KR102627301B1 - 고순도 메탄올 생성을 위한 분리 벽 기술의 사용 - Google Patents
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Abstract
복수의 분리 벽 컬럼을 사용하여 미정제 MTBE 공급물로부터 고순도 메탄올 및 이소부텐을 생성하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 본 방법은 MTBE를 정제하는 단계, 이소부텐 및 메탄올을 생성하기 위해 MTBE를 해리하는 단계, 이소부텐을 정제하는 단계 및 메탄올을 회수/정제하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본원에 개시된 실시예는 이소부텐 및 고순도 메탄올 생성물 스트림을 공동 생성하기 위한 프로세스 및 시스템에 관한 것이다.
이소부텐에 대한 수요가 증가함에 따라, 적절한 촉매를 사용한 이소부텐용 메틸 3차 부틸 에테르(MTBE: methyl tertiary butyl ether)의 해리는 고순도 이소부텐을 얻을 수 있는 냉산(cold acid) 처리에 비해 비교적 깨끗한 프로세스이다. 따라서, MTBE의 해리는 실행 가능하고 경제적이다. 또한, 냉산 프로세스는 많은 양의 에너지를 필요로 할 뿐만 아니라, 사용되는 황산으로 인해 부식성이 높다. 해리를 위해 양이온성 수지 촉매 또는 실리카 겔, 알루미나, 지지된 금속 황산염 상에 지지된 인산과 같은 다른 촉매의 사용은 더 적은 에너지를 필요로 하고 실질적으로 부식이 없다.
MTBE를 생성하기 위한 반응은 가역적인 것으로 알려져 있으며, 즉, MTBE는 해리되어 원래 MTBE를 생성하기 위해 결합되었던 메탄올 및 이소부텐을 생성할 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제3,121,124호; 제3,170,000호; 제3,634,534호; 제3,634,535호; 제4,232,177호 및 제4,320,232호는 이온 교환 수지 촉매를 사용한 알킬 3차 알킬 에테르의 해리를 개시한다.
종래에 메틸 3차 부틸 에테르의 해리를 위한 산 양이온 교환 수지의 사용이 입증된 바 있으며, 즉, 미국 특허 제3,121,124호(Verdol)는 겔형 촉매(Dowex 50)를 사용하며, 미국 특허 제4,232,177호(Smith)는 촉매 증류 프로세스에서 거대 망상 촉매(Amberlyst 15)를 사용했다. MTBE의 해리는 이소부텐, 메탄올 및 일부 산소화된 화합물과 폴리머 불순물을 포함하는 스트림을 생성할 것이다.
위에서 언급한 바와 같이, MTBE 분해로 인한 생성물 스트림은 다양한 불순물을 포함한다. 또한, 생성물은 아제오트로프(azeotrope)를 형성할 수 있다. 이들 각각은 고순도 생성물 스트림으로의 원하는 분리를 더 어렵게 만들 수 있다.
본원의 실시예는 타겟으로 된 이소부텐 생성물과 함께 고순도 메탄올 스트림을 공동 생성하기 위한 시스템 및 프로세스에 관한 것이다.
일 양태에서, 본원의 실시예는 이소부텐 및 고순도 메탄올 생성물을 생성하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 이소부텐의 생성을 위한 시스템을 포함할 수 있으며, 프로세스는 미정제(crude) MTBE를 포함하는 공급물 스트림을 수용하고, 적어도 94 중량%의 MTBE 및 중질 스트림을 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 생성하는 제1 분별 시스템; 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 제공하기 위해 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키도록 구성된 제1 반응기; 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐 스트림을 생성하기 위해 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키도록 구성된 추출 유닛; 혼합된 이소부텐 스트림을 수용하고, 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하는 이소부텐을 포함하는 스트림을 생성하는 제2 분별 시스템; 및 추출제/메탄올 스트림을 수용하고, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 스트림, 경질 유분 및 추출제를 포함하는 중질 유분을 생성하는 제3 분별 시스템을 포함할 수 있다.
일 양태에서, 본원의 실시예는 이소부텐 및 고순도 메탄올을 공동 생성하기 위한 프로세스에 관한 것이다. 본 프로세스는 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스일 수 있으며, 본 프로세스는 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고 중질 스트림을 회수하기 위해 제1 분별 시스템에서 미정제 MTBE를 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계; 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 제공하기 위해 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계; 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐 스트림을 생성하기 위해 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계; 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하는 이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하기 위해 혼합된 이소부텐 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및 경질 유분(lights fraction), 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 생성물 스트림 및 추출제를 포함하는 중질 유분을 회수하기 위해 추출제/메탄올 스트림을 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 프로세스는 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스일 수 있으며, 본 프로세스는 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고 중질 스트림을 회수하기 위해 제1 분별 시스템에서 미정제 MTBE를 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계; 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 제공하기 위해 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계; 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐 스트림을 생성하기 위해 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계; 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하는 이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하기 위해 혼합된 이소부텐 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및 오버헤드 유분, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 사이드 드로(side draw) 생성물 스트림 및 추출제를 포함하는 바닥 스트림을 회수하기 위해 추출제/메탄올 스트림을 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 프로세스는 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스일 수 있으며, 본 프로세스는 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고, MTBE, 3차-부틸 알콜(TBA) 및 2-메톡시부탄(MSBE)의 혼합물을 포함하는 중질 스트림을 회수하기 위해, 제1 분별 시스템에서 미정제 MTBE, C4들, C5들, 디이소부텐(DIB), 3차 부틸 알콜(TBA) 및 2-메톡시부탄(MSBE)을 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계; 이소부텐, 메탄올 및 잔류 MTBE를 포함하는 유출물을 제공하기 위해 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계; 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐/MTBE 스트림을 생성하기 위해 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계; 적어도 94 중량%의 이소부텐을 포함하는 이소부텐을 포함하는 스트림 및 MTBE/이소부텐을 포함하는 중질 스트림을 회수하기 위해, 혼합된 이소부텐/MTBE 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하는 단계; MTBE/이소부텐을 포함하는 중질 스트림을 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계; 오버헤드 유분, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 사이드 드로 생성물 스트림 및 잔류 MTBE, 메탄올 및 추출제를 포함하는 바닥 스트림을 회수하기 위해 추출제/메탄올 스트림을 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및 잔류 MTBE, 메탄올 및 추출제를 포함하는 바닥 스트림을 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계를 포함한다.
도 1은 본원에 개시된 실시예에 따른 통합 반응기 시스템에 대한 프로세스의 단순화된 프로세스 흐름도이다.
도 2는 본원에 개시된 실시예에 따른 통합 반응기 시스템에 대한 프로세스의 단순화된 프로세스 흐름도이다.
도 3은 본원에 개시된 실시예에 따른 분리 벽 컬럼의 예시이다.
도 4는 본원에 개시된 실시예에 따른 분리 벽 컬럼의 예시이다.
도 2는 본원에 개시된 실시예에 따른 통합 반응기 시스템에 대한 프로세스의 단순화된 프로세스 흐름도이다.
도 3은 본원에 개시된 실시예에 따른 분리 벽 컬럼의 예시이다.
도 4는 본원에 개시된 실시예에 따른 분리 벽 컬럼의 예시이다.
일 양태에서, 하나 또는 복수의 분리 벽 컬럼을 사용하여 미정제 MTBE 공급물로부터 고순도 메탄올을 생성하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 본 방법은 MTBE를 정제하는 단계, 이소부텐 및 메탄올을 생성하기 위해 MTBE를 해리하는 단계, 이소부텐을 정제하는 단계 및 메탄올을 회수/정제하는 단계를 포함할 수 있다.
본원의 분리 벽 컬럼은 다성분 혼합물을 순수한 유분으로 분리하는 데 사용될 수 있다. 이는 고순도 중비(medium boiling) 유분을 얻는 데 특히 적합하다. 종래의 증류 시스템에서 유분으로의 3-성분 혼합물의 분리는 적어도 2개의 컬럼 또는 사이드 컬럼을 갖는 주 컬럼을 갖는 순차적 시스템을 필요로 한다. 분리 벽 컬럼으로, 중비점 생성물로부터 경질 및 중질을 분리하기 위해 단지 하나의 분별기가 사용된다. 컬럼의 중간 부분에 수직 벽이 도입되어, 컬럼의 이 부분에 피드 및 드로-오프(draw-off) 섹션을 생성한다. 이러한 배열은 두 번째 컬럼을 절약한다. 두 번째 컬럼을 위한 컬럼 쉘, 내부, 리보일러 및 콘덴서가 필요하지 않다.
본원에서 사용되는 "분리 벽 컬럼"이라는 용어는 상이한 비등점을 갖는 2개 이상의 성분을 함유하는 혼합물의 분리에 적합한 분리 벽을 갖는 임의의 컬럼을 지칭한다. 본원에서 사용되는 "분리 벽"이라는 용어는 분리 벽의 한 측 상에 적어도 제1 분별 구역을 제공하고, 분리 벽의 다른 측 상에 제2 분별 구역을 제공하기 위해 컬럼의 내부에 적어도 부분적으로 배치된 임의의 격벽을 지칭한다. 분리 벽은 세그먼트화되거나 연속적일 수 있다. 분리 벽은 컬럼의 길이 방향 축에 대해 평행하거나 평행하지 않을 수 있다. 제1 분별 구역 및 제2 분별 구역은 동일하거나 상이한 단면적 및/또는 체적을 가질 수 있다. 컬럼은 원형 단면을 가질 수 있고, 분리 벽은 서로에 대해 동일하거나 동일하지 않은 단면적을 갖는 제1 분별 구역 및 제2 분별 구역을 제공하기 위해 컬럼 내에 위치되거나 배치될 수 있다. 분리 벽은 분리 벽 컬럼의 한 측으로부터 분리 벽 컬럼의 다른 측으로 완전히 또는 부분적으로만 연장될 수 있다.
본원의 실시예에 따른 분리 벽 컬럼은 원칙적으로 열적으로 커플링된 증류 컬럼의 시스템이다. 본원의 분리 벽 컬럼에서, 분리 벽은 컬럼의 내부 공간에 위치된다. 본원의 분리 벽 컬럼은 코드(chord) 벽 또는 환형(annular) 벽을 사용할 수 있다. 분리 벽은 일반적으로 수직이다. 2개의 상이한 물질 전달 분리가 분리 벽의 어느 한 측 상에서 발생하며, 이는 상이한 동작 압력과 온도를 가질 수 있으며, 분리 벽은 분리 벽을 가로지르는 압력 차이 및/또는 온도 차이를 견뎌야 할 수 있다.
본원의 분리 벽 컬럼은 트레이, 회전 트레이, 랜덤 및/또는 구조화된 패킹을 포함하는 내부를 포함할 수 있다. 유용한 컬럼 트레이는 이하의 유형을 포함한다: 트레이 플레이트에 드릴 구멍 또는 슬롯을 갖는 트레이; 버블-캡, 캡 또는 후드에 의해 덮인 스로트(throat) 또는 굴뚝을 갖는 트레이; 이동식 밸브에 의해 덮인 트레이 플레이트에 드릴 구멍을 갖는 트레이; 특수 구조를 갖는 트레이. 회전하는 내부를 갖는 컬럼에서, 환류가 회전 퍼널(funnel)에 의해 분사되거나 로터의 도움으로 가열된 튜브 상으로 필름으로서 분산된다. 컬럼은 다양한 성형체의 랜덤 패킹을 포함할 수 있다.
분리 벽 컬럼은 중앙에 위치된 분리 벽을 갖는 공통 스트리핑 및 정류 섹션을 가질 수 있다. 이러한 설계는 벽의 어느 한 측 상에서의 상이한 증기 및 액체 이동을 가능하게 하여 장비 유닛 수를 최소화하면서 생성물 순도를 증가시킨다.
예를 들어, 메탄올 공급물은 바닥 생성물과 함께 떠나는 메탄올의 양을 최소화하면서 분리 벽 컬럼 내에서 최고 메탄올 농도를 생성하기 위해 본원의 실시예에 따라 프로세싱될 수 있다. 이는 증류 생성물 및 증류 구역에서 아제오트로픽 농도에 가깝게 되도록 귀결된다. 탄화수소가 가솔린 혼합에 사용되고 메탄올을 보존할 수 있도록 메탄올은 탄화수소로부터 분리되어야 한다. 이러한 분리는 탄화수소/메탄올 혼합물을 물로 세정하여 달성될 수 있다. 메탄올은 수상(water phase)에 선택적으로 흡수될 수 있으며, 이는 후속적으로 메탄올을 분리하기 위해 분별된다.
본원에 개시된 하나 이상의 실시예에 따른 분리 벽 컬럼은 기존의 통합 MTBE 및 이소부텐 설비에서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 고순도 이소부텐만을 생성할 수 있다. 기존 시설은 MTBE 단위로 재순환되는 이소부텐 단위로부터 생성된 모든 메탄올을 가질 수 있다. 추가 반입 MTBE를 프로세싱하고 동시에 상업용 출하 품질 등급의 메탄올을 만들기 위해, 새로운 메탄올 정제 섹션이 이러한 설비에 설치될 필요가 있을 것이다. 이러한 메탄올 정제 섹션은 관련 장비를 갖는 2개의 증류 컬럼(메탄올 토핑 및 메탄올 테일링 열)을 갖는 것을 필요로 할 수 있다. 본원에 개시된 분리 벽 컬럼은 상업용 등급의 메탄올의 생성을 위해 종래의 복수의 분리 컬럼 대신 사용될 수 있다.
또한, 통합 MTBE 및 이소부텐 프로세스는 상업용 등급의 메탄올을 생성하기 위한 유연성을 갖지 않을 수 있다. 이소부텐 섹션에 추가적인 MTBE 반입을 포함하여 메탄올을 공동 생성하기 위해, 메탄올 정제 섹션이 프로세스에 통합될 필요가 있을 수 있다. 이러한 메탄올 정제 프로세스는 최소한의 개수의 장비를 사용하면서 특정 메탄올 생성물을 얻기 위해 분리 벽 컬럼 또는 일련의 증류 컬럼을 포함할 수 있다. 또한, 프로세스의 리보일링/콘덴싱 듀티는 2개 컬럼의 종래 시스템보다 약 30% 낮을 수 있다. 마지막으로, 분리 벽 컬럼이 더 적은 장비를 사용할 수 있으므로, 필요한 플롯 면적 및 구조(파이프 랙, 기초 등)에서 상당한 절약이 있다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 분리 벽 컬럼 또는 일련의 증류 컬럼이 본원에 개시되며, 이는 추출 컬럼의 바닥을 취하고, 출하 등급 메탄올 생성물을 만들기 위해 메탄올로부터 MTBE, DIB, TBA, DME, MSBE, TAME 및 물 중 하나 이상을 분리할 수 있다.
고순도 이소부텐을 생성하는 방법을 이제 도 1을 참조하여 설명할 것이다. MTBE를 정제하기 위해, 미정제 MTBE(1)가 분별 컬럼(5)으로 도입된다. 미정제 MTBE(1)는 이소부텐 C4 올레핀 혼합물로부터, 예를 들어, 스팀 크래커(steam cracker) 또는 FCC 유닛으로부터 잘라낸 C4로부터 획득될 수 있다. 미정제 MTBE는 또한 메탄올, 2차 부틸 알콜(SBA: secondary butyl alcohol), 3차-부틸 알콜(TBA: tert-butyl alcohol), 2-메톡시부탄(MSBE), 디이소부텐, 3차 아밀 메틸 에테르(TAME: tertiary amyl methyl ether) 및 다른 고비점 성분을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 미정제 MTBE 스트림(1)은 95.9 중량%의 MTBE와 같은 94 내지 97 중량%의 MTBE 스트림을 포함할 수 있다. 미정제 MTBE 스트림(1)은 또한 1,3-부타디엔, 트랜스-1,3-펜타디엔, 시스-1,3-펜타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 등과 같은 소량의 고도로 불포화된 화합물을 포함할 수 있다. 공급물 스트림은 상류 에테르화 반응 구역으로부터 제공된 미정제 MTBE 및 보충 MTBE 공급물 스트림을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 보충 MTBE 공급물 스트림은 별도의 설비, OSBL, 상류 분리 시스템 또는 다른 소스로부터 나올 수 있다.
MTBE 스트림(1)은 컬럼(5)의 중간 지점에서 도입될 수 있다. 경질 탄화수소 스트림(2)이 그 제1 단부 또는 그 부근에서 컬럼(5)으로부터 회수될 수 있으며, 사이드-스트림(3)이 컬럼(5)의 중간 지점으로부터 회수될 수 있다. 경질 탄화수소 스트림(2)이 환류로서 컬럼(5)의 최상부로 재순환될 수 있다. 경질 탄화수소 스트림(2)은 MTBE, 메탄올, 물 및 고도로 불포화된 화합물의 혼합물일 수 있다. 사이드-스트림은 MTBE 공급물 스트림(1)과 비교하여 증가된 순도의 MTBE 스트림일 수 있다. 사이드 스트림은 공급물 스트림에 존재하는 하나 이상의 불순물을 추가로 포함할 수 있다. 중질 탄화수소 스트림(4)은 그 하단부 또는 그 부근에서 분리 벽 컬럼(5)으로부터 회수될 수 있다. 중질 탄화수소(4)는 MTBE, 3차-부틸 알콜(TBA), 2-메톡시부탄(MSBE) 및 고급 올레핀의 혼합물일 수 있다.
분별 컬럼(5)은 약 45 ℃ 내지 약 130 ℃ 범위의 온도 및 약 0.1 내지 약 5 barg 범위의 압력에서 동작할 수 있다. MTBE(1)의 정제는 99.8 중량%의 MTBE 또는 99.9 중량%의 MTBE와 같은 약 99.5 중량%의 MTBE 또는 그 이상과 같은 조성을 갖는 사이드스트림(MTBE)(3)을 제공한다. MTBE 사이드 스트림은 분별 시스템(5)에서의 분별 증류에 의해 생성될 수 있으며, 고순도 MTBE 사이드스트림(3)을 회수하면서 MTBE(1)를 MTBE, 메탄올, 물 및 다른 저비등 성분을 포함하는 경질 탄화수소(2) 및 부텐 올리고머, TBA 및 다른 고비등 성분을 포함하는 중질 탄화수소(4)로 분리한다.
이소부텐을 생성하기 위해, MTBE 사이드스트림(3)이 반응기(6)로 보내어져 이소부텐을 생성할 수 있다. 반응기(6)는 고순도 MTBE(3)를 해리시키고, 이소부텐, 메탄올 및 미반응 MTBE를 포함하는 미가공 이소부텐 스트림(7)을 생성한다. 일부 실시예에서, 반응기(6)는 약 90 ℃ 내지 약 160 ℃, 다른 실시예에서는 약 120 ℃ 내지 약 150 ℃ 범위의 반응 베드 온도에서 동작하는 고정 베드를 포함한다. 고순도 MTBE(3)는 일부 실시예에서 약 110 ℃ 내지 약 150 ℃, 다른 실시예에서는 약 115 ℃ 내지 약 145 ℃의 입구 온도에서 공급될 수 있다. 반응기(6)는 약 7 내지 약 35, 또는 약 10 내지 약 30, 또는 약 14 내지 약 25 범위의 LHSV(액체 시간당 공간 속도)를 가질 수 있다. 반응기(6)는 약 0.5 내지 약 50 psig 범위에서, 그리고 약 0.5 내지 약 4 기압 범위의 반응 압력에서 상기 고정 베드를 통해 압력 강하를 가질 수 있다.
미가공 이소부텐 스트림(7)이 생성물 정제를 위해 보내어진다. 미가공 이소부텐(7)은 이소부텐으로부터 메탄올 및 미반응 MTBE를 추출하기 위해 추출 컬럼(8)으로 보내어질 수 있다. 추출 컬럼(8)은 미가동 이소부텐(7)으로 역류 방식으로 공급된 추출제(9)를 사용하며, 이에 의해 오버헤드 및 바닥 생성물(11)로서 세정된 반응기 유출물(10)을 생성한다. 이소부텐, MTBE 및 잔류 경질 성분을 포함할 수 있는 세정된 반응기 유출물(10)이 이소부텐 분별 시스템(12)에 공급될 수 있고, 물, 메탄올, MTBE 및 잔류 중질 성분을 포함할 수 있는 바닥 생성물(11)은 메탄올 분별 시스템(13)에 공급될 수 있다. 추출제(9)는 이소부텐으로부터 메탄올을 분리하는 데 유용한 물 또는 다른 적절한 추출제일 수 있다.
다양한 실시예에서, 미가공 이소부텐(7)의 적어도 일부는 추가 환류로서 제1 분별 시스템(5)으로 재순환되고, 생성물로서 수집되고 및/또는 중질 탄화수소(4)와 결합되어 부산물로서 외부로 보내질 수 있다.
이소부텐을 회수하기 위해, 본 방법은 MTBE의 정제를 위해 상술한 것과 유사하게, 이소부텐 분별 시스템(12)으로 세정된 반응기 유출물(10)을 도입하는 것을 포함할 수 있다. 세정된 반응기 유출물(10)은 이소부텐 분별 컬럼(12)의 중간 지점에 도입될 수 있다. 경질 단부 오버헤드(14)는 상부 단부에서 또는 그 부근에서 이소부텐 분별 컬럼(12)으로부터 회수될 수 있고, 환류로서 이소부텐 분별 시스템(12)으로 배출 또는 재순환될 수 있다. 고순도 이소부텐(16)의 사이드-스트림이 이소부텐 분별 컬럼(12)의 중간 지점으로부터 회수될 수 있으며, 이는 하류 프로세스에서 사용될 수 있거나 생성물로서 회수되어 외부로 보내어질 수 있다. 이러한 고순도 이소부텐 스트림은 95 중량%, 97 중량%, 98 중량%, 99 중량%, 99.5 중량%, 99.6 중량%, 99.7 중량%, 99.8 중량% 또는 심지어 99.85 중량%의 이소부텐의 순도를 가질 수 있다. 이소부텐 컬럼(12)은 또한 바닥 생성물(15)을 생성할 수 있으며, 이는 분별 시스템(5)으로 재순환될 수 있는 이소부텐, MTBE 및/또는 물의 혼합물일 수 있다. 이소부텐 컬럼(12)은 약 45 ℃ 내지 약 150 ℃ 범위의 온도 및 약 3 내지 약 15 barg 범위의 압력에서 동작할 수 있다.
메탄올 생성물 스트림을 회수/정제하기 위해, 추출 컬럼(8)으로부터의 바닥 생성물(11)은 메탄올 분별 시스템(13)의 중간 지점에 공급될 수 있다. 메탄올 분별 시스템은 메탄올 토핑(topping) 컬럼에 후속하는 메탄올 바닥 컬럼과 같은 일련의 분별 컬럼일 수 있거나, 아래에 설명되는 바와 같이 분리 벽 컬럼일 수 있다. 메탄올 분별 시스템(13)은 메탄올 컬럼(13)의 중간 지점으로부터의 사이드스트림, 바닥 스트림(18) 및 오버헤드 스트림(19)으로서 회수된 고순도 메탄올 생성물(17)을 제공할 수 있다. 경질 오버헤드 스트림(19)은 메탄올 및 다른 경질 성분을 포함할 수 있고, 환류로서 메탄올 분별 시스템(13)으로 배출되거나 재순환될 수 있다. 바닥(18)은 물, TBA, MTBE 및/또는 메탄올을 포함할 수 있다. 바닥(18)은 추출 컬럼(8) 또는 분별 시스템(5) 중 어느 하나로 재순환될 수 있다. 메탄올 컬럼(13)은 약 45 ℃ 내지 약 180 ℃ 범위의 온도 및 약 0.1 내지 약 5 barg 범위의 압력에서 동작할 수 있다.
본원에 개시된 대략적인 실시예에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 분별 시스템(5)은 오버헤드 생성물에서 MTBE를 회수할 수 있다. 전체 프로세스 스킴이 유사하게 진행될 것이며, 잔류 MTBE, 물 및 이소부텐은 바닥 스트림(15)에서 재순환될 것이다. 또한, 메탄올, 잔류 이소부텐 및 다른 경질 성분은 플로우 라인(19)을 통해 제1 분별 시스템으로 재순환될 수 있다.
본원에 개시된 전체 프로세싱 스킴은 단일 분별 컬럼, 일련의 분별 컬럼 또는 분리 벽 컬럼을 사용하여 수행될 수 있다. 분리 벽 컬럼을 사용한 결과적인 이점은 다른 이점 중에서도 동일한 레벨의 제품 순도를 제공하기 위한 감소된 자본 투자; 및 복수의 컬럼에 대한 필요성의 제거 또는 상당한 감소를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 본원의 실시예는 분리 벽 증류 컬럼의 사용에 관한 것이다. 분리 벽 컬럼으로의 공급물은 모든 반응물보다 적은 양이 반응한 이전 컬럼 또는 반응기로부터 나온 것일 수 있다. 공급물 재료는 분리 벽 컬럼의 사전-분별 섹션으로 공급되는 반응물과 생성물을 포함한다. 그 후, 사후-분별 섹션은 사이드 드로(side draw)로서 메탄올 생성물을 생성한다. 사전-분별 섹션과 사후-분별 섹션 사이에는 물과 TBA를 바닥 생성물로 농축하면서 가능한 한 많은 메탄올을 회수하는 공통 바닥 섹션이 있다. 컬럼의 오버헤드는 사전-분별 섹션을 환류시키는 역할을 하고, 사후-분별 섹션에 대한 공급/환류로서의 역할을 하며, 일부는 MTBE 합성 섹션으로 다시 보내어질 수 있는 오버헤드 생성물로서 회수된다. 필요에 따라 메이크업 재료가 추가될 수 있다. 분리된 수직 섹션 아래에 공통 스트리핑 섹션이 있을 수 있다.
사전-분별 섹션은 물과 TBA로부터 메탄올/MTBE를 분리하는 것을 담당한다. 이러한 섹션은 메탄올과 물/TBA 사이에서 분리가 이루어지도록 환류될 수 있다. 분리 벽 컬럼의 사후-분별 섹션은 메탄올의 일부로부터 MTBE를 분리할 수 있다. 그리고, 사이드 드로가 사후-분별 섹션으로부터 메탄올 생성물을 회수할 수 있다. 사이드 드로 생성물에서 불순물의 양을 최소화하면서 메탄올의 회수를 최대화하기 위해 충분한 환류가 이 섹션으로 보내어질 수 있다. 분리 벽 아래 컬럼의 섹션은 사전-분별 섹션의 바닥을 빠져나가는 물/TBA로부터 메탄올을 추가로 회수하기 위하여 충분한 물질 전달 패킹 또는 촉매를 포함할 수 있다. 사전-분별 섹션 및 사후-분별 섹션으로부터 나오고 공통 바닥 섹션에서 수집되는 액체는 컬럼의 이러한 섹션에 대한 내부 환류로서의 역할을 한다.
또한, 이러한 타워를 위한 보조 장비는 임의의 증류 컬럼에서 사용되는 장비와 유사할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 공통 오버헤드 시스템을 포함하여, 분리 벽 컬럼의 사전-분별 섹션 및 사후-분별 섹션의 각각으로부터의 오버헤드를 회수할 수 있다. 콘덴서는 사전-분별 섹션 및 사후-분별 섹션으로부터 나오는 증기를 응축하는 전체 콘덴서일 수 있다. 응축된 오버헤드는 그 후 환류 누적기 또는 오버헤드 드럼으로 보내질 수 있으며, 그 유출물은 오버헤드 생성물과 타워의 환류 사이에서 분리될 수 있다. 환류는 컬럼 분리 역학에 따라 동일하거나 동일하지 않은 양으로 사전-분별, 사후-분별 또는 둘 모두에 공급될 수 있다. 컬럼은 분리에 필요한 비등을 제공하기 위해 단일의, 공통 리보일러를 사용할 수 있다.
또한, 사이드 드로로부터 회수된 생성물 스트림은 메탄올을 운송 온도로 만드는 생성물 냉각기로 공급될 수 있다.
본원에 개시된 하나 이상의 실시예에 따르면, 증류 컬럼은 입구 공급물을 갖는 사전-분별 섹션 및 사이드 드로를 갖는 사후-분별 섹션을 포함하여, 적어도 2개의 수직 증류 섹션을 가질 수 있다. 분리 벽 컬럼은 또한 적어도 2개의 수직 증류 섹션을 분리하는 적어도 하나의 벽을 가질 수 있다. 벽은 증류 컬럼의 수직 부분을 통해 연장될 수 있으며, 벽은 컬럼의 전체 높이보다 낮게 연장된다. 분리 벽 컬럼은 또한 적어도 2개의 수직 증류 섹션 아래에 공통 스트리핑 섹션을 장착할 수 있다. 공통 스트리핑 섹션은 벽의 바닥 수직 단부 주위에서 유체 연통할 수 있다. 증류 컬럼의 수직 부분을 통해 연장되는 벽은 컬럼의 최상부로부터 스트리핑 섹션의 최상부 부근까지 연장될 수 있다.
또한, 분리 벽 컬럼은 공통 오버헤드 콘덴서 시스템을 가질 수 있다. 공통 오버헤드 콘덴서 시스템은 적어도 2개의 수직 증류 섹션으로부터 오버헤드 생성물을 수용할 수 있고, 오버헤드를 공통 오버헤드 드럼으로 공급할 수 있다. 공통 오버헤드 드럼은 적어도 2개의 수직 증류 섹션 각각에서 응축된 오버헤드 생성물을 재순환시키기 위해 필요한 모든 배관 및 밸브를 장착할 수 있다.
사전-분별 섹션 및 사후-분별 섹션은 증류 컬럼의 정류 섹션에 완전히 또는 부분적으로 위치될 수 있다. 분리 벽 컬럼은 사후-분별 섹션의 정류 섹션에 위치된 사이드 드로를 사용할 수 있으며, 생성물 회수를 위해 구성될 수 있다. 또한, 분리 벽 컬럼은 공통 바닥 리보일러를 사용할 수 있으며, 이는 비등을 전체 가열 듀티 및 별도의 바닥 생성물 스트림을 제공할 수 있다. 오버헤드 드럼은 또한 오버헤드 생성물 스트림을 가질 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 메탄올 정제 프로세스는 분리 벽 컬럼에서 수행될 수 있으며, 일반적으로 이하와 같이 동작할 수 있다.
MTBE, DIB, TBA, DME, MSBE, TAME, 물 및 메탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있는 공급 원료(102)가 사전-분별 섹션 A로 공급된다. 나타낸 바와 같이, 사전-분별 섹션 A는 메탄올을 생성하기 위해 하나 이상의 공급물 성분을 분리할 수 있다. 액체는 분리 벽 컬럼 아래로, 그리고 공통 스트리핑 섹션 C로 이동한다. 증기는 오버헤드 스트림(104A)에 의해 섹션 A의 최상부를 빠져나와 공통 오버헤드 콘덴서(106)로 진입한다.
공통 스트리핑 섹션 C의 액체의 제1 부분은 제1 바닥 출구(108)를 통해 공통 리보일러(110)로 공급된다. 공통 스트리핑 섹션 C의 액체의 제2 부분은 출구(112)에 의해 회수된다. 두 부분은 물, TBA, 다른 중질 성분 및 일부 잔류 메탄올을 포함할 수 있다. 공통 스트리핑 섹션 C로부터 위쪽으로 이동하는 증기 부분은 사전-분별 섹션 A 및 후 사후-분별 섹션 B로 흐를 수 있다.
모든 경우에, 컬럼에서 위쪽으로 이동하는 증기는 분리 벽 구성의 엄격한 반응-증류 시뮬레이션으로부터 사전에 결정된 바와 같이 사전에 규정된 비율로 분리 벽의 최하부 단부에서 의도적으로 분리될 수 있다. 이러한 흐름의 분리는 능동적 또는 수동적 수단을 포함하는 엔지니어링-설계 방법에 의해 사전 규정된 값으로 제어될 수 있다. 다시, 이러한 흐름의 분리는 능동적 또는 수동적 수단을 포함하는 엔지니어링 설계 방법을 사용하여 사전 규정된 값에서 유지될 수 있다. 이러한 수단은 섹션 A 또는 섹션 B에 더 큰 바닥 개구부를 갖는 것, 분리 벽이 중심을 벗어난 것, 또는 일정량의 환류가 섹션 A 또는 섹션 B에 공급되는 것을 포함한다.
사후-분별 섹션 B는 생성물 사이드 드로(114)를 포함할 수 있다. 사이드 드로 생성물은 실질적으로 순수한 메탄올일 수 있다. 본원에 규정된 바와 같이, 실질적으로 순수한 것은 적어도 95 중량%, 97 중량%, 98 중량%, 99 중량%, 99.5 중량%, 99.6 중량%, 99.7 중량%, 99.8 중량%, 또는 심지어 99.85 중량%의 순도일 수 있다. 생성물 메탄올은 운송을 위해 준비되도록 생성물 냉각기(115)를 통해 공급될 수 있다.
사전-분별 섹션과 같이, 사후-분별 섹션 B는 메탄올을 생성하기 위해 하나 이상의 공급물 성분을 분리할 수 있다. 액체는 분리 벽 컬럼 아래로, 그리고 공통 스트리핑 섹션 C로 이동한다. 증기는 오버헤드 스트림(104B)에 의해 섹션 B의 최상부를 빠져나와 공통 오버헤드 콘덴서(106)로 진입한다. 오버헤드 스트림(104A 및 104B)은 공통 오버헤드 스트림(104)으로 결합된다.
결합된, 응축된 오버헤드(116)는 오버헤드 수집 드럼(118)으로 공급될 수 있다. 오버헤드 드럼을 빠져나온 증기 부분(124)은 컬럼을 언-데드헤드(un-deadhead)하고 섹션 A, B 및 C를 통한 증기 이동을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 증기 부분(124)은 필요에 따라 상류 프로세스 또는 하류 프로세스로 재순환되거나 플레어링될 수 있다.
오버헤드 수집 드럼(118)을 빠져나오는 액체 부분(220)은 환류로서 스트림(121)을 통해 사후-분별 섹션 B로, 스트림(122)을 통해 사전-분별 섹션 A로, 또는 둘 모두로 공급될 수 있다. 환류로서 공급되지 않는 액체 부분(120)의 일부는 스트림(123)을 통해 회수될 수 있고, 필요에 따라 상류 프로세스, 하류 프로세스로 재순환되거나 플레어링될 수 있다.
구역 A로 얼마나 많이 가는지에 대해 구역 B로 얼마나 많이 가는지에 대한 환류의 분리는 의도적으로 설계될 수 있고 제어될 수 있다. 임의의 주어진 시간에 구역 A 또는 구역 B로 공급되는 환류의 양을 변경하기 위해 적절한 밸빙이 사용될 수 있다. 예를 들어, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(124)이 제거되지 않도록 동작될 수 있고, 전체 환류는 구역 A 또는 구역 B 중 어느 하나로 공급될 수 있다. 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(124)이 제거되지 않도록 동작될 수 있고, 전체 환류는 구역 A와 구역 B에 동일하거나 동일하지 않은 양으로 공급될 수 있다. 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(124)이 제거되도록 동작될 수 있고, 전체 액체 환류는 구역 A 또는 구역 B 중 어느 하나로 공급될 수 있다. 또는 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(224)이 제거되도록 동작될 수 있고, 전체 액체 환류는 구역 A 및 구역 B에 동일하거나 동일하지 않은 양으로 공급될 수 있다.
본원의 하나 이상의 실시예에서, 경질 성분은 오버헤드 생성물로서 농측되고 퍼징될 수 있다. 경질의 퍼징은 촉매 증류 컬럼에서의 온도 제어에 필요하다.
섹션 A는 섹션 B와 평행하고, 오버헤드 콘덴서 시스템으로부터의 액체 환류 및 스트리핑 섹션 C 및 리보일러로부터의 증기를 통해 공급된다. 섹션 A와 섹션 B 사이의 증기 분할은 능동 또는 수동 중 어느 하나의 엔지니어링-설계 수단을 사용하여 사전 규정된 레벨에서 의도적으로 제어될 수 있다.
본원에 개시된 또 다른 실시예에서, 증류 컬럼은 입구 공급물을 갖는 사전-분별 섹션 및 사이드 드로를 갖는 사후-분별 섹션을 포함하여 적어도 2개의 수직 증류 섹션을 가질 수 있다. 분리 벽 컬럼은 또한 적어도 2개의 수직 증류 섹션을 분리하는 적어도 하나의 벽을 가질 수 있다. 벽은 증류 컬럼의 중간 부분을 통해 연장될 수 있고, 벽은 컬럼의 전체 높이보다 낮게 연장된다. 분리 벽 컬럼은 또한 적어도 2개의 수직 증류 섹션 아래에 공통 스트리핑 섹션을 장착할 수 있다. 공통 스트리핑 섹션은 벽의 바닥 수직 단부 주위에서 유체 연통할 수 있다.
또한, 분리 벽 컬럼은 공통 오버헤드 콘덴서 시스템을 가질 수 있다. 공통 오버헤드 콘덴서 시스템은 적어도 2개의 수직 증류 섹션으로부터 오버헤드 생성물을 수용할 수 있고, 오버헤드를 공통 오버헤드 드럼에 공급할 수 있다. 공통 오버헤드 드럼은 응축된 오버헤드 생성물을 적어도 2개의 수직 증류 섹션 각각의 최상부 트레이로 재순환시키기 위해 필요한 모든 배관 및 밸브를 장착할 수 있다.
사전-분별 섹션 및 사후-분별 섹션은 증류 컬럼의 정류 섹션에 완전히 또는 부분적으로 위치될 수 있다. 분리 벽 컬럼은 사후-분별 섹션의 정류 섹션에 위치한 사이드 드로를 사용할 수 있으며, 생성물 회수를 위해 구성될 수 있다. 또한, 분리 벽 컬럼은 공통 바닥 리보일러를 사용할 수 있으며, 이는 비등시키기 위한 전체 가열 듀티 및 별도의 바닥 생성물 스트림을 제공할 수 있다. 오버헤드 드럼은 또한 오버헤드 생성물 스트림을 가질 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 메탄올 정제 프로세스가 분리 벽 컬럼에서 수행될 수 있으며, 일반적으로 이하와 같이 동작할 수 있다.
MTBE, DIB, TBA, DME, MSBE, TAME, 물 및 메탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있는 공급 원료(202)가 사전-분별 섹션 A에 공급된다. 나타낸 바와 같이, 사전-분획 섹션 A는 메탄올을 생산하기 위해 하나 이상의 공급물 성분을 분리할 수 있다. 액체는 분리 벽 컬럼 아래로, 그리고 공통 스트리핑 섹션 C로 이동한다. 증기는 오버헤드 스트림(204)에 의해 섹션 A의 최상부를 빠져나와 공통 오버헤드 콘덴서(206)로 진입한다.
공통 스트리핑 섹션 C의 액체의 제1 부분은 제1 바닥 출구(208)를 통해 공통 리보일러(210)로 공급된다. 공통 스트리핑 섹션 C의 액체의 제2 부분은 출구(212)에 의해 회수된다. 두 부분은 물, TBA, 다른 중질 성분 및 일부 잔류 메탄올일 수 있다. 증기 부분은 공통 스트리핑 섹션 C로부터 위쪽으로 이동하여, 사전-분별 섹션 A 및 사후-분별 섹션 B로 흐를 수 있다.
모든 경우에, 컬럼에서 위쪽으로 이동하는 증기는 분리-벽 구성의 엄격한 반응-증류 시뮬레이션으로부터 사전에 결정된 바와 같이 사전 규정된 비율로 분리 벽의 최하부 단부에서 의도적으로 분리될 수 있다. 이러한 흐름의 분리는 능동적 또는 수동적 수단을 포함하는 엔지니어링-설계 방법에 의해 사전 규정된 값으로 제어될 수 있다. 다시, 이러한 흐름의 분리는 능동적 또는 수동적 수단을 포함하는 엔지니어링 설계 방법을 사용하여 사전 규정된 값에서 유지될 수 있다. 이러한 수단은 섹션 A 또는 섹션 B에 더 큰 바닥 개구를 갖는 것, 분리 벽이 중심을 벗어난 것, 일정량의 환류가 섹션 A 또는 섹션 B로 공급되는 것을 포함한다.
사후-분별 섹션 B는 생성물 사이드 드로(214)를 포함할 수 있다. 사이드 드로 생성물은 실질적으로 순수한 메탄올일 수 있다. 본원에 규정된 바와 같이, 실질적으로 순수한 것은 적어도 95 중량%, 97 중량%, 98 중량%, 99 중량%, 99.5 중량%, 99.6 중량%, 99.7 중량%, 99.8 중량%, 또는 심지어 99.85 중량%의 순도일 수 있다. 생성물 메탄올은 운송을 위해 준비되도록 생성물 냉각기(215)를 통해 공급될 수 있다.
사전-분별 섹션과 같이, 사후-분별 섹션 B는 메탄올을 생성하기 위해 하나 이상의 공급물 성분을 분리할 수 있다. 액체는 분리 벽 컬럼 아래로, 그리고 공통 스트리핑 섹션 C로 이동한다. 증기는 오버헤드 스트림(204)에 의해 섹션 B의 최상부를 빠져 나와 공통 오버헤드 콘덴서(206)로 진입한다.
결합된, 응축된 오버헤드(216)는 오버헤드 수집 드럼(218)으로 공급될 수 있다. 오버헤드 드럼을 빠져나온 증기 부분(224)은 컬럼을 언-데드헤드하고 섹션 A, B 및 C를 통한 증기 이동을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 증기 부분(224)은 필요에 따라 상류 프로세스 또는 하류 프로세스로 재순환되거나 플레어링될 수 있다.
오버헤드 수집 드럼(218)을 빠져나오는 액체 부분(120)은 환류로서 스트림(221)을 통해 사후-분별 섹션 B의 최상부 트레이 부근의 영역으로, 스트림(222)을 통해 사전-분별 섹션 A의 최상부 트레이 부근의 영역으로, 또는 둘 모두로 공급될 수 있다. 환류로서 공급되지 않는 액체 부분(220)의 일부는 스트림(223)을 통해 회수될 수 있고, 필요에 따라 상류 프로세스, 하류 프로세스로 재순환되거나 플레어링될 수 있다.
구역 A로 얼마나 많이 가는지에 대해 구역 B로 얼마나 많이 가는지에 대한 환류의 분리는 의도적으로 설계될 수 있고 제어될 수 있다. 임의의 주어진 시간에 구역 A 또는 구역 B로 공급되는 환류의 양을 변경하기 위해 적절한 밸빙이 사용될 수 있다. 예를 들어, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(224)이 제거되지 않도록 동작될 수 있고, 전체 환류는 구역 A 또는 구역 B 중 어느 하나로 공급될 수 있다. 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(224)이 제거되지 않도록 동작될 수 있고, 전체 환류는 구역 A와 구역 B에 동일하거나 동일하지 않은 양으로 공급될 수 있다. 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(224)이 제거되도록 동작될 수 있고, 전체 액체 환류는 구역 A 또는 구역 B 중 어느 하나로 공급될 수 있다. 또는 대안적으로, 분리 벽 컬럼은 증기 부분(124)이 제거되도록 동작될 수 있고, 전체 액체 환류는 구역 A 및 구역 B에 동일하거나 동일하지 않은 양으로 공급될 수 있다.
본원의 하나 이상의 실시예에서, 경질 성분은 오버헤드 생성물로서 농측되고 퍼징될 수 있다. 경질의 퍼징은 촉매 증류 컬럼에서의 온도 제어에 필요하다.
섹션 A는 섹션 B와 평행하고, 오버헤드 콘덴서 시스템으로부터의 액체 환류 및 스트리핑 섹션 C 및 리보일러로부터의 증기를 통해 공급된다. 섹션 A와 섹션 B 사이의 증기 분할은 능동 또는 수동 중 어느 하나의 엔지니어링-설계 수단을 사용하여 사전 규정된 레벨에서 의도적으로 제어될 수 있다. 섹션 A 및 섹션 B로의 환류의 제어는 각 섹션에 대한 최상부 트레이 위에 있을 수 있거나, 컬럼 내부에 의해 제어될 수 있다.
통상적인 증류 컬럼 반응기에서, 일반적으로 생성물로부터 더 휘발성이 있는 미반응 성분의 분리를 용이하게 하기 위해 응축된 오버헤드의 환류가 있다. 메탄올 정제의 경우, 오버헤드는 메탄올 및 공급물에 있을 수 있는 다른 더 경질의 물질을 포함할 수 있다. 응축 가능한 오버헤드는 회수되고 메탄올은 물 세정에 의해 탄화수소로부터 분리될 수 있으며, 메탄올은 수상에서 선택적으로 제거된다. 그 후 메탄올 및 물은 환류될 수 있고 메탄올은 증류 컬럼에서 추가로 분리된다.
또한, 다른 실시예에서, 메탄올 증류 컬럼은 고순도 메탄올 스트림이 획득될 수 있도록 병렬로 동작되는 일련의 증류 컬럼일 수 있다.
본 개시가 제한된 수의 실시예를 포함하지만, 본 개시의 이점을 갖는 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예가 고안될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서 그 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정되어야 한다.
Claims (21)
- 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스로서,
a. 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고 중질 스트림을 회수하기 위해 제1 분별 시스템에서 미정제(crude) MTBE를 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계;
b. 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 제공하기 위해 상기 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계;
c. 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐 스트림을 생성하기 위해 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 상기 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계;
d. 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하고 100 wppm 미만의 노멀(normal) C4 및 30 wppm 미만의 C5를 갖는 이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하기 위해, 상기 혼합된 이소부텐 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하고, MTBE/이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하는 단계;
e. 경질 유분(lights fraction), 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 생성물 스트림 및 상기 추출제를 포함하는 중질 유분을 회수하기 위해 상기 추출제/메탄올 스트림을 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및
f. 상기 MTBE/이소부텐을 상기 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계를 포함하는, 프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 공급물 스트림은 에테르화 반응 구역으로부터 제공된 미정제 MTBE 및 보충 MTBE 공급물 스트림을 포함하는, 프로세스. - 제2항에 있어서,
상기 경질 유분을 상기 제3 분별 시스템으로부터 상기 에테르화 반응 구역으로 공급하는 단계를 더 포함하는, 프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 공급물 스트림은 C4, C5, 디이소부텐(DIB: diisobutene), 3차 부틸 알콜(TBA: tetiary butyl alcohol) 및 2-메톡시부탄(MSBE)을 더 포함하는, 프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 추출제는 물을 포함하는, 프로세스. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제3 분별 시스템은 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는, 프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 분별 시스템, 상기 제2 분별 시스템 및 상기 제3 분별 시스템은 각각 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는, 프로세스. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 경질 유분의 적어도 일부를 상기 제3 분별 시스템으로부터 상기 제1 분별 컬럼으로 재순환시키는 단계를 더 포함하는, 프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 메탄올 스트림은 적어도 99.8 중량%의 메탄올을 포함하는, 프로세스. - 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스로서,
a. 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고 중질 스트림을 회수하기 위해 제1 분별 시스템에서 미정제 MTBE를 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계;
b. 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물을 제공하기 위해 상기 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계;
c. 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐 스트림을 생성하기 위해 상기 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계;
d. 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하고 100 wppm 미만의 노멀(normal) C4 및 30 wppm 미만의 C5를 갖는 이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하기 위해, 상기 혼합된 이소부텐 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하고, MTBE/이소부텐을 포함하는 스트림을 회수하는 단계;
e. 오버헤드 유분, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 사이드 드로(side draw) 생성물 스트림 및 상기 추출제를 포함하는 바닥 스트림을 회수하기 위해 상기 추출제/메탄올 스트림을 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및
f. 상기 MTBE/이소부텐을 상기 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계를 포함하는, 프로세스. - 삭제
- 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 경질 유분의 적어도 일부를 상기 제3 분별 시스템으로부터 상기 제1 분별 컬럼으로 재순환시키는 단계를 더 포함하는, 프로세스. - 이소부텐의 생성을 위한 시스템으로서, 상기 프로세스는,
a. 미정제 MTBE를 포함하는 공급물 스트림(1)을 수용하고, 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림(3) 및 중질 스트림(4)을 생성하는 제1 분별 시스템(5);
b. 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 유출물(7)을 제공하기 위해 상기 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키도록 구성된 제1 반응기(6);
c. 추출제/메탄올 스트림(11) 및 혼합된 이소부텐 스트림(10)을 생성하기 위해 이소부텐 및 메탄올을 포함하는 상기 유출물을 하나 이상의 추출제(9)와 접촉시키도록 구성된 추출 유닛(8);
d. 상기 혼합된 이소부텐 스트림을 수용하고, 적어도 95 중량%의 이소부텐을 포함하고 100 wppm 미만의 노멀(normal) C4 및 30 wppm 미만의 C5를 갖는 이소부텐을 포함하는 스트림(16)을 생성하고, MTBE/이소부텐을 포함하는 스트림(15)을 생성하는 제2 분별 시스템(12);
e. 상기 추출제/메탄올 스트림을 수용하고, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 스트림(17), 경질 유분(19) 및 추출제를 포함하는 중질 유분(18)을 생성하는 제3 분별 시스템(13);
f. 상기 MTBE/이소부텐을 상기 제1 분별 시스템으로 재순환시키기 위한 재순환 라인을 포함하는, 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 공급물 스트림은 C4, C5, 디이소부텐(DIB), 3차 부틸 알콜(TBA) 및 2-메톡시부탄(MSBE)을 더 포함하는, 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 제3 분별 시스템은 직렬로 동작되는 적어도 2개의 분별 컬럼을 포함하는, 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 제3 분별 컬럼은 분리 벽 컬럼을 포함하고, 상기 분리 벽 컬럼은,
적어도 2개의 수직 증류 섹션;
상기 적어도 2개의 수직 증류 섹션을 분리하는 적어도 하나의 벽으로서, 상기 벽은 상기 증류 컬럼의 수직 부분을 통해 연장되고, 상기 수직 부분은 상기 컬럼의 전체 높이보다 낮은 높이를 갖고, 상기 섹션들은 상기 적어도 2개의 수직 증류 섹션 아래의 공통 스트리핑(stripping) 섹션을 갖고 상기 벽의 바닥 수직 단부 주위에서 유체 연통되는, 적어도 하나의 벽을 포함하는, 시스템. - 이소부텐 및 고순도 메탄올의 공동 생성을 위한 프로세스로서,
a. 적어도 94 중량%의 MTBE를 포함하는 MTBE 생성물 스트림을 회수하고, MTBE, 3차-부틸 알콜(TBA) 및 2-메톡시부탄(MSBE)의 혼합물을 포함하는 중질 스트림을 회수하기 위해, 제1 분별 시스템에서 미정제 MTBE, C4, C5, 디이소부텐(DIB), 3차 부틸 알콜(TBA) 및 2-메톡시부탄(MSBE)을 포함하는 공급물 스트림을 분리하는 단계;
b. 이소부텐, 메탄올 및 잔류 MTBE를 포함하는 유출물을 제공하기 위해 상기 MTBE 생성물 스트림을 촉매와 접촉시키는 단계;
c. 추출제/메탄올 스트림 및 혼합된 이소부텐/MTBE 스트림을 생성하기 위해 상기 유출물을 하나 이상의 추출제와 접촉시키는 단계;
d. 적어도 94 중량%의 이소부텐을 포함하고 100 wppm 미만의 노멀(normal) C4 및 30 wppm 미만의 C5를 갖는 이소부텐을 포함하는 스트림, 및 MTBE/이소부텐을 포함하는 중질 스트림을 회수하기 위해, 상기 혼합된 이소부텐/MTBE 스트림을 제2 분별 시스템으로 공급하는 단계;
e. MTBE/이소부텐을 포함하는 상기 중질 스트림을 상기 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계;
f. 오버헤드 유분, 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함하는 메탄올 사이드 드로 생성물 스트림 및 잔류 MTBE, 메탄올 및 상기 추출제를 포함하는 바닥 스트림을 회수하기 위해 상기 추출제/메탄올 스트림을 분리 벽 증류 컬럼을 포함하는 제3 분별 시스템으로 공급하는 단계; 및
g. 잔류 MTBE, 메탄올 및 상기 추출제를 포함하는 상기 바닥 스트림을 상기 제1 분별 시스템으로 재순환시키는 단계를 포함하는, 프로세스.
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