KR102671504B1 - 흡착 베드를 이용하여 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡착 베드를 이용하여 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 C1/C2/C3를 분리하기 위한 전통 증류 방식의 탈메탄화기(demethanizer) 및 탈에탄화기(deethanizer)를 대체하기 위한 흡착 분리 공정에 관한 것이다.
본 발명에 따른 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법은, 1 개 또는 2 개 이상의 흡착제가 충전된 흡착 베드를 사용하여 C1, C2, 및 C3를 각각 흡착 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다르게는, 본 발명에 따른 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법은, 회전 밸브(Rotating valve)를 구비하는 모사 이동층 흡착 베드를 이용하여 C1, C2, 및 C3를 순차적으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법은, 1 개 또는 2 개 이상의 흡착제가 충전된 흡착 베드를 사용하여 C1, C2, 및 C3를 각각 흡착 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다르게는, 본 발명에 따른 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법은, 회전 밸브(Rotating valve)를 구비하는 모사 이동층 흡착 베드를 이용하여 C1, C2, 및 C3를 순차적으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 흡착 베드를 이용하여 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 C1/C2/C3를 분리하기 위한 전통 증류 방식의 탈메탄화기(demethanizer) 및 탈에탄화기(deethanizer)를 대체하기 위한 흡착 분리 공정에 관한 것이다.
석유 화학 플랜트의 원료가 되는 나프타(Naphtha, 또는 납사)는 정유 공장에서 원유 중에 포함된 다양한 물질을 끓는점의 차이를 이용하여 증류하여 분류하는 공정 중에서, 약 30 ℃ 내지 180 ℃ 사이의 온도에서 분리되며, 다르게는 중질 가솔린이라고도 한다.
나프타 분해 센터(Naphtha Cracking Center; NCC, 또는 납사 분해 설비)는 나프타(탄화 수소)를 원료로 하여 에틸렌, 프로필렌 등과 같은 기초 화학 원료를 생산하는 대표적인 석유 화학 설비 또는 공정이다.
종래의 NCC 분리 공정도(Depropanizer first case)를 나타낸 도 1을 참조하면, 나프타 분해 센터는 나프타를 열분해 또는 촉매 분해하여 얻어지는 기초 화학 원료 혼합물을 압축 및 분리부에서 C1, C2, C3, C4 등으로 각각 분리하는데, 이 때 전체 NCC 공정의 약 40 %에 해당하는 에너지가 분리 공정에 소요될 만큼 전통적인 에너지 다소비 공정을 가지고 있다.
압축부는 메탄/에틸렌/프로필렌/부틸렌 등의 나프타 분해 혼합물의 압력을 높여서 가벼운 가스(Light gas; H2, C1 등)를 일부 분리하며, 이후 콜드 박스(Cold box) 내에서 냉각하는 과정을 거친다.
이후 C1/C2/C3는 각각 탈메탄화기에서 C1을 탑상으로 분리되며, 탑하부에서 얻어진 C2/C3는 탈에탄화기에서 분리된다.
이들 분리된 C2와 C3는 각각 C2 스플리터(splitter)와 C3 스플리터에서 분리되어 고순도 에틸렌(99.9 wt%), 프로필렌(99.6 wt%) 등 기초 화학 원료를 생산하게 되고, 탑하의 에탄 및 프로판은 반응기에서 재활용(recycle)하게 된다.
이상의 모든 분리 공정은 전통적인 분리 공정인 증류를 기반으로 하며, 이 때 많은 증류 단수로 인해 장치비가 높다는 문제점과, 심냉을 하기 위한 냉각 에너지로 인해 운전비가 과도하게 소요되는 문제점이 있다.
이에, 장치비와 운전비를 현저하게 효과적으로 낮출 수 있는 방법이 요청되고 있으며, 본 발명의 발명자들은 전통적인 증류를 기반으로 하는 방법과는 다르게 흡착 베드를 이용하여 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법을 각고의 노력 끝에 창출하게 되었다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 많은 증류 단수로 인해 장치비가 높다는 문제점과, 심냉을 하기 위한 냉각 에너지로 인해 운전비가 과도하게 소요되는 문제점을 해결하여, 경제적이고 효율적으로 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법을 제공하는 것을 그 해결하고 하는 과제로 하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들) 역시 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자("통상의 기술자")라면 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 1 개 또는 2 개 이상의 흡착제가 충전된 흡착 베드를 사용하여 C1, C2, 및 C3를 각각 흡착 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡착 분리하는 단계는 압력 변동 흡착 또는 압력/온도 변동 흡착을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡착제는 금속 유기 구조체(Metal organic framework; MOF)에 기반할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 금속 유기 구조체는 알루미늄 이온과 연결된 유기 리간드를 포함하고, 상기 유기 리간드는 폴리사이클릭 아로마틱 화학물(Polycyclic aromatic compound) 및 헤테로사이클릭 아로마틱 화학물(Heterocyclic aromatic compound)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 알루미늄 이온과 상기 유기 리간드는 기공을 포함하는 결정 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 C1, C2, 및 C3의 흡착 강도는 탄소수에 따라서 C1 < C2 < C3의 흡착 강도를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 유기 리간드는 2,6-나프탈렌디카복실레이트(2,6-Naphthalenedicarboxylate), 4,4'-바이페닐카복실레이트(4,4'-Biphenyldicarboxylate), 3,5-피리딘디카복실레이트(3,5-yridinedicarboxylate), 2,5-퓨란디카복실레이트(2,5-Furandicarboxylate), 2,5-싸이오펜디카복실레이 트(2,5-Thiophenedicarboxylate), 및 3,5-1H-파이라졸디카복실레이트(3,5-Hpyrazoledicarboxylate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡착 분리하는 단계 이후에 재생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 재생하는 단계는 압력 변동 및 압력/온도 변동을 통하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은, 회전 밸브(Rotating valve)를 구비하는 모사 이동층 흡착 베드를 이용하여 C1, C2, 및 C3를 순차적으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 순차적으로 분리하는 단계 이후에 재생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 재생은 용리액(Eluent)을 활용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기한 방법은 온도 -20 ~ 50 ℃ 범위, 및 압력 0.2 ~ 10 bar 범위의 조건에서 수행될 수 있다.
기타 본 발명의 바람직한 실시예의 구체적인 내용은 이하의 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목 및 첨부 도면에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 이를 달성하는 방법은 첨부 도면을 참조하여 설명하고 있는 이하 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목의 각 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 설명하는 실시예만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 각 실시예는 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 기술자에게 본 발명의 범위 및 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구 범위의 각 청구항의 범위에 의해 정의됨을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 증류 단수로 인한 높은 장치비와 심냉을 하기 위한 냉각 에너지로 인한 높은 운전비가 소요되지 않으면서, 경제적이고도 효율적으로 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구 범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 다른 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 NCC 분리 공정도(Depropanizer first case).
도 2는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3).
도 3은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 4는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 5는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Al-MOF 흡착제의 혼합 가스 파과 곡선(상측 그래프)과 순수 가스 흡착 등온선(하측 그래프)을 나타낸 그래프.
도 7은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 8은 기상 모사 이동층 기반 흡착 분리 공정을 나타낸 개략도.
도 2는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3).
도 3은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 4는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 5는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Al-MOF 흡착제의 혼합 가스 파과 곡선(상측 그래프)과 순수 가스 흡착 등온선(하측 그래프)을 나타낸 그래프.
도 7은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+).
도 8은 기상 모사 이동층 기반 흡착 분리 공정을 나타낸 개략도.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 수도 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3)를 나타낸 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 구현례는 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 있어서, 1 개 또는 2 개 이상의 흡착제가 충전된 흡착 베드를 사용하여 C1, C2, 및 C3를 각각 흡착 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 관한 것이다.
도 2에 있어서, 01은 C1, C2와 C3+ 분리 흡착 베드, 02는 C1과 C2 분리 흡착 베드, 그리고 03은 H2, CH4과 그 외 C1 가스 흡착 베드를 각각 나타낸다.
한편, 도 3은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+)를 나타내고 있으며, 도 3에 있어서, 01은 건조기(Dryer), 02는 탈프로판기(Depropanizer) 증류 칼럼, 03는 탈에탄기(Deethanizer) 증류 칼럼, 04는 C1와 C2+ 분리 흡착 베드, 05는 에틸렌과 에탄 분리 흡착 베드 또는 에틸렌과 에탄 분리 증류 칼럼, 및 06은 프로필렌과 프로판 분리 흡착 베드 또는 프로필렌과 프로판 분리 증류 칼럼을 각각 의미한다.
도 3은 기존 심냉 증류 공정을 통한 C1/C2/C3/C4 분리 공정 중에서 흡착 분리 베드를 이용해 증류 공정 에너지를 절감하려는 시도를 나타내고 있다.
구체적으로, 압축부 4 단, 5 단을 제거할 수 있으며 Cold Box의 용량을 10 내지 30 %까지 감소시키고 있다. 또한, C1/C2/C3/C4는 Treating 및 건조기(Dryer)를 거친 후 탈프로판기(Depropanizer)로 투입된다.
이 Depropanizer에서 탑상으로 나오는 C1/C2/C3 성분은 아세틸렌 변환기(Acetylene Converter) 및 Dryer를 거쳐 탈에탄화기(Deethanizer)로 투입된다.
도 3에 있어서, Deethanizer 탑 상 물질은 C1/C2이며, 04번의 압력 변동 흡착 베드에서 C1과 C2가 분리되며, C1은 Light Gas로 회수된다. 또한, 흡착질인 C2는 05번의 압력 변동 흡착 베드에서 에탄과 에틸렌으로 분리된다.
이하, 도 3에 대한 실시예로서의 물질 밸런스(Mass balance)를 이하의 표 1에 나타낸다.
| Stream # | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ⑩ | ⑪ |
| 온도(℃) | 16 | 114 | -7 | -59 | 40 | -10 | -25 | -25 | 72 | 43.5 | 57.7 |
| 압력(bar) | 17 | 15 | 15 | 14 | 35.1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 몰유량(Kmol/hr) | 7791 | 711 | 7065 | 5405 | 2549 | 2856 | 2353 | 503 | 1660 | 1493 | 167 |
| 몰분율 | |||||||||||
| Hydrogen | 0.142 | 0 | 0.15 | 0.20 | 0.43 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Methane | 0.182 | 0 | 0.20 | 0.26 | 0.56 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ethylene | 0.303 | 0 | 0.33 | 0.43 | 0.0046 | 0.82 | 0.996 | 0.0045 | 0 | 0 | 0 |
| Ethane | 0.064 | 0 | 0.07 | 0.090 | 0.00099 | 0.18 | 0.003 | 0.993 | 0 | 0 | 0 |
| Propylene | 0.193 | 0 | 0.21 | 0.000140 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.903 | 0.996 | 0.0068 |
| Propane | 0.020 | 0 | 0.022 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.095 | 0.0032 | 0.993 |
도 4는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+)를 나타낸다.
특히, 도 4는 도 3에 있어서의 04 번 장치를 상세하게 나나태고 있으며, 도 4에 있어서, 01은 Deethanizer 증류 칼럼, 02는 C2 고순도화 정제 흡착 베드, 03은 압축기, 04는 C1 고순도화 정제 흡착 베드, 그리고 05는 진공 펌프, 06은 압축기, 07은 진공 펌프, 그리고 08은 압축기를 각각 나타낸다.
에탄과 에틸렌을 압력 변동 흡착 베드 장치에서 분리하기 위해서는 2 개의 PSA(Pressure swing adsorption, 압력 변동 흡착) 공정 구성이 필요하다.
02 번의 1st 압력 변동 흡착 공정의 장치는 C2를 부화(Enriching)하기 위한 장치에 해당한다.
따라서, 라피네이트(Raffinate)로 C1과 C2가 일부 유입되며, 반면 추출단(Extract)에서는 고순도 에틸렌과 에탄 혼합물을 얻을 수 있다.
Extract에서 나온 에틸렌과 에탄은 진공 펌프 및 압축기를 거쳐 에틸렌/에탄 분리 흡착 베드 또는 에틸렌/에탄 분리 증류 공정으로 유입된다.
한편, Raffinate에서 나온 C1과 C2는 04번의 2nd 압력 변동 흡착 공정으로 투입되어 C1을 Enriching한다.
이 때, Extract에서 수득한 C1과 C2 혼합물은 다시 02번의 1st 압력 변동 흡착 공정으로 투입되어 재처리되며, Raffinate에서 나온 고순도 C1은 Light Gas로 활용한다.
또한 도 5는 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+)를 나타낸다.
도 5에 있어서, 01은 Deethanizer 증류 칼럼, 02는 C2 분리 정제 흡착 베드, 03은 진공 펌프, 그리고 04는 압축기를 각각 나타낸다.
도 5는, 특히, 도 4와는 달리, 단일한 VPSA(Vacuum Pressure Swing Adsorption, 진공 압력 변동 흡착) 장치만을 사용하여 C1/C2를 분리하고 있음을 알아야 한다.
이하, 도 5에 대한 실시예로서의 물질 밸런스(Mass balance)를 이하의 표 2에 나타낸다.
| Stream # | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
| 온도(℃) | -7 | 30 | 30 | 30 | -10 | 30 | 30 |
| 압력(bar) | 15 | 5 | 10 | 0.5 | 4 | 0.5 | 5 |
| 몰유량(Kmol/hr) | 7065 | 5778 | 2905 | 2873 | 2873 | 373.16 | 373.16 |
| 몰분율 | |||||||
| Hydrogen | 0.15 | 0.00029 | 0.37422 | 0.00038 | 0.00038 | 0.000291 | 0.000291 |
| Methane | 0.20 | 0.00038 | 0.48834 | 0.00049 | 0.00049 | 0.00038 | 0.00038 |
| Ethylene | 0.33 | 0.8200 | 0.11 | 0.82 | 0.82 | 0.82 | 0.82 |
| Ethane | 0.072 | 0.180 | 0.02 | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
이때, 상기한 흡착 분리하는 단계는 압력 변동 흡착 또는 압력/온도 변동 흡착을 사용할 수 있다.
여기에서, 흡착제는 금속 유기 구조체(Metal organic framework; MOF)인 것이 바람직하다.
상기 금속 유기 구조체는, 특히, Al 금속을 포함하고 있는 유기 구조체에 기반할 수 있다.
특히, 금속 유기 구조체는 알루미늄 이온과 연결된 유기 리간드를 포함하고 있는 것이 바람직하며, 이때 유기 리간드는 폴리사이클릭 아로마틱 화학물(Polycyclic aromatic compound) 및 헤테로사이클릭 아로마틱 화학물(Heterocyclic aromatic compound)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 알루미늄 이온과 유기 리간드는 기공을 포함하는 결정 구조를 형성하면 더욱 바람직하다.
또한, 상기한 유기 리간드는 2,6-나프탈렌디카복실레이트(2,6-Naphthalenedicarboxylate), 4,4'-바이페닐카복실레이트(4,4'-Biphenyldicarboxylate), 3,5-피리딘디카복실레이트(3,5-yridinedicarboxylate), 2,5-퓨란디카복실레이트(2,5-Furandicarboxylate), 2,5-싸이오펜디카복실레이 트(2,5-Thiophenedicarboxylate), 및 3,5-1H-파이라졸디카복실레이트(3,5-Hpyrazoledicarboxylate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 하는 것이 바람직하다.
다음으로, C1, C2, 및 C3의 흡착 강도에 대해서 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Al-MOF 흡착제의 혼합 가스 파과 곡선(상측 그래프, Hiden사의 IGA-001 이용)과 순수 가스 흡착 등온선(하측 그래프, 자체 제작)을 나타낸 그래프이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 실시예 ① 내지 ⑦에 따른 Al-MOF 흡착제의 혼합 가스 파과 곡선과 순수 가스 흡착 등온선을 보면, C1, C2, 및 C3의 흡착 강도는 탄소수에 따라서 C1 < C2 < C3의 흡착 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기한 흡착 분리하는 단계 이후에 재생하는 단계를 더 포함하고 있다.
이때, 재생하는 단계는 압력 변동 및 압력/온도 변동을 통하여 수행될 수 있다.
도 7은 온도 변동 또는 압력/농도 변동 흡착 기반 분리 공정도(Feed: C1/C2/C3/C4+)를 나타낸다.
도 7에 있어서, 01은 C1, C2와 C3/C4+ 분리 흡착 베드, 02는 C1과 C2 분리 흡착 베드, 그리고 03은 H2, CH4과 그 외 C1 가스 흡착 베드를 각각 나타낸다.
한편, 기상 모사 이동층 기반 흡착 분리 공정을 나타낸 개략도의 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 구현례는, 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 있어서, 회전 밸브(Rotating valve)를 구비하는 모사 이동층 흡착 베드를 이용하여 C1, C2, 및 C3를 순차적으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 관한 것이다.
도 8에 있어서, 01은 Rotating valve를 포함하는 모사 이동층 흡착 베드를 나타낸다.
제 2 구현례에서도 재생하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 제 2 구현례의 재생하는 단계는 상기한 순차적으로 분리하는 단계 이후에 수행될 수 있다.
재생하는 단계는 용리액(Eluent)을 활용하여 수행될 수 있다.
용리액은 통상의 기술자라면 구체적으로 특정하지 않아도 기술 수준에 적합하게 선택할 수 있다.
상기한 제 1 구현례 및 제 2 구현례에 따르면, 나프타 분해물은 메틸렌, 에틸렌, 및 프로필렌일 수 있다.
상기 제 1 구현례 및 상기 제 2 구현례는 모두 온도 -20 ~ 50 ℃ 범위, 압력 0.2 ~ 10 bar 범위의 조건에서 수행되는 것이 바람직하다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡착 베드를 이용하여 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구 범위 뿐만 아니라 이 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (13)
- 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 있어서,
1 개 또는 2 개 이상의 흡착제가 충전된 흡착 베드를 사용하여 C1, C2, 및 C3를 각각 흡착 분리하는 단계;를 포함하고,
상기 흡착제는 금속 유기 구조체(Metal organic framework; MOF)에 기반하고,
상기 금속 유기 구조체는 알루미늄 이온과 연결된 유기 리간드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 흡착 분리하는 단계는 압력 변동 흡착 또는 압력/온도 변동 흡착을 사용하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 유기 리간드는 폴리사이클릭 아로마틱 화학물(Polycyclic aromatic compound) 및 헤테로사이클릭 아로마틱 화학물(Heterocyclic aromatic compound)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 알루미늄 이온과 상기 유기 리간드는 기공을 포함하는 결정 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 C1, C2, 및 C3의 흡착 강도는 탄소수에 따라서 C1 < C2 < C3의 흡착 강도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 유기 리간드는 2,6-나프탈렌디카복실레이트(2,6-Naphthalenedicarboxylate), 4,4'-바이페닐카복실레이트(4,4'-Biphenyldicarboxylate), 3,5-피리딘디카복실레이트(3,5-yridinedicarboxylate), 2,5-퓨란디카복실레이트(2,5-Furandicarboxylate), 2,5-싸이오펜디카복실레이 트(2,5-Thiophenedicarboxylate), 및 3,5-1H-파이라졸디카복실레이트(3,5-Hpyrazoledicarboxylate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 흡착 분리하는 단계 이후에 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 재생하는 단계는 압력 변동 및 압력/온도 변동을 통하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법에 있어서,
회전 밸브(Rotating valve)를 구비하는 모사 이동층 흡착 베드를 이용하여 C1, C2, 및 C3를 순차적으로 분리하는 단계;를 포함하고,
상기 흡착제는 금속 유기 구조체(Metal organic framework; MOF)에 기반하고,
상기 금속 유기 구조체는 알루미늄 이온과 연결된 유기 리간드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 순차적으로 분리하는 단계 이후에 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 재생은 용리액(Eluent)을 활용하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
- 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
상기 방법은 온도 -20 ~ 50 ℃ 범위, 및 압력 0.2 ~ 10 bar 범위의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
나프타로부터 생성된 나프타 분해물을 분리하는 방법.
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| GRNT | Written decision to grant |