에 흡수될 수 있는 부타디엔의 적어도 일 부분을 야기한다. 부텐류 및/또는 부탄류의 일 부분은 또한 선택적 용매에 의하여 흡수될 수 있다. 일부 실시예에서, 예비-흡수기 컬럼(6)에서의 추출 증류는 부분적 또는 전체적으로 상기 선택적 용매를 부타디엔으로 포화시킬 수 있다.
예비-흡수기 컬럼(6)에서 혼합 C4 스트림의 추출 증류는, 부타디엔, 특히 부탄류 및 부텐류에 대해 낮은 친화력(affinity)를 갖는 선택적 용매에 대한 혼합 C4 스트림의 구성성분들이, 필수적으로 기체 상에 남아있는 것과 같은 방법으로 작동될 수 있으며, 반면에 부타디엔에 대하여 높은 친화성을 갖는 선택적 용매에 대한 탄화수소 및 부타디엔은 사실상 완벽하게 선택적 용매에 의해 흡수된다. 부텐류 및 부탄류의 비-흡수된 부분을 포함하는 오버헤드 분획은 도관 (10)을 통하여 예비-흡수기 컬럼(6)으로부터 회수될 수 있다.(라피네이트-1A, Raffinate-1A)
상기 선택적 용매 및 추출된 부타디엔은, 바텀 분획으로써 도관 (8)을 통하여 예비-흡수기 컬럼(6)으로부터 회수될 수 있다. 흡수된 부타디엔(absorbed butadiene)을 포함하는 바텀 분획은 이어서, 부탄 및 부텐에서 부타디엔을 더욱 분리하기 위하여, 적절한 내부 구조를 거쳐 도관 (14)를 통해 주입되는 추가적인 용매와 접촉하도록, 및 선택적 용매로부터 부타디엔의 분리를 위하여, 도관 (8)을 통해 부타디엔 추출 유닛 (12)으로 주입될 수 있다. 예를 들어, 부타디엔 추출 유닛 (12)는 메인 세척 컬럼, 정류기(rectifier), 및 후세척 컬럼(미도시)을 포함할 수 있다. 부타디엔의 추출 유닛에 대한 다른 구성(other configuartions)들 또한 사용될 수 있다. 세 개의 생산물 분획은, 부탄/부텐 분획(16)(라피네이트-1B, Raffinate-1B), 선택적 용매분획(18), 및 원유 부타디엔 분획(20)을 포함하는, 부타디엔 추출 유닛 (12)으로부터 회수될 수 있다. 선택적 용매 분획(18)의 적어도 일 부분은, 부타디엔 추출 유닛(12) 및/또는 예비-흡수기 컬럼(6) 내에서, 세척 컬럼으로 재순환될 수 있다.
일부 실시예에서는, 라피네이트-1A 및 1B 분획들(부탄/부텐 분획 (16) 및 오버헤드 분획 (10))은, 추가적인 부타디엔의 제조를 위하여 탈수(hydration)공정 또는 분해(cracking)공정으로 결합되거나(combined) 및 재순환될 수 있다. 상기 복합 라피네이트-1 분획(combined Raffinate-1 fraction)은, C4 공급원료(feed)에 대해 향상된 양의 n-부탄 및 2-부텐을 포함하는 기체의 스트림(gaseous stream)일 수 있다. 예를 들어, 부탄 및 부텐을 포함하는 복합 라피네이트-1 스트림은 50에서 100 볼륨%의 n-부탄, 0에서 50 볼륨 %의 1-부텐 및 2-부텐, 및 0에서 3 볼륨%의 이소부탄(isobutane), 이소부텐(isobutene), 프로판(propane), 프로필렌(propylene), 및 C5+ 탄화수소류와 같은 다른 성분들을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서는, 불순물인 나머지와, 80 중량%보다 크고, 90 중량%보다 크거나, 또는 95 중량%보다 큰 부타디엔을 포함할 수 있는 원유 부타디엔 분획 (20)은, 불순물인 나머지(the balance being impurities)와, 99%보다 큰, 99.5%보다 큰, 또는 99.7%보다 큰 부타디엔을 포함할 수 있는, "순수한(pure)" 부타디엔 스트림을 얻기 위해 분획화 될 수 있다.
도 1에 도시된 공정과 같이, 흡수된 1,3- 부타디엔은, 바텀 분획 (8)에서 흡수된 부탄류 및 부텐류에 대해 상대적으로 농축된다. 상기 흡수된 C4류는 이어서 선택적인 용매에서 예비-흡수되어 메인 세척 컬럼으로 공급되고, 이에 따라 더 높은 1,3-부타디엔의 농도 때문에, 메인 세척 컬럼 및 정류기에서 요구되는 분리를 덜 어렵게, 및 공급원료가 이미 포화되었기 때문에, 더욱 효율적으로 만든다. 부탄류 및 부텐류의 불순물(the balance of butanes and butuens)은 이어서, 증류 생산물로써 메인 세척 컬럼 내에서 제거된다. 메인 세척 컬럼과 예비-흡수기의 결합은 분리의 어려움을 감소시키고, 에너지의 효율성, 용매 사용량의 효율성, 및 향상된 분리 효율성을 제공하며, 주어진 메인 세척 컬럼의 디자인에 대한 전체적인 처리량의 증가를 허용한다.(예비-흡수기의 유(with) vs. 무(without))
본 공정에서 개시 혼합물(starting mixture)로써 사용되기 위한 C4 분획은, 대부분 분자당 4개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소의 혼합물이다. 예를 들어, C4분획은, 액체화된 석유 가스(liquified petroleum gas), 경질의 나프타(light naphtha) 또는 가스 오일(gas oil)과 같은 석유 분획(petroleum fraction)의 열적 또는 촉매적 분해에 의하여 에틸렌 및 프로필렌의 조제(preparation)에서 얻어진다. C4 분획은 또한, n-부탄 및/또는 n-부텐의 촉매적 탈수소첨가화(산화적 및/또는 비-산화적 탈수소첨가화)에 의해 얻어질 수 있다. 유도된 C4분획은 일반적으로, 부탄류, n-부텐, 이소부텐, 1,3-부타디엔 및 작은 양의 C3 및 C5 탄화수소, 또한 부틴류(butynes), 특히 1-부틴(1-butyne)(에틸아세틸렌, ethylacetylene) 및 부텐인(butenyne)(비닐아세틸렌, vinylacetylene)을 포함한다. 1,3-부타디엔의 함유량은 일반적으로 5 에서 80 중량%이다. 예를 들어, 분해기(cracker) 또는 카타디엔(CATADIENE) 유닛은 15에서 17 중량% 부타디엔을 포함할 수 있다. 다른 혼합 C4 공급원료 스트림류는 크거나 또는 적은 양의 부타디엔을 포함할 수 있다. 혼합 공급원료 스트림이 존재할 때, 비닐아세틸렌은, 혼합 C4 스트림을 예비-흡수기로 공급하기 전에, 바람직한 1,3-부타디엔 생산물로 선택적으로 수소첨가화될 수 있다.
선택적 용매류는 부티로락톤(butyrolactone), 아세토니트릴(acetonitrile), 프로피오니트릴(propionitrile), 메토시프로피오니트릴(methoxypropionitrile)과 같은 니트릴류(nitriles), 아세톤(acetone), 푸르푸랄(furfural)과 같은 케톤류(ketones), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), 디에틸포름아미드(diethylformamide), 디메틸아세틸아마이드(dimethylacetamide), 디에틸아세틸아마이드(diethylacetamide), N-포르밀모르폴린(N-formylmorpholine)과 같은 N-알킬-치환 저급 지방족 아마이드류(N-alkyl-substituted lower aliphatic amides), N-알킬피롤리돈(N-alkylpyrrolidones), 특히 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidones)(NMP)과 같은 N-알킬-치환 환형 아마이드류(N-alkyl-substituted cyclic amides)(actams)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서는, 알킬-치환 저급 지방족 아마이드류(alkyl-substituted lower aliphatic amides) 또는 N-알킬-치환 환형 아마이드류(N-alkyl-substituted cyclic amides), 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 푸르푸랄 또는 NMP이 사용된다.
일부 실시예에서는, 이들 추출용 용제(extractants)의 혼합물, 예를 들면 NMP와 아세토니트릴을 사용하는 것이 또한 가능하고, 이들 추출용 용제(extractants)와 조용매의 혼합물을 사용하는 것이 가능하며, 및/또는 tert-부틸 에테르(tert-butyl ether), 예를 들어 메틸 tert-부틸 에테르(methyl tert-butyl ether), 에틸 tert-부틸 에테르(ethyl tert-butyl ether), 프로필 tert-부틸 에테르(propyl tert-butyl ether), n- 또는 이소부틸 tert-부틸 에테르(isobutyl tert-butyl ether)을 사용하는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, NMP는, 0에서 약 20까지 중량%의 물, 또는 7에서 10까지 중량%의 물, 또는 다른 실시예에서 8에서 8.5까지 중량%의 물을 가진 수용액 상에 있을 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 개시된 실시예에 따른 부타디엔 예비-흡수기의 간략화된 공정 흐름도가 도시되었다. 혼합 C4 스트림 (32)는 혼합 C4 공급원료를 증발하기 위하여, 증발 드럼(vaporization drum) 및 하나 또는 그 이상의 열 교환기(heat exchangers)(공급원료 증발기, feed vaporizers)(36),(38)을 포함할 수 있는 증발 시스템(34)에 공급될 수 있다. 간헐적인 배수(an intermittent blow down)는, 그렇지 않은 경우라면 드럼 내에서 생성될 수 있는 중질물(heavies)들이 드럼에서 제거되도록 증발드럼 (35)에서 이뤄질 수 있다. 증발된 C4류는 도관(42)를 통하여 회수되고, 그것들이 도관 (46)으로 공급된 차갑고, 적은(lean) 용매의 일 부분과 접촉할 수 있는, 부타디엔 예비-흡수기(48)의 바텀으로 공급된다. 용매가 라피네이트(10)를 오염시키지 못하는 것 뿐만아니라, 용매의 손실을 최소화하도록 하는 것을 확실히 하기 위하여 부타디엔 예비-흡수기(48)의 상부에서 몇몇 세척 용기(wash trays)(50)가 제공되어진다.
예비-흡수기 오버헤드(47)은, 어떤 양의 물과 함께, 부탄류 및 부텐류의 향상된 농도를 갖으며; 1,3-부타디엔의 트레이스(trace) 농도 또한 존재할 수 있다. 예비-흡수기 오버헤드 (47)은, 전체 또는 부분적 응축기(condenser)일 수 있는 응축기 (54)에서 응축되며, 축압기(accumulator)(56)으로 빠져들어간다. 물(28)은 축압기(56)의 부트(boot)에서 부어지고(decanted) 제거된다.
혼합 C4류 및 용매의 일 부분은, 스트림(22)을 거쳐 컬럼으로부터 제거될 수 있으며, 재가열기(reboiler)(52)로 공급된다. 재가열기(52)는, 부타디엔 예비-흡수기(48)에서, 탄화수소의 분리를 향상시킬 수 있는 추가적인 증기 트래픽(additional vapor traffic)(즉, 추출증류)을 제공한다. 일부 실시예에서, 약 40 중량%(예를 들어, 희석 공급원료의 경우에서), 또는 더 높은 중량%(예를 들어, 디보틀넥/확장(debottleneck/expansions)의 경우)에서, C4류에 대하여 상대적인 1,3-부타디엔의 농도를 조절하기 위하여 재가열기 (52)가 사용될 수 있고, 예를 들어, 상기 조절은 DCS 조절 시스템(DCS control system)을 통하여 제공될 수 있다. 재가열기(52)는, 희석 공급원료(dilute feed)의 경우에서, 예를 들어 작은 %의 증발 및 온도가 작게 상승하는 전체, 관류 보일러(once-through boiler)일 수 있다. 디보틀넥/확장(debottleneck/expansions)의 경우, 높은 1,3-부타디엔(1,3-butadiene)의 농도가 달성될 때, 정류기 재가열기 디자인(rectifier reboiler design)과 유사한, 서프레스드 증발 재가열기 디자인 옵션(supressed vaporation reboiler design option)이 사용 가능해진다.
응축된 오버헤드(condesed overheads)의 일 부분, 드럼(56)에서 회수된 탄화수소는, 부타디엔 예비-흡수기(48)의 세척 용기(wash trays)로 스트림(30)을 통하여 환류되어진다. 스트림 (30)을 통하여 제공된 탄화수소의 환류(reflux)는, 부타디엔 예비-흡수기(48)오버헤드를 세척하며, 용매의 활용(uptake)를 제한하고, 또한 부타디엔 예비-흡수기(48)에서 탄화수소 조성의 프로파일(profile) 조절을 위한 측정 수단을 제공한다. 1,3-부타디엔에 비해 용매에서 적은 용해성을 갖는, 주로 부탄류 및 부엔류인, 응축된 오버헤드의 유지되는 부분(remaining portion)들이, 라피네이트(10)으로써 드럼 (56)에서 제거된다.
흡수된 1,3-부타디엔은 이와같이, 공급원료의 농도에 대하여 예비-흡수기 바텀(8)에서 농축된다. C4류는 이어서, 이미 액체 용매에서 최적으로 "예비흡수(preabsorbed)" 된 상태로써, 메인 세척 컬럼, 정류기, 및 후세척 컬럼을 포함할 수 있는, 부타디엔 추출 시스템(미도시)에 공급될 수 있다. 부타디엔 추출 유닛의 메인 세척 컬럼에서 일어날 수 있는 추출증류는, 보다 높은 1,3-부타디엔의 농도와 그리고 예비-흡수 바텀(8)은 이미 포화되었기 때문에, 더욱 효율적이고 비용적으로 적어진다. 세척 컬럼에서, 부탄류 및 부텐류의 잔여물(balance)은 증류 생산물로써 제거될 수 있다.
예를 들어, 메인 세척 컬럼은 5에서 15, 또는 8에서 10까지의 이론 단수(theoretical plates) 및 예를 들어, 4 이론단수 (4 theoretical plates)를 갖는 백워시(backwash) 구역을 가질 수 있다. 백워시(backwash)구역은, 액체 탄화수소 환류(liquid hydrocarbon reflux)를 이용하여 기체 상에 존재하는 부타디엔을 회수하기 위하여 수행되며, 이를 위해 상부 분획(top fraction)은 미리 응축된다. 내부적으로 제공되는 것은 구조화 된 팩킹(structed packing), 용기(trays), 또는 랜덤한 팩킹(random packing)이다. 컬럼의 상부에서의 압력은 예를 들어, 1에서 2 bara일 수 있다. 컬럼의 하부에서의 온도는, 예를 들어, 130에서 150℃이다.
메인 세척 컬럼으로부터의 추출용액(extraction solution)(선택적 용매+흡수된 부타디엔 및 다른 탄화수소)은, 선택적 용매로부터 부타디엔이 탈착될 수 있는, 탈착 구역(desorption zone)으로 이동될 수 있다. 탈착구역은, 예를 들어 예비-흡수기와 비교하여 상승된 온도 및/또는 압력의 감소 및/또는 메인 세척컬럼을 가질 수 있다. 메인 세척 컬럼으로부터 회수된 부타디엔이 가득한 선택적 용매(및 선택적 용매가 부타디엔에 대한 것보다 높은 친화력을 갖는 것인 탄화수소)의 워크-업(work-up)은, 선택적 용매에 대한 그들의 친화력에 반대 순으로 탈착된, 선택적인 용매에서 흡수된 탄화수소를 갖는, 분획적 탈착(fractional desorption)에 의하여 처리되어질 수 있다. 일부 실시예에서, 예비-흡수기는, 예를 들어, 미국 특허 No.7,482,500에 설명된 바와 같은, 기존의 부타디엔 추출 유닛과 결합할 수 있다.
상기 서술된 바와 같이, 기존의 부타디엔 추출 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 예비-흡수기를 포함하기 위하여 새로 장착될 수 있다. 일부 실시예에서는 도 2에 도시된 부타디엔 예비-흡수기는 예비-기존(pre-existing) 부타디엔 추출 유닛과 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 부타디엔 예비-흡수기(48)으로부터 공급원료를 얻는 예비-기존 부타디엔 추출 유닛에서의 세척 컬럼, 정류기 및 탈가스기(degasser)는, 액체 공급원료 분배기(liquid feed distributor) 및 액체 용매에서 예비-흡수되는 예비-흡수기 바텀 (20)의 C4류로 인한 그들 공급원료의 위치 조정(adjustments to the locations of their feed)을 요구할 수 있다. 예를 들어, 혼합 C4 스트림에서 부타디엔을 회수하기 위한 부타디엔 추출 시스템을 새로 설치하는 공정은, 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획 및 부타디엔, 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 바텀 분획, 및 용매 또는 용매 혼합물을 회수하도록, 기체의 혼합 C4 스트림과 용매 및 용매 혼합물을 접촉시키기 위한 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 설치하는 단계; 유동적으로, 용매 및 추가적인 용매, 부타디엔을 포함하는 바텀 분획, 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여 추가적인 용매와 바텀분획을 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼을 갖는 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 연결시키는 단계; 및 메인 세척 컬럼에서 바텀분획을 메인 세척 컬럼으로 공급하도록 분배하기 위한 액체 분배기를 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 기존 유닛을 새로 장착하는 것(retrofitting)은 또한, 기존 부타디엔 추출 시스템의 메인 세척 컬럼의 기존 오버헤드 시스템과 부타디엔 예비-흡수기를 연결하는 것을 유동적으로 포함할 수 있다.
상기 서술된 바와 같이, 본 발명에 개시된 실시예에 따른 예비-흡수기를 포함하는 기존 공정을 새로 장착하는 것(retrofitting)은 또한, 기존의 플랜트 용량(plant capacity)을 넘어서는, 용량에 대하여 50%, 60%, 75%, 90%, 100%까지, 또는 100%보다 큰 증가와 같은, 40%보다 큰 용량의 확장을 허용할 수 있다. 부타디엔 예비-흡수기 공정 없이, 플랜트 디보틀넥 또는 확장(plant debottlenecks or expansions)(추가적인 트레인(trains) 없이)은 일반적으로 많아봐야 40%의 확장만을 달성한다.
일부 실시예에서는, 기존의 부타디엔 추출 공정을 새로 장착하는 것에 대하여, 용량에서의 더욱 큰 증가를 달성하기 위하여, 보다 큰 새로운 메인 세척기(washer)와 함께 기존의 메인 세척기는 예비-흡수기로써 사용할 수 있다.
실험 예
표 1에서, 종래의 부타디엔 추출 유닛을 사용한 공정은, 도 2에 도시된 것과 유사한 부타디엔 예비-흡수기를 포함하는 같은 부타디엔 추출 유닛과 비교된다. 상기 실시예에서는, 부타디엔 예비-흡수기의 오버헤드 시스템과은 세척 컬럼의 오버헤드 시스템과 결합된다.
변수＼경우
(Variable＼Case) 		종래의 부타디엔 추출 유닛
(Conventional Butadiene
Extraction Unit) 		예비 흡수기 포함
(With Pre-Absorber)
예비-흡수기에 대한 용매
(Solvent to Pre-Absorber)		 N/A 67,835 kg/h
메인 세척에 대한 용매
(Solvent to Main Wash)		 170,150 kg/h 66,700 kg/h
에프튼바셔에 대한 용매
(Solvent to Aftenvasher)		 43,350 kg/h 43,035 kg/h
전체 용매 흐름
(Total Solvent Flow)		 213,500 kg/h 177,570 kg/h
예비-흡수기 재가열기 듀티
(Pre-Absorber Reboiler Duty)		 N/A 0.53 mm kcal/h
정류 재가열기 듀티
(Rectifier Reboiler Duty)		 6.4 mm kcal/h 5.50 mm kcal/h
탈가스 재가열기 듀티
(Degasser Reboiler Duty)		 6.2 mm kcal/h 5.25 mm kcal/h
전체 스트리핑 듀티
(Total Stripping Duty)		 12.7 mm kcal/h 11.28 mm kcal/h
표 1에 도시된 바와 같이, 부분적으로 부타디엔 예비-흡수기 공정에 포함되는 재가열기(reboiler) 및 기화기(vaporizers) 때문에, 종래의 예비-분류기(pre-fractionator) 또는 세정기/스트리퍼 시스템 (scrubber/stripper system)과 같은, 본 발명에 개시된 실시예에 따른 예비-흡수기의 에너지 효율성이 기존의 어떠한 디자인보다 훨씬 높을 수 있는 것으로 기대된다. 용매의 사용량 또한 동등한 1,3-부타디엔 생산 비율(production rate)에 비하여 상당히 감소한다.
본 발명에 개시된 실시예에 따른 예비-흡수기는, 부타디엔 예비-흡수기 바텀에 대해 어떠한 엄격한 사양을 갖지 않으며, 단지 증류에서의 1,3- 부타디엔 용량이라는, 하나의 엄격한 사양을 사용하여 조절될 수 있다. 이것은, 오버헤드 및 바텀에 대하여 엄격한 사양이 사용되었을 때보다 훨씬 용이한 분리 조절 전략(separation control scheme)을 가능하게 한다.
이에 알맞게, 본 발명에 개시된 실시예들에 따른 예비-흡수기의 사용은, 높은 효율성의 희석된 혼합 C4 스트림에 대한 공정을 제공할 수 있다. 종래의 부타디엔 추출 시스템에 대하여, 상기 표 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 동등한 부타디엔의 비율에서, 본 발명에 개시된 실시예에 따른 예비-흡수기의 사용은 16.8% 낮은 전체 용매 비율 및 11% 적은 유틸리티(utilities)를 제공할 수 있다. 플랜트의 용량 및 디자인(plant capacity and design)에 따라, 더욱 높은 효율성 또한 입증될 수 있다. 이러한 이점들은 최소한의 구성영역(plot area)를 사용하여 입증될 수 있다.
본 발명은 제한된 수의 실시예에 대해 설명되었지만, 당 업자는, 본 발명의 이점을 가지고, 다른 실시예들도 본 발명에 개시된 바와 같이, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 제한되어야 할 것이다.

Claims (30)

  1. C4 분획에서 부타디엔을 회수하는 공정으로써,
    물, 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매, 부타디엔 및 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 제 1 바텀 분획을 회수하기 위하여 부타디엔 예비-흡수기 컬럼에서 부탄, 부텐, 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림을 유기용매 및 물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계;
    부텐 분획, 원유 부타디엔 분획 및 용매 분획을 회수하기 위하여 부타디엔 추출 유닛으로 상기 제 1 바텀 분획을 공급하는 단계, 여기서 상기 부타디엔 추출 유닛은 메인 세척 컬럼 및 정류기/후세척 컬럼을 포함하며; 및
    메인 세척 컬럼에서, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매 및 부타디엔을 포함하는 제 2 바텀 분획을 회수하기 위하여 유기용매 및 물을 포함하는 추가적인 용매와 상기 제 1 바텀 분획을 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  2. 제 1항에 대하여,
    용매 분획 및 원유 부타디엔 분획을 회수하기 위하여, 정류기/후세척 컬럼에서 유기용매로부터 부타디엔을 분리하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제 2항에 대하여,
    유기용매로써 예비 흡수기 컬럼 및 메인 세척 컬럼으로 용매 분획의 적어도 일 부분을 재순환하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제 2항에 대하여,
    부탄, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및, 부텐 및 물의 적어도 일부분을 포함하는 오버헤드 분획의 복합 오버헤드 스트림을 통상의 오버헤드 응축 시스템에 공급하는 것을 더욱 포함하는 것으로, 이는 상기 복합 오버헤드 스트림의 적어도 일 부분을 응축하기 위한 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제 1항에 대하여,
    부탄, 부텐, 및 부타디엔을 포함하는 생산물의 기체 스트림을 생성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 탈수소첨가화 반응기에서, 부탄을 포함하는 C4 탄화수소 스트림에 대하여 분해(cracking), 산화적 탈수소첨가화, 및 비-산화적 수소첨가화 중 적어도 하나를 수행하는 단계;
    부타디엔 예비 흡수기 컬럼에서의 접촉을 위하여 생산물의 기체 스트림의 적어도 일 부분을 공급하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제 5항에서,
    물, 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및, 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획의 하나 또는 양쪽 모두의 적어도 일 부분을 하나 또는 그 이상의 탈수소첨가화 반응기로 재순환시키는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제 1 항에 대하여,
    제 1 바텀 분획에서 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가, 적어도 40중량%이 되도록 부타디엔 예비흡수기 컬럼을 작동시키는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제 2 항에 대하여,
    물, 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획의 적어도 하나에서 물을 분리하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 제 4항에 대하여,
    상기 복합 오버헤드 스트림으로부터 물을 분리하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  10. 제 2항에 대하여,
    상기 유기용매는 N-메틸 피롤리돈을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 부타디엔 추출 시스템을 새로 장착하기 위한 공정으로써, 상기 시스템은, 용매 또는 용매 혼합물, 및 부타디엔을 포함하는 바텀분획, 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여 기체 상의 혼합 C4 스트림을 용매 또는 용매 혼합물과 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼을 포함하며, 새로운 장착을 위한 상기 공정은 :
    용매 또는 용매 혼합물, 및 부텐의 적어도 일 부분 및 부타디엔을 포함하는 바텀 분획 및 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여, 기체 상의, 혼합 C4 스트림과 용매 또는 용매 혼합물을 접촉시키기 위한 부타디엔 예비 흡수기 컬럼을 설치하는 단계;
    추가적인 용매, 및 용매, 부타디엔을 포함하는 바텀 분획, 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여 추가적인 용매와 바텀 분획을 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼과 상기 부타디엔 예비 흡수기 컬럼을 유동적으로 연결시키는 단계; 및
    메인 세척 컬럼으로 공급되는 바텀 분획을 분배하는 액체분배장치를 메인 세척 컬럼에 설치하는 단계; 를 포함하는 것을 특징을 하는 공정.
  12. 제 11항에 대하여,
    상기 메인 세척 컬럼은 오버헤드 시스템을 포함하고, 추가적으로 상기 메인 세척 컬럼의 오버헤드 시스템을 부타디엔 예비 흡수기에 유동적으로 연결시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  13. 혼합 C4 탄화수소 분획으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 시스템으로써,
    물, 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매, 부타디엔, 및 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 제 1 바텀 분획을 회수하기 위하여, 유기용매 및 물을 포함하는 용매와, 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림을 접촉시키기 위한 부타디엔 예비 흡수기 컬럼;
    부텐 분획, 원유 부타디엔 분획, 및 용매 분획을 회수하기 위하여 제 1 바텀 분획을 분리하기 위한 부타디엔 추출 유닛;
    부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 유기용매 및 부타디엔을 포함하는 제 2 바텀 분획을 회수하기 위하여, 유기용매 및 물을 포함하는 추가적인 용매와 상기 제 1 바텀분획을 접촉시키기 위한 메인 세척 컬럼; 및
    용매 분획 및 원유 부타디엔 분획을 회수하기 위하여 유기용매로부터 부타디엔을 분리하기 위한 정류기/후세척 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 삭제
  15. 제 13항에 대하여,
    유기용매로써 예비 흡수기 컬럼과 메인 세척 컬럼에 상기 용매 분획의 적어도 일 부분을 재순환하기 위하여 하나 또는 그 이상의 도관을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 13항에 대하여,
    ⅰ) 부탄, 부텐, 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, ⅱ) 부텐 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획, 또는 ⅲ) ⅰ) 및ⅱ)의 혼합물을 포함하는 복합 오버헤드 스트림의 적어도 일 부분을 응축하기 위한 하나 또는 그 이상의 오버헤드 응축 시스템을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 13항에 대하여,
    부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 생산물의 기체 스트림을 생성하기 위하여, 부탄을 포함하는 C4 탄화수소 스트림에 대한 분해(cracking), 산화적 탈수소첨가화, 및 비-산화적 수소첨가화의 적어도 하나를 위한, 하나 또는 그 이상의 반응기;
    상기 생산물의 기체 스트림의 적어도 일 부분을, 부타디엔 예비-흡수기 컬럼으로 공급하는 것을 위한 도관을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 17항에 대하여,
    물, 부텐, 부탄의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획 및 부텐, 및 물의 적어도 일 부분을 포함하는 오버헤드 분획의 적어도 하나 또는 양쪽 모두를, 하나 또는 그 이상의 반응기로 재순환하기 위한 하나 또는 그 이상의 도관을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 13항에 대하여,
    제 1 바텀 분획에서 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가, 적어도 40중량 % 이 되도록, 부타디엔 예비-흡수기 컬럼의 작동을 위한 조절 시스템을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 11 항에서,
    메인 세척 컬럼으로 공급되는 바텀 분획을 분배하기 위하여 액체분배장치를 메인 세척 컬럼에 설치하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  21. 제 11 항에서,
    메인 세척 컬럼으로 공급되는 하나 이상의 스트림의 공급 위치를 조정하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  22. 제 11 항에서,
    부타디엔 예비 흡수기 컬럼 오버헤드 시스템과 예비 흡수기 컬럼 재가열기(reboiler) 중의 하나 또는 양자를 설치하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  23. 제 22 항에서,
    상기 예비 흡수기 컬럼 재가열기(reboiler)는 관류 보일러(once-through boiler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  24. 제 22 항에서,
    상기 예비 흡수기 컬럼 재가열기는 서프레스드 증발 재가열기(supressed vaporation reboiler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  25. 제 22 항에서,
    상기 예비 흡수기 컬럼 오버헤드 시스템은 응축기(condenser), 축압기(accumulator) 및 예비 흡수기 컬럼으로 리플럭스를 공급하는 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  26. 제 11 항에서,
    제 1 바텀 분획에서 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가 적어도 40중량 % 이 되도록, 부타디엔 예비-흡수기 컬럼의 작동을 위한 조절 시스템을 제공하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  27. 부탄, 부텐 및 부타디엔을 포함하는 혼합 C4 스트림으로부터 부타디엔을 회수하기 위한 부타디엔 추출 시스템을 새로 장착하는(retrofitting) 공정으로서, 상기 시스템은 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획, 및 부타디엔 및 용매 또는 용매 혼합물을 포함하는 바텀 분획을 회수하기 위하여, 용매 또는 용매 혼합물과 기체 상의 혼합 C4 스트림을 접촉하기 위한 메인 세척 컬럼을 포함하는 것이고, 새로운 장착(retrofitting)을 위한 상기 공정은 :
    상기 메인 세척 컬럼을, 용매 또는 용매 혼합물, 및 부타디엔, 부텐의 적어도 일 부분을 포함하는 바텀 분획, 및 부탄 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여, 용매 또는 용매 혼합물과 기체 상의 혼합 C4 스트림을 접촉시키기 위한 부타디엔 예비-흡수기 컬럼(butadiene pre-absorber column)으로 전환하는 단계;
    새로운 메인 세척 컬럼을 설치하는 단계;
    추가적인 용매, 및 용매, 부타디엔을 포함하는 바텀 분획 및 부텐을 포함하는 오버헤드 분획을 회수하기 위하여, 추가적인 용매와 바텀 분획을 접촉시키기 위한 새로운 메인 세척 컬럼과 부타디엔 예비-흡수기 컬럼을 유동적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  28. 제 27 항에서,
    용매 분획 및 원유 부타디엔 분획을 회수하기 위하여, 유기용매로부터 부타디엔을 분리하기 위한 정류기/후세척 컬럼에 상기 새로운 메인 세척 컬럼을 유동적으로 연결시키는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  29. 제 27 항에서,
    상기 부타디엔 예비 흡수기 컬럼의 오버헤드 시스템이 새로운 메인 세척 컬럼의 오버헤드 시스템과 통합되는 것을 특징으로 하는 공정.
  30. 제 27 항에서,
    제 1 바텀 분획에서 전체 C4 탄화수소에 대한 부타디엔의 상대적인 농도가 적어도 40중량 % 이 되도록, 부타디엔 예비-흡수기 컬럼의 작동을 위한 조절 시스템을 제공하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
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