KR102156622B1 - 노말 헵탄의 제조 방법 - Google Patents

노말 헵탄의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102156622B1
KR102156622B1 KR1020190055404A KR20190055404A KR102156622B1 KR 102156622 B1 KR102156622 B1 KR 102156622B1 KR 1020190055404 A KR1020190055404 A KR 1020190055404A KR 20190055404 A KR20190055404 A KR 20190055404A KR 102156622 B1 KR102156622 B1 KR 102156622B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
normal heptane
less
components
weight
component
Prior art date
Application number
KR1020190055404A
Other languages
English (en)
Inventor
전경진
강수길
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
에스케이종합화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사, 에스케이종합화학 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to KR1020190055404A priority Critical patent/KR102156622B1/ko
Priority to EP20164106.5A priority patent/EP3738946B1/en
Priority to JP2020055479A priority patent/JP2020186224A/ja
Priority to US16/850,158 priority patent/US10975003B2/en
Priority to CN202010347762.4A priority patent/CN111925268B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR102156622B1 publication Critical patent/KR102156622B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/03—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/10—Purification; Separation; Use of additives by extraction, i.e. purification or separation of liquid hydrocarbons with the aid of liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • C07C7/13—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/163—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/14—Aliphatic saturated hydrocarbons with five to fifteen carbon atoms
    • C07C9/15—Straight-chain hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/06—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents characterised by the solvent used
    • C10G21/12—Organic compounds only
    • C10G21/14—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
    • C10G2300/1044—Heavy gasoline or naphtha having a boiling range of about 100 - 180 °C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils

Abstract

노말 헵탄의 제조 방법에 관한 것으로, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계; 분리된 C7 성분을 수소화 처리 장치에 투입하여 수소화 처리하는 단계; 수소화 처리된 C7 성분을 유사 이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving Bed, SMB)에 투입하여 노말 헵탄을 포함하는 익스트랙트(extract)와 그 외 성분을 포함하는 라피네이트(raffinate)로 분리하는 단계; 및 익스트랙트를 익스트랙트 분리탑(extract column)에서 증류하여 노말 헵탄을 분리하는 단계;를 포함하고, 98중량% 이상 순도의 노말 헵탄을 제조하는 노말 헵탄의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

노말 헵탄의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING NORMAL-HEPTANE}
본 발명은 노말 헵탄의 제조 방법에 관한 것이다.
99중량% 이상의 노말 헵탄은 제약 성분 추출제, OLED 등 디스플레이 코팅 공정, SBR 중합 공정 등의 용매로 사용되는 고부가 용매 제품이다.
또한 이 중에서 순도 99.8중량% 이상의 노말 헵탄은 가솔린의 옥탄가 측정 시험이 사용되는 표준 연료(reference fuel), 고성능 액체 크로마토그래피 (high-performance liquid chromatography, HPLC) 등의 분석장비, 및 의약품 제조 용매 등에 사용되며, 99중량% 이상의 노말 헵탄 제품과 별개의 시장을 형성하고 있다.
석유화학공정인 방향족 처리 공정(BTX process)은 탈황공정을 거친 납사(naphtha)로부터 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 및 자일렌(xylene)을 제조하는 공정인데, 여기서 사용되는 원료인 탈황납사에는 노말 파라핀이 혼합되어 있다.
이러한 노말 파라핀은 그 자체로 상술한 용도 등에서의 상업적 가치가 있으며, 방향족 처리 공정에 있어서도 노말 파라핀 성분이 제거되면 방향족 성분의 수율이 증가하는 이점이 있다.
따라서, 탈황 납사로부터 노말 파라핀을 제거하거나 탈황 납사에 포함된 성분을 부가가치가 높은 노말 파라핀 성분으로 전환하고, 이렇게 처리된 탈황 납사를 방향족 처리 공정의 원료로 사용하는 경우, 공정 전체의 수익성이 매우 향상될 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 탈황 납사로부터 고순도의 노말 헵탄을 제조할 수 있으며, 나아가 99.8중량% 이상의 초고순도 노말 헵탄의 제조가 가능하면서도, 순도 향상에 따른 트레이드 오프(trade-off)인 생산량이 감소하는 문제가 발생하지 않는 노말 헵탄의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태는, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계; 분리된 C7 성분을 수소화 처리 장치에 투입하여 수소화 처리하는 단계; 수소화 처리된 C7 성분을 유사 이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving Bed, SMB)에 투입하여 노말 헵탄을 포함하는 익스트랙트(extract)와 그 외 성분을 포함하는 라피네이트(raffinate)로 분리하는 단계; 및 익스트랙트를 익스트랙트 분리탑(extract column)에서 증류하여 노말 헵탄을 분리하는 단계;를 포함하고, 98중량% 이상 순도의 노말 헵탄을 제조하는 노말 헵탄의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법은, 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단으로 재순환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로는, 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 수소화 처리 장치의 후단과 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단 사이로 재순환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
재순환하는 단계에서의 재순환율은 30% 이상 60% 이하 일 수 있다.
제조되는 노말 헵탄의 순도는 보다 구체적으로 99.8중량% 이상일 수 있다.
C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계는, 제 1 증류탑에서 증류하여 C8 이상의 성분을 제거하는 단계; 및 제 2 증류탑에서 증류하여 C6 이하의 성분을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
또는, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계는, 제 1 증류탑에서 증류하여 C6 이하의 성분을 제거하는 단계; 및 제 2 증류탑에서 증류하여 C8 이상의 성분을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 탈황 납사일 수 있다.
C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 총량 100중량%에 대하여 C6 이하의 노말 파라핀 3중량% 이상 10중량% 이하, C7 노말 파라핀 5중량% 이상 15중량% 이하, C8 이상의 노말 파라핀 5중량% 이상 20중량% 이하, 및 잔부에 납센(naphthene), 이소 파라핀, 및 방향족 성분을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 상술한 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조방법에 의해 제조된 노말 헵탄을 제공한다.
본 발명의 일 양태는, 탈황 납사로부터 고순도의 노말 헵탄을 제조할 수 있으며, 나아가 99.8중량% 이상의 초고순도 노말 헵탄의 제조가 가능하면서도, 순도 향상에 따른 트레이드 오프(trade-off)인 생산량이 감소하는 문제가 발생하지 않는 노말 헵탄의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조방법에 의하면, 방향족 처리 공정(BTX 공정)의 원료인 탈황 납사로부터 노말 헵탄 제품을 제조하여 BTX 공정의 수익성이 향상될 뿐 아니라, 본 발명의 제조 방법에 의해 노말 파라핀이 제거된 탈황 납사를 BTX 공정의 원료로 사용하는 경우 BTX 공정의 수율 또한 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄 제조 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄 제조 방법의 공정도이다.
도 3은 비교예 1의 노말 헵탄 제조 방법의 공정도이다.
도 4는 비교예 2의 노말 헵탄 제조 방법의 공정도이다.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 특별히 다른 정의가 없는 한, '고순도 노말 헵탄' 이란 98%중량 이상, 보다 구체적으로는 99중량% 이상 순도의 노말 헵탄을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 특별히 다른 정의가 없는 한, '초고순도 노말 헵탄' 이란 99.8중량% 이상 순도의 노말 헵탄을 의미할 수 있다.
본 발명은 탈황 납사로부터 노말 헵탄을 제조할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일 양태의 제조 방법에 의하면, 제약 성분 추출제, OLED 등 디스플레이 코팅 공정, SBR 중합 공정 등의 용매로 사용되는 고순도의 노말 헵탄을 제조할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 양태의 제조 방법에 의하면, 옥탄가 측정 시험이 사용되는 표준 연료(reference fuel), 고성능 액체 크로마토그래피 (high-performance liquid chromatography, HPLC) 등의 분석장비, 및 의약품 제조 용매 등에 사용될 수 있는 99.8중량% 이상의 초고순도 노말 헵탄을 높은 생산량으로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법은, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계; 분리된 C7 성분을 수소화 처리 장치에 투입하여 수소화 처리하는 단계; 수소화 처리된 C7 성분을 유사 이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving Bed, SMB)에 투입하여 노말 헵탄을 포함하는 익스트랙트(extract)와 그 외 성분을 포함하는 라피네이트(raffinate)로 분리하는 단계; 및 익스트랙트를 익스트랙트 분리탑(extract column)에서 증류하여 노말 헵탄을 분리하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조방법은 C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드로부터 노말 헵탄을 제조하는 방법으로, C7 성분만을 분리한 뒤 이에 대하여 수소화 반응 및 SMB 공정을 순차적으로 수행할 수 있다.
피드에 대해 수소화 반응 및 SMB 공정을 순차적으로 수행함으로써, 높은 생산량으로 98중량%이상, 보다 구체적으로는 99중량% 이상 순도의 고순도 노말 헵탄을 제조할 수 있다.
또한, 선제적으로 수소화 반응을 통해 방향족 성분 등을 제거하고, 비방향족 성분들에 대하여만 SMB 공정을 통해 노말 헵탄을 제조함으로써, 방향족 성분의 특이한 성상 등을 고려할 필요가 없이 SMB 공정의 세부조건을 변경하면서 노말 헵탄을 제조할 수 있고, SMB 공정 이후 추가적인 증류 공정 없이 고순도의 노말 헵탄의 제조가 가능할 수 있다.
이에, 공정 운전과 관리가 매우 용이해질 뿐 아니라, 공정이 간소화되어 전체 공정 비용이 저감될 수 있다.
구체적으로, SMB 공정 이후 수소화 반응을 수행하는 경우, 목적하는 생성물인 노말 헵탄을 다량 함유하는 SMB 공정의 익스트랙트(extract)에 불가피하게 방향족 성분이 혼합될 수 밖에 없기 때문에 SMB 공정의 운전효율을 저하시킨다. 이에, 이들을 최소화하기 위한 SMB 공정의 조건 설정이 필요할 뿐 아니라, 수소화 반응 이후에도 노말 헵탄 이외의 성분이 많이 남아있어 노말 헵탄의 순도가 충분히 올라가지 않고, 노말 헵탄과 상이한 성상을 갖는 방향족 화합물의 수소첨가물의 제거가 필수적으로 수반되어야 하기 때문에, 추가적인 증류 공정 등의 분리 공정의 부가가 필요하다.
반면, 선제적으로 수소화 반응을 수행하는 경우, 방향족 성분이 미리 제거 되어 후속적인 SMB 공정의 익스트랙트에 방향족 성분이 존재하지 않기 때문에, SMB 공정의 운전이 용이해질 뿐 아니라 수소화 반응 이후에 추가적인 분리 공정 없이도 고순도의 노말 헵탄의 제조가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법은, 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 상기 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단으로 재순환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 재순환하는 단계를 더 포함함으로써, 99.8중량% 이상의 초고순도 노말 헵탄을 높은 생산량으로 제조할 수 있다.
구체적으로, 상술한 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서 99.8중량% 이상으로 노말 헵탄의 순도를 높이기 위해서는 SMB 공정으로 투입되는 피드 내 노말 헵탄의 순도를 높여야 한다.
그러나, 재순환 없이 SMB 공정으로 투입되는 피드 내 노말 헵탄의 순도를 높이기 위해서는 전단 공정들의 처리용량을 필수적으로 감소시켜야 하여, SMB 공정의 처리량이 줄어들어 실제 상업적 적용이 불가능할 정도로 99.8중량% 이상의 노말 헵탄의 생산량이 줄어들게 된다.
즉, SMB 공정으로 투입되는 피드 내 노말 헵탄의 순도와 SMB 공정의 처리 용량은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있어, 이러한 트레이드 오프 관계를 해소시키기 위한 해결책이 필요하다.
이를 위해 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법은 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단 사이로 재순환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, SMB 공정 이후의 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 SMB 공정의 전단으로 재순환함으로써, SMB 공정으로 투입되는 피드 내 노말 헵탄의 순도를 향상시킬 수 있고, 그 결과 전체적인 공정의 처리용량의 저하 없이 최종 제품의 노말 헵탄의 순도를 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법은, 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 수소화 처리 장치의 후단과 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단 사이로 재순환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 수소화 처리 장치의 후단과 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단 사이로 재순환 하는 게 보다 유리할 수 있다.
이는 만약 수소화 처리 장치의 전단으로 재순환하는 경우 수소화 공정과 SMB 공정 사이의 처리량이 늘어나면서 수소화 공정과 SMB 공정 사이에 증류 등 분리공정과 스트리핑 공정에서에 처리되어야 하는 양이 많아져서 불필요한 공정 비용이 증가할 수 있기 때문이다.
한편, 재순환하는 단계에서의 재순환율은 30% 이상 60% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로는 35% 이상 55% 이하일 수 있다. 공정의 일정 수준 이상의 처리량을 유지하면서 제품을 생산하기 위해서는 적정 수준의 재순환율을 유지하여야 한다. 재순환율이 낮을 경우 공정의 처리용량이 줄어듦에 따라 생산량이 낮아질 수 있다.
이러한 범위로 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 SMB 공정의 전단으로 재순환함으로서, 전체 공정의 처리용량의 저하 없이 99.8중량% 이상 순도의 초고순도 노말 헵탄을 제조할 수 있다.
여기서 재순환율이란, 익스트랙트 분리탑에서 배출되는 노말 헵탄을 포함하는 배출물 총량 100중량%에 대한 재순환되는 양을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 탈황 납사일 수 있다.
즉, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 원유로부터 분리된 납사에 대해 탈황공정을 수행한 후의 탈황 납사일 수 있다.
이러한 탈황 납사는 총량 100중량%에 대하여 C6 이하의 노말 파라핀 3중량% 이상 10중량% 이하, C7 노말 파라핀 5중량% 이상 15중량% 이하, C8 이상의 노말 파라핀 5중량% 이상 20중량% 이하, 및 잔부에 납센(naphthene), 이소 파라핀, 및 방향족 성분을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로는 탈황 납사 총량 100중량%에 대하여 C6 이하의 노말 파라핀 3중량% 이상 10중량% 이하, C7 노말 파라핀 5중량% 이상 15중량% 이하, C8 이상의 노말 파라핀 5중량% 이상 20중량% 이하, 납센 20중량% 이상 35중량% 이하, 이소파라핀 25중량% 이상 40중량% 이하, 및 방향족 성분 5중량% 이상 15중량% 이하를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서, C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계는, 제 1 증류탑에서 증류하여 C8 이상의 성분을 제거하는 단계, 및 제 2 증류탑에서 증류하여 C6 이하의 성분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드로부터 증류를 통해 C6 이하 및 C8 이상의 성분을 제거할 수 있으며, 이 때 C6 이하의 성분과 C8 이상의 성분을 제거하는 순서는 특정 순서에 한정되지 않는다.
즉, 여기서 제 1 증류탑 및 제 2 증류탑은 편의를 위해 명명한 것으로, 숫자가 순서를 의미하지 않으며, 먼저 C6 이하 성분을 제거 한 후 이후 C8 이상 성분을 제거할 수 있고, 또는 먼저 C8 이상 성분을 제거한 후 이후 C6 이하 성분을 제거할 수도 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서, 증류는 통상적으로 알려진 증류방법에 의해 수행될 수 있고, 증류탑의 단수는 필요에 따라 조절될 수 있다. 비한정적인 일 예시를 들면, 바텀 리보일러(Bottom reboiler) 및 오버헤드 콘덴서(Over head condenser)를 포함하고, 단수가 10단 이상 100단 이하인 단수 또는 복수의 증류탑을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서, 수소화 처리하는 단계는 방향족 성분 및 올레핀 등 불포화 탄화수소를 포화 탄화수소로 수소화 하는 공정에 의해 수행될 수 있으며, 반응기에 주입될 시에는 수첨반응시 발생하는 반응열로 인해 반응기와 출구 온도가 과열될 가능성이 있으므로 수소화 반응기에 투입되는 반응물의 온도를 낮추어 주입하는 게 좋을 수 있다. 구체적인 수소화 방법은 당업계에서 알려진 공지의 방법에 의할 수 있고, 특정 방법에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조 방법에서, 유사 이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving Bed, SMB)를 이용한 SMB 공정은, 제올라이트계 흡착제가 채워진 흡착 배드와 온-오프 밸브를 포함하는 장치를 이용하여, 흡착제에 대한 선택도가 높은 성분은 흡착제에 흡착되어 익스트랙트(extract)로 추출되고 잔여 성분은 라피네이트(raffinate)로 배출되는 방법으로 수행될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조방법의 공정도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄의 제조방법의 실시 양태를 설명한다.
먼저, 도 1과 같이 탈황 납사를 제 1 증류탑(10)으로 투입하여 증류탑의 하부로 C8 이상의 탄화수소 성분을 제거하고, 상부로 C7 이하의 탄화수소 성분을 분리한다.
이후, C7 이상의 탄화수소 성분을 제 2 증류탑(11)으로 투입하여 상부로 C6 이하의 탄화수소 성분을 제거하고, 하부로 C7 탄화수소 성분을 분리한다.
분리된 C7 탄화수소 성분은 수소화 처리 장치(20)로 투입되며, 수소화 반응을 통해 방향족 및 올레핀 성분 등 불포화 탄화수소 성분을 포화 탄화수소 성분으로 전환시킨다.
또는, 도 2와 같이 탈황 납사를 제 1 증류탑(10)으로 투입하여 증류탑의 상부로 C6 이하의 탄화수소 성분을 제거하고, 하부로 C7 이상의 탄화수소 성분을 분리한다.
이후, C7 이상의 탄화수소 성분을 제 2 증류탑(11)으로 투입하여 하부로 C8 이상의 탄화수소 성분을 제거하고, 상부로 C7 탄화수소 성분을 분리한다.
분리된 C7 탄화수소 성분은 수소화 처리 장치(20)로 투입되며, 수소화 반응을 통해 방향족 및 올레핀 성분 등 불포화 탄화수소 성분을 포화 탄화수소 성분으로 전환시킨다.
이후, 수소화 처리된 배출물에 대해 필요에 따라 추가적인 제 3 증류탑(30)에 의한 증류 공정 및/또는 스트리핑(stripping) 장치(40)에 의한 스트리핑 공정을 통해 액상의 저비점 성분을 추가로 제거하기 위한 공정이 수행될 수 있다. 다만, 이는 필요에 따라 부가될 수 있는 것으로, 본 발명의 일 양태의 노말 헵탄 제조 방법에서 필수적으로 수행되어야 하는 것은 아니다.
다음으로, 수소화 처리된 배출물을 유사 이동층 흡착 분리 장치(50)에 투입하여, 상부로 노말 헵탄을 익스트랙트(extract)로 분리하고, 하부로 그 외의 성분으로 라피네이트(raffinate)로 분리한다. 이 때 익스트랙트 및 라피네이트에는 탈착제가 혼합되어 있을 수 있다.
여기서 라피네이트는 라피네이트 분리탑(raffinate column, 52)에서 탈착제(분리탑 상부)와 라피네이트(분리탑 하부)로 분리될 수 있고, 분리된 라피네이트는 방향족 처리 공정의 원료로 사용되거나, 휘발유 블렌딩용 유분으로 사용될 수 있다.
상부에서 배출된 탈착제는 탈착제 저장조(53)을 거쳐 다시 유사 이동층 분리 장치(50)로 재투입될 수 있다.
유사 이동층 흡착 분리 장치(50)의 상부에서 배출된 익스트랙트는 분리된 노말 헵탄을 포함하며, 이러한 익스트랙트는 익스트랙트 분리탑(extract column, 51)에서 탈착제(분리탑 상부)와 노말 헵탄을 포함하는 익스트랙트(분리탑 하부)로 분리될 수 있다.
상부에서 배출된 탈착제는 탈착제 저장조(53)을 거쳐 다시 유사 이동층 분리 장치(50)로 재투입될 수 있다.
익스트랙트 분리탑의 하부에서 배출된 노말 헵탄은 최종 생성물(product)로 수득될 수 있다.
한편, 여기서 최종 노말 헵탄 제품의 순도를 99.8중량% 이상으로 올리기 위해, 익스트랙트 분리탑(51)의 하부에서 배출된 노말 헵탄을 익스트랙트 분리탑 하부의 배출관과 연통된 재순환관(101)을 통해 수소화 처리 장치(20)의 후단 및 유사 이동층 흡착 분리 장치(50)의 전단 사이로 재순환할 수 있다.
이로써, 상술한 바와 같이 전체 공정의 처리용량의 저하 없이 99.8중량% 이상의 초고순도 노말 헵탄의 제조가 가능할 수 있다.
도 1에서 익스트랙트 분리탑(51)의 하부에서 배출된 노말 헵탄이 재순환되는 위치는 예시적으로 도시한 것이며, 배출된 노말 헵탄이 재순환되는 위치는 수소화 처리 장치(20)의 후단 및 유사 이동층 흡착 분리 장치(50)의 전단 사이라면 특별히 제한되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
탈황공정을 거친 탈황납사를 원료로 하여 도 1과 같은 공정에 의해 노말 헵탄을 제조하였다. 익스트랙트 분리탑에서 배출되는 노말 헵탄을 포함하는 배출액이 SMB 공정의 전단으로 재순환되는 재순환율은 45%로 하였다.
여기서 사용된 탈황납사의 조성은 표 1과 같다.
C6 이하 노말 파라핀 C7 노말 파라핀 C8 이상 노말 파라핀 납센 이소 파라핀 방향족 총량
함량(중량%) 8.45 9.90 7.72 28.80 35.28 9.85 100
최종적으로 얻어진 노말 헵탄의 순도는 99.86중량% 이었다.
[ 실시예 2]
도 2와 같은 공정에 의해 노말 헵탄을 제조한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 노말 헵탄을 제조하였다.
최종적으로 얻어진 노말 헵탄의 순도는 99.85중량% 이었다.
[실시예 3]
표 1의 조성을 갖는 탈황 납사를 원료로, 실시예 1과 동일하게 노말 헵탄을 제조하되, 익스트랙트 분리탑에서 배출되는 배출되는 노말 헵탄을 포함하는 배출액을 재순환하지 않았고, 실시예 1과 동일한 생산량으로 노말 헵탄을 제조하였다.
최종적으로 얻어진 노말 헵탄의 순도는 99.36중량% 이었다.
[비교예 1]
표 1의 조성을 갖는 탈황 납사를 원료로, 도 3과 같은 공정으로 실시예 1과 동일한 생산량으로 노말 헵탄을 제조하였다.
최종적으로 얻어진 노말 헵탄의 순도는 99.51중량% 이었다.
도 3과 같이 SMB 공정-수소첨가 공정에 의한 경우 99중량% 이상의 노말 헵탄을 제조하기 위해서는 최후단의 증류 공정(12)이 필수적이었다.
[비교예 2]
표 1의 조성을 갖는 탈황 납사를 원료로, 도 4와 같은 공정으로 실시예 1과 동일한 생산량으로 노말 헵탄을 제조하였다.
최종적으로 얻어진 노말 헵탄의 순도는 95.12중량% 이었다.
도 4와 같이 SMB 공정-수소첨가 공정에 의한 경우 최후단의 추가적인 증류 공정이 없이는 98중량% 이상, 보다 구체적으로는 99중량% 이상의 노말 헵탄을 제조할 수 없었다.
10 : 제 1 증류탑 11 : 제 2 증류탑
20 : 수소화 처리 장치 30 : 제 3 증류탑
40 : 스트리핑 장치 50 : 유사 이동층 흡착 분리 장치
51 : 익스트랙트 분리탑 52 : 라피네이트 분리탑
53 : 탈착제 저장조 60 : 건조기
101 : 재순환관

Claims (10)

  1. C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계;
    상기 분리된 C7 성분을 수소화 처리 장치에 투입하여 수소화 처리하는 단계;
    상기 수소화 처리된 C7 성분을 유사 이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving Bed, SMB)에 투입하여 노말 헵탄을 포함하는 익스트랙트(extract)와 그 외 성분을 포함하는 라피네이트(raffinate)로 분리하는 단계;
    상기 익스트랙트를 익스트랙트 분리탑(extract column)에서 증류하여 노말 헵탄을 분리하는 단계; 및
    상기 익스트랙트 분리탑에서 분리된 노말 헵탄 중 일부를 상기 수소화 처리 장치의 후단과 상기 유사 이동층 흡착 분리 장치의 전단 사이로 재순환하는 단계
    를 포함하고,
    상기 재순환하는 단계에서의 재순환율은 30% 이상 60% 이하이고,
    99.8중량% 이상 순도의 노말 헵탄을 제조하는 노말 헵탄의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에서,
    상기 C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계는,
    제 1 증류탑에서 증류하여 C8 이상의 성분을 제거하는 단계; 및
    제 2 증류탑에서 증류하여 C6 이하의 성분을 제거하는 단계;를 포함하는 노말 헵탄의 제조 방법.
  7. 제 1항에서,
    상기 C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드를 증류하여 C8 이상의 성분 및 C6 이하의 성분을 제거하여 C7 성분을 분리하는 단계는,
    제 1 증류탑에서 증류하여 C6 이하의 성분을 제거하는 단계; 및
    제 2 증류탑에서 증류하여 C8 이상의 성분을 제거하는 단계;를 포함하는 노말 헵탄의 제조 방법.
  8. 제 1항에서,
    상기 C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 탈황 납사인 노말 헵탄의 제조 방법.
  9. 제 1항에서,
    상기 C6 이하, C7, 및 C8 이상의 탄화수소 성분을 포함하는 피드는 총량 100중량%에 대하여 C6 이하의 노말 파라핀 3중량% 이상 10중량% 이하, C7 노말 파라핀 5중량% 이상 15중량% 이하, C8 이상의 노말 파라핀 5중량% 이상 20중량% 이하, 및 잔부에 납센(naphthene), 이소 파라핀, 및 방향족 성분을 포함하는 노말 헵탄의 제조 방법.
  10. 삭제
KR1020190055404A 2019-05-13 2019-05-13 노말 헵탄의 제조 방법 KR102156622B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190055404A KR102156622B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 노말 헵탄의 제조 방법
EP20164106.5A EP3738946B1 (en) 2019-05-13 2020-03-19 Process for the production of n-heptane
JP2020055479A JP2020186224A (ja) 2019-05-13 2020-03-26 ノルマルヘプタンの製造方法
US16/850,158 US10975003B2 (en) 2019-05-13 2020-04-16 N-heptane production method
CN202010347762.4A CN111925268B (zh) 2019-05-13 2020-04-28 正庚烷生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190055404A KR102156622B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 노말 헵탄의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102156622B1 true KR102156622B1 (ko) 2020-09-16

Family

ID=69846270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190055404A KR102156622B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 노말 헵탄의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10975003B2 (ko)
EP (1) EP3738946B1 (ko)
JP (1) JP2020186224A (ko)
KR (1) KR102156622B1 (ko)
CN (1) CN111925268B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11731921B1 (en) 2022-07-27 2023-08-22 Chevron Phillips Chemical Company Lp Synthesis of n-heptane from olefins and related production systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101699632B1 (ko) * 2015-12-29 2017-01-24 한화토탈 주식회사 탈방향족된 유분을 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법
KR20170081821A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 한화토탈 주식회사 탈황 납사를 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3732325A (en) 1970-12-28 1973-05-08 Universal Oil Prod Co Hydrocarbon separation process
KR101192057B1 (ko) 2005-12-06 2012-10-17 에스케이종합화학 주식회사 노말헥산이 제거된 친환경 탄화수소계 용제 조성물
CN106045832B (zh) * 2016-04-28 2018-10-02 洪泽县恒泰科工贸有限公司 热耦合变压间歇精馏分离丙酮-正庚烷的方法
KR101944256B1 (ko) * 2018-03-28 2019-02-01 에스케이이노베이션 주식회사 탄화수소 유분으로부터 노멀파라핀 및 이소파라핀을 분리하는 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101699632B1 (ko) * 2015-12-29 2017-01-24 한화토탈 주식회사 탈방향족된 유분을 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법
KR20170081821A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 한화토탈 주식회사 탈황 납사를 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN111925268A (zh) 2020-11-13
CN111925268B (zh) 2024-04-12
EP3738946A1 (en) 2020-11-18
EP3738946B1 (en) 2023-12-27
JP2020186224A (ja) 2020-11-19
US20200361837A1 (en) 2020-11-19
US10975003B2 (en) 2021-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2697749B2 (ja) リサイクル形式により運転される燃料油水素化分解工程の未転換油からの高級潤滑基油供給原料の製造方法
KR20170099989A (ko) 수소화 분해 유닛들에서 중질 다환 방향족 화합물들을 감소시키기 위한 방법 및 기기
CN103086823B (zh) 一种正己烷、异己烷和苯的分离方法及设备
KR101699632B1 (ko) 탈방향족된 유분을 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법
EP3747854A1 (en) Method for separating aromatic hydrocarbon using extractive distillation
CN103073383A (zh) 一种异己烷、正己烷和苯的分离方法及设备
KR102156622B1 (ko) 노말 헵탄의 제조 방법
KR20100051063A (ko) 가솔린 분획 및 정유 유출물로부터 벤졸 및 벤졸 유도체의 추출 방법
KR101770907B1 (ko) 탈황 납사를 원료로 이용하여 고순도 노말 헵탄 및 노말 헥산을 제조하는 방법
US10702795B2 (en) Process for high purity hexane and production thereof
US2727854A (en) Recovery of naphthalene
EP2236483A1 (en) Hydrocarbon separation
CN113166655B (zh) Fcc石脑油的多级分馏以及芳烃和汽油馏分的后处理和回收
EP0147113B1 (en) Process for increasing deasphalted oil production
US9528052B2 (en) Two stage diesel aromatics saturation process using base metal catalyst
KR20170099988A (ko) 수소화 분해 유닛들에서 중질 다환 방향족 화합물들을 감소시키기 위한 방법 및 기기
KR102193379B1 (ko) 노말 헵탄을 포함하는 탄화수소계 용제 조성물의 제조 방법, 이의 탄화수소계 용제 조성물 및 상기 탄화수소계 용제 조성물에 의한 공액디엔계 중합체의 제조방법
CN112795397B (zh) 一种用于从石脑油中分离环烷烃和芳烃的复合溶剂
US2537459A (en) Recovery of pure hydrocarbons by extractive distillation
KR102376990B1 (ko) 노말파라핀 생산 흡착 공정의 증류탑 배열 개선에 따른 노말파라핀 제조방법
US2890154A (en) Benzene recovery from mixed steam cracked hydroformate feed utilizing prefractionation
CN117866662A (zh) 一种从煤基加氢精制石脑油中制备正构烷烃的方法
KR20170098911A (ko) 수소화 분해 유닛들에서 중질 다환 방향족 화합물들을 감소시키기 위한 방법 및 기기
JPH0734073A (ja) 石油類の水素化処理方法及び水素化処理装置
KR900004546B1 (ko) 수소첨가분해 공정(hydrocracking process)에서의 다핵 방향족 부산물의 조절

Legal Events

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