KR20090094863A - 파라-자일렌의 회수 및 제조를 위한 저온 방법 및 이의 열 교환 네트워크 - Google Patents

파라-자일렌의 회수 및 제조를 위한 저온 방법 및 이의 열 교환 네트워크 Download PDF

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Abstract

현재까지 사용가능한 흡착제로의 최근 실험 작업은, 저온에서 흡착 섹션을 작동시키는 것이 파라-자일렌 생산성을 향상시킨다는 것을 보여준다. 그 결과, 저온 흡착 분리-이성체화 회로용 열 회수 네트워크 및 방향족 복합기가 개시되고, 이는 더 높은 성능과 함꼐 흡착제의 절약을 가져와서, 더 작은 흡착제 챔버, 더 작은 총 열 교환기 면적 및 더 낮은 열 교환기 셸 카운트를 가능하게 한다.

Description

파라-자일렌의 회수 및 제조를 위한 저온 방법 및 이의 열 교환 네트워크{LOW TEMPERATURE PROCESS FOR RECOVERING AND PRODUCING PARA-XYLENE AND HEAT EXCHANGE NETWORK THEREFORE}
개질물 스플리터 탑저물(reformate splitter bottom) 및 톨루엔 컬럼 탑저물로부터 파라-자일렌을 회수 및/또는 제조하는 방법이 개시된다. 더욱 구체적으로, 개질물 스플리터 탑저물 및 톨루엔 컬럼 탑저물로부터 파라-자일렌을 회수 및/또는 제조하기 위한 저온 방법이 개시되고, 또한 저온 방법을 위한 열 교환 네트워크가 개시된다.
자일렌 이성체, 메타-자일렌, 오르소-자일렌 및 특히, 파라-자일렌은 중요한 화학적 중간체이다. 오르소-자일렌은 산화되어 다른 것들 중 프탈레이트계 가소제의 제조에 사용되는 프탈산 무수물을 생성한다. 메타-자일렌은 산화되어 불포화 폴리에스테르 수지에 사용되는 이소프탈산을 생성한다.
그러나, 현재까지 세가지 이성체 중에서 파라-자일렌이 가장 큰 시장 규모를 갖는다. 파라-자일렌의 가장 큰 용도는 테레프탈산을 생성하는 산화에서의 용도이다. 테레프탈산은 또한 중합체, 예를 들어, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 제조하는데 사용된 다. PET는 에틸렌 글리콜로 테레프탈산을 축합 중합화하여 제조된다.
PET는 세상에서 매우 큰 부피를 갖는 중합체들 중의 하나이다. 이는 PET 플라스틱, 예를 들어, 2 리터 음료수병을 제조하는데 사용된다. PET는 또한 직물 및 다른 패브릭의 제조에도 사용되는 폴리에스테르 섬유 제조에 사용된다. 폴리에스테르 섬유는 단일섬유로 사용될 뿐 아니라 혼합 섬유, 예를 들어, 면과의 블렌드로도 사용된다. PET 플라스틱 및 섬유의 큰 시장에 있어서, 고순도의 파라-자일렌이 실질적으로 요구된다. 또한, 파라-자일렌의 수요는 오르소-자일렌 및 메타-자일렌의 수요보다 몇배나 더 크다. 파라-자일렌의 수요는 또한 촉매적 개질장치(reformer) 및 파이가스(pygas)(즉, 경질 올레핀 제조를 위한 고온 크래킹)로부터 회수된 자일렌과 같은 개질물 공정으로부터 부산물로 회수된 자일렌 내의 파라-자일렌의 양보다 더 크다. 파라-자일렌의 수요가 다른 자일렌 이성체들의 수요보다 훨씬 더 크고, 심지어 다른 공정의 부산물로 회수된 자일렌 내의 파라-자일렌의 공급보다도 더 크기 때문에, 파라-자일렌 생성량을 증가시키기 위한 자일렌 이성체의 이성체화가 바람직하다고 알려져왔다.
파라-자일렌은 일반적으로 개질장치, 예를 들어, 연속 촉매 개질장치에서 나프타 공급물을 개질시키거나 방향족화하고, 그 후 개질장치 유출물로부터 C8 방향족이 풍부한 분획을 증류에 의해 분리함으로써 생성된다. C8 분획은 거의 동일한 양의 에틸벤젠 및 3가지 자일렌 이성체, 즉, 파라-, 메타- 및 오르소-자일렌을 포함한다. 이러한 C8 방향족 분획 내의 파라-자일렌은 그 후 흡착 공정, 예를 들어, 모사 이동상(simulated moving bed, SMB) 흡착 공정을 사용하여 분리될 수 있다. 흡착 단위(unit)의 다운스트림, 파라-자일렌이 제거된 C8 방향족 스트림은 일반적으로 자일렌 이성체화 단위 내의 자일렌 이성체화 촉매를 통과함으로써 더욱 공정화된다. 이제는 대략 평형 농도의 자일렌을 갖는, 즉, 더 높은 농도(~22 중량%)의 파라-자일렌을 갖는 생성된 C8 방향족 스트림은 파라-자일렌 분리 공정으로 재순환된다. 따라서, 흡착 및 이성체화 공정은 일반적으로 회로(loop) 내에서 함께 사용된다.
자일렌 이성체화 단위는 2가지 이상의 기능을 수행할 수 있다. 첫째로는, 이는 스트림의 자일렌 부분을 재평형화하여, 파라-자일렌 농도를 22 중량%의 평형 농도까지 이르게 한다. 따라서, 사실상, 다른 자일렌 이성체로부터 파라-자일렌을 형성한다. 둘째로, 이성체화 공정 내의 에틸벤젠 이성체화 촉매 및 에틸벤젠 탈알킬화 촉매의 조합은 에틸벤젠을 추가적인 혼합 자일렌으로 전환할 뿐 아니라, 에틸벤젠을 벤젠 공동생성물로 전환시킨다. 에틸벤젠은 자일렌 이성체화 동일한 범위에서 끓기 때문에, 에틸벤젠을 증류에 의해 회수/제거하는 것은 경제적이지 않고, 따라서 이는 파라-자일렌 SMB 흡착 공정으로 공급되는 C8 방향족 분획 내에 포함된다. 통과시마다 가능한 많은 에틸벤젠을 제거하여 재순환 회로 내에 축적되지 않도록 하는 것이 매우 바람직하다.
따라서, 이성체화 단위의 중요한 기능은, 사용되는 이성체화 공정의 종류에 따라서 이성체화 및 탈알킬화, 또는 에틸벤젠을 제거하는 다른 수단 중 어느 하나에 의해, 에틸벤젠을 자일렌 이성체 및 벤젠으로 전환하는 것이다. 이러한 기능은 중요한데, 문제가 되는 4가지 C8 방향족의 끓는점이 매우 좁은 8℃ 범위(136℃ 내지 144℃) 내에 있기 때문이다(표 1 참조).
C8 화합물 끓는점(℃) 어는점(℃)
에틸벤젠 136 -95
파라-자일렌 138 13
메타-자일렌 139 -48
오르소-자일렌 144 -25
상기와 같이, 파라-자일렌 및 에틸벤젠의 끓는점은 2℃ 차이가 난다. 파라-자일렌 및 메타-자일렌의 끓는점은 단 1℃ 차이가 난다. 그 결과, 분별 증류는 실용적이지 않고, 효과적이고 만족스런 자일렌 분리를 제공하기 위해서는 큰 기구, 현저한 에너지 소비 및/또는 실질적 재순환을 필요로 할 것이다.
개질물을 추출물로 공정화하고 그 후 파라-자일렌 생성물 스트림을 분리하는 공정에서, 개질물은 C7 및 경질 물질을 제거하기 위해 먼저 분리되고, 그 후 분획화되어 C8 방향족 농축 물질, 또는 자일렌이 풍부한 스트림을 형성하고, 이는 에틸벤젠도 포함할 것이다. 이러한 스트림은 그 후 흡착 공정을 거쳐 본질적으로 순수한 파라-자일렌 생성물을 생성하고, 그 후 탈착제가 추출되고, 그리고 분획화에 의해 톨루엔이 제거된다. 상기한 바와 같이, 흡착 공정으로부터의 라피네이트는 이성체화되어 라피네이트 내의 C8 이성체로부터 파라-자일렌을 생성하고, 이성체화의 생성물은 새롭게 형성된 파라-자일렌을 제거하기 위한 흡착 공정으로 재순환된다. 일반적으로 이성체화된 라피네이트는 흡착 단위의 업스트림의 초기 분획화 공정으로 재순환되기 전에 분획화된다.
현재까지, 다른 자일렌 이성체 및 에틸벤젠으로부터 파라-자일렌을 분리하기 위한 흡착 공정은 177℃(350℉)의 온도에서 수행되었다. 최근 실험 작업은, 저온에서 흡착 섹션을 작동시키는 것이 SMB 흡착 단위 생산성을 향상시킨다는 것을 보여준다. 특히, 일정 사이클 시간에서, 흡착 성능은 흡착 온도 감소에 따라 증가한다. 따라서, 흡착 공정의 작동 온도 변경을 수용하기 위한 새로운 방법이 요구된다.
발명의 요약
저온 흡착 공정에 대한 요구를 만족시키는데 있어, 자일렌 분획화, 흡착 분리 및 이성체화 단위를 통합하는 새로운 열 교환 네트워크가 제공되어, 흡착 온도의 변경을 가능하게 하여, 성능을 증가시키거나 최대화하고, 및/또는 흡착량, 소비 유틸리티, 열 교환기 면적 및 셸 카운트(shell count)와 같은 다른 파라미터와 관련된 절약을 제공한다.
C8 방향족 이성체 및 중질물의 혼합물을 포함하는 공급물 스트림으로부터 파라-자일렌을 제조하는 개시된 방법 중 하나는, 공급물 스트림을 자일렌 분획화 구역으로 도입하여 자일렌이 풍부한 스트림을 생성하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 (i) 제1 라피네이트 스트림 및 (ii) 이성체화 반응기 생성물 스트림 중 하나 이상으로 열을 이동시킴으로써 자일렌이 풍부한 스트림을 냉각하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림 및 탈착제 스트림을 파라-자일렌 분리 구역으로 도입하고, 자일렌이 풍부한 스트림 및 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림 및 제1 라피네이트 스트림을 생성하는 단계; 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림으로 열을 이동시킴으로써 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 가열하고, 가열된 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 파라-자일렌 증류 구역 내로 공급하여 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림 및 탈착제 스트림의 일부를 생성하는 단계; 제1 라피네이트 스트림을 라피네이트 컬럼으로 도입하여 탈착제 스트림의 다른 일부 및 제2 라피네이트 스트림을 생성하는 단계; 이성체화 반응기 생성물 스트림으로부터 제2 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제2 라피네이트 스트림을 가열하고, 제2 라피네이트 스트림을 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 전환하는 이성체화 구역 내로 가열된 제2 라피네이트 스트림을 공급하는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림, 자일렌이 풍부한 스트림 및 탈착제 스트림 중 하나 이상으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림의 적어도 일부를 가열하는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림으로 열을 이동시킴으로써 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 가열하는 단계; 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 피니싱 컬럼으로 공급하여 파라-자일렌 생성물 스트림을 생성하는 단계를 포함한다. 특정한 방법의 부분 또는 단계로 한정하지 않는 한, 상기 방법의 부분 또는 단계의 순서는 중요하지 않은 것으로 이해할 것이다.
정제에 있어서, 상기 방법은 이성체화 반응기 생성물 스트림을 헵탄제거기(deheptanizer) 컬럼으로 도입하여 경질 탑정물(overhead) 스트림 및 제2 공급물 스트림을 생성하는 단계, 및 공급물 스트림을 갖는 자일렌 분리 구역으로 제2 공급물 스트림을 공급하는 단계를 더 포함한다.
다른 정제에 있어서, 상기 공정은 라피네이트 컬럼으로부터의 탈착제 스트림의 일부 및 파라-자일렌 증류 구역으로부터의 탈착제 스트림의 일부를 혼합하여 탈착제 스트림을 생성하는 단계를 더 포함하며, 이는 탈착제 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로, 헵탄제거기 컬럼으로 공급되기 전에 이성체화 반응기 생성물 스트림을 가열시킨다.
다른 정제에서, 파라-자일렌 생성물 스트림 및 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림이 가열되기도 한다.
다른 정제에서, 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 제1 라피네이트 스트림으로의 열의 이동은 제1 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 스트림으로의 열의 이동은 제2 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림으로의 열의 이동은 제3 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 이성체화 반응기 생성물 스트림으로부터 제2 라피네이트 스트림으로의 열의 이동은 제4 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로의 열의 이동에 의한 이성체화 반응기 생성물 스트림의 가열은 제5 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 탈착제 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로의 열의 이동에 의한 이성체화 반응기 생성물 스트림의 가열은 제6 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림으로의 열의 이동에 의한 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림의 가열은 제7 열 교환기에서 수행된다.
다른 정제에서, 자일렌이 풍부한 스트림은 파라-자일렌 분리 구역으로 도입되기 전에 121℃ 내지 204℃ 범위의 온도로 냉각된다.
다른 정제에서, 공급물은 개질물 스플리터 탑저물 스트림(reformate splitter bottom stream)을 포함한다.
또 다른 정제에서, 공급물은 개질물 스플리터 탑저물 스트림 및 톨루엔 컬럼 탑저물 스트림의 조합물을 포함한다. 관련 정제에서, 개질물 스플리터 탑저물 스트림 및 톨루엔 컬럼 탑저물 스트림은 자일렌 분획화 구역으로 도입되기 전에 각각 점토 처리기(clay treater)를 통과한다.
정제에서, 상기 공정은, 제2 라피네이트 스트림이 이성체화 반응기(제2 라피네이트 스트림을 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 전환함)로 공급되기 전에, 제2 라피네이트 스트림이 가열기를 통과하는 단계를 더 포함한다. 관련 정제에서, 상기 공정은, 이성체화 반응기 생성물 스트림dl 유출물 분리기(유출물 재순환 스트림 및 헵탄제거기 공급물 스트림을 생성함)로 공급되기 전에, 이성체화 반응기 생성물 스트림이 냉각기를 통과하는 단계를 더 포함한다.
C8 방향족 이성체 및 중질물의 혼합물을 포함하는 공급물 스트림으로부터 파라-자일렌을 제조하는 다른 개시된 방법은, 제1 공급물 스트림을 자일렌 분획화 구역으로 도입하여 자일렌이 풍부한 스트림을 제조하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제1 열 교환기에서 자일렌이 풍부한 스트림을 155℃ 내지 182℃의 온도로 냉각하는 단계, 또한 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 냉각된 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제2 열 교환기에서 자일렌이 풍부한 스트림을 냉각하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림 및 탈착제 스트림을 파라-자일렌 분리 구역으로 공급하여, 자일렌이 풍부한 스트림 및 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림 및 라피네이트 스트림을 제조하는 단계; 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제3 열 교환기에서 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 가열하는 단계, 및 가열된 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 파라-자일렌 증류 컬럼으로 공급하여 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 제조하는 단계; 이성체화 유출물 스트림으로부터 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제4 열 교환기에서 라피네이트 스트림을 가열하는 단계, 및 가열된 라피네이트 스트림을 이성체화 반응기로 공급하여 라피네이트 스트림을 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 전환시키는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제5 열 교환기에서 이성체화 반응기 생성물 스트림의 적어도 일부를 가열하기 전에 제4 열 교환기에서 이성체화 반응기 생성물 스트림을 냉각하는 단계, 또한 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제2 열 교환기에서 적어도 일부의 이성체화 반응기 생성물 스트림을 가열하는 단계, 또한 탈착제 스트림으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림로 열을 이동시킴으로써 제6 열 교환기에서 적어도 일부의 이성체화 반응기 생성물 스트림을 가열하는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제7 열 교환기에서 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 가열하는 단계; 및 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 피니싱 컬럼으로 공급하여 파라-자일렌 생성물 스트림을 생성하는 단계를 포함한다.
정제에서, 자일렌이 풍부한 스트림은, 파라-자일렌 분리 구역으로 공급되기 전에 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도로 냉각된다.
C8 방향족 이성체 및 중질물의 혼합물을 포함하는 공급물 스트림으로부터 파라-자일렌을 제조하는 또 다른 개시된 방법은, 제1 및 제2 공급물 스트림을 자일렌 분획화 구역으로 도입하여 자일렌이 풍부한 스트림 및 제1 탑저물 스트림을 생성하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 제1 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제1 열 교환기에서 자일렌이 풍부한 스트림을 냉각시키는 단계; 또한 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제2 열 교환기에서 자일렌이 풍부한 스트림을 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도로 냉각하는 단계; 자일렌이 풍부한 스트림 및 혼합된 탈착제 스트림을 파라-자일렌 분리 구역으로 공급하여, 자일렌이 풍부한 스트림 및 혼합된 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림 및 제1 라피네이트 스트림을 제조하는 단계; 혼합된 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제3 열 교환기에서 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 가열하는 단계 및 가열된 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 증류 컬럼으로 공급하여 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림 및 제1 탈착제 스트림을 생성하는 단계; 제1 열 교환기에서 제1 라피네이트 스트림이 가열된 후에, 제1 라피네이트 스트림을 라피네이트 컬럼으로 공급하여 제2 탈착제 스트림 및 제2 라피네이트 스트림을 생성하는 단계; 제1 탈착제 스트림 및 제2 탈착제 스트림을 혼합하여 혼합된 탈착제 스트림을 생성하는 단계; 이성체화 유출물 스트림으로부터 제2 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제4 열 교환기에서 제2 라피네이트 스트림을 가열하는 단계, 및 가열된 제2 라피네이트 스트림을 이성체화 반응기로 공급하여 제2 라피네이트 스트림을 이성체화 유출물 스트림으로 전환시키는 단계; 냉각된 이성체화 유출물 스트림을 유출물 분리기로 공급하기 전에 제4 열 교환기에서 이성체화 유출물 스트림을 냉각시켜 유출물 재순환 스트림 및 헵탄제거기 공급물 스트림을 제조하는 단계; 제4 열 교환기의 업스트림의 제2 라피네이트 스트림 및 유출물 재순환 스트림을 혼합하는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제5 열 교환기에서 헵탄제거기 공급물 스트림을 가열하는 단계, 또한 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제2 열 교환기에서 헵탄제거기 공급물 스트림을 가열하는 단계, 및 또한 혼합된 탈착제 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제6 열 교환기에서 헵탄제거기 공급물 스트림을 가열하는 단계; 헵탄제거기 공급물 스트림을 헵탄제거기 컬럼으로 공급하여 경질 탑정물 스트림 및 제2 공급물 스트림을 생성하는 단계; 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림으로 열을 이동시킴으로써 제7 열 교환기에서 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 가열하는 단계; 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 피니싱 컬럼으로 공급하여 파라-자일렌 생성물 스트림 및 톨루엔이 풍부한 스트림을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 이점 및 특징은 첨부하는 도면과 함께 읽을 때 하기 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
도면의 간단한 설명
개시된 방법 및 장치의 보다 완전한 이해를 위하여, 수반되는 도면에 더욱 자세히 설명되는 구체예를 참조할 것이다.
도 1은 본 개시에 따라 고안된 방향족 복합기(aromatic complex)의 도식적 블록 흐름도이다.
도 2A는 이성체화 반응기 생성물 스트림으로부터 라피네이트 스트림(파라-자일렌 분리 구역(흡착 챔버)으로부터의 라피네이트를 처리하는 라피네이트 컬럼의 생성물)으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림을 냉각하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 2B는 도1에 나타낸 바와 같이 이성체화 반응기 생성물 스트림으로부터 라피네이트 스트림(파라-자일렌 분리 구역(흡착 챔버)으로부터의 라피네이트를 처리하는 라피네이트 컬럼의 생성물)으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림을 냉각하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 3A는 파라-자일렌 증류 컬럼의 탑저에서 생성된 탈착제 스트림을 냉각하는데, 뿐만 아니라 라피네이트 컬럼(파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성되는 라피네이트를 처리함)의 탑저에서 생성된 탈착제 스트림을 냉각하는데, 뿐만 아니라 혼합된 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌 피니싱 컬럼의 재비등기(reboiler)로 열을 이동시킴으로써 혼합된 탈착제 스트림을 냉각하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 3B는 도1에 나타낸 바와 같이 혼합된 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(파라-자일렌 분리 구역의 생성물임)으로 열을 이동시킴으로써 그리고 혼합된 탈착제 스트림으로부터 헵탄제거기 컬럼을 위한 헵탄제거기 공급물 스트림(이성체화 유출물 분리기의 생성물임)으로 열을 이동시킴으로써, 라피네이트 컬럼(저온 파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성되는 라피네이트를 처리함)의 탑저 및 증류 컬럼의 탑저에서 생성된 혼합된 탈착제 스트림을 냉각하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 4A는 파라-자일렌 피니싱 컬럼 탑저물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 파라-자일렌 피니싱 컬럼을 위한 공급물로 작용할 파라-자일렌이 풍부한 스트림을 가열하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 4B는 도1에 나타낸 바와 같이 피니싱 컬럼의 탑저에서 생성된 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 파라-자일렌 피니싱 컬럼을 위한 공급물로 작용할 파라-자일렌 증류 컬럼으로부터 나온 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림을 가열하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 5A는 라피네이트 컬럼에 의해 형성된 라피네이트 스트림으로부터 파라-자일렌 분리 구역으로 열을 이동시킴으로써 그리고 공급물로 작용하는 자일렌이 풍부한 공급물 스트림으로부터 파라-자일렌 분리 구역으로 열을 이동시킴으로써 헵탄제거기를 위한 공급물 스트림을 가열하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 5B는 도 1에 나타낸 바와 같이 파라-자일렌 생성물 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물로 열을 이동시킴으로써, 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물로 열을 이동시킴으로써, 그리고 혼합된 탈착제 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물로 열을 이동시킴으로써, 헵탄제거기 공급물을 가열하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 6A는 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 파라-자일렌 분리 구역으로 공급되는 자일렌이 풍부한 스트림을 177℃(35O℉)의 통상적 온도로 냉각하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 6B는 도 1에 나타낸 바와 같이 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 파라-자일렌 분리 컬럼에 의해 형성된 제1 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 그리고 또한 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 파라-자일렌 분리 컬럼으로 공급되는 자일렌이 풍부한 스트림을 150℃ 내지 165℃ 범위의 저온으로 냉각하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 7A는 파라-자일렌 증류 컬럼 탑저 탈착제 스트림으로부터 파라-자일렌이 풍부한 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 파라-자일렌 증류 컬럼으로 도입되기 전에 파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성된 파라-자일렌이 풍부한 스트림을 가열하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 7B는 도 1에 나타낸 바와 같이 혼합된 탈착제 스트림으로부터 열을 이동시킴으로써, 증류 컬럼으로 도입되기 전에 파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성된 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림을 가열하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 8A는 증류 컬럼 탑저 탈착제 스트림으로부터 라피네이트 스트림으로 열을 이동시킴으로써, 라피네이트 컬럼으로 도입되기 전에 파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성된 라피네이트 스트림을 가열하는데 사용되는 통상적 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도 8B는 도 1에 나타낸 바와 같이 파라-자일렌 분리 컬럼으로 공급되는 자일렌이 풍부한 스트림으로부터 열을 이동시킴으로써, 라피네이트 컬럼으로 도입되기 전에 파라-자일렌 분리 구역에 의해 형성되는 제1 라피네이트 스트림을 가열하는데 사용되는 개시된 열 교환기 네트워크의 도식적 설명이다.
도면은 반드시 크기와 부합하는 것이 아니며, 개시된 구체예는 때로 약도화하거나, 부분도로 나타낼 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 특정 예에서, 개시된 방법 및 장치의 이해에 필수적이지 않거나 다른 상세한 사항의 이해를 어렵게 만드는 경우에는 상세한 사항이 생략될 수 있다. 물론, 본 개시는 본 명세서에 설명되는 특정 구체예에 제한되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
예로써, 도 1-8B에 제공된 실시예는 SMB 흡착-이성체화 공정 회로 쪽으로 배열된다. 말할 필요도 없이, 이러한 개시의 개념은 도면으로 개시하고 있는 것과 다른 공정 회로에도 적용가능하다. 선행 단계에 직접 의존하는 공정이 아닌 한 또는 다른 언급이 없는 한, 공정 단계가 인용된 순서는 중요하지 않다는 것도 알 수 있을 것이다.
모사 이동상(SMB) 흡착 분리법은 혼합 자일렌 및 에틸벤젠으로부터 파라-자일렌의 회수를 위한 것이다. 용어 "혼합 자일렌"은 에틸벤젠, 파라-자일렌, 메타-자일렌 및 오르소-자일렌을 포함하는 C8 방향족 이성체의 혼합물을 나타낸다. 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 이러한 이성체는 서로 매우 근접한 끓는점을 가지고 있어 통상적 증류로는 이들을 분리하는 것이 실용적이지 않다. SMB 흡착 분리 공정은 파라-자일렌에 선택적인 고체 제올라이트 흡착제를 사용하여 파라-자일렌을 회수하는 효과적 수단을 제공한다. 현재까지 이용가능한 SMB 흡착 단위는, 99.9 중량 %이상의 파라-자일렌 생성물 순도를 전달하면서, 일회 통과 공급물로부터 97 중량%를 넘는 파라-자일렌을 회수하도록 고안되었다.
현재까지 이용가능한 SMB 흡착 단위의 흡착 섹션은 177℃(350℉)에서 작동된다. 놀랍게도, 현재까지 사용된 흡착제로의 최근의 실험 작업은, 저온에서 흡착 섹션을 작동하는 것이 파라-자일렌 생산성을 향상시킴을 나타내고; 특히, 일정한 사이클 시간에, 흡착 온도가 177℃ 미만으로 감소됨에 따라 흡착 성능이 증가됨을 나타내고, 바람직한 흡착 온도 중의 하나는 156℃(313℉)이다. 물론, 흡착 온도는 다양한 공정 변수에 따라 다르고, 121℃(250℉) 내지 204℃(400℉)의 범위일 수 있으며, 더욱 바람직한 온도는 149℃(300℉) 내지 177℃(350℉)의 범위이다.
이러한 개시는 흡착 온도를 변경하기 위한 수단을 제공함으로써 SMB 흡착 단위로부터의 더 큰 생산성을 제공하며, 주어진 세트의 작동 조건에 대한 흡착 온도를 최적화함으로써 5%의 성능 증가를 가져온다. 따라서, 이러한 개시는 작동기가 본 명세서에 개시된 기법 및 열 교환기 네트워크를 사용하여 흡착제 온도를 최적화할 수 있도록 해준다.
일 실시예에서, 흡착 섹션 작동 온도를 177℃ 미만으로 낮추는 것은 단위(즉, 흡착제 챔버 및 추출물 및 라피네이트 분획기)의 고안, 및 방향족 복합기 내의 다른 단위와의 열 통합에 직접적으로 영향을 준다. 통상적 열 통합 배열 내에서 작동하는 열 교환기의 면적을 증가시키는 것은 온도 구동력의 감소 때문에 경제적 이지도 않고 실현가능하지도 않다. 특히, 저온 작동이 가져올 수 있는 경제적 이점이 과도한 자본 비용, 추가적 열 교환 표면적 및 새로운 공정/유틸리티 교환기, 및 작동 비용 (즉, 추가적 가열 및 냉각 유틸리티)의 조합으로 인해 감소되거나 또는 완전히 제거될 것이다. 예를 들어, 통상적 177℃의 단위는 탈착제 스트림을 흡착 챔버 작동 온도까지 냉각시키기 위한 탈착제 및 피니싱 컬럼 재비등기 공급 사이의 열 교환을 포함한다. 작동 온도가 177℃ 미만으로 감소되기 때문에, 열 교환을 위한 온도 구동력은 감소하고, 탈착제 목표 온도가 피니싱 컬럼 재비등기 공급 온도에 근접함에 따라 0(즉, 무한 표면적 교환기)에 근접한다. 단위 열 회수 네트워크 내의 다른 유사하게 작동되는 열 교환기는 흡착 단위-이성체화 액체, 흡착 단위 컬럼 공급물-탑저물 및 라피네이트 컬럼 공급물-탑저물을 포함한다.
177℃ 미만에서 흡착 섹션을 작동하는 것과 관련된 가능성있는 경제적 이점을 최대화하는 자일렌 분획화, 이성체화 반응기, 및 저온 흡착 단위 열 교환 네트워크가 개시된다.
도 1에서는, 라인(11)으로 도식적으로 나타낸 하나 이상의 공급물 스트림을 수용할 수 있는 방향족 복합기(10)가 설명된다. 공급물 스트림은 나프타 공급스톡으로부터 방향족을 생성하는 개질물 복합기(나타내지 않음)로부터의 임의의 개질물 스플리터 탑저물을 포함할 수 있다. 공급물 스트림(11)은 또한 톨루엔 컬럼(나타내지 않음) 탑저물 스트림도 포함한다. 일반적으로, 공급물 스트림은 통상적 점토 처리기 단위(역시 도 1에 나타내지 않음)에서 처리될 것이다. 임의의 경우, 공급 라인(11)은 에틸벤젠을 포함할 수 있는 혼합 자일렌 공급물을 자일렌 스플리터 컬 럼(12)으로 전달한다. 자일렌 스플리터 컬럼(12)은 또한 헵탄제거기 컬럼(14)으로부터의 탑저물 스트림으로 구성되는 라인(13)을 통해 제2 공급물 스트림을 수용한다.
자일렌 컬럼(12)에서는, 탑저물 스트림이 라인(15)을 통해 생성되고, 그 후 중질 방향족 컬럼(나타내지 않음)으로 전달된다. 따라서, 자일렌 스플리터 또는 분리 컬럼(12)은 자일렌 컬럼(12)의 탑저물 라인(15)을 통해 제1 및 제2 공급물 스트림(11, 13)으로부터 임의의 남은 C9+ 물질을 제거한다. 구체예에서, 전체 자일렌 컬럼 탑저물 스트림(15)은 트랜스알킬화 단위로 보내진다. 자일렌 컬럼(12)으로부터의 탑정물 스트림(16)은 자일렌 이성체, 에틸 벤젠 및 적은 수준의 C9 알킬 방향족으로 구성된 자일렌이 풍부한 스트림(16)을 구성한다. 자일렌이 풍부한 스트림(16)은 파라-자일렌 분리 구역(17)을 위한 공급물 중의 하나이고, 다른 공급물은 라인(18)을 통과하는 혼합된 탈착제 스트림이다. 재순환된 탈착제 스트림(18)은 파라-자일렌 증류 구역 또는 컬럼(21) 및 라피네이트 증류 컬럼(22)으로부터 탑저물 생성물로 분리된 탈착제를 포함한다. 특히, 파라-자일렌 증류 구역(21)의 탑저물 스트림(23)은 라피네이트 컬럼(22)의 탑저물 스트림(24)과 혼합되고, 파라-자일렌 증류 구역(21)으로부터의 제1 탈착제 스트림 및 라피네이트 컬럼(22)으로부터의 제2 탈착제 스트림의 조합인 라인(18)을 통과한다.
풍부한 자일렌 스트림(16)은 파라-자일렌 분리 구역(17)에서 수행되는 흡착 분리 공정에 바람직한 온도보다 더 높은 온도에서 자일렌 컬럼(12)을 빠져나갈 것 이다. 독자는 개시된 공정이 실질적으로 더 낮은 흡착 분리 온도(156℃ 대 177℃)에서 작동되므로, 이에 따라 풍부한 자일렌 스트림(16)의 추가 냉각이 요구됨을 알 수 있을 것이다. 본 개시는 파라-자일렌 분리 구역(17)을 위한 공급물 스트림 또는 풍부한 자일렌 스트림(16)을 177℃(350℉)의 통상적 온도와 비해 121℃ 내지 204℃범위의 더 낮은 온도로 냉각하는 경제적 수단을 제공한다. 특히, 도 1 및 6B에 나타낸 바와 같이, 자일렌이 풍부한 스트림(16)은 제1 열 교환기(25)를 통과하여 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 파라-자일렌 분리 구역(17)에서 나온 라피네이트 스트림(26)으로 열을 전달한다. 그 후, 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 유출물 분리기(31)에 의해 형성된 헵탄제거기 공급물 스트림(28)으로 열을 이동시킴으로써, 제2 열 교환기(27)에서 자일렌이 풍부한 스트림(16)이 다시 냉각된다. 파라-자일렌 분리 구역(17)은 자일렌이 풍부한 스트림(16) 및 혼합된 탈착제 재순환 스트림(18)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32) 및 라피네이트 스트림(26)을 생성한다. 다수의 흡착제 챔버를 사용하는 분리기(17)는 효과적인 흐름 분포를 위한 특정한 그리드 또는 내부구조로 지지되는 몇개의 흡착제 상으로 분리된다. 일반적으로, 분리 구역(17)은 26세트의 챔버 내부구조를 갖는 24개의 상을 포함할 것이다. 파라-자일렌 분리 구역(17) 또한 일련의 흡수제 챔버를 포함할 것이다.
파라-자일렌 증류 구역(21)으로 들어가기 전에, 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)이 가열되고, 반면 혼합된 탈착제 공급물(18)은 열 교환기(33)에서 냉각된다(도 3B 및 7B 역시 참조). 자일렌이 풍부한 공급물 스트림(16)에 대해 상기한 바와 같이, 혼합된 탈착제 스트림(18)도 또한 파라-자일렌 분리 구역의 더 낮은 작동 온도(17)로 냉각되거나, 통상적 온도인 177℃(350℉)에 비해 121℃ 내지 204℃로 냉각되어야만 한다. 더 낮은 탈착제 스트림(18) 온도를 달성하기 위해, 혼합된 탈착제 스트림(18)은, 혼합된 탈착제 스트림(18)으로부터 헵탄제거기 공급물 스트림(28)으로 열을 이동시키는 열 교환기(34)(도 3B 역시 참조)에서 더욱 냉각되고, 그 후 헵탄제거기 컬럼(14)으로 도입된다.
파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)의 통과 후, 파라-자일렌 증류 구역(21)은 스트림(32)으로부터 탈착제를 제거하고, 제2의, 더 높은 농도로 농축된 파라-자일렌 스트림(35) 또는 파라-자일렌 추출물 스트림을 형성하고, 그 후 파라-자일렌 피니싱 컬럼(36)으로 보낸다. 파라-자일렌 피니싱 컬럼(36)으로 도입되기 전에, 파라-자일렌 생성물 스트림(38)으로부터 농축된 파라-자일렌 스트림(35)으로 열을 이동시킴으로써 열 교환기(37)에서 농축된 파라-자일렌이 풍부한 스트림(35)이 가열된다(도 4B 역시 참조). 파라-자일렌 생성물 스트림(38)은 피니싱 컬럼(36)의 탑저물 생성물이다. 경질 탑정물 스트림(41)은 트랜스알킬화 공정(나타내지 않음)을 위한 공급물로서 사용될 수 있는 잔류 톨루엔을 포함한다. 파라-자일렌 생성물 스트림(38)은 또한 도 1 및 4B에서 볼 수 있듯이 열 교환기(42)에서 헵탄제거기 공급물 스트림(28)을 가열하는데 사용된다. 도 4B에서 볼 수 있듯이, 파라-자일렌 생성물 스트림(38)은 43 및 44로 나타낸 것과 같은 공기 또는 물 냉각기를 사용하여 더욱 냉각될 수 있다.
라피네이트 컬럼(22)을 위한 공급물로 작용할 수 있는 제1 라피네이트 스트 림(26)으로부터 추가 파라-자일렌이 회수될 수 있고, 여기서 탈착제는 탑저물 스트림(24)으로 분리되고, 제2 라피네이트 스트림(45)은 탑정물 생성물로서 라피네이트 컬럼(22)으로부터 나온다. 제2 라피네이트 스트림(45)은, 유출물 재순환 스트림(55)과 함께, 이성체화 반응기(46)를 위한 공급물로 작용한다. 이성체화 반응기(46)로 도입되기 전에, 제2 라피네이트 스트림(45)은 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)으로부터 열을 이동시킴으로써 열 교환기(47)에서 가열된다. 제2 라피네이트 스트림은 일반적으로 도 1 및 2B에서 52로 나타낸 것과 같은 비등기(boiler) 또는 다른 가열 단위에서 다시 가열하는 것을 필요로 할 것이다. 반대로, 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)은 대부분 도 1 및 2B에서 53, 54로 나타낸 것과 같은 공기 및/또는 물 냉각기에 의한 추가 냉각을 필요로 할 것이다.
이성체화 반응기 생성물 스트림(51)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 열 교환기(47)에서 냉각된 후에, 과도한 유출물을 재순환 스트림(55)(제2 라피네이트 스트림(45)과 혼합되기 전에 압축기(56)를 통과함)의 형태로 제거하는 유출물 분리기(31)에 대한 공급물로 작용한다. 이성체화 반응기(46)는 파라-자일렌이 제거된 라피네이트 스트림(45) 내의 파라-자일렌의 평형 수치를 재설정하는데 사용된다. 따라서, 이성체화 반응기(46)에서, 적어도 일부의 메타-자일렌 및 오르소-자일렌은 파라-자일렌으로 전환된다. 또한, 사용되는 촉매에 따라, 잔류 에틸벤젠이 추가 자일렌으로 및/또는 벤젠(탈알킬화 촉매가 사용되는 경우)으로 전환될 수 있다.
유출물 분리기(31)로부터의 생성물 스트림(28)은 헵탄제거기(14)를 위한 공급물이 된다. 상기한 바와 같이, 헵탄제거기 공급물(28)은 파라-자일렌 생성물 스 트림(38)으로부터 열을 제공하는 열 교환기(42), 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 열을 제공하는 열 교환기(27), 및 혼합된 탈착제 스트림(18)으로부터 열을 제공하는 열 교환기(34)에서 3회 가열될 수 있다.
도 2B에서는, 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)을 냉각하고 이성체화 반응기(46)를 위한 공급물인 제2 라피네이트 스트림(45)을 가열하는 열 교환기(47)은 설명한다. 도 2A에서, 통상적인 고안은 제2 라피네이트 스트림(45')으로 이성체화 반응기 생성물 스트림(51')을 냉각시키지만, 제2 라피네이트 스트림(45')이 헵탄제거기 공급물(28')을 가열하는데 사용되기 때문에 제2 라피네이트 스트림(45')은 열-소실 상태에서 열 교환기(47')에 도달한다. 따라서, 본 개시는 도 1에 나타낸 것과 같이 열 교환기들(34, 27 및 42)에 의해 헵탄제거기 공급물(28)을 위한 열원(heat source)으로서 혼합된 탈착제 스트림(18), 자일렌이 풍부한 스트림(16) 및 파라-자일렌 생성물 스트림(38)을 사용한다.
도 3B에서는, 혼합된 탈착제 스트림(18)의 냉각이 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32) 및 헵탄제거기 공급물(28)로 각각 열을 이동하는 열 교환기(33 및 34)로 설명된다. 이와 달리, 도 3A에서는, 탈착제 스트림(23' 및 24')이 개별적으로 냉각되어, 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32') 및 제1 라피네이트 스트림(26')을 각각 가열하기 위한 2개의 개별 교환기(33a' 및 33b')를 필요로 한다. 교환기(25)에 의해 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로 라피네이트 스트림(26)을 가열함으로써, 추가 교환기(33b')가 불필요하다. 선행 기술의 혼합된 탈착제 스트림(18')은 헵탄제거기 공급물(28') 또는 가능하다면 피니싱 컬럼 재비등기 라인으로 열을 이 동시키는 교환기(34')에 의한 추가 냉각 처리를 여전히 필요로 한다.
도 4B에서는, 파라-자일렌 생성물 스트림(38)의 냉각이 설명되는데, 피니싱 컬럼(36)으로 도입되기 전에 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)을 열 교환기(37)에서 가열하는데, 그리고 열 교환기(42)에서 헵탄제거기 공급물 스트림(28)을 가열하는데에 생성물 스트림(38)이 사용된다. 이러한 네트워크는, 단지 하나의 교환기(37')만을 포함하여 공기 냉각기(43') 및 물 냉각기(44')에 더 큰 부담을 주는 도 4A에 나타낸 네트워크보다 더욱 효과적이다.
도 5B에서는, 열 교환기들(42, 27 및 34)을 사용한 헵탄제거기 공급물 스트림(28)의 가열이 설명된다. 도 5A에 나타낸 바와 같은 통상적 배치에서, 헵탄제거기 공급물(28')은 제2 라피네이트 스트림(45') 및 자일렌이 풍부한 스트림(16')(또는 흡착 분리 공급물)을 열원으로 사용하여 2회 가열된다.
도 6B에서는, 제1 라피네이트 스트림(26) 및 헵탄제거기 공급물(28)을 냉각원(cooling source)으로 사용한 자일렌이 풍부한 스트림(16)(흡착 분리 공급물)의 냉각이 설명된다. 도 6A에 나타낸 바와 같은 통상적 시스템에서, 헵탄제거기 공급물(28')만이 일련의 2 이상의 교환기(27')에서 냉각원으로 사용된다. 이러한 접근은 분리 구역(17)을 위한 바람직한 작동 온도(150-165℃)로의 자일렌이 풍부한 스트림(16)을 얻는데 필요한 요구되는 온도 강하를 제공하지 못한다.
도 7B에 있어서, 열원인 혼합된 탈착제 스트림(18)을 사용한 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)의 가열이 설명된다. 도 7A에 나타낸 바와 같은 통상적 고안에서는, 공급물 스트림(32')이 이미 분리 컬럼(17')을 위한 더 높은 작동 온도(177 ℃)이기 때문에, 파라-자일렌 증류 컬럼 탑저물 스트림(23') 또는 혼합되지 않은 탈착제 스트림만이 추출물 컬럼 공급물(32')을 가열하는데 사용된다. 따라서, 도 7A의 고안은 낮은 분리 구역(17) 작동 온도(150-165℃)로부터 190℃에 근접하는 파라-자일렌 증류 컬럼(21)을 위해 요구되는 공급물 온도로의 요구되는 증가를 제공하지 못할 것이다.
도 8B에서, 교환기(25) 및 열원으로서 자일렌이 풍부한 스트림(16)을 사용한 제1 라피네이트 스트림(26)의 예비 가열을 설명한다. 반대로, 도 8A에 나타낸 것과 같은 통상적인 고안은 라피네이트 탑저물 스트림(24')을 사용하여 라피네이트 공급물 스트림(26')을 가열하며, 새로운 라피네이트 스트림(26)(도 8B)을 위해 요구되는 온도 증가를 제공하지 못하고, 150 내지 165℃의 작동 온도 범위에서 190℃에 근접하는 온도로의 가열이 필요할 것이다.
특정 구체예만이 기술되었지만, 당업자에게는 변경 및 변형이 상기 기재로부터 명백할 것이다. 이러한 그리고 다른 변형물들은 본 개시 및 첨부하는 청구항의 범주 및 진의 내이고 등가물로 고려된다.

Claims (10)

  1. C8 방향족 이성체 및 중질물의 혼합물을 포함하는 공급물 스트림(11)으로부터 파라-자일렌을 제조하는 방법으로서,
    a) 공급물 스트림(11)을 자일렌 분획화 구역(12)으로 도입하여, 자일렌이 풍부한 스트림(16)을 생성하는 단계;
    b) 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 제1 라피네이트 스트림(26) 및 이성체화 반응기 생성물 스트림(28) 중 하나 이상으로 열을 이동시킴으로써 자일렌이 풍부한 스트림(16)을 냉각하는 단계;
    c) 자일렌이 풍부한 스트림(16) 및 탈착제 스트림(18)을 파라-자일렌 분리 구역으로 도입하고, 자일렌이 풍부한 스트림(16) 및 탈착제 스트림(18)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32) 및 제1 라피네이트 스트림(26)을 생성하는 단계;
    d) 탈착제 스트림(18)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)으로 열을 이동시킴으로써 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)을 가열하고, 가열된 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)을 증류 구역(21) 내로 공급하여 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35) 및 탈착제 스트림(18)의 일부(23)를 생성하는 단계;
    e) 제1 라피네이트 스트림(26)을 라피네이트 컬럼(22)으로 도입하여 탈착제 스트림(18)의 다른 일부(24) 및 제2 라피네이트 스트림(45)을 생성하는 단계;
    f) 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)으로부터 제2 라피네이트 스트림(45)으로 열을 이동시킴으로써 제2 라피네이트 스트림(45)을 가열하고, 제2 라피네이트 스트림(45)을 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)으로 전환하는 이성체화 구역(46) 내로 가열된 제2 라피네이트 스트림(45)을 공급하는 단계;
    g) 파라-자일렌 생성물 스트림(38), 자일렌이 풍부한 스트림(16) 및 탈착제 스트림(18) 중 하나 이상으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)의 적어도 일부를 가열하는 단계;
    h) 파라-자일렌 생성물 스트림(38)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)으로 열을 이동시킴으로써 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)을 가열하는 단계;
    i) 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)을 피니싱 컬럼(36)으로 공급하여 파라-자일렌 생성물 스트림(38)을 생성하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)을 헵탄제거기(deheptanizer) 컬럼(14)에 공급하여 경질 탑정물(overhead) 스트림 및 제2 공급물 스트림(13)을 생성하는 단계;
    제2 공급물 스트림(13)을, 공급물 스트림(11)을 갖는 자일렌 분리 구역(12) 으로 공급하는 단계
    를 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    라피네이트 컬럼(22)으로부터의 탈착제 스트림(18)의 일부(24) 및 증류 구역(21)으로부터의 탈착제 스트림(18)의 일부(23)를 혼합하여 탈착제 스트림(18)을 생성하는 단계를 더 포함하고; 그리고
    탈착제 스트림(18), 파라-자일렌 생성물 스트림(38) 및 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)으로 열을 이동시킴으로써, 이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)이 헵탄제거기 컬럼(14)으로 공급되기 전에 가열되는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    a) 단계 b)의 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 제1 라피네이트 스트림(26)으로의 열의 이동이 제1 열 교환기(25)에서 수행되고, 자일렌이 풍부한 스트림(16)으로부터 헵탄제거기 스트림(28)으로의 열의 이동이 제2 열 교환기(27)에서 수행되고;
    b) 단계 d)의 탈착제 스트림(18)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제1 스트림(32)으로의 열의 이동이 제3 열 교환기(33)에서 수행되고; 그리고
    c) 단계 f)의 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)으로부터 제2 라피네이트 스트림(45)으로의 열의 이동이 제4 열 교환기(47)에서 수행되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    a) 단계 g)의 파라-자일렌 생성물 스트림(38)으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)을 가열하는 것이 제5 열 교환기(42)에서 수행되고;
    b) 단계 g)의 탈착제 스트림 (18)으로부터 이성체화 반응기 생성물 스트림 (51, 28)으로 열을 이동시킴으로써 이성체화 반응기 생성물 스트림(51, 28)을 가열하는 것이 제6 열 교환기(34)에서 수행되고; 그리고
    c) 단계 h)의 파라-자일렌 생성물 스트림(38)으로부터 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)으로 열을 이동시킴으로써 파라-자일렌이 풍부한 제2 스트림(35)을 가열하는 것이 제7 열 교환기(37)에서 수행되는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계 c)에서의 파라-자일렌 분리 구역(17)으로 도입되기 전에, 단계 b)에서 자일렌이 풍부한 스트림(16)이 121℃ 내지 204℃ 범위의 온도로 냉각되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 공급물(11)이 개질물 스플리터 탑저물 스트림(reformate splitter bottom stream)을 포함하는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 공급물(11)이 톨루엔 컬럼 탑저물 스트림을 더 포함하고, 개질물 스플리터 탑저물 스트림 및 톨루엔 컬럼 탑저물 스트림은 자일렌 분획화 구역(12)으로 도입되기 전에 점토 처리기를 각각 통과하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제2 라피네이트 스트림(45)이 이성체화 셀(46)로 공급되기 전에, 제2 라피네이트 스트림(45)이 가열기(52)를 통과하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 유출물 재순환 스트림(55) 및 헵탄제거기 공급물 스트림(28)을 생성하는 유출물 분리기(31)로 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)을 공급하기 전에, 이성체화 반응기 생성물 스트림(51)이 냉각기(53)를 통과하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
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