KR102190831B1 - 방향족 콤플렉스에서 트랜스알킬화 원료 스트림을 제공하기 위한 스트림 분리 방법 및 시스템 - Google Patents

방향족 콤플렉스에서 트랜스알킬화 원료 스트림을 제공하기 위한 스트림 분리 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 크실렌 이성질체의 생산을 위한 제조 방법 및 시스템이 제공된다. 상기 제조 방법은 제1 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일 측으로 이송하는 단계 및 제2 스트림을 상기 칼럼의 타측으로 이송하는 단계를 포함한다. 제1 스트림은 제2 스트림보다 더 높은 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율을 갖는다. 상기 일측으로부터의 바닥 스트림은 분리되고, 원료로서 트랜스알킬화 영역으로 이송된다.

Description

방향족 콤플렉스에서 트랜스알킬화 원료 스트림을 제공하기 위한 스트림 분리 방법 및 시스템{PROCESSES AND SYSTEMS FOR SEPARATING STREAMS TO PROVIDE A TRANSALKYLATION FEED STREAM IN AN AROMATIC COMPLEX}
[우선권 진술]
본 출원은 2013년 7월 31일 출원된 미국 가출원 제61/860,563호 및 제61/860,571호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용들은 전체로서 참조문헌으로서 포함된다.
[발명의 분야]
본 발명은 방향족 콤플렉스(complex)에서 트랜스알킬화(transalkylation) 원료 스트림을 제공하기 위한 스트림 분리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
크실렌(xylene) 이성질체는 다양한 중요 공업용 화학제품을 위한 공급원료로서 석유로부터 대량 생산된다. 가장 중요한 크실렌 이성질체는 많은 기본 수요로 인하여 연속적인 고성장률을 향유하고 있는 폴리에스테르를 위한 주요 공급원료인 파라-크실렌(para-xylene)이다. 오르쏘-크실렌(ortho-xylene)은 대량으로 공급하지만 상대적으로 성숙한 시장인 무수프탈산을 생산하기 위하여 사용된다. 메타-크실렌(meta-xylene)은 가소제, 아조 염료(azo dyes) 및 목재 방부제와 같은 덜 사용되나 양이 증가하고 있는 제품들에 사용된다. 에틸벤젠은 일반적으로 크실렌 혼합물에 존재하고 스티렌 생산을 위하여 종종 회수되나, 보통 C8 방향족의 덜 바람직한 성분으로 간주된다.
방향족 탄화수소 중에서, 공업용 화학제품을 위한 공급원료로서 크실렌의 전체적인 중요도는 벤젠의 중요도와 비견된다. 크실렌 및 벤젠은 나프타를 개질함으로써 석유로부터 생산되나, 수요를 충족시킬 정도로 충분한 양이 아니어서 크실렌 및 벤젠의 수율을 증가시키기 위하여 다른 탄화수소의 전환이 필요하다. 종종 톨루엔을 탈알킬화(de-alkylated)하여 벤젠을 생산하거나, 선택적으로 불균등화(disproportionated)하여 벤젠 및 C8 방향족을 생산하고, 이로부터 크실렌 이성질체를 회수한다.
방향족 콤플렉스의 흐름 설계는 마이어스(Meyers)에 의하여 1997년 맥그로-힐(McGraw-Hill)의 석유 정유 공정 핸드북(Handbook of Petroleum Refining Processes) 제2판에서 개시되었으며, 여기서 참조문헌으로서 포함된다.
전통적인 방향족 콤플렉스는 톨루엔을 트랜스알킬화 영역으로 보내어 A9 성분과 톨루엔의 트랜스알킬화를 통하여 원하는 크실렌 이성질체를 생성한다. A9 성분은 개질유 바닥(bottoms) 및 트랜스알킬화 유출물 모두에 존재한다. 또한 A9 성분은 이성질화 유출물에서 어느 정도 존재할 수 있다. 현재 A9 성분을 그 공급원 또는 특정한 구조에 기반하여 분리하기 위한 어떠한 노력도 없다.
일 양태에 따르면, 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법은, 일측과 타측을 분리하는 수직 배플(baffle)을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 제1 비율로 C9 방향족 및 크실렌을 포함하는 제1 스트림(stream)을 이송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제1 비율보다 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율이 낮은 제2 비율로 크실렌 및 C9 방향족 화합물을 포함하는 제2 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로 이송하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로부터 공통 오버헤드(common overhead) 스트림을 분리하는 단계를 포함한다. 또한 상기 방법은 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로부터 제1 바닥 스트림을 분리하는 단계 및 스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로부터 제2 바닥 스트림을 분리하는 단계를 포함한다.
일 양태에 따르면, 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법은 C9 방향족 화합물을 포함하는 트랜스알킬화 영역 유출물 스트림의 적어도 일부를 포함하는 제1 스트림을 개질유 측으로부터 트랜스알킬화 유출물 측을 분리하는 수직 배플을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼의 트랜스알킬화 유출물 측으로 이송하는 단계를 포함한다. 또한 상기 방법은 C9 방향족 화합물을 포함하는 개질유 스트림의 적어도 일부를 포함하는 제2 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 개질유 측으로 이송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로부터 공통 오버헤드 스트림을 분리하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 C9 방향족 화합물을 포함하는 트랜스알킬화 유출물 측 바닥 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 트랜스알킬화 유출물 측으로부터 분리하는 단계 및 C9 방향족 화합물을 포함하는 개질유 측 바닥 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 개질유 측으로부터 분리하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 방향족 콤플렉스를 개략적으로 도시한다.
도 2는 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스를 도시한다.
도 3은 다양한 구현예에 따른 방향족 콤플렉스를 도시한다.
도 4는 다양한 구현예에 따른 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스를 도시한다.
상응하는 참조 부호는 도면들을 통하여 상응하는 성분을 나타낸다. 통상의 기술자는 도면의 성분은 단순하고 명료하게 도시되었으며 반드시 비례하여 도시되지 않았다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면의 일부 성분의 크기는 본 발명의 다양한 구현예들의 이해를 증진하는 것을 돕기 위하여 다른 성분에 비하여 확대될 수 있다. 또한, 상업적으로 실현 가능한 구현예에서 유용하거나 필수적인, 흔하고 잘 알려진 성분은 본 발명의 다양한 구현예들의 덜 방해된 시야를 용이하게 하도록 종종 묘사되지 않았다.
하기 기재는 한정하는 의미로 채택된 것이 아니라, 단지 실시 양태들의 일반적인 원리를 기술하기 위한 것이다. 본 발명의 범위는 청구항을 참조하여 결정되어야 한다.
현재 방향족 콤플렉스에서, A9 성분의 상이한 공급원들은 A9 종(species)의 알킬기에 상관 없이 트랜스알킬화 영역으로 합쳐지고 이송되어, 알킬기에 기반하여 A9 종을 분리하려는 어떠한 노력도 없다. 에틸기 및 더 높은(higher) 알킬기는 방향족 고리로부터 분해되어 보다 가치가 낮은 벤젠 및 연료 가스를 형성하기 때문에, 트랜스알킬화 영역에 대한 원료로서 사용된 메틸-치환된 A9 종은 바람직한 A8 성분의 수율을 증가시키는 것이 확인되었다. 이와 관련하여, 보다 많은 양의 C2+ 에틸-치환된 방향족 화합물을 갖는 스트림으로부터 보다 많은 양의 메틸-치환된 C9 방향족 화합물을 갖는 스트림을 별도로 분리 또는 유지하는 것을 포함하는, 하나 이상의 크실렌을 제조하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 상기 방법 및 장치는 스플릿 쉘 분별 칼럼을 이용하여 이러한 스트림들이 자본 또는 에너지 수요를 유의적으로 증가시키지 않고 분리될 수 있도록 한다. 유리하게, 방향족 콤플렉스가 가솔린 전용 생산과 결합되었을 때, C2+ 알킬기를 갖는 C9 방향족 화합물은 추가 처리 없이 가솔린 풀(gasoline pool)로 이송되어, 파라-크실렌의 생산을 증가시키는 동안 부산물 벤젠 및 연료 가스의 양을 제한할 수 있다.
본 방법에 대한 원료 스트림은 일반식 C6H(6-n)Rn (n은 0 내지 5의 정수이고, R은 각각 CH3, C2H5, C3H7, 또는 C4H9, 임의의 조합일 수 있다)의 알킬방향족 탄화수소를 일반적으로 포함한다. 본 발명의 방법에 대한 방향족-농후 원료 스트림은 촉매 개질(catalytic reforming), 나프타의 스팀 열분해(steam pyrolysis), 경질 올레핀 및 보다 중질의 방향족-농후 부산물(흔히 “파이가스(pygas)”로 불리는 가솔린-영역 물질을 포함)을 생산하기 위한 증류액 또는 기타 탄화수소, 및 가솔린 영역의 생성물을 생산하기 위한 증류액 및 중질유의 촉매 또는 열적 분해(catalytic or thermal cracking)를 포함하는 다양한 공급원들로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 생성물의 품질에 영향을 주고/주거나 사용된 촉매 또는 흡착제에 손상을 가할 수 있는 황, 올레핀 및 기타 화합물을 제거하기 위하여, 열분해 또는 기타 분해 조작으로부터의 생성물은 콤플렉스에 충전되기 전에 당해 산업에서 잘 알려진 방법에 따라서 일반적으로 수소화처리(hydrotreat)될 것이다. 또한 촉매 분해로부터의 경질 사이클유(light cycle oil)는 유익하게 공지된 기술에 따라 수소화처리되고/되거나 수소분해(hydrocrack)되어 가솔린 영역의 생성물을 생산할 수 있다; 또한 상기 수소화처리는 바람직하게 촉매 개질하여 방향족-농후 원료 스트림을 생성하는 것을 포함한다. 원료 스트림이 촉매 개질유라면, 개질기(reformer)는 바람직하게 높은 가혹도에서 운전되어 생성물에서 비방향족의 낮은 농도를 갖는 높은 방향족 수율을 달성한다.
도 1은 하나 이상의 크실렌 이성질체의 제조에 대한 공지 기술의 예시적인 방향족-처리 콤플렉스의 단순화된 흐름도이다. 상기 콤플렉스는 예를 들어 개질 영역(6)의 촉매 개질로부터 유래된 방향족-농후 원료를 처리할 수 있다. 개질 영역은 일반적으로 도관(2)을 통하여 원료를 받는 개질 유닛(4)를 포함한다. 개질 유닛은 일반적으로 개질 촉매를 포함할 것이다. 또한 통상적으로 그러한 스트림은 올레핀 화합물 및 경질 분(light ends), 예를 들어, 부탄 및 보다 경질의 탄화수소, 바람직하게는 펜탄을 제거하도록 처리될 것이다; 그러나, 그러한 제거는 본 발명의 넓은 양태의 실행에 필수적인 것은 아니며 나타나지 않는다. 방향족-함유 원료 스트림은 벤젠, 톨루엔 및 C8 방향족을 함유하고, 일반적으로 고도의 방향족 및 나프텐(naphthene)을 포함하는 지방족 탄화수소를 함유한다.
원료 스트림은 열 교환기(12)의 도관(10)을 통하여 개질유 스플리터(splitter)(14)로 이송되고, 증류되어 도관(18)을 통하여 오버헤드로 회수된 톨루엔 및 보다 경질의 탄화 수소와 도관(16)의 바닥 유출구(15)를 통하여 바닥 스트림으로서 인출된, C8 및 보다 중질의 방향족을 포함하는 스트림을 분리한다. 톨루엔 및 보다 경질의 탄화수소는 도관(22)의 벤젠-톨루엔 방향족 스트림과 도관(21)의 대부분의 지방족 라피네이트(raffinate)를 분리하는 추출 증류 공정 유닛(20)으로 이송된다. 도관(22)의 방향족 스트림은, 도관(45)의 스트립된(stripped) 트랜스알킬화 생성물 및 도관(57)의 파라-크실렌 최종 칼럼(finishing column)으로부터의 오버헤드와 함께, 벤젠 칼럼(23)에서 도관(24)의 벤젠 스트림 및 톨루엔 칼럼(26)으로 이송되는 도관(25)의 톨루엔-및-보다 중질의 방향족 스트림으로 분리된다. 이하에서 논의되는 바와 같이 톨루엔은 도관(27)에서 이 칼럼으로부터의 오버헤드로 회수되고, 부분적 또는 전적으로 트랜스알킬화 유닛(40)으로 이송될 수 있다.
톨루엔 칼럼(26)으로부터의 바닥 스트림은, 클레이 처리기(clay treater)(17)를 통하여 처리된 도관(16)의 개질유 스플리터로부터의 바닥(bottoms) 및 도관(65)의 재순환 C8 방향족과 함께, 도관(28)을 통하여 분별장치(fractionator)(30)로 이송된다. 상기 분별장치(30)는 도관(32)의 바닥 스트림으로서 C9, C10 및 보다 중질의 방향족을 포함하는 고비점 스트림과 도관(31)의 오버헤드로서 농축된 C8 방향족을 분리한다. 이 바닥 스트림은 도관(32)에서 중질 칼럼(heavies column)(70)으로 이송된다. 중질-방향족 칼럼은, 도관(72)을 통하여 바닥 스트림으로서 인출되는 더 높은 비점의 화합물, 주로 C11 및 보다 높은 알킬방향족과 함께, C9 및 C10 방향족의 적어도 일부를 함유하는 도관(71)의 오버헤드 스트림을 제공한다.
벤젠부터 C11+ 방향족을 포함하고 크실렌을 중점으로 한 트랜스알킬화 생성물을 생산하기 위하여 당해 기술분야에서 공지된 트랜스알킬화 촉매를 함유하는 트랜스알킬화 반응기(40)에 대한 원료로서, 도관(71)의 중질 칼럼으로부터의 C9+ 방향족은 도관(27)에 함유된 톨루엔-함유 오버헤드와 결합된다. 도관(41)의 트랜스알킬화 생성물은 스트리퍼(stripper)(42)에서 분리되어 도관(43)의 가스와 경질 방향족의 회수 및 벤젠의 정제를 위하여 도관(44)을 통하여 추출 증류(20)로 회송되는 C6 및 보다 경질의 탄화수소를 제거한다. 스트리퍼로부터의 바닥은 도관(45)에서 벤젠 칼럼(23)으로 이송되어 벤젠 생성물 및 비전환된 톨루엔을 회수한다.
분별장치(30)에 의하여 제공된 C8 방향족 오버헤드는 파라-크실렌, 메타-크실렌, 오르쏘-크실렌 및 에틸벤젠을 함유하고, 도관(31)을 통하여 파라-크실렌 분리 공정(50)으로 이송된다. 상기 분리 공정은 바람직하게 탈착제(desorbent)를 사용하는 흡착을 통하여, 도관(51)을 통하여 파라-크실렌 및 탈착제의 혼합물을 추출 칼럼(52)으로 제공하도록 운전되고, 추출 칼럼(52)은 도관(54)의 회송된 탈착제와 도관(53)을 통한 파라-크실렌을 분리한다; 파라-크실렌은 최종 칼럼(55)에서 정제되어 도관(56)을 통한 파라-크실렌 및 도관(57)을 통하여 벤젠 칼럼(23)으로 회송되는 경질 물질을 생성한다. C8-방향족 라피네이트 및 분리 공정(50)으로부터의 탈착제의 비평형 혼합물은 도관(58)을 통하여 라피네이트 칼럼(59)으로 이송되고, 라피네이트 칼럼(59)은 도관(61)의 회송된 탈착제와 도관(60)의 이성질화용 라피네이트를 분리한다.
크실렌 이성질체 및 에틸벤젠의 비평형 혼합물을 포함하는 라피네이트는 도관(60)을 통하여 이성질화 반응기(62)로 이송된다. 상기 라피네이트는 이성질화 촉매를 함유하는 반응기(62)에서 이성질화되어 C8-방향족 이성질체의 평형 농도에 도달하는 생성물을 제공한다. 상기 생성물은, 도관(63)을 통하여 헵탄제거기(deheptanizer)(64)로 이송되고, 헵탄제거기(64)는 C7 및 보다 경질의 탄화수소를 바닥으로 제거하여 도관(65)을 통하여 크실렌 칼럼(30)으로 이송시켜 이성질화된 C8-방향족과 C9 및 보다 중질의 물질을 분리한다. 헵탄제거기(64)로부터의 오버헤드 액체는 스트립퍼(66)로 이송되어, 도관(68)을 통하여 벤젠 및 톨루엔 값의 회복을 위한 추출 증류 유닛(20)으로 이송되는 C6 및 C7 물질들로부터 도관(67)의 경질 물질 오버헤드를 제거한다.
숙련된 작업자라면 인식할 수 있듯이, 공지의 기술 내에서 이러한 방법의 많은 변형이 가능하다. 예를 들어, 전체 C6-C8 개질유 또는 벤젠-함유 부분만을 추출할 수 있다. 파라-크실렌은 흡착보다는 결정화에 의하여 C8-방향족 혼합물로부터 회수될 수 있다. 파라-크실렌 뿐만 아니라 메타-크실렌도 흡착에 의하여 C8-방향족 혼합물로부터 회수될 수 있고, 오르쏘-크실렌은 분별에 의하여 회수될 수 있다. 대안으로, C9- 및 보다 중질의 스트림 또는 중질-방향족 스트림은 극성 용매와 함께 용매 추출법 또는 용매 증류법을 사용하여 처리하거나 스팀 또는 다른 매체로 스트리핑 처리하여 트랜스알킬화에 대한 C9+ 재순환으로부터 잔사 스트림으로서 고농축된 방향족을 분리한다. 일부 예에서, 전체 중질-방향족 스트림은 트랜스알킬화 유닛에서 직접 처리될 수 있다. 본 발명은 이러한 방향족-처리 방법들 및 이의 다양한 변형들에 유용하여, 이들의 양태는 본원에 참조 문헌으로서 포함된 US 6,740,788에 기재되어 있다.
도 2를 참조하면, 에너지 효율을 향상시키기 위하여 수정된 또 다른 방향족 콤플렉스가 도시되어 있다. 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스는 본원에 참조문헌으로서 전체가 포함된 미국 특허 공개 번호 제2012/0048720호에 기재되어 있다. 참조 부호의 편의를 위하여, 유사한 번호 체계가 도 1 및 도 2에 사용되었고 유사한 구성 요소들은 여기서 자세히 기재되지 않을 것이다. 이 콤플렉스에서 공정 흐름 및 장치의 몇 가지 변형들이 가능하고 여기에서 고려되었다는 것을 주의해야 한다. 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스는 제1 및 제2 크실렌 칼럼(130, 133)을 포함한다. 본 예에서, 제2 크실렌 칼럼은 고압 칼럼인 반면, 제1 크실렌 칼럼(130)은 저압 칼럼이다. 개질 영역(106)에서, 당해 기술 분야에 알려지고 도 1과 관련되어 상기 기재된 바와 같이, 원료 스트림은 도관(102)을 통하여 개질 촉매를 포함하는 개질 유닛(104)으로 이송된다. 개질유는 도관(110)과 원료 스트림의 온도를 상승시키는 열 교환기(112) 및 열 교환기(113)을 통하여 개질유 스플리터(114)로 이송된다. 이 부분에서 나중에 논의된 거처럼, 열 교환은 순(net) 파라-크실렌 및 탈착제가 회수된 파라-크실렌 분리공정으로부터 각각 도관들(212, 213)을 통하여 공급될 수 있다.
도 1과 마찬가지로, 도관(118)을 통하여 오버헤드로 회수된 톨루엔 및 보다 경질의 탄화수소가 추출 증류 공정 단위(120)로 이송되어 도관(112)의 벤젠-톨루엔 방향족 스트림과 도관(121)의 주로 지방족 라피네이트를 분리하는 한편, C8 및 보다 중질의 방향족은 도관(116)의 바닥 유출구를 통하여 바닥 스트림으로서 인출된다. 도관(122)의 방향족 스트림은 도관(144)의 스트리핑된 트랜스알킬화 생성물 및 도관(157)의 파라-크실렌 최종 칼럼으로부터의 오버헤드와 함께, 분별기(123)에서 도관(124)의 벤젠 스트림 및 톨루엔 칼럼(126)으로 이송되는 도관(125)의 톨루엔-및-보다 중질의 방향족 스트림으로 분리된다. 톨루엔은 도관(127)의 본 칼럼으로부터의 오버헤드로 회수되고, 이하에서 도시되고 논의된 바와 같이 부분적 또는 전체적으로 트랜스알킬화 유닛(140)로 이송될 수 있다.
톨루엔 칼럼(126)으로부터의 바닥 스트림은, 클레이 처리기(117)를 통하여 처리된 후의 도관(116)의 개질유 스플리터의 바닥 및 도관(138)의 재순환 C8 방향족과 함께, 도관(128)을 통하여 저압 크실렌 칼럼(130)으로 이송된다. 또한, 콤플렉스 외부의 공급원으로부터 얻어지는 스트림들을 포함하여, 유의한 함량의 C9 및 보다 중질의 방향족을 갖는 기타 C8-방향족 스트림은 본 칼럼에서 처리될 수 있다; 스트림(165)의 헵탄제거기 바닥의 일부는 또한 전체 에너지 수지에 따라서 포함될 수 있다. 저압 크실렌 칼럼은 도관(132)의 바닥으로서 C9, C10 및 보다 중질의 방향족을 포함하는 고비점 스트림과 도관(131)의 오버헤드로서 농축된 C8 방향족을 분리한다.
동시에, 이성질화된 C8-방향족 스트림은 도관(165)을 통하여 고압 제2 크실렌 칼럼(133)으로 이송된다. 이는 칼럼(130)에 대한 원료보다 더 낮은 농도의 분해되는 중질 물질을 함유하는 보다 저비점 원료 스트림으로서 특징지어지고, 따라서 칼럼 압력은 에너지 절약을 위하여 증가될 수 있다. 또한, 콤플렉스 바깥의 공급원으로부터 얻어지는 스트림을 포함하여, 유사하게 낮은 함량의 C9-및-보다 중질의 방향족을 갖는 기타 C8-방향족-함유 스트림은 본 칼럼에 대한 원료 스트림에 함유될 수 있다. 제2 크실렌 칼럼은 도관(139)의 제2 C9-및-보다 중질의 스트림과 도관(134)의 오버헤드로서 제2 C8-방향족 스트림을 분리한다. 바람직하게, 도관(134)의 고압 크실렌 칼럼(130)으로부터의 오버헤드 증기의 적어도 일부는 리보일러(reboiler)(135)에서 저압 크실렌 칼럼(130)을 재가열하는데 사용되어, 칼럼(133)에 대한 환류(reflux)(미도시)뿐만 아니라 농축된 액체로서 도관(136)의 크실렌-분리 공정(150)으로 향한다. 또한, 바람직하게는 도관(134)의 오버헤드는 이후 기재되거나 숙련된 기술자에게 자명한 기타 편익뿐만 아니라 추출 칼럼(152)의 리보일러에 에너지를 공급하는데 사용된다.
리보일러(137)로 이송되는 C9+ 바닥 스트림은, 중질-방향족 칼럼(170) 및 라피네이트 칼럼(159) 중 하나 또는 모두를 각각 재가열하기 위하여 도관(270)의 리보일러 전의 스트림 및 도관(259)의 리보일러로부터의 가열된 스트림 중 하나 또는 모두를 통하여 에너지를 공급할 수 있다; 열 교환 이후의 바닥 스트림은 중질-방향족 칼럼(170)으로 이송될 수 있다. 기타 유사한 열 교환의 편익은 숙련된 기술자에게 자명할 것이다. 도관(138)의 전체 바닥 스트림은 통상 칼럼(130)을 통하여 이송되거나, 도관(139)에서 중질 칼럼(170)에 대한 도관(132)의 스트림과 직접적으로 결합될 수 있다. 중질 칼럼은 C9 및 C10 방향족의 적어도 일부를 함유하는 도관(171)의 오버헤드 스트림과 함께 도관(172)를 통하여 바닥 스트림으로서 인출되는 주로 C11 및 보다 탄소수가 많은 알킬방향족인 고비점 화합물을 제공한다. 본 칼럼은 상기 논의된 바와 같이 도관(270)을 통하여 크실렌 칼럼 바닥에 의해 재가열될 수 있다. 또한 칼럼(130) 및 칼럼(170)으로부터의 오버헤드 증기는 각 칼럼에 대한 환류로서 또는 각각 스트림(131)이나 스트림(171)의 전체 오버헤드로서 작용할 수 있는 농축된 액체와 함께 나타낸 바와 같이 각각 도관(230) 및 도관(271)을 통하여 스팀을 생성할 수 있다.
도관(171)의 중질 칼럼으로부터의 C9+ 방향족은 트랜스알킬화 반응기(140)에 대한 원료로서 도관(127)에 함유된 톨루엔-함유 오버헤드와 결합되어 크실렌을 함유하는 트랜스알킬화 생성물을 생산한다. 도관(141)의 트랜스알킬화 생성물은 스트리퍼(142)에서 스트리핑되어 도관(143)의 기체와 이소머레이트(isomerate) 스트리퍼(166)에서 안정화된 후 경질 방향족의 회수를 위하여 도관(144)를 통하여 추출 증류(120)로 회송되는 C7과 보다 경질의 액체를 제거한다. 스트리퍼로부터의 바닥은 도관(145)에서 벤젠 칼럼(123)으로 이송되어 벤젠 생성물 및 비전환된 톨루엔을 회수한다.
크실렌 칼럼(130, 133)에 의하여 제공되며, 파라-크실렌, 메타-크실렌, 오르쏘-크실렌 및 에틸벤젠을 함유하는 제1 및 제2 C8-방향족 스트림은 도관(131) 및 도관(136)을 통하여 크실렌-이성질체 분리 공정(150)으로 이송된다. 본 기재는 파라-크실렌 외에 하나 이상의 크실렌 이성질체의 회수에 적용될 수 있다; 그러나, 본 기재는 이해의 편의를 위하여 파라-크실렌으로 나타낸다. 분리 공정은 이동층 흡착 공정(moving-bed adsorption process)을 통하여 운전되어 도관(151)을 통하여 파라-크실렌 및 탈착제의 제1 혼합물을 추출 칼럼(152)으로 제공하여, 도관(154)의 회송된 탈착제와 도관(153)의 파라-크실렌을 분리한다. 바람직하게, 추출 칼럼(152)은 칼럼으로부터의 오버헤드가 도관(256)을 통한 최종 칼럼(155) 또는 도관(265)을 통한 헵탄제거기(164)를 재가열하는데 충분한 온도에 있을 수 있도록, 높은 압력, 적어도 300 kPa의 압력 및 더욱 바람직하게 500 kPa 이상에서 운전된다. 도관(256) 및 도관(265)를 통한 재가열을 위하여 공급되는 열은 이러한 스트림의 추출물을 응축시키고, 이들 둘 중 하나 또는 모두는 칼럼(152)으로 환류되거나(미도시) 도관(153)의 최종 스트림으로서 최종 칼럼(155)로 이송된다. 파라-크실렌은 최종 칼럼(155)에서 정제되어, 도관(156)을 통한 파라-크실렌 생성물 및 도관(157)을 통하여 벤젠 칼럼(123)으로 회송되는 경질 물질을 생산한다.
C8 방향족의 비평형 혼합물로서 라피네이트 및 분리 공정(150)으로부터의 탈착제의 제2 혼합물은 도관(158)을 통하여 라피네이트 칼럼(159)으로 이송되어, 도관(161)의 회송된 탈착제와 도관(160)의 이성질화에 대한 라피네이트를 분리한다. 라피네이트 칼럼은 더 높은 압력에서 운전되어 도관(260)을 통하여 스팀을 생성하거나 콤플렉스의 다른 구역에서 열을 교환할 수 있다; 그러한 열 교환으로부터 응축된 액체는 라피네이트 칼럼에 대한 환류로서 작용하거나 도관(160)의 순 오버헤드로서 작용한다. 도관(154), 도관(161) 및 최종 최종 칼럼 바닥의 회수된 탈착제는 각각 도관(213) 및 도관(212)를 통하여 도관(110)의 들어오는 원료 스트림을 가열할 수 있다. 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스에서, 제1 분별 칼럼은 낮은 압력에서 운전되어 제1의 C9-및-보다 중질의 방향족 스트림과 제1의 C8-방향족 스트림을 분리할 수 있고, 제2 분별 칼럼은 높은 압력에서 운전되어 제2의 C9-및-보다 중질의 방향족 스트림과 제2의 C8-방향족 스트림을 분리할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 칼럼으로부터의 오버헤드 스트림은 순환되어 제1 칼럼의 리보일러로 열을 공급할 수 있다. 낮은 압력은 일반적으로 100 내지 800 kPa이고, 높은 압력은 제1 칼럼으로부터 제2 칼럼으로 열을 전달할 수 있도록 선택되고 일반적으로 상기 낮은 압력보다 적어도 400 kPa 높다.
제2 칼럼에 대한 스트림은 10 중량% 미만의 C9+ 방향족, 흔히 5 중량% 미만의 C9+ 방향족, 및 더욱 흔히 2 중량% 미만의 C9+ 방향족을 함유할 수 있다. 콤플렉스는 또한 관련된 공정 콤플렉스에 유용한 스팀을 생성하기 위한 열을 오버헤드가 제공하는 것을 가능하게 할 수 있는 압력에서 제2 분별 칼럼을 운전하도록 할 수 있다. 또한, C8-방향족 분별기는 상기 기재와 유사한 방법으로 오버헤드와 리보일러 사이에 추가 열 교환을 포함하는 셋 이상의 칼럼들을 포함할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 일 양태에 따른 방향족 콤플렉스 및 공정이 도시되고 기술될 것이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 본 양태에 따라, 크실렌 분별 칼럼은 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)을 포함한다. 이는 칼럼의 바닥으로부터 연장되고 분별 칼럼의 트레이 부분을 양측으로 나누는 배플(333)을 포함한다. 배플은 스플릿 쉘 분별 칼럼의 전체 높이보다 작은 높이까지 연장되어 공통 오버헤드가 배플의 상부로부터 수집될 수 있다. 제1 스트림은 배플(333)의 제1 측(305)에서 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)으로 들어간다. 제2 스트림은 배플(333)의 제2 측(310)에서 상기 칼럼(330)으로 들어간다. 일 접근 방식으로서, 제1 스트림은 제2 스트림보다 메틸- 대 C2+ 알킬-치환된 C9 및 C10 방향족 화합물의 더 높은 몰 비율(molar ratio)을 갖고, 따라서, 더 높은 메틸 대 페닐 비율을 갖는다. 일 접근 방식으로서, 제1 스트림은 메틸기 대 페닐기의 비율이 2.0 내지 3.0, 다른 실시예에서 1.5 내지 3.5이고, 또 다른 실시예에서 1.0 내지 4.0이다. 한편, 일 실시예로서, 제2 스트림은 메틸기 대 페닐기의 비율이 1.5 내지 2.5이고, 다른 실시예에서 1.0 내지 3.0이고, 또 다른 실시예에서 0.5 내지 3.5이다.
도 3에 도시된 실시예에서, 제1 스트림은 트랜스알킬화 영역 유출물의 일부를 포함한다. 트랜스알킬화 영역 유출물은 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)으로 들어가기 전에 분별에 의한 것과 같이 처리되고/처리되거나 분리될 수 있다. 일 접근 방식에서, 제1 스트림은 톨루엔 칼럼(26)으로부터의 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함하며, 이는 라인(line)(28)을 통하여 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1 측(305)에서의 유입구로 이송된다. 제2 스트림은 라인(16)을 통하여 이송된 개질유 스플리터(14)로부터의 바닥 스트림과 같은, 개질유 바닥 부분을 포함할 수 있다. 개질유 바닥 스트림은 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 제2 측(310)으로 들어가기 전에 클레이 처리기(17)에 의한 것과 같이 처리될 수 있다. 톨루엔 칼럼 바닥 스트림은 개질유 바닥 스트림보다 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율이 더 높은 것으로 확인되었다. 배플(333)은 원료 유입구(315, 320) 모두의 높이와 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 정상 작동 액위(liquid level)보다 높게 연장되어 액체가 배플(333)을 넘어 넘쳐서 혼합되는 것을 제한한다.
도 1에 관하여 상기 기재된 바와 같이, 혼합된 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)으로부터의 공통 오버헤드는 도관(31)을 통하여 파라-크실렌 이성질체 분리 영역으로 이송되어 다른 크실렌 이성질체 및 에틸벤젠으로부터 파라-크실렌을 분리한다.
배플(333)은 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 바닥으로부터 칼럼의 정상 작동 액위보다 높은 높이까지 연장되기 때문에, 제1 (트랜스알킬화 유출물) 측(305) 및 제2 (개질유) 측(310)으로부터의 액체 바닥은 분리된 상태로 유지된다. 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 트랜스알킬화 유출물 측(305)으로부터의 바닥은 유출구(338)를 통하여 제1 크실렌 칼럼 바닥 스트림으로서 인출되는데, 상기 스트림은 도관(71)을 통하여 트랜스알킬화 영역(340)의 트랜스알킬화 반응기(40)로 이송된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스알킬화 측 바닥 스트림은 트랜스알킬화 반응기(40)의 유입구(341)로 이송된다. 트랜스알킬화 유출물 측 바닥 스트림은 트랜스알킬화 영역(340)으로 이송되기 전에 추가 처리될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스알킬화 측 바닥 스트림은 도관(331)을 통하여 중질 방향족 탄화수소 분별 칼럼(70)으로 이송될 수 있다. 이와 관련하여, C9 및 C10 방향족 화합물은 분별 칼럼(70)으로부터의 오버헤드 스트림으로서 제거될 수 있고 트랜스알킬화 반응기(40)로 이송될 수 있다. C11+ 방향족 화합물을 포함하는 보다 중질의 화합물은 도관(72)을 통하여 바닥 스트림으로서 인출될 수 있다. 중질 방향족 분별 칼럼 바닥 스트림은 방향족 콤플렉스가 정유 공장과 통합된 때, 다른 장소, 예를 들어 가솔린 풀(pool)과 함께 혼합되는 장소와 같은 다른 장소로 이송될 수 있다. 트랜스알킬화 유출물 측 바닥 스트림의 다른 일부는 도관(335)을 통하여 리보일러(336)로 이송될 수 있고 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 제1 측(305)으로 다시 이송될 수 있다.
일 양태에 의하여, 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 개질유 측(310)으로부터의 바닥 스트림은 개질유 측 바닥 유출구(339)를 통하여 인출되고 트랜스알킬화 영역(340) 외의 다른 목적지로 이송된다. 방향족 콤플렉스가 보다 대규모의 정유 공장과 통합되는 도 3에 도시된 일 접근에서, 개질유 측 바닥 스트림은 라인(332)을 통하여 가솔린 풀이나 정유 공장 또는 석유화학 공장의 다른 석유화학 스트림으로 이송될 수 있다. 바닥 스트림은 주로 C9+ 방향족 화합물을 포함할 것이기 때문에, 가솔린 풀과 혼합하기에 특히 적합하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 개질유 측 바닥 스트림의 다른 일부는 도관(337)을 통하여 리보일러(334)로 이송될 수 있고, 다시 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)의 개질유 측(310)으로 이송될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이성질화된 크실렌을 포함하는 A8+ 스트림은 이성질화 반응기(62)에서 처리되고 헵탄제거기(64)에서 분리된다. 이성질화 영역(362)으로부터의 헵탄제거기 바닥 스트림의 C9 방향족은 일반적으로 트랜스알킬화 영역 유출물과 유사하게, 개질유 바닥 스트림보다 더 높은 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율을 갖는다는 것이 확인되었다. 일 양태에 의하여, 제1 스트림의 적어도 일부는 헵탄제거기 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 헵탄제거기 바닥 스트림은 유출구(364)를 통하여 인출될 수 있고, 도관(65)을 통하여 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1 (트랜스알킬화) 측(305)으로 이송될 수 있다. 상기 스트림은 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1 측(305), 추가적 또는 대안적으로 이전에 기재된 트랜스알킬화 영역 유출물 스트림으로 도입될 수 있다. 양 스트림들이 크실렌 분별 칼럼(330)의 제1 측(305)으로 이송되는 경우에, 이들은 분리된 유입구들 통하여 별도로 제1 측(305)으로 이송되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 공통 유입구(315)를 통하여 결합되고 함께 도입될 수 있다. 이성질화 영역 바닥 스트림이 스플릿 쉘 분별 칼럼(330)으로 어떻게 도입되는 지와 무관하게, 이전에 기재된 것처럼 액체가 흘러 넘쳐 혼합되는 것을 제한하기 위하여 유입구가 배플(333)의 꼭대기보다 낮게 위치하여야 한다는 것을 유의하여야 한다.
이제 도 4를 참조하면, 일 양태에 따라 스플릿 쉘 분별 칼럼을 포함하는 에너지-효율적인 방향족 콤플렉스 및 공정이 도시된다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 양태에 따르면, 제1 크실렌 분별 칼럼은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)을 포함한다. 스플릿 쉘 분별 칼럼은 칼럼의 바닥으로부터 연장되고 분별 칼럼(430)의 트레이 영역을 양 측으로 나누는 배플(433)을 포함한다. 상기 배플은 공통 오버헤드가 배플 상에서 수집될 수 있도록 스플릿 쉘 분별 칼럼의 전체 높이보다 작은 높이까지 연장된다. 제1 스트림은 배플(433)의 제1 측(405)에서 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)으로 들어간다. 제2 스트림은 배플(433)의 제2 측(410)에서 상기 칼럼(430)으로 들어간다. 일 접근 방법으로서, 제1 스트림은 제2 스트림보다 더 높은 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 및 C10 방향족 화합물의 몰 비율을 갖고, 그러므로, 더 높은 메틸 대 페닐 비율을 갖는다. 일 접근 방식으로서, 제1 스트림은 메틸기 대 페닐기의 비율이 2.0 내지 3.0이고, 다른 실시예에서 1.5 내지 3.5이고, 또 다른 실시예에서 1.0 내지 4.0이다. 한편, 일 실시예에서, 제2 스트림은 메틸기 대 페닐기의 비율이 1.5 내지 2.5이고, 다른 실시예에서 1.0 내지 3.0이고, 또 다른 실시예에서 0.5 내지 3.5이다.
도 4에 도시된 실시예에서, 제1 스트림은 트랜스알킬화 영역 유출물의 일부를 포함한다. 트랜스알킬화 영역 유출물은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)으로 들어가기 전에 분별에 의한 것과 같이 처리되고/처리되거나 분리될 수 있다. 일 접근 방식에서, 제1 스트림은 톨루엔 칼럼(126)으로부터의 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함하며, 이는 라인(line)(128)을 통하여 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제1 측(405)에서의 유입구(415)로 이송된다. 제2 스트림은 라인(116)을 통하여 이송된 개질유 스플리터(114)로부터의 바닥 스트림과 같은, 개질유 바닥 부분을 포함할 수 있다. 개질유 바닥 스트림은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제2 측(410)으로 들어가기 전에 클레이 처리기(117)에 의한 것과 같이 처리될 수 있다. 톨루엔 칼럼 바닥 스트림은 개질유 스플리터 바닥 스트림보다 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율이 더 높은 것으로 확인되었다. 배플(433)은 원료 유입구(415, 420) 모두의 높이와 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 정상 작동 액위보다 높게 연장되어 액체가 배플(433)을 넘어 넘쳐서 혼합되는 것을 제한한다.
도 2에 관하여 상기 기재된 바와 같이, 혼합된 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)으로부터의 공통 오버헤드는 도관(131)을 통하여 파라-크실렌 이성질체 분리 유닛(150)로 이송되어 다른 크실렌 이성질체 및 에틸벤젠으로부터 파라-크실렌을 분리한다.
배플(433)은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 바닥으로부터 칼럼의 정상 작동 액위보다 높이 연장되기 때문에, 제1 (또는 트랜스알킬화 유출물) 측(405) 및 제2 (또는 개질유) 측(410)으로부터의 액체 바닥은 분리된 상태로 유지된다. 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 트랜스알킬화 유출물 측(405)으로부터의 바닥은 유출구(439)를 통하여 트랜스알킬화 유출물 측 스트림으로서 인출되고 이의 적어도 일부는 유입구(441)를 통하여 트랜스알킬화 반응기(140)로 이송된다. 트랜스알킬화 측 바닥 스트림은 트랜스알킬화 영역(440)으로 이송되기 전에 추가 처리되거나 분리될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스알킬화 측 바닥 스트림은 유입구(471)를 통하여 중질 방향족 탄화수소 분별 칼럼(170)으로 이송될 수 있다. 이와 관련하여, C9 및 C10 방향족 화합물은 유출구(472)를 통하여 분별 칼럼(170)으로부터의 오버헤드 스트림으로서 제거될 수 있고 트랜스알킬화 반응기(140)로 이송될 수 있다. C11+ 방향족 화합물을 포함하는 보다 중질의 화합물은 도관(172)을 통하여 바닥 스트림으로서 인출될 수 있다. 중질 방향족 분별 칼럼 바닥 스트림은 방향족 콤플렉스가 정유 공장에서 통합된 때, 다른 장소, 예를 들어 가솔린 풀과 함께 혼합되는 장소와 같은 다른 장소로 이송될 수 있다. 제1 크실렌 칼럼 바닥 스트림의 다른 일부는 도관(435)을 통하여 리보일러(135)로 이송될 수 있고 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제1 측(405)으로 다시 이송될 수 있다.
일 양태에 의하여, 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 개질유 측(410)으로부터의 바닥은 트랜스알킬화 영역(440) 외의 다른 목적지로 이송된다. 방향족 콤플렉스가 보다 대규모 정유 공장의 일부인 도 4에 도시된 일 접근에서, 개질유 측 바닥 스트림은 라인(436)을 통하여 가솔린 풀이나 정유 공장 또는 석유화학 공장의 다른 석유화학 스트림으로 이송될 수 있다. 바닥 스트림은 주로 C9+ 방향족 화합물을 포함할 것이기 때문에, 가솔린 풀과 혼합하기에 특히 적합하다. 도시되지 않았으나, 개질유 측 바닥 스트림의 일부는 분리되어 리보일러로 이송될 수 있고, 다시 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 개질유 측(410)으로 이송될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이성질화된 크실렌을 포함하는 A8+ 스트림은 이성질화 반응기(162)에서 처리되고 헵탄제거기(164)에서 분리된다. 이성질화 영역으로부터의 헵탄제거기 바닥 스트림의 C9 방향족은 일반적으로 개질유 바닥 스트림보다 더 높은 메틸 대 C2+ 알킬-치환된 C9 방향족 화합물의 비율을 갖는다는 것이 확인되었다. 이와 관련하여, 헵탄제거기 바닥 스트림의 적어도 일부는 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제1 측(405)으로 이송될 수 있다. 도 4에 도시된 에너지 효율이 높은 콤플렉스에서, C8+ 방향족을 포함하는 헵탄 제거기 바닥 스트림은 유출구(464)를 통하여 인출될 수 있고, 도관(165)를 통하여 제2 크실렌 분별 칼럼(133) 및 이어서 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1 측(405)으로 이송될 수 있다. C8 방향족을 포함하는 오버헤드 스트림은 인출될 수 있고, 앞서 기재된 것처럼 라인(134)을 통하여 이송될 수 있다.
C9+ 방향족 탄화수소를 포함하는 바닥 스트림은 유출구(465)를 통하여 칼럼(133)으로부터 인출될 수 있다. 일 접근 방식에서, 상기 스트림의 적어도 일부는 도관(138)을 통하여 이송되고, 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)으로 도입된다. 칼럼(133)으로부터의 바닥 스트림은 일반적으로 앞서 기재된 트랜스알킬화 스트림보다 상대적으로 더 낮은 C9 방향족 탄화수소 농도를 갖는다. 이와 관련하여, 일 접근 방식에 의하면, 앞서 기재된 트랜스알칼화 영역 유출물 스트림에 추가적 또는 대안적으로, 칼럼(133)으로부터의 바닥 스트림은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제1 측(405)에 도입된다. 다른 접근 방식에서, 앞서 기재된 개질유 스트림에 추가적 또는 대안적으로, 칼럼(133)으로부터의 바닥 스트림은 스플릿 쉘 분별 칼럼(430)의 제1 측(410)에 도입된다. 칼럼(133)으로부터의 바닥 스트림은 트랜스알킬화 영역 유출물 스트림 및 개질유 스트림의 경우처럼 배플(433)의 상부의 밑으로 도입될 수 있거나, 공통 오버헤드 영역에서 배플(433)의 상부 위로 도입될 수 있다. 바닥 스트림이 크실렌 분별 칼럼의 제1 측 및 상기 칼럼의 제2 측 중 하나로 이송될 때, 바닥 스트림은 분리된 유입구를 통하여 칼럼으로 별도로 이송될 수 있거나, 공통 유입구를 통하여 다른 스트림과 결합되고 도입될 수 있는데 이 예는 도 4에 도시되었다. 다른 접근 방식에서, 제2 크실렌 분별 바닥 스트림의 적어도 일부는 방향족 콤플렉스가 정유 공장에서 통합된 때 다른 장소, 예를 들어 가솔린 풀과 혼합되는 장소와 같은 다른 장소로 도관(437)을 통해 제거되고 이송될 수 있다.
구체적 구현예
하기에 구체적 구현예가 기재될 때, 본 기재는 전술한 기재 및 첨부된 청구항들의 범위를 예시하는 것이고 이를 제한하는 것이 아님이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 구현예는 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법으로서, 메틸기 대 페닐기의 제1 비율로 C9 방향족 및 크실렌을 포함하는 제1 스트림을 일측과 타측을 분리하는 수직 배플을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로 이송하는 단계; 제1 비율보다 메틸기 대 페닐기의 비율이 낮은 제2 비율로 C9 방향족 화합물 및 크실렌을 포함하는 제2 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로 이송하는 단계; 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로부터 공통 오버헤드 스트림을 분리하는 단계; 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로부터 제1 바닥 스트림을 분리하는 단계; 및 스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로부터 제2 바닥 스트림을 분리하는 단계를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 원료로서 제1 바닥 스트림을 트랜스알킬화 영역에 이송하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 가솔린 성분으로서 상기 제2 바닥 스트림의 적어도 일부를 회수하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제1 스트림의 적어도 일부는 트랜스알킬화 영역 유출물의 적어도 일부를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제2 스트림의 적어도 일부는 개질유 스트림의 적어도 일부를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제1 스트림의 적어도 일부는 이성질화 영역 유출물의 적어도 일부를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 이성질화 영역 유출물의 일부는 제2 크실렌 분별 칼럼으로 이송되고, 제1 스트림의 적어도 일부는 제2 크실렌 분별 칼럼으로부터의 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제1 스트림의 메틸기 대 페닐기의 비율은 1.0 내지 4.0이다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제1 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제2 스트림의 메틸기 대 페닐기의 비율은 0.5 내지 3.5이다.
본 발명의 제2 구현예는 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법으로서, C9 방향족 화합물을 포함하는 트랜스알킬화 영역 유출물 스트림의 적어도 일부를 포함하는 제1 스트림을 트랜스알킬화 유출물 측과 개질유 측을 분리하는 수직 배플을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼의 트랜스알킬화 유출물 측으로 이송하는 단계; C9 방향족 화합물을 포함하는 개질유 스트림의 적어도 일부를 포함하는 제2 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 개질유 측으로 이송하는 단계; 크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로부터 공통 오버헤드 스트림을 분리하는 단계; 스플릿 쉘 분별 칼럼의 트랜스알킬화 유출물 측으로부터 C9 방향족 화합물을 포함하는 트랜스알킬화 유출물 측 바닥 스트림을 분리하는 단계; 스플릿 쉘 분별 칼럼의 개질유 측으로부터 C9 방향족 화합물을 포함하는 개질유 측 바닥 스트림을 분리하는 단계를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제2 구현예를 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 어느 것 또는 모두로서, 원료 스트림으로서 트랜스알킬화 유출물 바닥 스트림의 적어도 일부를 트랜스알킬화 영역으로 이송하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제2 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 개질유 측 바닥 스트림의 적어도 95 부피%를 트랜스알킬화 영역 이외의 목적지로 이송하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제2 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 가솔린 성분으로서 개질유 측 바닥 스트림의 적어도 일부를 회수하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제2 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, C9 방향족 화합물을 포함하는 이성질화 영역 유출물의 적어도 일부를 포함하는 제3 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼으로 이송하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제2 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 이성질화 영역 유출물의 일부가 제2 크실렌 분별 칼럼으로 이송되고, 제1 스트림의 적어도 일부는 제2 크실렌 분별 칼럼으로부터의 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함한다.
본 발명의 제3 구현예는 하나 이상의 크실렌을 제조하는 시스템으로서, 하나 이상의 탄화수소 화합물을 개질하여 방향족 화합물을 증가시키는 개질 촉매를 포함하는 개질 영역; C7 및 C9 방향족 화합물을 트랜스알킬화하기 위한 트랜스알킬화 촉매를 포함하는 트랜스알킬화 영역; 외부 반응기 쉘 및 배플을 갖는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로서, 상기 배플은 스플릿 쉘 분별 칼럼의 바닥 부분으로부터 분별 칼럼의 높이보다 작은 높이까지 상부 방향으로 연장되고 상기 칼럼을 제1 측 및 제2 측으로 분리하는 것인 스플릿 쉘 분별 칼럼; 트랜스알킬화 영역의 유출구와 유체 연통되는 분별 칼럼의 제1 측에 대한 유입구; 개질 영역의 유출구와 유체 연통되는 분별 칼럼의 제2 측에 대한 유입구; 크실렌 농후 스트림을 인출하기 위한 분별 칼럼의 오버헤드 유출구; 제1 측 바닥 스트림을 인출하기 위한 분별 칼럼의 상기 제1 측과 연통되는 제1 바닥 유출구; 및 제2 측 바닥 스트림을 인출하기 위한 상기 분별 칼럼의 상기 제2 측과 연통되는 제2 바닥 유출구를 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제3 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제1 바닥 유출구는 트랜스알킬화 영역의 유입구와 연통된다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제3 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 제2 바닥 유출구는 가솔린 풀과 유체 연통된다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제3 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 이성질화 반응기 및 이성질화 촉매를 포함하는 이성질화 영역; 및 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1 측에 대한 유입구, 제2 측에 대한 유입구, 또는 다른 유입구 중 적어도 하나와 유체 연통되는 이성질화 영역의 유출구를 더 포함한다. 본 발명의 구현예는 본 단락의 제3 구현예에 거쳐 본 단락의 앞선 구현예들 중 하나, 임의의 것 또는 모두로서, 이성질화 영역과 스플릿 쉘 분별 칼럼 사이의 제2 크실렌 분별 칼럼으로서, 이성질화 영역 유출구와 유체 연통되는 유입구를 포함하는 제2 크실렌 분별 칼럼; 크실렌을 포함하는 오버헤드 스트림을 제거하기 위한 오버헤드 유출구; 및 제2 크실렌 칼럼으로부터의 바닥 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼으로 이송하기 위한 스플릿 쉘 분별 칼럼의 제1측에 대한 유입구, 제2측에 대한 유입구, 또는 기타 유입구 중 적어도 어느 하나와 연통되는 바닥 유출구를 더 포함한다.
여기서 개시된 본 발명은 구체적인 구현예, 실시예 및 이의 적용에 의하여 기재되었으나, 청구항에 개시된 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 의하여 이의 많은 수정 및 변형이 만들어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법으로서,
    메틸기 대 페닐기의 제1 비율로 C9 방향족 및 크실렌을 포함하는 제1 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로 이송하는 단계로서, 상기 스플릿 쉘 분별 칼럼은 일측과 타측을 분리하는 수직 배플을 포함하는 것인 단계;
    제1 비율보다 메틸기 대 페닐기의 비율이 낮은 제2 비율로 C9 방향족 화합물 및 크실렌을 포함하는 제2 스트림을 스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로 이송하는 단계;
    크실렌을 포함하는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로부터 공통 오버헤드 스트림을 분리하는 단계;
    스플릿 쉘 분별 칼럼의 일측으로부터 제1 바닥(bottom) 스트림을 분리하는 단계; 및
    스플릿 쉘 분별 칼럼의 타측으로부터 제2 바닥 스트림을 분리하는 단계
    를 포함하는 것인 하나 이상의 크실렌을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 원료로서 제1 바닥 스트림을 트랜스알킬화 영역에 이송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 가솔린 성분으로서 상기 제2 바닥 스트림의 적어도 일부를 회수하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 스트림의 적어도 일부는 트랜스알킬화 영역(zone) 유출물의 적어도 일부를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제2 스트림의 적어도 일부는 개질유 스트림의 적어도 일부를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1 스트림의 적어도 일부는 이성질화 영역 유출물의 적어도 일부를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 이성질화 영역 유출물의 일부는 제2 크실렌 분별 칼럼으로 이송되고, 제1 스트림의 적어도 일부는 제2 크실렌 분별 칼럼으로부터의 바닥 스트림의 적어도 일부를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제1 스트림의 메틸기 대 페닐기의 비율은 1.0 내지 4.0인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제2 스트림의 메틸기 대 페닐기의 비율은 0.5 내지 3.5인 방법.
  10. 하나 이상의 크실렌을 제조하는 시스템으로서,
    하나 이상의 탄화수소 화합물을 개질하여 방향족 화합물을 증가시키는 개질 촉매를 포함하는 개질 영역;
    C7 및 C9 방향족 화합물을 트랜스알킬화하기 위한 트랜스알킬화 촉매를 포함하는 트랜스알킬화 영역;
    외부 반응기 쉘 및 배플을 갖는 스플릿 쉘 분별 칼럼으로서, 상기 배플은 스플릿 쉘 분별 칼럼의 바닥 부분으로부터 분별 칼럼의 높이보다 작은 높이까지 상부 방향으로 연장되고 상기 칼럼을 제1 측 및 제2 측으로 분리하는 것인 스플릿 쉘 분별 칼럼;
    트랜스알킬화 영역의 유출구와 유체 연통되는 분별 칼럼의 제1 측에 대한 유입구;
    개질 영역의 유출구와 유체 연통되는 분별 칼럼의 제2 측에 대한 유입구;
    크실렌 농후 스트림을 인출하기 위한 분별 칼럼의 오버헤드 유출구;
    제1 측 바닥 스트림을 인출하기 위한 분별 칼럼의 상기 제1 측과 연통되는 제1 바닥 유출구; 및
    제2 측 바닥 스트림을 인출하기 위한 상기 분별 칼럼의 상기 제2 측과 연통되는 제2 바닥 유출구
    를 포함하는 하나 이상의 크실렌을 제조하는 시스템.
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