KR102319222B1 - Tol/a9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스 - Google Patents

Tol/a9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스 Download PDF

Info

Publication number
KR102319222B1
KR102319222B1 KR1020167025104A KR20167025104A KR102319222B1 KR 102319222 B1 KR102319222 B1 KR 102319222B1 KR 1020167025104 A KR1020167025104 A KR 1020167025104A KR 20167025104 A KR20167025104 A KR 20167025104A KR 102319222 B1 KR102319222 B1 KR 102319222B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stream
tower
aromatics
sidedraw
benzene
Prior art date
Application number
KR1020167025104A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160123340A (ko
Inventor
제프리 앨런 아멜스
Original Assignee
비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드
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 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 filed Critical 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드
Publication of KR20160123340A publication Critical patent/KR20160123340A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102319222B1 publication Critical patent/KR102319222B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0059—General arrangements of crystallisation plant, e.g. flow sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
    • C07C15/067—C8H10 hydrocarbons
    • C07C15/08—Xylenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
    • C07C6/126—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring of more than one hydrocarbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D2009/0086—Processes or apparatus therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

TOL/A9+ 알킬 교환반응 반응기로부터 유출물의 에너지 효율적 분리를 위한 프로세스들 및 장치가 개시된다. 장치는, 1) 미반응 톨루엔을 포함하는 오버헤드 스트림, 2) 미반응 C9+ 방향족을 포함하는 스트림으로서, 상기 스트림의 일부분은 반응기로 재순환될 수도 있는, 상기 스트림, 및 3) 파라크실렌 생성물의 회수를 위해 결정화 또는 선택적 흡착 파라크실렌 분리 유닛으로 향하게 될 수도 있는 C8 방향족을 포함하는 사이드드로 스트림을 생성하는, 리보일링된 예비분별 탑과 사이드드로 타워를 포함한다.

Description

TOL/A9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스 {ENERGY EFFICIENT FRACTIONATION PROCESS FOR SEPARATING THE REACTOR EFFLUENT FROM TOL/A9+ TRANSLAKYLATION PROCESSES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014 년 2 월 13 일에 출원된 미국 가출원 제 61/939,314 호를 우선권 주장하고, 이것은 이로써 참조로 전부 원용된다.
올레핀 크래커들로부터 열분해 가솔린에서 유도된 것과 같은, 혼합 크실렌 공급물들의 다른 소스들이 가능할지라도, 방향족 콤플렉스들은 일반적으로 촉매 개질기로부터 공급물을 유도한다. 개질기로부터 개질체 생성물은 벤젠 (Bz), 톨루엔 (TOL), C8 방향족 (에틸벤젠 (EB), 및 파라크실렌 (pX), 메타크실렌 (mX) 과 오르톡실렌 (oX) 의 세 가지 크실렌 이성질체들), 및 주로 C9 이고 보다 적게 C10+ 방향족인 C9+ 방향족을 함유한다. 오르톡실렌과 메타크실렌의 시장이 파라크실렌만큼 크지 않을지라도, 대부분의 방향족 콤플렉스들은 파라크실렌과 벤젠, 간혹 오르톡실렌과 메타크실렌의 생산에 초점을 맞춘다. 파라크실렌은, 폴리에스테르를 만들기 위해서 정제되고 에틸렌 글리콜과 중합되는 테레프탈산으로 산화된다. 폴리에스테르는 의류, 필름과 병들을 만드는데 사용된다. 벤젠은 폴리스티렌, 나일론, 폴리카보네이트, 및 페놀 수지들과 같은 최종 생성물들과 많은 유용한 유도체들을 만드는데 사용된다.
주어진 양의 개질체로부터 가장 많은 양의 파라크실렌과 벤젠을 만들기 위해서, 방향족 콤플렉스들은, TOL/A9+ 알킬 교환반응 (TOL/A9+ TA) 유닛들을 포함해, 개질체에서 톨루엔 및/또는 C9+ 방향족을 크실렌과 벤젠으로 변환하는 유닛들을 포함할 수도 있다.
TOL/A9+ 알킬 교환반응은 보통 수소의 존재 하에 일어난다. 촉매의 선택에 따라 다수의 다른 반응들을 겪을 수 있는 다수의 A9 및 AlO 이성질체들이 존재하기 때문에, C9+ 방향족의 프로세싱은 복잡하다.
TOL/A9+ 알킬 교환반응 (TA) 반응기에서 일어나는 반응들은 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다:
TOL + TOL = Bz + XYL (1)
MEB + H2 → TOL + C2 (2)
TOL + TMB = 2XYL (3)
C3Bz + H2 → Bz + C3 (4)
DMEB + H2 → XYL + C2 (5)
DEB + H2 → EB + C2 (6)
EB + C2 → Bz + C2 (7)
C4Bz + H2 → Bz + C4 (8)
C3XYL + H2 → XYL + C3 (9)
TMB + TOL = TTMB + Bz (10)
여기에서:
XYL = 크실렌 이성질체들
MEB = 메틸에틸벤젠 (3 개의 이성질체들)
TMB = 트리메틸벤젠 (3 개의 이성질체들)
C3Bz = 프로필벤젠 (이소-프로필벤젠 = 큐멘 및 n-프로필벤젠)
H2 = 수소
C2 = 에탄
C3 = 프로판
DMEB = 디메틸에틸벤젠 (6 개의 이성질체들)
DEB = 디에틸벤젠 (3 개의 이성질체들)
C4Bz = 부틸벤젠 (4 개의 이성질체들)
C3XYL = 프로필크실렌 (시멘으로 알려진 n-프로일크실렌 및 이소-프로필크실렌 포함)
TTMB = 테트라메틸벤젠 (3 개의 이성질체들)
MEB 수소화분해 (반응 2) 는 TOL 을 생성하고, 이것은 TMB 와 반응하여 크실렌을 형성하거나 (반응 3) 불균화 반응으로 크실렌과 벤젠을 형성하는 (반응 1) 것에 주목한다. 따라서, A9+ 는 단독으로 TOL/A9+ 반응기로의 공급물일 수 있고, 즉, 공급물 중 TOL 은 제로 (zero) 일 수 있다.
MEB 와 프로필벤젠 수소화분해 (반응 2 및 반응 4) 는 매우 높은 변환으로 구동될 수 있다. 하지만, 크실렌 이성질체들을 생성하는 알킬 교환반응 반응들 (예, 반응 1 및 반응 3) 은 평형 제한된다. 따라서, TOL/A9+ TA 로부터 반응기 유출물은 C2 와 C3 을 포함한 경질분 (light ends), Bz, XYL, 및 미반응 TOL 과 A9+ 를 함유할 것이다. 반응기 유출물은 경질분, Bz, XYL, 및 미반응 TOL 과 A9+ 가 풍부한 스트림들로 분리된다. TOL 및 A9+ 의 성분들은 반응기로 재순환된다. 이 스트림들로 반응기 유출물의 분리는 에너지 집약적이고 이 프로세스들을 위한 변동 비용의 상당 부분을 나타낸다.
그러므로, TOL/A9+ 알킬 교환반응 반응기들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 다른 에너지 및 비용 효율적 스킴들 (schemes) 에 대한 필요성이 남아있다.
본 개시는, 경질분, 벤젠, TOL, A8, 및 A9+ 가 농축된 스트림들로 TOL/A9+ TA 반응기로부터 유출물의 에너지 효율적 분리를 다룬다. 일 양태에서, 개시는 (a) 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하도록 톨루엔, C8 방향족, 및 C9+ 방향족을 포함하는 예비분별 탑 공급 스트림을 리보일링된 예비분별 탑에 제공하는 단계; 및 (b) 톨루엔을 포함하는 사이드드로 (sidedraw) 탑 상단 스트림 및 C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림을 생성하도록 상기 예비분별 탑 상단 스트림과 상기 예비분별 탑 바닥 스트림을 사이드드로 탑에 제공하는 단계를 포함하는 프로세스에 관한 것이다. 프로세스는 또한 C9+ 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 바닥 스트림을 생성하는 단계를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 프로세스는 추가 분별 없이 TOL/A9+ 알킬 교환반응 반응기로 재순환을 위한 A9 를 포함한 사이드드로 탑 제 2 측면 스트림 및 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 사이드드로 탑 바닥 스트림을 생성하는 단계를 포함할 수도 있다.
개시의 다양한 양태들에서, 프로세스는 파라크실렌 생성물 스트림과 파라크실렌 희박 스트림을 생성하도록 C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림으로부터 파라크실렌을 회수하는 단계를 포함한다.
개시의 일 특정한 양태에서, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족, 및 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 공급 스트림은, 벤젠을 포함하는 벤젠 탑 상단 스트림 및 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 바닥 스트림을 생성하도록 벤젠 탑으로 제공되고, 벤젠 탑 바닥 스트림은 예비분별 탑 공급 스트림이다.
다른 양태에서, 벤젠 탑 공급 스트림은, 경질분을 포함하는 안정기 탑 상단 스트림(들) 및 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 바닥 스트림을 생성하도록 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 공급 스트림을 안정기 탑에 제공하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 수득되고, 상기 안정기 탑 바닥 스트림은 벤젠 탑 공급 스트림이다.
개시의 이런 양태들 및 다른 양태들에서, 프로세스는 안정기 탑 공급 스트림을 생성하도록 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 파라크실렌 유닛 스트림과 혼합하는 단계를 포함할 수도 있다.
일 양태에서, 프로세스는 대기압을 초과한 압력에서 사이드드로 탑을 작동하고 사이드드로 탑 상단 스트림에서 응축 증기를 사용하여서 스팀을 생성하고, 벤젠 탑을 리보일링하고 그리고/또는 안정기 탑을 리보일링하는 단계를 포함한다.
개시의 다른 실시형태는, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 예비분별 공급 스트림을 수용하고 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하기 위한 리보일링된 예비분별 탑; 및 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 수용하고 톨루엔을 포함하는 사이드드로 탑 상단 스트림, 및 C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림을 생성하기 위한 사이드드로 탑을 포함하는 장치에 관한 것이다. 이 실시형태의 다양한 양태들에서, 사이드드로 탑은 C9+ 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 바닥 스트림을 추가로 생성한다. 대안적으로, 사이드드로 탑은 추가 분별 없이 TOL/A9+ 알킬 교환반응 반응기로 재순환을 위한 A9 를 포함한 사이드드로 탑 제 2 사이드드로 스트림, 및 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 사이드드로 탑 바닥 스트림을 추가로 생성한다.
다른 양태에서, 장치는 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 공급 스트림을 수용하고, 상기 벤젠 탑 공급 스트림을, 벤젠을 포함하는 벤젠 탑 상단 스트림 및 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 바닥 스트림으로 분리하기 위한 벤젠 탑을 포함하고, 상기 벤젠 탑 바닥 스트림은 예비분별 탑 공급 스트림이다.
장치는 또한 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 공급 스트림을 수용하고, 경질분을 포함하는 안정기 탑 상단 스트림 및 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 바닥 스트림을 생성하기 위한 안정기 탑을 포함할 수도 있고; 상기 안정기 탑 바닥 스트림은 벤젠 탑 공급 스트림이다.
장치는 또한 안정기 탑 공급 스트림을 생성하도록 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 파라크실렌 유닛 스트림과 혼합하기 위한 혼합기를 포함할 수도 있다.
또다른 실시형태에서, 개시는 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을 생성하도록 톨루엔 및, 선택적으로, C9+ 방향족을 포함하는 반응기 공급 스트림을 알킬 교환반응 반응기에서 반응시키는 단계; 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 공급 스트림을 생성하도록, 상기 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 파라크실렌 유닛 스트림과 선택적으로 혼합하는 단계; 경질분을 포함하는 안정기 탑 상단 스트림 및 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 바닥 스트림을 생성하도록 안정기 탑에서 안정기 탑 공급 스트림을 분리하는 단계; 벤젠을 포함하는 벤젠 탑 상단 스트림 및 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 바닥 스트림을 생성하도록 벤젠 탑에서 안정기 탑 바닥 스트림을 분리하는 단계; 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하도록 벤젠 탑 바닥 스트림을 리보일링된 예비분별 탑에 제공하는 단계; 톨루엔을 포함하는 사이드드로 탑 상단 스트림, 및 C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림을 생성하도록 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 사이드드로 탑에 제공하는 단계; C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 측면 스트림으로부터 파라크실렌을 회수하는 단계; 및 벤젠 탑 상단 스트림으로부터 벤젠을 회수하는 단계를 포함하고, 톨루엔을 함유한 사이드드로 탑 상단 스트림 및 C9+ 방향족을 함유한 사이드드로 탑 스트림의 적어도 일부분은 알킬 교환반응 반응기로 재순환되는, 프로세스에 관한 것이다.
도 1 은 PAREXTM 선택적 흡착 프로세스에 의한 파라크실렌 회수를 위한 통합 방향족 콤플렉스를 도시한다. TOL/A9+ 알킬 교환반응 반응기로부터 유출물은 분리된 순차적 Bz, TOL, 크실렌 스플리터 및 A9 탑들에 의해 벤젠, TOL, C8A 및 C9A+ 가 농축된 스트림들로 분리된다.
도 2 는 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족, 및 C9+ 방향족이 농축된 스트림들을 분리하기 위한 분리 스킴을 도시한다. 스킴은, 톨루엔, C8 방향족, 및 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑의 바닥 스트림에 의해 공급되는 리보일링된 예비분별 탑을 포함한다. 리보일링된 예비분별 탑의 상단 스트림 및 바닥 스트림은, 톨루엔을 포함하는 사이드드로 탑 상단 스트림, C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 측면 스트림, 및 C9+ 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 바닥 스트림을 생성하는 사이드드로 탑으로 공급된다.
도 3 은, TOL/A9+ TA 반응기로 재순환하기 위한 A9+ 재료가 사이드드로 탑의 부가적 사이드드로로서 받아들여지는 스킴을 도시한다. 사이드드로 탑의 바닥 스트림은 C10+ 를 포함한다.
당업자들은, 도면들의 요소들은 단순성과 명확성을 위해 예시되고 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면들의 요소들 중 일부의 치수들은 본 발명의 실시형태(들)의 이해를 돕기 위해서 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 당업자들은, 또한, 이 도면들에서 임의의 요소들이 많은 유닛 작동들과 장비, 예로 반응기들, 펌프들, 증류 탑들, 펌프들, 압축기들, 열교환기들, 및 분리 장비, 예로 필터들, 원심 분리기들, 선택적 흡착 챔버들, 등을 포함하는 방향족 콤플렉스의 섹션들을 나타낼 수도 있음을 이해할 것이다.
개시는, TOL/A9+ 알킬 교환반응 (TA) 반응기 유출물을, 경질분, 벤젠이 농축된 스트림들, 반응기로 재순환될 수 있는 TOL 이 농축된 스트림, 부가적으로 분별할 필요없이 결정화 또는 선택적 흡착 파라크실렌 회수 유닛으로 직접 보낼 수 있는 C8 방향족 (A8 또는 C8A) 이 농축된 스트림, 및 TOL/A9+ TA 반응기로 재순환하기 위해 C9 방향족 (A9 또는 C9A) 및 C10 방향족 (A10 또는 C10A) 을 회수하도록 선택적으로 추가로 분별될 수 있는 A9+ 스트림으로 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스에 관한 것이다.
본원에 개시된 방법들 및 장치들은 종래 기술에 비해 임의의 장점과 발전을 제공한다. 일 실시예로서, 경질분과 벤젠은 안정기 탑과 벤젠 탑에서 각각 분리된다. 그 후, TOL, A8, 및 A9+ (TOL/A8/A9+) 를 포함하는 벤젠 탑 바닥물들은 1) TOL 이 농축된 오버헤드 스트림; 2) 반응기로 재순환될 수도 있는, A9+ 가 농축된 스트림; 및 3) pX 생성물의 회수를 위해 결정화 또는 선택적 흡착 pX 분리 유닛으로 향할 수도 있는 실질적으로 벤젠, TOL, 및 A9+ 가 없고 A8 이 농축된 사이드드로 스트림을 생성하는, 리보일링된 예비분별 탑과 사이드드로 탑을 포함하는 장치를 사용해 상기 성분들이 풍부한 별개의 스트림들로 분리된다. 사이드드로 탑의 응축 오버헤드 증기가 안정기 및/또는 벤젠 탑을 리보일링하는데 사용될 수도 있고 선택적으로 스트림을 생성하는데 사용될 수 있도록 리보일링된 예비분별 탑 및 사이드드로 탑의 압력이 증가될 수도 있다. 예비분별 탑의 오버헤드 증기는 응축 없이 사이드드로 탑으로 공급될 수도 있어서, 응축기, 환류 드럼, 및 연관된 장비의 필요성을 없앤다. 부가적 사이드드로는 반응기로 재순환될 수도 있는 A9 및 선택적으로 A10 이 농축된 사이드드로 탑에서 가져올 수도 있다. 이 경우에, 사이드드로 탑 바닥물들은 연료 또는 다른 용도에 사용될 수도 있는 C10+ 탄화수소를 포함한다. 이것은 별개의 A9 탑의 필요성을 회피하고 부가적 에너지를 절약한다.
본 기술분야의 당업자들은, 지시어 "CX" 는 X 개의 탄소 원자들을 포함한 화합물을 지칭하고, "CX+" 는 X 개 이상의 탄소 원자들을 포함한 화합물을 지칭하고, "CX-" 는 X 개 이하의 탄소 원자들을 포함한 화합물을 지칭한다는 것을 이해할 것이다. 용어 "AX" 는 X 개의 탄소 원자들을 가지는 방향족을 포함하는 스트림을 지시하는데 사용된다. 예를 들어, A9+ 는 9 개 이상의 탄소 원자들을 가지는 방향족을 포함하는 스트림을 지시하는데 사용될 수도 있다. "CX 방향족" 또는 "CXA" 는 X 개의 원자들을 가지는 방향족 및 비방향족 화합물들의 혼합물을 지칭한다. 그러므로, 예를 들어, "C8 방향족" 또는 "C8A" 는 8 개의 탄소 원자들을 가지는 방향족 및 비방향족 화합물들의 스트림을 지시한다. 유사하게, "C8+" 는 일부 A8+ 및 8 개 초과의 탄소 원자들을 갖는 비방향족을 함유할 수도 있다.
혼합 크실렌은 크실렌 이성질체들 뿐만 아니라 에틸벤젠 (EΒ) 을 포함하는 스트림에 사용되는 용어이고, 이것은 크실렌 이성질체들 (C8H10) 과 동일한 분자식을 가지지만, 크실렌 이성질체들의 경우에 2 개의 메틸 기들 대신에, 벤젠에 부착된 하나의 에틸 기를 가지는 구조적 이성질체이다. 크실렌의 3 가지 이성질체들: 오르톡실렌 (oX), 메타크실렌 (mX), 및 파라크실렌 (pX) 이 있다. 일괄하여, 크실렌 이성질체들 및 EB 는 C8 방향족 또는 C8A 로 불린다. C8A 의 비등점들은 매우 비슷하고, 따라서, 증류에 의해 혼합 크실렌으로부터 pX 를 분리하는 것은 실용적이거나 경제적이지 않다. 따라서, pX 는 결정화 또는 pX 선택적 흡착과 같은 프로세스들에 의해 C8A 로부터 분리된다.
본원에서 사용된 대로, 구 "실질적으로 없는" 은 일반적으로 pX 분리 유닛이 결정화 유닛이라면 성분의 약 2 wt% 미만, 보다 특히 성분의 약 1.5 wt% 미만, 예를 들어 성분의 약 1.0 wt% 미만을 지칭한다. 일 실시형태에서, pX 분리 유닛이 pX 선택적 흡착 유닛이라면, 실질적으로 A9+ 가 없음이라고 하면 약 500 ppmw, 약 400 ppmw, 약 300 ppmw, 약 200 ppmw, 또는 약 100 ppmw 의 A9+ 또는 pX 분리 유닛으로의 공급 스트림에 달리 요구되지 않는 것으로 의미한다.
본원에서 사용된 대로, 구 "방향족 성분 (또는 성분들) 이 농축된 스트림" 은 그 성분들을 포함하고 실질적으로 다른 방향족 성분들이 없는 스트림을 지칭한다. 예를 들어, 벤젠이 농축된 스트림은 주로 벤젠을 포함하고 실질적으로 TOL, A8, 및 A9+ 가 없는 스트림을 의미한다. C8A+ 가 농축된 스트림은 주로 C8A 및 C9A+ 를 포함하지만 실질적으로 벤젠 및 TOL 이 없는 스트림을 의미한다.
TOL/A9+ TA 유닛으로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 스킴을 포함하는 방향족 콤플렉스가 도 1 에 도시된다. 이 방향족 콤플렉스는, 나프타 수소화처리기 (NHT); 개질기, 예로 UOP CCR PLATFORMING™ 유닛; 추출 유닛, 예로 UOP SULFOLANE™ 추출 유닛; TOL/A9+ TA 유닛, 예로 UOP TATORAY™ 유닛; 크실렌 이성질화 유닛을 추가로 포함하는 파라크실렌 유닛, 예로 크실렌 이성질체들을 이성질화하고 에틸벤젠 (EB) 을 변환하기 위한 UOP ISOMAR™ 유닛; pX 선택적 흡착 유닛, 예로 UOP PAREX™ 유닛; 및 TOL/A9+ TA 유닛과 크실렌 이성질화 유닛으로부터 반응기 유출물을 벤젠, TOL, C8A, 및 C9A+ 가 풍부한 스트림들로 분리하기 위한 증류 탑들을 포함한 여러 개의 프로세스 유닛들을 포함한다. 이 방향족 콤플렉스 및 그것을 포함하는 유닛들의 다양한 양태들의 추가 설명은, 본원에서 전부 원용되는 R. A. Meyers, 편집자, Petroleum Refining Processes 의 핸드북, 3 판, Mc-Graw-Hill (2004) 에서 찾아볼 수 있다.
도 1 에서, C6-C10 파라핀들과 나프텐들을 포함하는 나프타 스트림 (스트림 1) 은 나프타 수소화처리기 (NHT) 유닛 (2) 으로 공급된다. NHT 유닛 (2) 은, 황 및 질소 함유 화합물들을 수소 (스트림 미도시) 와 반응시키고 전형적으로 황화수소 및 암모니아 (또한 미도시됨) 와 같은 경질 가스 생성물들로서 황 및 질소 화합물들을 제거하는 반응기를 포함한다. 수소화처리된 나프타 스팀 (스트림 (3)) 은 개질기 (4) 로 보내진다. 개질기 유닛 (4) 은, 나프텐을 형성하도록 직쇄 및 분지 파라핀을 환화하고 방향족 화합물들을 형성하도록 나프텐을 탈수소화하는 반응기를 포함한다. 개질기는, 수소 (5) 와 경질분 (6) 이 풍부한 스트림, 및 벤젠, 톨루엔, C8 방향족과 C9+ 방향족을 포함하는 방향족이 풍부한 C5+ 탄화수소를 포함한 스트림 (스트림 (7)) 을 생성한다. 스트림 (7) 은 개질체 스플리터 탑 (8) 에 공급된다. 개질체 스플리터 탑 (8) 은, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 C7-탄화수소가 풍부한 오버헤드 스트림 (스트림 (9)), 및 C8+ 방향족을 포함한 바닥 스트림 (스트림 (10)) 을 생성한다. 스트림 (9) 은, 방향족이 희박한 주로 C5-C7 비방향족을 포함한 라피네이트 스트림 (스트림 (12)) 및 벤젠과 톨루엔이 풍부하고 실질적으로 비방향족이 없는 추출 스트림 (스트림 (13)) 을 분리하는 추출 유닛 (11) 으로 공급된다. 스트림 (13) 은 TOL/A9+ 알킬 교환반응 (TA) 유닛 (14) 으로부터의 액체 유출물과 조합된다. TOL/A9+ TA 유닛 (14) 은, TOL 과 A9+ 의 적어도 일부분을 반응 1 내지 반응 10 (상기) 을 포함한 반응들을 통하여 벤젠 및 크실렌 이성질체들을 포함한 생성물들로 변환하는 반응기를 포함한다. TOL/A9+ 유닛 (14) 은 수소 풍부 공급 스트림 (미도시) 으로부터 수소를 소비하고, 경질분 (미도시) 을 생성한다. 경질분은 TOL/A9+ 유닛의 부분일 수도 있는 안정기 (미도시) 에 의해 제거될 수도 있다.
TOL/A9+ TA 유닛 (14) 으로부터 안정화된 반응기 유출물 (스트림 15) 은 벤젠, 미반응 TOL, C8A, 및 미반응 C9A+ 를 포함한다. 스트림 (15) 은 추출 유닛 (11) 으로부터 스트림 (스트림 (13)) 과 조합되어서 스트림 (16) 을 생성한다. 조합된 스트림 (16) 에서 벤젠, TOL, C8A, 및 C9A+ 는 순차적 벤젠, 톨루엔, 크실렌 스플리터, 및 A9 증류 탑들 (17, 20, 24, 38) 에서 분리된다. 도 1 은 oX 탑 (35) 의 오버헤드로서 오르톡실렌 생성물의 선택적 공동 생성을 도시한다.
스트림 (16) 은, 벤젠을 포함하고 실질적으로 다른 방향족이 없는 오버헤드 스트림 (벤젠 생성물 스트림 (18)), 및 C7+ 방향족을 포함한 바닥 스트림 (스트림 (19)) 을 생성하는 벤젠 탑 (17) 으로 향하게 된다. 스트림 (19) 은, TOL 을 포함하고 TOL/A9+ TA 유닛 (14) 으로 향하는 다른 방향족이 실질적으로 없는 오버헤드 스트림 (스트림 (21)), 및 C8+ 방향족을 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (22)) 을 생성하는 TOL 탑 (20) 으로 향하게 된다.
스트림 (22) 은 탈헵탄기 (deheptanizer) 탑 (32) 바닥 스트림 (스트림 (34)) 및 개질체 스플리터 (8) 바닥 스트림 (스트림 (10)) 과 혼합되어서 크실렌 스플리터 탑 (24) 으로 향하는 공급 스트림 (스트림 (23)) 을 형성한다. 탑 (24) 은, C8A 및 일부 TOL 을 포함하고 실질적으로 다른 방향족이 없는 오버헤드 스트림 (스트림 (25)) 및 C9A+ 를 포함하고, 이 경우에 조합된 크실렌 스플리터 탑 공급 스트림 (스트림 (23)) 에서 oX 의 상당한 분획물을 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (26)) 을 생성한다. 오르톡실렌은 탑 (35) 의 오버헤드 생성물로서 생성된다. 방향족 콤플렉스 내에서 oX 의 공동 생성은 선택적이다. A9+ 를 포함한 탑 (35) 의 바닥물은, A9 및 TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환되는 전형적으로 약간의 A10 을 포함하는 오버헤드 스트림 (39) 을 생성하는 A9 탑 (38) 으로 향하게 된다. C10+ 를 포함한 탑 (38) 의 바닥물은 연료로서 사용하기 위한, 예를 들어, 다른 용도를 위한 생성물로서 이해된다.
도 1 에 도시된 스킴의 일 실시형태에서, PAREX™ pX 선택적 흡착 유닛을 포함한 방향족 콤플렉스에서 크실렌 스플리터 (XS) 의 응축 증기는 PAREX™ 섹션 내에서 추출 및 라피네이트 탑들 (미도시) 을 리보일링하는데 사용될 수 있다. 따라서, TOL/A9+ 알킬 교환반응 유닛 벤젠 탑 또는 톨루엔 탑을 리보일링하기 위해서 응축 XS 오버헤드 증기에서 이용가능한 충분한 부가적 열이 없을 수도 있다.
스트림 (25) 은, 고 순도 pX 생성물 (스트림 (28)), 및 pX 가 희박한 라피네이트 스트림 (스트림 (29)) 을 생성하는, UOP PAREX™ 유닛과 같은 pX 회수 유닛 (27) 으로 향하게 된다. pX 회수 유닛이 UOP PAREX™ 유닛일 때, 그것은 TOL/A9+ TA 유닛 (14) 으로 향할 수 있는 공동 흡착된 TOL 로부터 TOL 이 풍부한 스트림 (미도시) 을 또한 생성할 수 있다. pX 희박 라피네이트 스트림 (스트림 (29)) 은, pX 희박 라피네이트에서 크실렌을 근접 평형 분포로 이성질화시키고 EB 의 적어도 일부분을 크실렌 이성질체들, 또는 벤젠 및 에탄으로 변환하는 반응기를 포함하는 크실렌 이성질화 유닛 (30) 으로 향하게 된다. EB 를 주로 크실렌 이성질체들 또는 벤젠 및 에탄으로 변환하는 크실렌 이성질화 촉매들은 본 기술분야의 당업자들에게 잘 알려져 있다. 크실렌 이성질화 및 EB 변환 반응들은 보통 증기 상에서 일어나고, 수소 풍부 공급 스트림 (미도시) 으로부터 수소를 소비하고 수소 풍부 벤트 스트림 (미도시) 을 발생시킬 수도 있다. 하지만, 수소 첨가 없이 액체 또는 초임계 상들에서 수행되는 크실렌 이성질화 및 EB 변환 프로세스들이 공지되어 있다.
크실렌 이성질화 유닛 (30) 으로부터 반응기 유출물 (스트림 (31)) 은 C7- 스트림 (스트림 (33)) 을 생성하는 탈헵탄기 탑 (32) 으로 향할 수도 있다. 스트림 (33) 은 증기 스트림, 액체 스트림, 또는 양자일 수도 있다. 스트림(들) (33) 은 벤젠 및 TOL 을 포함할 수도 있고, TOL/A9+ TA 유닛 (14) 으로 재순환을 위해 TOL 과 생성물로서 벤젠을 회수하도록 벤젠 탑 (17) 또는 추출 유닛 (11) 으로 향하기 전 경질분을 제거하도록 추가로 안정화될 수도 있다. 이 안정기는 도 1 에 도시되어 있지 않다.
탈헵탄기 바닥 스트림 (스트림 (34)) 은 C8A+ 를 포함한다. 이 스트림은, 또한 C8A+ 를 포함하고 크실렌 스플리터 탑 (24) 을 향하는, 개질체 스플리터 바닥 스트림 (스트림 (10)), 및 TOL 탑 (20) 바닥 스트림 (스트림 (22)) 과 조합된다.
크실렌 스플리터 바닥 스트림 (스트림 (26)) 은, oX 생성물 오버헤드 스트림 (스트림 (36)) 및 A9+ 를 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (37)) 을 생성하는 oX 탑 (35) 으로 향하게 될 수도 있다. 스트림 (37) 은, 예를 들어, 연료로서 사용하기 위한 생성물로서 받아들일 수도 있는 C10+ 를 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (40)) 및 TOL/A9+ TA 유닛으로 향하게 될 수 있는 A9+ 를 포함하는 오버헤드 스트림 (스트림 (39)) 을 생성하는 A9 탑 (38) 으로 향하게 된다.
이제 도 2 로 돌아가, TOL/A9+ TA 유닛 반응기 (미도시) 유출물 스트림 (스트림 (215)) 은 안정기 탑 공급 스트림 (스트림 (241)) 을 생성하도록 추출 유닛 (미도시) 추출 스트림 (스트림 (213)) 과 조합될 수도 있다. 스트림 (241) 은, 안정기 탑 (244) 으로 향하게 되는 예열된 스트림 (스트림 (243)) 을 생성하도록 열교환기 (242) 에서 예열될 수도 있다. 스트림 (241) 을 예열하는데 사용된 열은 방향족 콤플렉스 내에서 이용가능한 따뜻한 프로세스 스트림으로부터 유도될 수도 있다. 안정기 탑 (244) 은, 경질의 증기 탄화수소를 포함하는 증기 오버헤드 스트림 (스트림 (245)), 벤젠, TOL, C8A, 및 C9A+ 를 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (247)) 을 생성하고, 벤젠 및 비방향족 벤젠 공동 비등물들 (co-boilers) 을 포함하는 벤젠 드래그 스트림일 수도 있는 액체 오버헤드 스트림 (스트림 (246)) 을 생성할 수도 있다.
스트림 (247) 은, 벤젠 탑 공급 스트림 (스트림 (216)) 을 생성하도록 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 추출 유닛 (미도시) 추출 스트림 (스트림 (213)) 과 조합될 수도 있다. 스트림 (216) 은, 벤젠을 포함하는 오버헤드 스트림 (스트림 (218)) 과 TOL, C8A, 및 C9A+ 를 포함하는 바닥 스트림 (스트림 (219)) 을 생성하는 벤젠 탑 (217) 으로 향하게 된다.
스트림 (219) 은, 리보일러 (251) 를 포함하는 예비분별 탑 (250) 및 사이드드로 탑 (252) 을 가지는 증류 장치 (260) 로 향하게 된다. 예비분별 탑 (250) 은, 사이드드로 탑 (252) 으로 공급물로서 향하게 되는 오버헤드 스트림 (스트림 (255)) 을 생성한다. 일 실시형태에서, 오버헤드 스트림 (255) 은 바람직하게 증기 스트림이지만, 예비분별 탑 (250) 이 오버헤드 응축기를 가지면 액체 스트림일 수도 있고, 또는 그것은 증기 및 액체 스트림 양자일 수도 있다. 예비분별 탑 (250) 은 또한 사이드드로 탑 (252) 으로 공급물로서 향하게 되는 액체 바닥 스트림 (스트림 (258)) 을 생성한다.
사이드드로 탑 (252) 은, 예비분별 탑 (250) 으로 환류로서 사용되는 액체 스트림 (스트림 (256)), TOL 을 포함하고 실질적으로 C8A+ 가 없는 오버헤드 스트림 (스트림 (221)), A8 을 포함하고 실질적으로 TOL 및 A9+ 가 없는 사이드드로 스트림 (스트림 (257)), 및 C9A+ 를 포함하고 실질적으로 A8- 가 없는 바닥 스트림 (스트림 (237)) 을 포함하는, 여러 스트림들을 생성한다. TOL 을 포함한 스트림 (스트림 (221)) 은 TOL/A9+ TA 유닛 (미도시) 으로 재순환될 수도 있다. A9+ 를 포함한 바닥 스트림 (스트림 (237)) 은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함하는 오버헤드 스트림, 및 예를 들어, 연료로서 사용될 수도 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함하는 바닥 스트림을 생성할 수도 있는 A9 탑 (미도시) 으로 향하게 될 수도 있다. 사이드드로 탑 (252) 은 리보일러 (253) 및 하나 이상의 응축기들 (254) 을 포함한다. 응축기들은 안정기 탑 (244), 벤젠 탑 (217) 과 같은 다른 탑들을 리보일링하는데 사용될 수도 있고, 그리고/또는 스팀을 생성하는데 사용될 수도 있다.
1) TOL/A9+ TA 반응기로 재순환을 위해 주로 A9 및 약간의 A10 을 포함하는 사이드드로 탑 (252) 으로부터 부가적 사이드드로 스트림 (스트림 (301)) 을 받아들이고, 2) 예를 들어, 연료로서 사용될 수도 있는 C10+ 를 포함한 사이드드로 탑 바닥 스트림 (스트림 302) 을 받아들인다는 점을 제외하고는, 도 3 은 도 2 와 동일하다. 이 실시형태는 별개의 A9 탑에 대한 필요성을 없애고 방향족 콤플렉스에 대한 에너지 및 비용을 추가로 감소시킨다. A8 을 포함하고 실질적으로 TOL 및 A9+ 가 없는 스트림 (스트림 (257)) 은 pX 생성물의 회수를 위한 pX 회수 섹션으로 향하게 될 수도 있다.
사이드드로 탑으로의 공급 스트림들 (255, 258) 에 대한 트레이 로케이션들, 및 환류 스트림 (256) 과 사이드드로 스트림 (257) 의 인출의 예들을 포함한 예비분별 탑과 사이드드로 탑의 다양한 실시형태들이 실시예들에 제공된다.
일부 실시형태들에서, 예비분별 탑과 사이드드로 탑은, 예비분별 측에 대한 리보일러와 단일 쉘 분할 벽 탑으로 조합될 수도 있다.
실시예들에서 나타낸 것처럼, 예비분별 (PREFRAC) 탑과 사이드드로 탑 (SD-COL) 의 조합은 A8 사이드드로 스트림에서 TOL 및 A9+ 에 대한 사양을 충족시키도록 설계될 수 있어서, 이 스트림은 선택적 흡착 또는 결정화에 의해 pX 를 분리하는 유닛으로 직접 보내어질 수 있다.
여기에서 개시된 방법들 및 장치들의 일부 양태들에서, 사이드드로 탑과 결과적으로 예비분별 탑은, 사이드드로 탑의 응축 오버헤드 증기가 부가적인 에너지 절약을 위해서 벤젠 탑, 안정기 탑을 리보일링하고 그리고/또는 스팀을 생성하는데 사용될 수 있도록 충분히 높은 오버헤드 압력에서 작동하도록 설계된다. 본 기술분야의 당업자는, SD-COL 과 같은 전 응축기를 갖는 탑의 응축 오버헤드 증기의 온도가 그 탑의 오버헤드 압력에 관련된다는 것을 인지할 것이다. 유사하게, 탑의 바닥 온도는 그 탑의 압력에 관련되고, 따라서 탑 압력은 그 탑을 리보일링하는데 사용될 수 있는 가열 매체의 최소 온도를 결정한다. 포화된 스팀의 압력은 그 스팀을 생성하는데 필요한 가열 매체의 온도에 관련된다. 모든 경우에, 압력이 더 높을수록, 온도가 더 높다. 제 1 탑의 응축 오버헤드 증기의 온도는 제 1 탑에 의해 리보일링되고 있는 제 2 탑의 바닥에서 온도보다 더 높아야 하고, 그것은 열 전달을 위해 충분한 구동력을 제공하는 양만큼 더 높아야 한다. 따라서, 사이드드로 탑 (SD-COL) 및 결과적으로 예비분별 (PREFRAC) 탑의 오버헤드 압력은, 이 증기들이 리보일링하는데 사용되는 탑의 바닥 온도, 또는 생성되고 있는 스팀의 포화 온도보다 약 5 ~ 약 25 ℃ 더 높고, 보다 바람직하게 약 10 ~ 약 15 ℃ 더 높은 SD-COL 의 응축 오버헤드 증기의 온도를 제공하도록 증가될 수도 있다. 이러한 온도 차이를 제공하는 것을 초과하여 탑 압력을 증가시키는 것이 가능하지만, 탑에 필요한 벽 두께, 및 따라서 그것의 비용을 증가시킬 것이다.
SD-COL 의 응축 증기가 벤젠 탑을 리보일링하는데 사용된다면, 그러면, SD-COL 의 오버헤드 압력은, 예를 들어, 약 50 psia (345 kPa absolute) 를 초과해 증가될 수도 있다. 스팀이 방향족 콤플렉스 내에서 프로세스 스트림들을 가열하기 위해 또는 다른 유닛들로 방출하기 위해 유용하다면, 스팀이 사이드드로 탑의 응축 오버헤드 증기로부터 생성될 수 있도록 예비분별 탑과 사이드드로 탑의 압력을 증가시키는 것이 바람직하다. 스팀을 발생시키는 것은 유용한 에너지로서 탑 리보일러들로 투입된 에너지 일부를 회수한다. 중간 압력 (10 barg) 스팀을 생성하도록, SD-COL 의 오버헤드 압력은 약 115 psia (793 kPa absolute) 를 초과해 증가될 수도 있다. SD-COL 의 응축 오버헤드 증기가 단지 저압 (25 psia) 스팀을 생성하는데 사용된다면, 그러면 SD-COL 오버헤드 압력은 단지 약 22 psia (152 kPa absolute) 를 초과해 증가될 필요가 있을 것이다. 사이드드로 탑의 응축 오버헤드 증기가 단지 안정기 탑을 리보일링하는데 사용된다면, 그러면 SD-COL 의 오버헤드 압력은 약 115 psia (793 kPa absolute) 를 초과해 증가될 수 있다.
본원에 개시된 방법들 및 장치들의 일부 실시형태들에서, TOL/A9+ 반응기로부터 유출물은 전술한 도 2 또는 도 3 의 분별 스킴들에 의해 분리되고, 그것은 선택적 흡착에 의해 pX 를 분리하는 유닛으로 직접 공급하기에 적합한 500 ppmw 미만의 A9+ 사양을 충족하는 A8 사이드드로 스트림을 생성하도록 설계된다. 다양한 실시형태들에서, A8 사이드드로 스트림은 약 2 wt% 미만 TOL, 보다 특히 약 1.5 wt% 미만 TOL 을 함유하고, 그 중 일부는 선택적 흡착 유닛 (미도시) 내 TOL 종료 탑을 통하여 회수될 수도 있다.
도 2 및 도 3 에 도시된 일부 실시형태들에서, 안정기 탑 (244) 은, 비방향족 벤젠 공동 비등물들이 오버헤드 스트림들 (245, 246) 에서 제거되는 탈헥산기 (dehexanizer) 탑으로서 설계된다. 이 경우에, 스트림 (218) 은 판매가능한 벤젠 제품에 대한 사양을 충족시킬 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 안정기 탑 (244) 은, C5-탄화수소가 오버헤드 스트림들 (245, 246) 에서 제거되고 벤젠이 농축된 스트림 (스트림 (218)) 또는 안정기 바닥 스트림 (247) 이 비방향족 벤젠 공동 비등물들의 제거를 위한 추출 유닛으로 향하게 되는 탈펜탄기 (depentanizer) 로서 설계될 수도 있다.
결정화에 의해 pX 를 분리하는 유닛들은 공급물에서 A9+ 의 훨씬 더 높은 레벨을 견딜 수 있다. 상업적 pX 결정화 유닛들은 2 wt% 만큼의 A9+ 또는 그것을 훨씬 초과한 A9+ 를 이용해 작동한다. 본 개시의 다른 실시형태에서, TOL/A9+ 반응기로부터 유출물은, 결정화에 의해 pX 를 분리하는 pX 분리 섹션으로 직접 공급하기에 적합한 약 2 wt% 미만의 A9+, 특히 약 1.5 wt% 미만의 A9+, 보다 특히 약 1.0 wt% 미만의 A9+ 를 함유한 A8 사이드드로 스트림을 생성하도록 설계된 전술한 도 2 및 도 3 의 분별 스킴들에 의해 분리된다. pX 분리를 위한 결정화 유닛을 이용한 실시형태들은 pX 회수를 위한 선택적 흡착 유닛을 이용한 실시형태들보다 더 적은 분리 에너지를 요구할 것이다.
다른 실시형태들에서, pX, 및/또는 TOL/A9+ 가 풍부한 크실렌 이성질체들을 생성하는 종래의 톨루엔 불균화 반응 (TDP) 유닛들, 선택적 톨루엔 불균화 반응 (STDP) 유닛들의 다양한 조합들을 포함한 방향족 콤플렉스들은 이 개시의 분리 스킴으로부터 이점을 갖는다.
실시예들
하기 실시예들은 단지 설명을 목적으로 기술되고, 개시를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
벤젠과 TOL 을 포함한 pX 유닛 C7- (경질 방향족) 스트림과 표 1 에 나타낸 성분 질량 분율을 가지는 TOL/A9+ 응축된 반응기 유출물 스트림이 실시예들에서 사용된다. 응축된 TOL/A9+ 반응기 유출물 스트림은 640 ppmw 나프탈렌을 함유한다. 조성들은 전형적이지만, 본 기술분야의 당업자들에게 공지된 대로, 조성들과 유량들은 개질체 조성, pX 유닛 및 TOL/A9+ 유닛의 상대 크기를 포함한 많은 변수들에 의존한다.
Figure 112016088323825-pct00001
모든 실시예들에서, 이 혼합물은 예열되고 경질분을 제거하는 안정기 탑으로 보내지고, 그 후 벤젠 탑으로 보내지고, 벤젠 탑에서 벤젠이 농축된 스트림은 고 순도 벤젠으로서 또는 추출 유닛으로 공급물로서 판매하기 위해 오버헤드에서 받아들여지고, 추출 유닛에서 벤젠은 주로 비방향족 라피네이트 스트림의 제거에 의해 추가로 정제된다. 모든 탑 생성물 스트림들의 조성들과 조건들을 포함한, 모든 탑들의 성능들은 Aspen Technology, Inc. 의 ASPEN Plus® 프로세스 시뮬레이터를 사용해 시뮬레이션된다. 모든 실시예들에 대해, 안정기 탑과 벤젠 탑의 설계는 동일하게 유지된다. 따라서, 벤젠 탑 바닥물의 공급률과 조성은 동일하게 유지된다. 벤젠 탑을 위한 전형적인 사양은 오버헤드에서 98% 벤젠 회수, 및 베이스 성분 (Bz) 을 갖는 400 ppmw 의 TOL 이다. 벤젠 탑 바닥 스트림의 공급률, 조성, 및 온도는 표 2 에 제공된다.
ASPEN Plus® 시뮬레이션으로부터 수득된 모든 실시예들에 대한 벤젠 탑의 계산된 흡수 듀티는 79.5 MMBTU/hr (23.3 MW) 이고, 계산된 벤젠 탑 바닥 온도는 약 150 ℃ 이다. 안정기 탑의 계산된 흡수 듀티는 37.7 MMBTU/hr (11.0 MW) 이고, 계산된 안정기 바닥 온도는 약 184 ℃ 이다.
Figure 112016088323825-pct00002
실시예 1: 선택적 흡착에 의한 pX 회수를 위한 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
실시예 1 은 도 1 의 분별 스킴 후 벤젠 탑 바닥 스트림의 추가 분별을 통한 혼합 크실렌의 생성을 보여준다.
벤젠 탑 바닥 스트림은 스테이지 (26) 로 공급을 갖는 52 개의 이론적 스테이지들을 가지도록 시뮬레이션된 톨루엔 탑으로 공급된다. 상단 트레이에서 나온 증기의 압력은 62.3 psia (430 kPa absolute) 로 설정되고 응축기는 5 psi (34.5 kPa) 의 압력 강하를 가지는 것으로 상정된다. 설계 사양은 TOL 오버헤드 스트림에서 0.5 wt% C8A 및 탑 바닥 스트림에서 C8A 중 1 wt% TOL 의 탑 시뮬레이션으로 되어 있다. 시뮬레이션으로부터 계산된 흡수 리보일러 듀티는 152.6 MMBTU/hr (44.7 MW) 이다. 탑의 응축된 오버헤드 증기의 온도는 166.2 ℃ 이고, 응축기의 계산된 듀티는 125.1 MMBTU/hr (36.7 MW) 이고, 이것은 벤젠 탑을 리보일링하기에 충분하다.
톨루엔 탑 바닥 스트림은 상단으로부터 이론적 스테이지 (91) 로 공급을 갖는 122 개의 이론적 스테이지들을 가지도록 시뮬레이션된 크실렌 스플리터 (XS) 탑으로 통과된다. 응축 오버헤드 증기가 선택적 흡착에 의해 pX 를 분리하는 유닛의 추출 및 라피네이트 탑들을 리보일링하기에 충분한 온도를 가지도록 상단 트레이에서 나온 증기의 압력은 85 psia (586 kPa) 로 설정된다. 설계 사양은, C8A 오버헤드 스트림에서 0.05 wt% (500 ppmw) A9+ 와 C9A+ 탑 바닥 스트림에서 1 wt% C8A 의 크실렌 스플리터 탑 시뮬레이션으로 되어 있다. 시뮬레이션으로부터 계산된 흡수 탑 리보일러 듀티는 112.8 MMBTU/hr (33.1 MW) 이다.
따라서, TOL 탑 및 XS 탑에 대해 265.4 MMBTU/hr (77.8 MW) 의 조합된 흡수 리보일러 듀티는, TOL 스트림, C8A 스트림 및 A9+ 스트림으로 벤젠 탑 바닥 스트림의 원하는 분리를 수행하도록 요구되고, C8A 스트림은, 이 스트림을 pX 의 분리를 위한 선택적 흡착 유닛으로 직접 보낼 수 있도록 1 wt% TOL 을 함유하고 500 ppm A9+ 의 사양을 충족한다.
A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및 예를 들어, 연료로서 사용될 수 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수도 있는 A9 탑으로 향하게 될 수도 있다.
실시예 2: 결정화에 의한 pX 회수를 위한 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
실시예 2 는 도 1 의 분별 스킴 후 벤젠 탑 바닥 스트림의 추가 분별을 통한 혼합 크실렌의 생성을 보여준다.
벤젠 탑과 톨루엔 탑의 설계는 실시예 1 에 대해서와 동일하다. 벤젠 탑 바닥 스트림은 스테이지 (26) 로 공급을 갖는 52 개의 이론적 스테이지들을 가지도록 시뮬레이션된 톨루엔 탑으로 공급된다. 상단 트레이에서 나온 증기의 압력은 62.3 psia (430 kPa absolute) 로 설정되고 응축기는 5 psi (34.5 kPa) 의 압력 강하를 가지는 것으로 상정된다. 설계 사양은 TOL 오버헤드 스트림에서 0.5 wt% C8A 및 탑 바닥 스트림에서 C8A 중 1 wt% TOL 의 탑 시뮬레이션으로 되어 있다. 시뮬레이션으로부터 계산된 흡수 리보일러 듀티는 152.6 MMBTU/hr (44.7 MW) 이었다. 탑의 응축된 오버헤드 증기의 온도는 166.2 ℃ 이고, 응축기의 계산된 듀티는 125.1 MMBTU/hr (36.7 MW) 이고, 이것은 벤젠 탑을 리보일링하기에 충분하다.
톨루엔 탑 바닥 스트림은 상단으로부터 이론적 스테이지 (91) 로 공급을 갖는 122 개의 이론적 스테이지들을 가지도록 시뮬레이션된 크실렌 스플리터 (XS) 탑으로 통과된다. 실시예 1 에서처럼, 설계 사양은 C9A+ 탑 바닥 스트림에서 1 wt% C8A 의 크실렌 스플리터 탑 시뮬레이션으로 되어 있다. 하지만, 결정화 유닛은 결정화로 공급물 중 A9+ 의 보다 높은 농도를 견딜 수 있으므로, A8 스트림 중 A9+ 에 대한 사양은 1 wt% A9+ 로 완화된다. 이것은 계산된 요구 흡수 탑 리보일러 듀티를 107.0 MMBTU/hr (31.4 MW) 로 약간 낮춘다.
따라서, 이 실시예에 대해, TOL 탑 및 XS 탑에 대한 259.6 MMBTU/hr (76.1 MW) 의 조합된 흡수 리보일러 듀티는, TOL 스트림, C8A 스트림 및 A9+ 스트림으로 벤젠 탑 바닥 스트림의 원하는 분리를 수행하도록 요구되고, C8A 스트림은, 이 스트림을 pX 의 분리를 위한 결정화 유닛으로 직접 보낼 수 있도록 1 wt% TOL 과 1 wt% A9+ 를 함유한다.
A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및 예를 들어, 연료로서 사용될 수 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수도 있는 A9 탑으로 향하게 될 수도 있다.
실시예 3: 선택적 흡착에 의한 pX 회수를 위한 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
이 실시예에 대한 분리 스킴은 도 2 에 도시되고, ASPEN 을 통하여 시뮬레이션되었다. 안정기와 벤젠 탑들의 설계는 실시예 1 및 실시예 2 와 동일하다. 예비분별 탑과 사이드드로 탑에 대한 설계 파라미터들의 다양한 조합들이 구현된다. 대응하는 탑 성능 파라미터들을 갖는 설계 변수들의 조합들은, A8 스트림에서 1.5 wt% 미만의 TOL 과 500 ppmw 미만의 A9+ 의 사양을 충족하면서 실시예 1 에 비해 에너지 절약을 달성할 수 있어서, 추가 분별할 필요 없이 A8 스트림이 pX 분리를 위한 선택적 흡착 유닛으로 보낼 수 있는 몇 가지 경우에 대해 표 3 에 요약된다. 실시예 3 의 예비분별 (PREFRAC) 및 사이드드로 (SD-COL) 탑들의 조합된 흡수 듀티는, TOL/A9+ 반응기로 재순환에 적합한 TOL 스트림, A9+ 스트림, 및 추가 분별할 필요 없이 pX 회수를 위한 선택적 흡착 유닛으로 직접 보낼 수 있는 A8 스트림으로 Bz 탑 바닥물을 분리하는데 요구되는 듀티를 나타낸다. A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및, 예를 들어, 연료로서 사용될 수도 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수 있는 A9 탑으로 향할 수도 있다.
표 3 및 표 4 는 설계 변수들의 예들을 보여준다. "SD-COL, 스테이지들의 번호" 는, 리보일러를 위한 하나의 스테이지와 응축기를 위한 하나의 스테이지를 포함한, 시뮬레이션에서 이 탑에 대한 이론적 스테이지들의 번호이다. "SD-COL, Stg-RFLXl" 는, 예비분별 탑으로 환류를 위해 액체 사이드드로을 가져오는 사이드드로 탑 스테이지이다. "SD-COL, Stg-OVHDVl" 는, 예비분별 탑으로부터 오버헤드 증기가 향하게 되는 사이드드로 탑에서 스테이지이다. "SD-COL, Stg-BTTMLIQl" 은, 예비분별 탑으로부터 바닥 액체가 향하게 되는 사이드드로 탑 스테이지이다. "SD-COL, Stg-C8A" 는, C8A 를 사이드드로로서 가져오는 사이드드로 탑 스테이지이다.
Figure 112016088323825-pct00003
표 3 에서 데이터에 의해 나타난 것처럼, 본 개시의 분별 스킴은 분리를 수행하는데 필요한 에너지를 10% 초과하여 감소시킬 수 있다.
실시예 4: 결정화에 의한 pX 회수를 위한 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
이 실시예에 대한 분리 스킴은 도 2 에 도시되고 ASPEN 을 통하여 시뮬레이션되었다. 안정기와 벤젠 탑들의 설계들은 실시예 1 및 실시예 2 와 동일하다. SD-COL 의 오버헤드 압력은 62.3 psia (430 kPa absolute) 인 것으로 상정되고 응축기를 통한 5 psi (34.5 kPa) 의 압력 강하를 갖는 것으로 상정된다. 예비분별 탑 (PREFRAC) 및 사이드드로 탑 (SD-COL) 에 대한 설계 파라미터들의 다양한 조합들이 시도된다. 대응하는 탑 성능 파라미터들을 갖는 설계 변수들의 조합들은, A8 스트림에서 1.0 wt% 미만의 TOL 과 1 wt% 미만의 A9+ 의 사양을 충족하면서 실시예 2 에 비해 에너지 절약을 달성할 수 있어서, 추가 분별할 필요 없이 A8 스트림을 pX 분리를 위한 결정화 섹션으로 보낼 수 있는 몇 가지 경우에 대해 표 4 에 요약된다. A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및, 예를 들어, 연료로서 사용될 수도 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수 있는 A9 탑으로 향할 수도 있다.
Figure 112016088323825-pct00004
표 4 에서 데이터에 의해 나타난 것처럼, 본 개시의 분별 스킴은 실시예 2 에 의해 요구되는 에너지의 25% 가까이 절약할 수 있다.
실시예 4 의 경우들에 대한 pX 결정화 섹션으로 공급하는데 필요한 A8 사이드드로 스트림의 사양을 충족하는 에너지 요건은 pX 선택적 흡착 섹션으로 A8 스트림을 공급하는데 필요한 A8 사이드드로 스트림의 사양을 충족하는 에너지 요건보다 더 낮은 것에 주목한다. 또한, 실시예 3 에 대해서보다 실시예 4 에 대해 더 적은 스테이지들이 요구된다는 점에 주목한다. 리보일러 듀티는 타워에서 증기 및 액체 트래픽에 관련된다. 실시예 3 에 비해 실시예 4 에 요구되는 더 낮은 듀티는, 더 작은 직경의 탑들이 필요하다는 점을 의미한다. 더 낮은 듀티는 또한 더 적은 C02 온실 가스 배출을 의미한다.
실시예 5: 중간 압력 스팀을 생성하기 위해서 증가된 SD-COL 압력으로 결정화에 의한 pX 회수를 위해 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
이 실시예에 대한 분리 스킴은 도 2 에 도시되고 ASPEN 을 통하여 시뮬레이션되었다. 이 경우에 대해, PREFRAC 및 SD-COL 탑들의 압력은 SD-COL 의 응축 오버헤드 증기로부터 중간 압력 (10 barg) 스팀의 생성을 허용하도록 증가된다. SD-COL 의 오버헤드 압력은 116.8 psia (805 kPa absolute) 인 것으로 상정되고, 응축기를 통한 5 psi (34.5 kPa) 압력 강하를 갖는 것으로 상정된다. 이것은 203 ℃ 의 응축기로 진입하는 SD-COL 오버헤드 온도, 약 201 ℃ 의 응축기 출구 온도를 부여하고, 이것은 약 185 ℃ 의 포화 온도를 가지는 10 barg 스팀을 생성하기에 충분하다. 이 응축기 온도는 또한 약 150 ℃ 의 바닥 온도를 가지는 벤젠 탑을 리보일링하기에 충분하고, 185 ℃ 의 바닥 온도를 가지는 안정기 탑을 리보일링하기에 충분하다.
안정기와 벤젠 탑들의 설계는 실시예 1 및 실시예 2 와 동일하다. PREFRAC 와 SD-COL 에 대한 설계 파라미터들의 다양한 조합들이 구현된다. 대응하는 탑 성능 파라미터들을 갖는 설계 변수들의 조합들은, A8 스트림에서 1.5 wt% 미만의 TOL 과 1.5 wt% 미만의 A9+ 의 사양을 충족하면서 실시예 2 에 비해 에너지 절약을 달성할 수 있어서, 추가 분별할 필요 없이 A8 스트림이 pX 분리를 위한 결정화 유닛으로 보낼 수 있는 몇 가지 경우에 대해 표 5 에 요약된다. A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수 있는 A9 및 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및, 예를 들어, 연료로서 사용될 수도 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수 있는 A9 탑으로 향할 수도 있다.
Figure 112016088323825-pct00005
표 5 에서 데이터에 의해 나타난 것처럼, 이 경우들 전부에 대해, PREFRAC 와 SD-COL 의 전체 듀티는 실시예 2 의 TOL 탑과 XS 탑의 전체 듀티보다 10.2% 만큼 적다. MP 스팀 방출에 대해 크레디트가 부여될 때, 분리를 수행하는데 필요한 순 에너지는 실시예 2 의 순 에너지의 절반 미만이다.
실시예 6: 중간 압력 스팀을 생성하도록 증가된 SD-COL 압력 및 부가적 사이드드로 탑 C9A+ 스트림을 갖는 결정화에 의한 pX 회수를 위해 유닛으로 직접 보내기에 적합한 A8 스트림을 생성하기 위한 분리 스킴
이 실시예에 대한 분리 스킴은 도 3 에 나타나 있고 ASPEN 을 통하여 시뮬레이션되었다. 안정기, 벤젠 탑, 예비분별 탑, 및 사이드드로 탑에 대한 조건들 및 설계 고려사항은 다음 예외들을 제외하고는 실시예 5 의 케이스 5.3 (표 5 에 나타냄) 과 동일하다.
실시예 5 에서, 사이드드로 탑은 90 개의 이론적 스테이지들을 가졌고, A9+ 를 포함한 스트림은 바닥 스트림으로서 받아들여졌다. 실시예 5 의 A9+ 스트림은, TOL/A9+ TA 유닛으로 재순환될 수도 있는 A9 와 약간의 A10 을 포함한 오버헤드 스트림, 및 예를 들어 연료로서 사용될 수도 있는 실질적으로 A9 가 없는 C10+ 를 포함한 바닥 스트림을 생성할 수 있는 A9 탑으로 향하게 될 수도 있다.
이 실시예 6 에서, 주로 A9 와 약간의 A10 을 포함한 스트림은 TOL/A9+ TA 반응기로 재순환을 위한 부가적 사이드드로 스트림 (도 3 의 스트림 (301)), 및 C10+ 를 포함하고 실질적으로 A9 가 없고 예를 들어 연료로서 사용될 수도 있는 사이드드로 탑의 바닥 스트림 (도 3 의 스트림 (302)) 으로 받아들여진다. 이 실시예에서, 주로 A9 와 약간의 A10 을 포함한 스트림은 C9A+ 스트림으로 지칭된다. 부가적 사이드드로 (스트림 (301)) 는 상단으로부터의 이론적 스테이지 (90) 로부터 액체로서 받아들여진다. 부가적 스테이지들은, 이론적 스테이지들의 전체 수를 표 6 에서 나타낸 수로 증가시키는 이 사이드드로 아래에 부가된다 사이드드로 탑의 다른 관련 스테이지들은 실시예 5 의 케이스 5.3 에 대해서와 동일하게 유지된다. 예비분별 탑과 사이드드로 탑의 리보일러 듀티는 각각 130 MMBTU/hr (38.1 MW) 및 105 MMBTU/hr (30.8 MW) 에서 실시예 5 의 케이스 5.3 에 따라 정해졌다. 따라서, 실시예 6 에서, 실시예 5 의 케이스 5.3 에 대해 부가적 듀티 없이 C9A+ 스트림의 분리가 일어난다.
별도의 A9 탑에 대한 필요성을 회피하기 위해서, C9A+ 스트림이 조합된 C9A+ 및 C10+ 스트림들에서 본질적으로 MEB 와 TMB 전부, DEB, DMEB, 및 TTMB 의 높은 분율을 함유하는 것이 바람직하다. 하지만, C10+ 스트림의 나프탈렌과 중질 성분들은 TOL/A9+ TA 유닛 내 교환기들을 더럽힐 수 있고 TA 유닛 촉매의 높은 불활성화율을 이끌 수 있으므로 조합된 C9A+ 스트림과 C10+ 스트림에서 고 분율의 나프탈렌을 C10+ 스트림으로 분리하는 것이 바람직하다.
여러 케이스들에 대한 시뮬레이션 결과들은 표 6 에 제공된다.
Figure 112016088323825-pct00006
이 실시예에 나타난 것처럼, TOL/A9+ 반응기로 재순환을 위한 CA9+ 스트림에서 바람직한 성분들 MEB 및 TMB 의 회수는 100% 에 가까울 수 있다. 바람직한 성분들 DEB, DMEB, 및 TTMB 의 회수는 또한 매우 높을 수도 있다. C9A+ 스트림에서 나프탈렌의 회수는 상당히 낮고 따라서 고 분율의 나프탈렌이 C10+ 스트림에서 회수된다. C9A+ 스트림에서 바람직한 성분들 MEB, TMB, DEB, DMEB, 및 TTMB 의 회수는, C9A+ 사이드드로 스트림에서 TTMB 의 지정된 회수에 따라 증가한다. 하지만, 이 스트림에서 나프탈렌 회수도 또한 증가한다. 나프탈렌 회수는 또한 C9A+ 사이드드로 스트림 아래에 부가된 스테이지들의 개수의 감소에 따라 증가한다. 본 기술분야의 당업자는, 스테이지들 및 TTMB 회수의 최적 수는 로컬 공급원료와 부산물 가격, 에너지 비용, 및 로컬 자본비에 의존한다는 것을 이해할 것이다.
본 발명은 다양한 실시형태들에 따라 전술하였지만, 그것은 본 개시의 사상 및 범위 내에서 수정될 수 있다. 따라서, 본 출원은 본원에 개시된 일반적 원리를 이용해 본 발명의 임의의 변화, 용도, 또는 조정을 포함하도록 되어 있다. 또한, 본원은 본 발명이 관련되고 하기 청구범위 내에 속하는 본 기술분야의 공지되거나 통상적인 실시 내에서 본 개시에서 벗어난 것들을 포함하도록 되어 있다.

Claims (39)

  1. 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법으로서,
    (a) 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하도록 톨루엔, C8 방향족, 및 C9+ 방향족을 포함하는 예비분별 탑 공급 스트림을 리보일링된 예비분별 탑에 제공하는 단계; 및
    (b) 톨루엔을 포함하는 사이드드로 (sidedraw) 탑 상단 스트림, C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림, C9 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 2 측면 스트림 및 C10+ 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 바닥 스트림을 생성하도록 상기 예비분별 탑 상단 스트림과 상기 예비분별 탑 바닥 스트림을 사이드드로 탑에 제공하는 단계를 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    C10+ 을 포함하는 상기 사이드드로 탑 바닥 스트림은 2 wt% 미만의 C9 방향족을 함유하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    파라크실렌 생성물 스트림과 파라크실렌 희박 스트림을 생성하도록 C8 방향족을 포함하는 상기 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림으로부터 파라크실렌을 회수하는 단계를 더 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드드로 탑 상단 스트림의 적어도 일부분을 알킬 교환반응 반응기로 재순환하는 단계를 더 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    C10+ 방향족을 포함하는 상기 사이드드로 탑 바닥 스트림의 적어도 일부분을 알킬 교환반응 반응기로 재순환하는 단계를 더 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드드로 탑 제 2 측면 스트림의 적어도 일부분을 알킬 교환반응 반응기로 재순환하는 단계를 더 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드드로 탑 상단 스트림은 2 wt% 미만의 C8 방향족을 함유하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    C8 방향족을 포함하는 상기 사이드드로 탑 측면 스트림은 2 wt% 미만의 톨루엔과 2 wt% 미만의 C9+ 방향족을 함유하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드드로 탑은 응축 없이 증기 스트림으로서 예비분별 탑 상단 스트림을 수용하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 방법.
  10. 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치로서,
    (a) 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 예비분별 공급 스트림을 수용하고 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하기 위한 리보일링된 예비분별 탑; 및
    (b) 상기 예비분별 탑 상단 스트림과 상기 예비분별 탑 바닥 스트림을 수용하고 톨루엔을 포함하는 사이드드로 탑 상단 스트림, C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림 및 C9 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 2 측면 스트림을 생성하기 위한 사이드드로 탑을 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 측면 스트림으로부터 파라크실렌을 회수하기 위한 파라크실렌 회수 섹션을 더 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 파라크실렌 회수 섹션은 파라크실렌 선택적 흡착 유닛을 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 파라크실렌 회수 섹션은 결정화 유닛을 포함하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 예비분별 탑과 상기 사이드드로 탑은 분할 벽으로 공통 쉘을 공유하는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 분별하기 위한 장치.
  15. 알킬 교환반응 반응기 유출물을 생산하고 처리하기 위한 방법으로서,
    (a) 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을 생성하도록 톨루엔 및, 선택적으로, C9+ 방향족을 포함하는 반응기 공급 스트림을 알킬 교환반응 반응기에서 반응시키는 단계;
    (b) 경질분, 벤젠, 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 공급 스트림을 생성하도록, 상기 알킬 교환반응 반응기 유출물 스트림을, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 파라크실렌 유닛 스트림과 선택적으로 혼합하는 단계;
    (c) 경질분을 포함하는 안정기 탑 상단 스트림 및 벤젠, 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 안정기 탑 바닥 스트림을 생성하도록 안정기 탑에서 안정기 탑 공급 스트림을 분리하는 단계;
    (d) 벤젠을 포함하는 벤젠 탑 상단 스트림과, 톨루엔, C8 방향족 및 C9+ 방향족을 포함하는 벤젠 탑 바닥 스트림을 생성하도록 벤젠 탑에서 안정기 탑 바닥 스트림을 분리하는 단계;
    (e) 예비분별 탑 상단 스트림과 예비분별 탑 바닥 스트림을 생성하도록 벤젠 탑 바닥 스트림을 리보일링된 예비분별 탑에 제공하는 단계;
    (f) 톨루엔을 포함하는 사이드드로 탑 상단 스트림, C8 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림 및 C9 방향족을 포함하는 사이드드로 탑 제 2 측면 스트림을 생성하도록 상기 예비분별 탑 상단 스트림과 상기 예비분별 탑 바닥 스트림을 사이드드로 탑에 제공하는 단계;
    (g) C8 방향족을 포함하는 상기 사이드드로 탑 제 1 측면 스트림으로부터 파라크실렌을 회수하는 단계; 및
    (h) 상기 벤젠 탑 상단 스트림으로부터 벤젠을 회수하는 단계를 포함하고,
    상기 사이드드로 탑 상단 스트림의 적어도 일부분은 알킬 교환반응 반응기로 재순환되는, 알킬 교환반응 반응기 유출물을 생산하고 처리하기 위한 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
KR1020167025104A 2014-02-13 2015-02-04 Tol/a9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스 KR102319222B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461939314P 2014-02-13 2014-02-13
US61/939,314 2014-02-13
PCT/US2015/014465 WO2015123065A1 (en) 2014-02-13 2015-02-04 Energy efficient fractionation process for separating the reactor effluent from tol/a9+ translakylation processes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160123340A KR20160123340A (ko) 2016-10-25
KR102319222B1 true KR102319222B1 (ko) 2021-10-28

Family

ID=53800537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167025104A KR102319222B1 (ko) 2014-02-13 2015-02-04 Tol/a9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10266462B2 (ko)
EP (1) EP3105201B1 (ko)
JP (1) JP6689201B2 (ko)
KR (1) KR102319222B1 (ko)
CN (1) CN105992751B (ko)
BR (1) BR112016018437A2 (ko)
ES (1) ES2749869T3 (ko)
MX (1) MX2016010363A (ko)
MY (1) MY181298A (ko)
PL (1) PL3105201T3 (ko)
PT (1) PT3105201T (ko)
RU (1) RU2687104C2 (ko)
WO (1) WO2015123065A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110790625B (zh) * 2014-08-15 2022-09-06 埃克森美孚化学专利公司 芳族烃的生产方法
US10118878B2 (en) * 2016-09-20 2018-11-06 Uop Llc Process for increasing xylene isomer to benzene ratio
US10519082B2 (en) * 2016-12-20 2019-12-31 Uop Llc Removal of feed treatment units in aromatics complex designs
FR3068966B1 (fr) * 2017-07-12 2019-06-28 IFP Energies Nouvelles Nouveau schema de production de benzene a partir de reformat sans colonne de toluene
FR3080852B1 (fr) * 2018-05-04 2020-05-08 Axens Procede et dispositif de separation d'aromatiques inverse
WO2024030743A2 (en) * 2022-08-03 2024-02-08 Eastman Chemical Company Recycled content hydrocarbon from a resin facility to recycled content paraxylene
WO2024030744A2 (en) * 2022-08-03 2024-02-08 Eastman Chemical Company Recycled content hydrocarbon from a resin facility to recycled content paraxylene

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120271084A1 (en) 2011-04-22 2012-10-25 Uop Llc Recycle of transalkylation effluent fractions enriched in trimethylbenzene

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3105017A (en) * 1960-06-22 1963-09-24 Exxon Research Engineering Co Extractive distillation of ethylbenzene
US3584068A (en) 1970-03-23 1971-06-08 Fluor Corp Process for c8 aromatic feed fractionation
US3927135A (en) * 1974-07-05 1975-12-16 Texaco Inc Preparation of hydrocarbons
JPS5490122A (en) * 1977-12-27 1979-07-17 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd Distillation of multi-component hydrocarbon composition
US4419188A (en) * 1980-06-02 1983-12-06 Mccall Thomas F Thermally coupled extractive distillation process
US4594145A (en) * 1984-12-07 1986-06-10 Exxon Research & Engineering Co. Reforming process for enhanced benzene yield
JPS6242940A (ja) * 1985-08-16 1987-02-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc メタノ−ルの精製方法
JP3484728B2 (ja) * 1993-07-23 2004-01-06 三菱化学株式会社 メタキシレンの分離方法
FR2729660A1 (fr) * 1995-01-20 1996-07-26 Inst Francais Du Petrole Procede de production de paraxylene comportant une cristallisation a haute temperature a au moins un etage et une fusion partielle des cristaux
US5953936A (en) * 1997-10-28 1999-09-21 Air Products And Chemicals, Inc. Distillation process to separate mixtures containing three or more components
US6250106B1 (en) 1999-12-13 2001-06-26 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separation of multicomponent fluids using a multizone distallation column
US6479720B1 (en) 1999-12-29 2002-11-12 Uop Llc Alkylaromatic process using efficient prefractionation
US7267746B1 (en) 2001-02-26 2007-09-11 Uop Llc Dividing wall distillation column control apparatus
US6417420B1 (en) * 2001-02-26 2002-07-09 Uop Llc Alkylaromatic process with removal of aromatic byproducts using efficient distillation
CN1164541C (zh) * 2001-10-22 2004-09-01 中国石油化工股份有限公司 甲苯选择性歧化和甲苯与碳九及其以上芳烃歧化与烷基转移方法
US20050197518A1 (en) * 2004-03-04 2005-09-08 Miller Jeffrey T. Method of converting C9 aromatics-comprising mixtures to xylene isomers
US7405340B2 (en) * 2004-04-01 2008-07-29 Bp Corporation North America Inc. Process for recovering paraxylene utilizing ammonia absorption refrigeration
US7179434B1 (en) 2004-09-08 2007-02-20 Uop Llc Integrated apparatus for aromatics production
US7169368B1 (en) 2004-09-08 2007-01-30 Uop Llc Integrated apparatus for aromatics production
US7371912B2 (en) * 2005-06-15 2008-05-13 Uop Llc Process for making xylene isomer using a deheptanizer with a side draw recycle
US7405335B1 (en) * 2005-06-30 2008-07-29 Uop Llc Integrated process for producing xylenes and high purity benzene
US7692052B2 (en) * 2006-12-29 2010-04-06 Uop Llc Multi-zone process for the production of xylene compounds
US7847137B2 (en) 2007-07-30 2010-12-07 Uop Llc Xylene production processes with integrated feedstock treatment
WO2010039972A2 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Dow Global Technologies Inc. Apparatus, systems, and methods for purification of isocyanate mixtures
KR101191122B1 (ko) 2009-01-20 2012-10-15 주식회사 엘지화학 고순도 노르말 부탄올 생산용 분리벽형 증류탑, 및 노르말 부탄올 증류방법
WO2010107284A2 (ko) * 2009-03-19 2010-09-23 주식회사 엘지화학 고순도 아크릴산 생산을 위한 분리벽형 증류탑 및 이를 이용한 분별증류방법
CN103249699B (zh) * 2010-10-22 2015-04-01 Sk新技术株式会社 由来源于油料、煤或木材的烃油制备有价值的芳烃和轻质链烷烃的方法
SG189199A1 (en) * 2010-10-29 2013-05-31 Exxonmobil Chem Patents Inc Process for the production of purified xylene isomers
US20120271071A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 Uop Llc Transalkylation of methylated aromatic hydrocarbon-enriched fractions in c8 aromatic hydrocarbon production
US20130261365A1 (en) 2012-04-02 2013-10-03 Saudi Arabian Oil Company Process for the Production of Xylenes and Light Olefins from Heavy Aromatics
CN103664489B (zh) 2012-09-05 2016-04-13 中国石油化工股份有限公司 生产对二甲苯产品的精馏方法
EP2946830B1 (en) * 2013-01-16 2019-05-29 LG Chem, Ltd. Process for preparing alkanol
CN105473538B (zh) * 2013-08-20 2017-10-24 Lg化学株式会社 用于纯化异丙醇的方法
CN105473537A (zh) * 2013-08-20 2016-04-06 Lg化学株式会社 用于纯化异丙醇的方法
US9708233B2 (en) * 2014-08-15 2017-07-18 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Aromatics production process
KR101819278B1 (ko) * 2015-04-03 2018-01-17 주식회사 엘지화학 증류 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120271084A1 (en) 2011-04-22 2012-10-25 Uop Llc Recycle of transalkylation effluent fractions enriched in trimethylbenzene

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160123340A (ko) 2016-10-25
CN105992751B (zh) 2019-03-22
BR112016018437A2 (pt) 2017-10-17
RU2016134769A (ru) 2018-03-16
JP2017509600A (ja) 2017-04-06
EP3105201B1 (en) 2019-09-18
PT3105201T (pt) 2019-12-24
EP3105201A4 (en) 2017-10-25
WO2015123065A1 (en) 2015-08-20
ES2749869T3 (es) 2020-03-24
RU2016134769A3 (ko) 2018-09-14
US20170050901A1 (en) 2017-02-23
EP3105201A1 (en) 2016-12-21
MX2016010363A (es) 2017-02-06
RU2687104C2 (ru) 2019-05-07
US10266462B2 (en) 2019-04-23
JP6689201B2 (ja) 2020-04-28
PL3105201T3 (pl) 2020-04-30
CN105992751A (zh) 2016-10-05
MY181298A (en) 2020-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102319222B1 (ko) Tol/a9+ 알킬 교환반응 프로세스들로부터 반응기 유출물을 분리하기 위한 에너지 효율적 분별 프로세스
US8609922B2 (en) Energy conservation in heavy-hydrocarbon distillation
US9309169B2 (en) Process for the production of purified xylene isomers
US4041091A (en) Fractionation of aromatic streams
MX2007015770A (es) Proceso para producir isomeros de xileno utilizando una desheptanizadora con reciclado de extraccion lateral.
US20120048714A1 (en) Energy Conservation in Heavy-Hydrocarbon Distillation
CN108602735B (zh) 液相isomar工艺集成
EP2609058A1 (en) Energy conservation in heavy-hydrocarbon distillation
US8840762B2 (en) Energy conservation in heavy-hydrocarbon distillation
WO2015094563A1 (en) Energy efficient naphthene recycle via the use of a side draw fractionation tower and partial condensation
KR20170131486A (ko) 방향족 복합체에서 트랜스알킬화 공급물 스트림을 제공하기 위해 스트림을 분리하기 위한 공정 및 장치
US8916740B2 (en) Energy conservation in heavy-hydrocarbon distillation
KR102437496B1 (ko) 불균화 반응 또는 알킬 교환반응 프로세스들에서의 열 통합
US9738576B2 (en) Processes and systems for separating streams to provide a transalkylation feed stream in an aromatics complex
US10669493B2 (en) Process and device for the inverted separation of aromatics
US9527007B2 (en) Processes and apparatuses for separating streams to provide a transalkylation feed stream in an aromatics complex
EP3027583B1 (en) Processes and systems for separating streams to provide a transalkylation feed stream in an aromatics complex
US10876051B2 (en) Process and device for separating aromatics under vacuum
CN109251121B (zh) 不含甲苯塔的由重整油生产苯的新工艺流程
US20150037223A1 (en) Processes and systems for separating streams to provide a transalkylation feed stream in an aromatics complex
KR20170117551A (ko) 크실렌의 가공을 개선하기 위한 상단 분리벽형 증류탑 기술

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant