KR102507523B1 - 알킬화공정시스템 및 알킬화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은,
벤젠과 프로필렌을 공급받고, 상기 벤젠과 프로필렌의 반응에 의해 생성되는 큐멘과, 상기 큐멘과 상기 프로필렌에 의해 생성되는 PIPB와, 상기 벤젠을 알킬화유출물로서 배출하는 알킬화반응기;
상기 알킬화유출물을 공급받도록 알킬화반응기와 연통되어 있고, 물을 공급받아 상기 알킬화유출물을 상기 물과의 간접열교환에 의해 냉각시켜 상기 알킬화반응기로 다시 공급하고 물은 스팀으로 증발시키도록 구성된, 박막강하 증발기;
상기 알킬화반응기에서 배출되는 알킬화유출물을 공급받도록 상기 알킬화 반응기에 연통되어 있고, 상기 벤젠을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 큐멘과 PIPB를 하부에서 배출하도록 구성된 벤젠증류탑;
상기 큐멘과 PIPB를 공급받도록 상기 벤젠증류탑에 연통되어 있고, 상기 큐멘을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 PIPB를 포함하는 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 큐멘증류탑;
상기 PIPB를 포함하는 불순물을 공급받도록 상기 큐멘증류탑에 연통되어 있고, 상기 PIPB를 증발시켜 상부로 배출하고 나머지 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 PIPB 증류탑; 및
배출된 상기 PIPB를 공급받도록 상기 PIPB 증류탑에 연통되어 있고, 벤젠을 공급받아 상기 PIPB와 반응시켜 큐멘을 생산한 후, 상기 큐멘을 상기 벤젠증류탑에 공급하도록 상기 벤젠증류탑에 연통된 트랜스알킬화반응기;를 포함하는 알킬화공정시스템을 제공한다.

Description

알킬화공정시스템 및 알킬화방법 {ALKYLATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 알킬화공정시스템 및 알킬화방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 큐멘의 생산 순도와 수율을 높이는 동시에 스팀을 생산하여 활용할 수 있는 알킬화공정시스템 및 알킬화방법에 관한 것이다.

큐멘은 주로 페놀 및 아세톤의 제조에 사용되는 제품이다. 일반적으로 큐멘의 제조시 촉매를 이용한 프로필렌과 벤젠의 알킬화반응이 반응기 상부에서부터 진행된다.

보통 큐멘을 제조하는 알킬화반응은 발열반응으로 인한 초기의 60℃ 내외의 온도가 상승하면서, 목적하는 큐멘 이외에 불필요한 디이소프로필벤젠 및 트리이소프로필벤젠과 같은 PIPB(폴리이소프로필벤젠)도 형성하고 있다.

벤젠과 알킬화반응에 의해 생성된 큐멘과 PIPB는 상승되는 온도와 잔류 프로필렌에 의해 알킬화유출물로서 배출된다. 알킬화반응은 소정량의 큐멘이 형성될 때까지 반복되며, 이를 위해 고온상태로 배출되는 알킬화유출물을 60~70℃까지 냉각시켜 다시 알킬화반응기 상부로 투입하여 순환시키고 있다.

순환되는 알킬화유출물을 냉각시키기 위해 냉각탑과 같은 대용량의 저수시설이 사용되고 있는데, 냉각효율이 낮아 거대한 시설이 요구되고 기후와 계절에 따른 영향을 받아 시설을 종종 중단시키게 되는 문제점이 있다.

또한 알킬화유출물로부터 큐멘을 회수하기 위해서 그리고 트랜스알킬화를 통해 추가로 생성된 큐멘을 회수하기 위해서 다수의 증류컬럼이 사용되고 있는데, 증류컬럼을 가동하기 위한 에너지가 크게 소모되는 문제점이 있다.

공개특허공보 10-2012-0102912 (2012.9.19)

본 발명은 알킬화반응과 관련하여 효율적인 냉각효과를 제공하여 종래의 장치보다 효율적이고 안정적으로 알킬화반응을 수행할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 목적은 스팀을 활용하여 시스템 작동에 필요한 에너지소모량을 줄어 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은,

벤젠과 프로필렌을 공급받고, 상기 벤젠과 프로필렌의 반응에 의해 생성되는 큐멘과, 상기 큐멘과 상기 프로필렌에 의해 생성되는 PIPB와, 상기 벤젠을 알킬화유출물로서 배출하는 알킬화반응기;

상기 알킬화유출물을 공급받도록 알킬화반응기와 연통되어 있고, 물을 공급받아 상기 알킬화유출물을 상기 물과의 간접열교환에 의해 냉각시켜 상기 알킬화반응기로 다시 공급하고 물은 스팀으로 증발시키도록 구성된, 박막강하 증발기;

상기 알킬화반응기에서 배출되는 알킬화유출물을 공급받도록 상기 알킬화 반응기에 연통되어 있고, 상기 벤젠을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 큐멘과 PIPB를 하부에서 배출하도록 구성된 벤젠증류탑;

상기 큐멘과 PIPB를 공급받도록 상기 벤젠증류탑에 연통되어 있고, 상기 큐멘을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 PIPB를 포함하는 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 큐멘증류탑;

상기 PIPB를 포함하는 불순물을 공급받도록 상기 큐멘증류탑에 연통되어 있고, 상기 PIPB를 증발시켜 상부로 배출하고 나머지 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 PIPB 증류탑; 및

배출된 상기 PIPB를 공급받도록 상기 PIPB 증류탑에 연통되어 있고, 벤젠을 공급받아 상기 PIPB와 반응시켜 큐멘을 생산한 후, 상기 큐멘을 상기 벤젠증류탑에 공급하도록 상기 벤젠증류탑에 연통된 트랜스알킬화반응기;를 포함하는 알킬화공정시스템에 의해 달성될 수 있다.

박막강하 증발기에서, 열교환시 물로부터 스팀을 생성하고 이를 활용하여 필요한 공정에 열원으로서 사용함으로써 장치의 효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 열교환시 물의 증발시 잠열을 사용함으로써 매우 효율적으로 알킬화유출물을 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 주위 환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 장치를 운전하고 유지관리 할 수 있다.

또한, 상기 박막강하 증발기는,

상기 물이 수직으로 통과하는 파이프와, 상기 알킬화유출물이 상기 파이프와 접촉하여 간접열교환을 하는 공간을 포함하는 열교환부와, 상기 파이프로부터 배출되는 스팀과 물을 수용하여 분리시키는 기액분리기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 박막강하 증발기로부터 배출되는 스팀을 공급받도록 상기 박막강하 증발기에 연통되어 있고, 상기 스팀을 압축하는 증발재압축기(MVR)를 더 포함하여, 연계되는 공정에 공급되는 압력으로 압축할 수 있다.

또한, 상기 증발재압축기에 연통되어 압축된 스팀을 공급받고, 압축된 스팀을 상기 벤젠증류탑의 재비기, 상기 큐멘증류탑의 재비기 및 상기 PIPB 증류탑의 재비기 중 적어도 하나에 열원으로 공급하도록 연통되어 있고, 상기 재비기에 공급하고 남은 나머지 스팀은 외부의 장치로 공급하도록 구성된 스팀헤더를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 열원과 같은 장치에 필요한 에너지를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 따르면,

알킬화반응기에서 프로필렌으로 벤젠을 알킬화하는 알킬화반응을 통해 큐멘을 생성하는 단계;

상기 큐멘과 상기 벤젠, 및 상기 큐멘의 생성시 함께 생성되는 PIPB를 포함하는 알킬화유출물을 상기 알킬화반응기에 다시 투입하여 순환시키는 단계;

상기 알킬화유출물에서 순차적으로 벤젠, 큐멘, 및 PIPB를 정제하는 단계;

벤젠을 이용하여 정제된 상기 PIPB로부터 큐멘을 추가로 생성하는 트랜스알킬화반응을 수행하는 단계;

추가로 생성된 상기 큐멘을 다시 정제하는 단계;를 포함하고,

상기 알킬화유출물을 순환시키는 단계에서, 상기 알킬화유출물과 물의 간접열교환에 의해 상기 물을 스팀으로 증발시키면서 상기 알킬화유출물을 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 방법에 물과의 열교환으로 증발잠열을 이용하여 효율적으로 알킬화유출물을 냉각시킴으로써, 알킬화유출물을 안정적으로 냉각시켜 알킬화반응기에 다시 투입할 수 있다. 따라서, 안정적인 냉각을 통해 알킬화반응기에서 PIPB의 생성을 감소시킴으로써 큐멘을 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 간접열교환에 의해 생성된 스팀은 증발재압축기에 의해 압축되고, 압축된 스팀은 벤젠, 큐멘 및 PIPB를 정제하는 단계의 열원으로 사용되도록 벤젠, 큐멘 및 PIPB를 증발시키는 각각의 공정에 공급될 수 있다. 이를 통해, 전체공정에서 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 알킬화반응과 관련하여 효율적인 냉각효과를 제공하여 종래의 장치보다 효율적이고 안정적으로 알킬화반응을 수행할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다.

아울러, 고온알킬화반응의 알킬화유출물을 냉각시키는 발열량으로 증발시킨 저압스팀을 압축하여 압축된 스팀을 활용하여 시스템 작동에 필요한 에너지소모량을 줄어 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알킬화공정시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 증발재압축기와 스팀헤더가 추가된 실시예를 나타내는 도면이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공정에 필요한 펌프, 연결라인, 장치의 유입구, 배출구 등등에 대한 설명이 없어도 이해할 수 있는 경우에는 생략하기로 한다.

이하, 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 알킬화반응기(10)에 벤젠과 프로필렌이 공급된다. 알킬화반응기(10)에서는 아래식과 같이 프로필렌을 주원료로 하여 벤젠을 알킬화하는 발열반응을 거쳐 큐멘이 제조된다.

(식1) C3H6 (프로필렌) + C6H6 (벤젠) -> C9H12 (큐멘)

이 발열반응에서 C3H6(프로필렌)과 C6H6(벤젠)은 큐멘을 생산하는 상기 반응을 지속하기 위하여 C3H6(프로필렌)의 10배내외의 분자량으로 C6H6(벤젠)를 알킬화반응기(10)에 공급하게 된다.

알킬화반응기(10)에는 위로부터 아래쪽으로 압력 30 barA의 촉매층(12,13,14,15)들이 순차적으로 설치되어 있다. 알킬화반응은 상부로 투입된 벤젠과 프로필렌이 촉매층(12,13,14,15)을 거치면서 진행되고, 발열반응에 의해 초기 60℃에서 150℃까지 점점 온도가 상승하게 된다. 발열반응이 일어나는 알킬화반응기(10)에서는 아래식의 반응이 수직방향으로 지속적으로 발생하여 PIPB(Polyl-Iso-Propyl-Benzene)가 생성된다.

(식 2) C3H6 (프로필렌) + C9H12 (큐멘) -> C12H18 (PIPB)

위와 같은 반응에 의해 알킬화반응기(10)에서는 큐멘과 PIPB가 생성되며, 큐멘과 PIPB는 벤젠과 함께 알킬화반응기(10)의 하단에서 알킬화유출물로서 배출(L1 참조)된다.

알킬화반응기(10)에서 미리 정해진 양의 큐멘이 제조될 때까지, 알킬화반응기(10)에서 배출되는 알킬화유출물은 다시 알킬화반응기(10)로 유입되는 재순환과정이 수행된다.(L1, L2, L3 참조)

이와 같은 재순환이 지속되기 위해서는 알킬화반응기(10)의 상부를 저온(약 60℃)으로 유지하고, 하부의 온도를 고온(약 150℃ 이내)로 유지해야한다. 이를 위해, 알킬화반응기(10)의 하부에서 배출되는 알킬화유출물의 온도를 150℃에서 60℃까지 냉각시켜 알킬화반응기(10)의 상부로 공급할 수 있다. 이때, 알킬화반응기(10)의 물질-열량 평형을 위한 총 재순환유량은, 큐멘의 년간 생산량을 15만톤으로 상정할 경우, 493,450 kg/h으로 계산된다.

재순환되는 알킬화유출물은 냉각탑과 같은 냉열원과의 간접적인 열교환을 통해 냉각되어 알킬화반응기(10)로 유입된다. 이로써 발열반응에 의해 불필요한 PIPB와 같은 물질이 생성되는 양을 줄여, 제조되는 큐멘의 순도를 높일 수 있다. 재순환과정을 통해 알킬화반응기(10)에 의해 소정량의 큐멘이 제조되면, 큐멘과 PIEB와 벤젠을 포함하는 알킬화유출물을 고순도의 큐멘으로 정제하기 위해 다음의 과정이 진행된다.

1차로 알킬화유출물이 벤젠증류탑(20)으로 유입된다.(L4) 벤젠증류탑(20)의 상부에서 벤젠이 분리되어 배출되고, 하부에서 큐멘과 PIPB를 포함하는 나머지가 배출된다. 배출된 벤젠은 컨덴서(24)에 의해 응축되어 액체로 회수될 수 있다. 큐멘과 PIPB는 큐멘증류탑(30)으로 유입되어 정제된다. 벤젠증류탑(20)에서 배출되는 벤젠은 다시 알킬화반응기(10)로 회수될 수 있다.(L9)

이어서 벤젠증류탑(20)에서 분리된 큐멘과 PIPB를 큐멘증류탑(30)으로 보내어(L5), 2차로 큐멘을 정제하여 제품으로 배출한다. 큐멘증류탑(30)의 상부에서 상부쪽으로 큐멘이 분리되어 배출되고, 나머지 PIPB는 PIPB 증류탑(40)로 유입된다. 큐멘증류탑(30)에서 배출되는 큐멘은 컨덴서(34)에 의해 응축되어 액체상태의 순도 99.6~99.9wt%의 제품으로 큐멘을 회수될 수 있다.

큐멘증류탑(30)에서 큐멘을 정제하고 남은 PIPB를 함유한 불순물은 3차로 PIPB증류탑(40)으로 보낸다.(L6) PIPB 증류탑(40)의 상부에서 PIPB가 분리되어 배출된다. 배출된 PIPB는 컨덴서(44)에 의해 응축되며, PIPB 증류탑(40)에서 정제된 PIPB는 트랜스알킬화반응기(50)로 유입되고(L7), 하부의 배출물은 타공정에 필요한 연료로 활용될 수 있다.

증류된 PIPB는 트랜스알킬화반응기(50)로 보내어 순환반응을 수행한다. 트랜스알킬화반응기(50)에서는 벤젠을 공급받아 PIPB와 반응시켜 아래의 반응식을 통해 큐멘을 추가로 생산한다. 바람직하게, 트랜스알킬화반응기(50)에 공급되는 벤젠은 벤젠증류탑(20)에서 배출되는 벤젠일 수 있다.

(식3) C6H6 (벤젠) + C12H18 (PIPB) <-> 2C9H12 (큐멘)

추가로 생성된 큐멘은 벤젠증류탑(20)으로 유입된 후 다시 큐멘증류탑(30)으로 공급될 수 있다.(L8) 따라서, 종국적으로 큐멘의 생산수율과 순도를 높일 수 있다.

한편, 알킬화반응기(10)의 알킬화유출물의 재순환과정에서, 알킬화유출물이 알킬화반응기(10)로 다시 유입되기 전에 알킬화유출물을 냉각시키는 것이 필요하다. 알킬화유출물의 냉각시키기 위해, 냉각탑이나 물 저장시설에 저장된 물을 사용하여 간접적으로 열교환을 시키는 경우, 대용량의 냉각수가 필요하다. 종래기술에 따르면, 60℃까지 냉각시키기 위해 30℃ 2,500 ton/h 내외의 냉각수를 어렵게 공급해오고 있는데, 최근 국제시장에서 큐멘의 수요가 증가하는 상황과 기후변화로 인한 냉각수의 수급이 어려운 상황 때문에, 큐멘을 생산하는 공장들이 자주 생산을 중단하는 상황이 일어나고 있다.

또한, 냉각탑을 설치하는 비용과 그 유지관리 비용 때문에 추가로 냉각탑을 설치하고 확장하는 데 큰 제약이 있다. 특히, 냉각탑은 실외에 설치되어 주변 기온에 영향을 받기 때문에 여름철에는 냉각효과가 떨어지고 겨울철에는 냉각수가 어는 문제도 발생한다.

본 발명의 실시예에서는, 고온(150℃), 고압(30 barA)으로 배출되어 대량(493,450 kg/h)으로 순환하는 알킬화유출물을 효율적으로 냉각시키고 스팀을 생성하여 활용하도록 박막강하 증발기(60)를 사용하였다.

박막강하 증발기(60)는 알킬화유출물과 물이 열교환을 하는 열교환부(61)와, 열교환부에 의해 증발된 스팀과 물을 분리하는 기액분리부(66)로 구성되어 있다.

예를 들어 약 60~65℃의 물이 열교환부(61)의 상부측에 형성된 유입구(66)를 통해 열교환부(61)로 유입된다. 열교환부(61)의 내부에는 물이 수직낙하하는 파이프(62)들이 있다. 유입구(68)를 통해 알킬화유출물이 파이프(62)를 둘러싸는 열교환부의 내부 공간(64)에 유입되어 파이프(62)와 접촉함으로써 파이프(62) 내부를 지나가는 물과 간접적으로 열교환을 한다. 파이프(62) 내의 60~65℃의 물은 약 150℃ 정도인 고온의 알킬화유출물에서 전달되는 열을 이용하여 증발되어 스팀이 된다. 이러한 증발과정에는 상변환 에너지가 필요하기 때문에, 물은 알킬화유출물로부터 열을 크게 뺏을 수 있다. 이에, 적은 유량의 물로 알킬화유출물을 매우 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상대적으로 소형의 장치를 사용함으로써 설치비용과 유지관리비용을 크게 줄일 수 있다.

박막강하 증발기(60)에서 열교환후 약 60~65℃로 냉각된 알킬화유출물은 배출구(69)를 통해 배출된다. 배출구(69)는 알킬화반응기(10)에 연통되어 있고(L3), 냉각된 알킬화유출물이 다시 알킬화반응기(10)로 유입되어, 알킬화반응을 다시 반복한다. 냉각된 알킬화유출물은 알킬화반응기(10)의 상부를 통해 유입될 수도 있고, 알킬화반응기의 측면을 통해, 예를 들어 촉매층 사이의 공간(A, B, C)을 통해 유입될 수도 있다.

박막강하 증발기(60)의 열교환부(61)는 기액분리기(65)와 연결되어 있다. 기액분리기(65)는 열교환부(61)에서 통과하면서 발생된 스팀과 물을 분리하는 장치이다. 기액분리기(65)는 열교환부에 연결된 제1챔버(65A)와 이에 연통된 제2챔버(65B)로 구성되어 있다. 파이프(62)로부터 물과 스팀이 배출되어 기액분리기(65)의 제1챔버(65A)로 유입된다. 제1챔버(65A)에서 물은 하부의 배출구(67)를 통해 배출되고 스팀은 연통된 제2챔버(65B)로 보내진다.

기액분리기(65)에서 배출되는 물은 냉각되어 다시 기액분리기(65)의 상단으로 다시 공급되는 방식으로 순환될 수 있다(도시 안됨). 한편, 기액분리기(65)에서 순환되는 물은 스팀으로 증발되는 것을 고려하여 필요시 보충될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 2에서 볼 수 있듯이 기액분리기에서 배출되는 스팀을 활용하여 효율을 개선하도록 증발재압축기와 스팀 헤더를 사용하고 있다. 도 2에서와 같이, 기액분리기는 증발재압축기인 MVR(70)에 연통되어 제2챔버(65B)에서 배출되는 스팀을 MVR(70)로 보낼 수 있다.(L11) 스팀은 MVR(70)에서 압축되어 압축된 스팀으로 배출된다. 압축된 스팀이 스팀 헤더(80)로 공급되도록, MVR(70)은 스팀 헤더(80)에 연통되어 있다.

스팀 헤더(80)는 벤젠증류탑(20), 큐멘증류탑(30) 및 PIPB 증류탑(40)에 설치된 재비기(22, 32, 42)(reboiler))에 연통되어 압축된 고온의 스팀을 공급함으로써, 각각의 증류탑의 공정에 필요한 열을 공급할 수 있다.(L12, L13, L14) 즉, 스팀은 벤젠증류탑, 큐멘증류탑 및 PIPB증류탑의 열원으로 사용될 수 있다.

또한, 재비기에 공급하고 남는 나머지 스팀은 외부의 장치로 공급할 수 있다.(L15)

이와 같이, 벤젠증류탑, 큐멘증류탑 및 PIPB 증류탑의 재비기에 열을 공급하는 장치를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 관련시설의 설치 및 유지관리에 드는 비용을 절약할 수 있다.

본 발명에 의하면, 현재 공정에서 필요한 냉각탑 및 냉각수를 대체하는 박막강하 증발기를 이용하여 큐멘의 생산 순도와 생산 수율을 높이는 것과 동시에, MVR을 통해 여러 공정에 필요한 압력의 스팀을 공급할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 알킬화반응기
20 벤젠증류탑
30 큐멘증류탑
40 PIPB증류탑
50 트랜스알킬화반응기
60 박막강하 증발기
70 증발재압축기
80 스팀헤더

Claims (6)

1. 벤젠과 프로필렌을 공급받고, 상기 벤젠과 프로필렌의 반응에 의해 생성되는 큐멘과, 상기 큐멘과 상기 프로필렌에 의해 생성되는 PIPB와, 상기 벤젠을 알킬화유출물로서 배출하는 알킬화반응기;
   상기 알킬화유출물을 공급받도록 알킬화반응기와 연통되어 있고, 물을 공급받아 상기 알킬화유출물을 상기 물과의 간접열교환에 의해 냉각시켜 상기 알킬화반응기로 다시 공급하고, 물은 스팀으로 증발시키도록 구성된, 박막강하 증발기;
   상기 알킬화반응기에서 배출되는 알킬화유출물을 공급받도록 상기 알킬화 반응기에 연통되어 있고, 상기 벤젠을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 큐멘과 PIPB를 하부에서 배출하도록 구성된 벤젠증류탑;
   상기 큐멘과 PIPB를 공급받도록 상기 벤젠증류탑에 연통되어 있고, 상기 큐멘을 증발시켜 상부로 배출하고 상기 PIPB를 포함하는 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 큐멘증류탑;
   상기 PIPB를 포함하는 불순물을 공급받도록 상기 큐멘증류탑에 연통되어 있고, 상기 PIPB를 증발시켜 상부로 배출하고 나머지 불순물을 하부에서 배출하도록 구성된 PIPB 증류탑; 및
   배출된 상기 PIPB를 공급받도록 상기 PIPB 증류탑에 연통되어 있고, 벤젠을 공급받아 상기 PIPB와 반응시켜 큐멘을 생산한 후, 상기 큐멘을 상기 벤젠증류탑에 공급하도록 상기 벤젠증류탑에 연통된 트랜스알킬화반응기;를 포함하고,
   상기 박막강하 증발기에서 냉각된 알킬화유출물은 상기 알킬화반응기의 상부를 통해서 그리고 상기 알킬화반응기에 있는 촉매층 사이의 공간을 통해서 상기 알킬화반응기에 유입되는 알킬화공정시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 박막강하 증발기는,
   상기 물이 수직으로 통과하는 파이프와, 상기 알킬화유출물이 상기 파이프와 접촉하여 간접열교환을 하는 공간을 포함하는 열교환부와,
   상기 파이프로부터 배출되는 스팀과 물을 수용하여 분리시키는 기액분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 알킬화공정시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 박막강하 증발기로부터 배출되는 스팀을 공급받도록 상기 박막강하 증발기에 연통되어 있고 상기 스팀을 압축하는 증발재압축기(MVR)를 더 포함하여, 연계되는 공정에 공급되는 압력으로 압축하는 것을 특징으로 하는 알킬화공정시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 증발재압축기에 연통되어 압축된 스팀을 공급받고, 압축된 스팀을 상기 벤젠증류탑의 재비기, 상기 큐멘증류탑의 재비기 및 상기 PIPB 증류탑의 재비기 중 적어도 하나에 열원으로 공급하도록 연통되어 있고, 상기 재비기에 공급하고 남은 나머지 스팀은 외부의 장치로 공급하도록 구성된 스팀헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알킬화공정시스템.
5. 알킬화반응기에서 프로필렌으로 벤젠을 알킬화하는 알킬화반응을 통해 큐멘을 생성하는 단계;
   상기 큐멘과 상기 벤젠, 및 상기 큐멘의 생성시 함께 생성되는 PIPB를 포함하는 알킬화유출물을 상기 알킬화반응기에 다시 투입하여 순환시키는 단계;
   상기 알킬화유출물에서 순차적으로 벤젠, 큐멘, 및 PIPB를 정제하는 단계;
   벤젠을 이용하여 정제된 상기 PIPB로부터 큐멘을 추가로 생성하는 트랜스알킬화반응을 수행하는 단계;
   추가로 생성된 상기 큐멘을 다시 정제하는 단계;를 포함하고,
   상기 알킬화유출물을 순환시키는 단계에서, 박막강하 증발기를 이용하여 상기 알킬화유출물과 물의 간접열교환에 의해 상기 물을 스팀으로 증발시키면서 상기 알킬화유출물을 냉각시키고,
   상기 박막강하 증발기에서 냉각된 알킬화유출물은 상기 알킬화반응기의 상부를 통해서 그리고 상기 알킬화반응기에 있는 촉매층 사이의 공간을 통해서 상기 알킬화 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는 알킬화방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 간접열교환에 의해 생성된 스팀은 증발재압축기에 의해 압축되고, 압축된 스팀은 벤젠, 큐멘 및 PIPB를 정제하는 단계의 열원으로 사용되도록 벤젠, 큐멘 및 PIPB를 증발시키는 각각의 공정에 공급되는 것을 특징으로 하는 알킬화방법.
   

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