KR20140133580A - 하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 전환시키는 프로세스들 - Google Patents

하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 전환시키는 프로세스들 Download PDF

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존 제이. 웨이큘리스
윌리엄 제이. 터너
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쥐티씨 테크놀로지 유에스,엘엘씨
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Abstract

본 발명은 하이드로겐 설파이드를 함유하는 가스 스트림으로부터 카본 디설파이드를 형성하는 프로세스에 관한 것이다. 저분자량 알칸과 하이드로겐 설파이드를 포함하는 가스 스트림은 실질적으로 모든 하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 전환시키도록 약 250℃ 내지 약 530℃의 온도에서 충분한 브롬과 접촉될 수 있다. 가스 스트림은 약 0.001 내지 약 20 mol%의 하이드로겐 설파이드를 함유할 수 있다. 브롬 대 하이드로겐 설파이드의 몰 비는 약 2:1이다.

Description

하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 전환시키는 프로세스들{PROCESSES FOR CONVERTING HYDROGEN SULFIDE TO CARBON DISULFIDE}
본 발명은 일반적으로 카본 디설파이드를 형성하기 위해 알칸 및 브롬과 반응하여 가스 스트림으로부터 하이드로겐 설파이드를 제거하기 위한 프로세스들에 관한 것이고, 하나 이상의 실시예들에서, 저분자량 알칸들을 고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물들로 전환하기 위한 화학적 프로세스들에서 제품인 카본 디설파이드를 형성하는 것에 관한 것이다.
천연 가스, 화석 연료는 주로 메탄과 다른 경량 알칸으로 구성되고 전세계에 걸쳐서 많은 양이 발견되어 왔다. 다른 화석 연료와 비교할 때, 천연 가스는 일반적으로 더 깨끗한 에너지원이다. 예를 들어, 원유는 일반적으로 천연 가스에서 찾을 수 없는 중금속과 같은 불순물을 함유한다. 추가의 예로써, 천연 가스를 태우는 것은 방출된 열 에너지의 단위 당 석탄을 태우는 것보다 훨씬 적은 이산화탄소를 생성한다. 그러나, 다른 화석 연료 대신에 천연 가스의 사용과 연관된 과제들이 있다. 천연 가스가 발견되는 많은 위치들은 인구가 밀집된 영역들로부터 멀리 떨어져 있고, 따라서, 상당한 파이프라인 구조 및/또는 천연 가스에 대한 시장 수요를 충족하지 못한다. 천연 가스의 저밀도 때문에, 가스 형태의 천연 가스를 인구 밀집 영역으로 수송하는 것은 비용이 많이 든다. 따라서, 천연 가스가 가스 형태로 수송될 수 있는 거리에 대한 사실상의 경제적 제한이 있다.
액화 천연 가스(종종 "LNG"로 지칭됨)를 형성하도록 천연 가스의 극저온 액화는 종종 긴 거리에 걸쳐 천연 가스를 더 경제적으로 수송하기 위해 사용된다. 그러나, 이 LNG 프로세스는 일반적으로 비용이 많이 들고, LNG를 다루는 데 있어서 재기화 설비들을 갖춘 오직 몇몇의 국가들로 제한된다. 천연 가스를 고밀도 및 값 때문에 액체로 더 경제적으로 수송될 수 있는 고분자량 하이드로카본으로 전환하는 것은 천연 가스, 특히, 인구 밀집 영역들로부터 멀리 생성된 표준 천연 가스에 대한 시장을 상당히 확장할 수 있다. 고분자량 하이드로카본으로의 천연 가스의 전환에 대한 복수의 프로세스들이 개발되어 왔지만, 이 프로세스들은 제한된 상업적 실행 가능성 때문에 광범위한 산업 수용을 얻지 못하고 있다. 일반적으로, 이 프로세스들은 바람직하지 않은 에너지 및/또는 그 사용을 제한하는 카본 효율성을 겪는다.
또한, 하이드로겐 설파이드(H2S)는 독성이 있고 많은 천연 가스 저장소들 또는 쓰레기 매립지들, 하수 처리장들 등으로부터의 유기 폐기물들의 혐기성 미생물학적 분해로부터 생성된 "바이오 가스"와 같은 다른 가스원들에서 찾게 되는 부식성 오염물이다. 이와 같이, 하이드로겐 설파이드는 사용 전에 가스 스트림으로부터 제거되어야 한다. 하이드로겐 설파이드가 독성이 있기 때문에, 하이드로겐 설파이드는 구리 배관과 천연 가스 연소 기기들에서 발견되는 다른 금속들을 부식시킬 수 있고, 가스 스트림 내에 남아있다면, 공기 오염물인 유해한 황 산화물로 태워질 것이다. 가스가 "가스-대-메탄올", "가스-대-암모니아" 또는 "가스-대-액체"(피셔-트로프슈) 프로세스들과 같은 화학 또는 연료 생성 프로세스에 대해 공급 원료로서 사용되는 경우에서, 하이드로겐 설파이드는 하이드로겐 설파이드가 가스 전환 프로세스들에서 사용되는 촉매들을 급격하게 비활성화시키거나 또는 작용을 없앨 수 있기 때문에 제거되어야 한다.
하이드로겐 설파이드는 일반적으로 수용성 아민과 같은 화학적 용제, 또는 상품명 Selexol로 시판되는 프로세스에서 사용되는 것과 같은 물리적 용제를 이용하는 재순환되고 재생된 H2S 선택적인 용제 프로세스를 사용하여 H2S 오염된 가스 스트림으로부터 먼저 분리될 수 있다. 하이드로겐 설파이드는 클라우스 프로세스를 통해 원소 황으로 또한 전환될 수 있다. 용융된 황은 가열된 기동차 또는 탱커 트럭들에 액체로 운송되고 황산, 암모니아 설페이트 또는 카본 디설파이드와 같은 다른 산업적 화학 물질들을 생성하도록 사용된다.
카본 디설파이드(CS2)는 레이온, 셀로판 및 다양한 다른 화학적 농업적 화학 물질들의 생성에서 사용되는 값 비싼 화학적 중간물이다. 대부분의 카본 디설파이드(CS2)는 현재 메탄과 원소 황의 고온 반응에 의해 제조되고, 그 대다수는 원유의 정제 또는 천연 가스의 프로세싱으로부터 유래된 H2S로부터 생성된다. 따라서, 메탄과 황으로부터의 CS2의 생산은 간접적인 다단계 프로세스이고, 종종 분리된 위치들에서 하이드로겐 설파이드, 황 및 메탄 구성 요소들의 분리, 취급 및 처리를 필요로 한다.
따라서, 처리되는 가스 스트림의 다른 구성 요소들로부터 하이드로겐 설파이드를 분리할 필요 없이 하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 직접 전환시키기 위한 프로세스가 필요하다.
상술한 다른 목적들을 달성하기 위해, 본 발명의 목적들에 따르면, 여기서 구현되고 폭 넓게 설명된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예는 실질적으로 상기 하이드로겐 설파이드 모두를 카본 디설파이드로 전환시키도록 일정 온도에서 충분한 브롬과 저분자량 알칸 및 하이드로겐 설파이드를 포함하는 가스 스트림을 접촉시키는 단계를 포함하는 프로세스이다.
본 발명의 다른 실시예는 알킬 브로마이드, 카본 디설파이드 및 하이드로겐 브로마이드를 형성하도록 일정 온도에서 브롬과 저분자량 알칸 및 하이드로겐 설파이드를 포함한 가스 스트림을 접촉시키는 단계 및 고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물들을 형성하도록 적합한 촉매, 하이드로겐 브로마이드 및 카본 디설파이드의 존재시에 알킬 브로마이드의 적어도 일부를 반응시키는 단계를 포함하는 프로세스이다.
도 1은 본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 하나의 실시예의 블록 흐름도.
도 2는 본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 다른 하나의 실시예의 블록 흐름도.
도 3은 본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 또 다른 하나의 실시예의 블록 흐름도.
도 4는 본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 또 다른 하나의 실시예의 블록 흐름도.
여기서 설명된 방법들에 대한 공급 원료로서 사용될 수 있는 가스 스트림은 일반적으로 저분자량 알칸을 함유한다. 이 명세서 전반에 걸쳐서 이용되는 바와 같이, 용어 "저분자량 알칸"은 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄 또는 이 개별 알칸들의 2개 이상의 혼합물들을 지칭한다. 저분자량 알칸은 자연적으로 발생하거나 또는 합성적으로 생성되든지 간에 임의의 적합한 소스, 예를 들어, 저분자량 알칸을 제공하는 가스의 임의의 소스로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 프로세스들에서 사용되는 저분자량 알칸의 소스들의 예들은 천연 가스, 탄층 메탄, 재기화된 액화된 천연 가스, 가스 하이드레이트 및/또는 클라스레이트(chlathrate), 유기물 또는 바이오매스의 혐기성 분해로부터 유리된 가스, 타르 샌드(tar sand)의 처리시에 유리된 가스 및 합성적으로 생성된 천연 가스 또는 알칸을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이것들의 조합들은 또한 몇몇의 실시예들에서 적합할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에서 사용될 수 있는 브롬의 적합한 소스들은 원소 브롬, 브롬 염, 수성 브롬화수소산, 금속 브롬 염 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 조합들은 기술 분야의 숙련자들에 의해 인지되는 바와 같이 적합할 수 있지만, 복수의 소스들을 사용하는 것은 추가의 문제들을 나타낼 수 있다. 본 발명의 방법들 및 시스템들의 특정한 실시예들은 아래에 설명되어 있다. 방법들에 포함된 주요 화학 반응들이라고 믿어지는 것의 주요 양태들이 반응이 발생한다고 믿어지는 것과 같이 상세히 논의될지라도, 부반응이 발생할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 여기서 임의의 특정한 부반응을 논의하지 못하는 것이 반응이 발생하지 못한다는 것을 의미한다고 간주해서는 안 된다. 역으로, 논의되는 이것들은 완전하거나 또는 제한적인 것으로서 고려되어서는 안 된다. 게다가, 본 발명의 방법들의 특정한 양태들을 개략적으로 도시하는 도면들이 제공될지라도, 이 도면들은 본 발명의 임의의 특정한 방법으로 제한되는 것으로서 여겨져서는 안 된다.
본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 특정한 실시예들의 몇몇의 양태들을 일반적으로 도시하는 블록 흐름도가 가스 스트림으로부터 하이드로겐 설파이드의 저레벨들의 직접적인 제거를 위한 독립된 프로세스 및 판매, 저장 또는 추가의 처리를 위한 하이드로겐 설파이드의 카본 디설파이드로의 전환을 도시하는 도 1에 설명되어 있다. 메탄을 함유하고 다른 저분자량 알칸을 또한 함유하는 가스 스트림 및 약 0.001 내지 약 20.0 mol% 범위 내의 하이드로겐 설파이드는 적합한 라인 또는 도관(10) 내에 운반될 수 있고 적합한 소스로부터 라인(12)을 통해 브롬과 처음에 결합될 수 있고 처음에 액체 형태로 존재한다면 브롬이 기화되는 열 교환기(14)에서 약 250℃ 내지 약 530℃의 온도로 가열될 수 있다. 혼합물은 라인(10)을 통해 브롬화 반응기(20) 내로 유입될 수 있다. 출원인은 어떤 상당한 원소 황이 저분자량 알칸 및 하이드로겐 설파이드를 함유한 가스 스트림을 브롬과 반응시키는 것으로부터 임의의 반응 생성물들 내에서 검출될 수 없기 때문에, 하이드로겐 설파이드가 저분자량 알칸, 예를 들어, 메탄보다 브롬과 더 반응성이 있는 것처럼 보인다는 것을 발견하였다. 원소 황이 반응 메커니즘에서 중간물로서 형성된다면, 황은 메탄 또는 메틸 브로마이드와 분명히 신속하게 반응한다. 실제 반응 메커니즘과 관계없이, 전체 네트 반응은 다음과 같은 것으로 나타난다:
2H2S + 4Br2 + CH4 → CS2 + 8HBr
하이드로겐 설파이드는 H2S가 과잉의 메탄 존재 시에 검출될 수 없는 레벨들로 본질적으로 완전히 제거될 수 있다는 사실에 의해 입증되는 바와 같이, 메탄 및 다른 저분자량 알칸보다는 브롬(Br2)과 더 분명히 반응할 수 있다.
프로세스가 주로 메탄을 포함하는 알칸 스트림으로부터 H2S의 제거를 위해서만 사용되는 일반적인 경우를 고려하면, 브롬화 반응기(20) 내로 유입되는 혼합물에서 건조한 브롬 증기 대 하이드로겐 설파이드의 몰 비는 바람직하게 약 2:1의 화학량론적 비에 가까울 수 있다. 열 교환기(14)에 더하여 또는 열 교환기(14) 대신에, 브롬화 반응기(20)는 약 250℃ 내지 약 530℃의 범위의 반응 개시 온도로 혼합물을 가열할 수 있는 입구 예열기 구역(도시되지 않음)을 가질 수 있다.
카본 디설파이드 및 하이드로겐 브로마이드를 함유하는, 브롬화 반응기(20)로부터의 유출물 가스 스트림은 라인(22)을 통해 운송될 수 있고 HBr이 가스 스트림으로부터 제거되는 하나 이상의 용기들로 구성될 수 있는 하이드로겐 브로마이드 제거 유닛(30) 내로 유입되기 전에 약 50℃ 내지 약 120℃의 온도로 열 교환기(24)를 통해 냉각될 수 있다. HBr이 극성이고 쉽게 이온화되는 화합물이기 때문에, 이러한 제거는 가스 스트림을 세척하는 단계를 포함할 수 있다. 가스 스트림이 물과 접촉되는 경우에, 하이드로겐 브로마이드는 브롬화수소산을 형성하기 위해 선택적으로 용해될 수 있다. 가스 스트림이 부식성 용액, 예를 들어, 소듐 하이드록사이드의 수성 용액과 접촉되는 경우에, 하이드로겐 브로마이드는 소듐 브로마이드를 형성하도록 소듐 하이드록사이드와 반응한다. 그 결과로 생긴 HBr 또는 NaBr은 라인(10)에서 가스 스트림과 결합될 수 있는 라인(12) 내의 브롬으로 라인(46)을 통해 재생될 수 있는 원소 브롬을 형성하도록 공기 또는 화학적 산화 또는 HBr 전환 단계(44)에서의 전기 분해에 의해 세척 스트림(34)으로부터 제거될 수 있다.
카본 디설파이드를 함유하는 그 결과로 생긴 가스 스트림은 라인(32)을 통해 운반될 수 있고 라인(48)을 통해 카본 디설파이드를 제거하도록 분리 단계(40)로 도입될 수 있다. 카본 디설파이드는 쉽게 운송 가능하고 유용한 산업적 액체 용제이거나 또는 다양한 화학적 프로세스들에서 추가로 처리될 수 있다. 카본 디설파이드가 비교적 고분자량을 가지기 때문에, 가스 스트림으로부터 카본 디설파이드를 제거하는 하나의 방법은 응축을 통해서이다. 예를 들어, 카본 디설파이드의 정상 끓는점은 약 46℃이고, 따라서 이 온도 아래에서 가스를 냉각하는 것은 카본 디설파이드가 증기 스트림으로부터 응축되게 할 것이고 액체 생성물로서 제거될 것이다. 고압에서 작동하는 것은 가스 스트림으로부터 카본 디설파이드의 응축의 정도를 증가시킬 수 있고, 추가로, 환류 흡수기와 같은 다단계 유닛 작동은 실질적으로 카본 디설파이드 제거 효율을 증가시킬 수 있다. 하이드로겐 설파이드 및 카본 디설파이드가 실질적으로 전혀 없는 그 결과로 생긴 가스 스트림은 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인(42)을 통해 운송될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 대안적인 실시예에서, 프로세스는 유닛(30) 내의 하이드로겐 브로마이드 분리가 증류를 통해 실행되는 것을 제외하고, 도 1에 도시된 실시예와 상당히 유사하다. 하이드로겐 설파이드 및 카본 디설파이드가 실질적으로 전혀 없는 그 결과로 생긴 가스 스트림은 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인(31)을 통해 유닛(30)으로부터 제거될 수 있고, 카본 디설파이드는 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인(33)을 통해 제거될 수 있다. 하이드로겐 브로마이드(HBr)는 도 2의 블록 흐름도에 도시된 바와 같이 단계(44)에서 화학적 산화에 의해 원소 브롬으로 전환될 수 있고, 하이드로겐 브로마이드는 라인(35)을 통해 HBr 전환 단계(44)로 도입될 수 있고 공기 또는 산소는 또한 라인(41)을 통해 HBr 전환 단계(44)로 도입될 수 있다. 전환 단계(44)에서, 원소 브롬의 형성은 다음의 일반적인 전체 반응에 따라 발생한다고 여겨진다:
4HBr (g) + O2 (g) → 2Br2 (g) + 2H2O (g)
도 2의 실시예에서, 잔류 가스 스트림으로부터 카본 디설파이드를 제거하기 위한 분명한 분리 단계(40)에 대한 필요가 없을 수 있다.
잔류 산화제(산소 또는 공기) 및 물은 라인들(43 및 45) 각각을 통해 단계(44)로부터 제거될 수 있고, 원소 브롬(Br2)은 라인들(46 및 12)을 통해 재생될 수 있고 저분자량 알칸과 약 0.001 내지 약 20.0 mol%의 하이드로겐 설파이드를 함유하는 라인(10) 내의 공급 가스 스트림과 혼합될 수 있다.
유닛(44)에서 하이드로겐 브로마이드 전환이 전기 분해를 통해 실행되는 경우에, 하나 이상의 멤브레인 유형의 전기 분해 셀들(44)이 도 3에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 묽은 하이드로겐 브로마이드 수성 용액은 하이드로겐 브로마이드 제거 유닛의 역할을 하는 하나 이상의 흡수기 열(30)의 상부 근처에서 유입될 수 있고, 카본 디설파이드 및 하이드로겐 브로마이드를 함유하는 브롬화 반응기(20)로부터의 유출물 가스 스트림은 흡수기 열의 낮은 단부 근처에서 라인(22)을 통해 흡수기 열(30) 내로 유입될 수 있다. 카본 디설파이드는 분리 단계에서 응축하고 하이드로겐 브로마이드는 묽은 하이드로겐 브로마이드 수성 용액에서 용해될 수 있어 라인(34)을 통해 셋팅 탱크(38)로 운송될 수 있는 진한 HBr 용액을 형성하고 하이드로겐 설파이드 및 카본 디설파이드가 실질적으로 전혀 없는 그 결과로 생긴 가스 스트림은 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인(42)을 통해 흡수기 열(30)로부터 제거될 수 있다. 보급수는 숙련자에게 입증된 바와 같이 필수적으로 라인(37)을 통해 흡수기 열(30)에 추가될 수 있다.
셋팅 탱크(38)에서, 카본 디설파이드는 진한 HBr 용액으로부터 분리되고 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인(39)을 통해 제거될 수 있다. 진한 HBr 용액은 하나 이상의 전기 분해 셀들(44)로 운송될 수 있다. 전기 분해 셀의 멤브레인 또는 다이어프램은 애노드 측으로부터 캐소드 측으로 H+ 이온들의 플럭스를 허용하지만 애노드 측으로부터 캐소드 측으로의 Br- 이온들 및 Br2의 유동을 지연시킨다. 바람직하게, 멤브레인은 양이온 교환 멤브레인 또는 예를 들어, NaFlon®인 상품명으로 시판되는 설포네이트 테트라플루오로에틸렌 기반 플루오로폴리머코폴리머와 같은 양자 교환 멤브레인, 또는 유사 기능의 양이온 교환 멤브레인일 수 있다. 바람직하게 용액 순환 속도는 진한 브롬화수소산 용액이 약 48 wt% HBr이거나 또는 그 근처여서 반응을 진행하도록 요구되는 전기 화학 전위가 최소화될 수 있도록 조정될 수 있다. 발생할 수 있는 브롬 농후 용액은 라인(34)을 통해 하나 이상의 전기 분해 셀들로부터 제거될 수 있고 라인(34)을 통해 브롬(Br2) 스트리퍼 열(50)로 운반될 수 있기 전에, 열 교환기(52)를 통해 적어도 약 70℃, 더 바람직하게는 약 90℃로 가열될 수 있다. 브롬 스트리퍼 열에서, (메탄과 같은) 저분자량 알칸 및 약 0.001 내지 약 20.0 mol%의 하이드로겐 설파이드를 함유한 입구 가스 스트림(10)은 기화하고 가열된 용액으로부터 제거된다. 따라서 라인(36)을 통해 Br2 스트리퍼를 떠난 제거된 용액은 열 교환기(53)를 통해 적어도 50℃, 더 바람직하게는 약 30℃로 냉각될 수 있어, 용액 내의 트레이스 브롬은 HBr 흡수기(30) 내의 정제한 저분자량(예를 들어, 메탄) 가스가 있다.
본 발명의 프로세스들 및 시스템들의 다른 실시예들의 몇몇의 양태들을 일반적으로 도시한 블록 흐름도는 카본 디설파이드로의 하이드로겐 설파이드의 전환에 대한 본 발명의 프로세스가 가스 대 연료 또는 화학적 프로세스와 포함될 수 있는 도 4에 도시되어 있다. 주로 메탄을 포함하고 또한 다른 저분자량 알칸을 함유할 수 있고 약 1 bar 내지 약 75 bar의 범위의 압력에서 약 0.001 내지 20.0 mol%의 범위 내의 하이드로겐 설파이드를 함유하는 가스 스트림은 라인, 파이프 또는 도관(56)을 통해 운송되거나 또는 운반될 수 있고 브롬화 반응기(60)에 공급될 수 있다. 건조한 브롬 증기는 라인, 파이프 또는 도관(58)을 통해 운송되거나 또는 운반될 수 있고 또한 브롬화 반응기(60)에 공급될 수 있다. 가스 스트림 및 건조한 브롬 증기는 도 2에 도시된 바와 같이 브롬화 반응기(60) 내에 따로따로 유입될 수 있거나 또는 기술 분야의 숙련자에 의해 입증된 바와 같이 유입 전에 혼합될 수 있다. 브롬의 제 1 양이 있는 하이드로겐 설파이드를 바람직하게 2배로 전환하기 위해서, H2S의 몰 비가 더해진다. 입구 가스 스트림에 있는 더 반응성이 있는 하이드로겐 설파이드의 존재시에 바람직한 과잉의 메탄 대 브롬 비를 성취하도록, 브롬의 제 2 양이 또한 추가되어 반응기(60) 내에 유입된 혼합물 내의 적은 메탄 대 건조한 브롬 증기의 몰 비는 약 2.5:1을 초과하고, 더 바람직하게는 약 3:1과 동일하다. 반응기(60)는 약 250℃ 내지 약 530℃의 범위 내의 반응 개시 온도로 혼합물을 가열할 수 있는 입구 예열기 구역(도시되지 않음)을 가질 수 있다.
브롬화 반응기(60)에서, 저분자량 알칸은 가스 알킬 브로마이드 및 브롬화수소산 증기를 생성하도록, 약 250℃ 내지 약 600℃의 범위 내의 온도 및 약 1 bar 내지 약 80 bar의 범위, 더 바람직하게는 약 1 bar 내지 약 30 bar의 범위 내의 압력으로 건조한 브롬 증기와 발열 반응될 수 있다. 본 개시물의 이점과 함께 기술 분야의 숙련자에 의해 입증된 바와 같이, 브롬화 반응기(60) 내의 브롬화 반응은 발열성, 동질 가스상 반응 또는 이종 촉매 반응일 수 있다. 브롬화 반응기(60)에서 사용될 수 있는 적합한 촉매들의 비제한적인 예들은 Olah 외, J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 7097-7105에서 설명된 바와 같이, 플래티늄, 팔라듐, 또는 FeOxBry 또는 FeOxCly와 같은 지지 비화학량론적 금속 옥시할라이드 또는 TaOF3, NbOF3, ZrOF2, SbOF3과 같은 지지 금속 옥시할라이드를 포함한다. 작동 온도 범위의 상한은 공급 혼합물이 브롬화 반응의 발열성 특징 때문에 가열되는 반응 개시 온도 범위의 상한 보다 높을 수 있다고 여겨진다. 메탄의 경우에, 메틸 브로마이드의 형성이 다음의 일반적인 전체 반응에 따라 발생한다고 여겨진다:
CH4 (g) + Br2 (g) → CH3Br (g) + HBr (g)
동종 가스상 브롬화 반응의 유리기 메커니즘 때문에, 디-브로모메탄 및 일부 트리-브로모메탄 및 다른 알킬 브로마이드가 또한 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 프로세스들에 따른 이 반응은 종종 브롬화 반응기(60)에서 이용되는 알칸 대 브롬의 비 및 온도 및 체류 시간 때문에 메틸 브로마이드에 대한 선택의 비교적 높은 정도로 발생한다. 예를 들어, 메탄의 브롬화의 경우에, 약 500℃의 온도 및 약 60초의 체류 시간에서의 약 3:1의 메탄 대 브롬의 비는 약 90%의 평균이 되도록 모노할로겐화 메틸 브로마이드에 대한 선택을 증가시킨다고 여겨진다. 이 조건들에서, 일부 디-브로모메탄 및 검출할 수 있는 한계들에 달하는 트리-브로모메탄의 극히 적은 양만이 또한 브롬화 반응에서 형성될 수 있다. 약 400℃의 저온 및 약 5 내지 10초의 짧은 체류 시간에서 약 2.6 내지 1의 작은 메탄 대 브롬의 비가 이용된다면, 모노할로겐화 메틸 브로마이드에 대한 선택은 약 65 내지 75%의 범위에 속할 수 있다. 약 2.5 내지 1보다 상당히 작은 메탄 대 브롬 비에서, 메틸 브로마이드에 대한 받아들일 수 없는 낮은 선택이 발생하고, 게다가, 바람직하지 않은 디-브로모메탄, 트리-브로모메탄, 및 카본 수트의 상당한 형성이 관찰된다. 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 고급 알칸은 또한 브롬화될 수 있고, 에틸 브로마이드, 프로필 브로마이드 및 부틸 브로마이드와 같은 하나 및 복수의 브롬화 종들을 야기한다. 그러나, 이 고급 알칸이 메탄보다 더 상당히 반응성이 있기 때문에, 메탄의 상당한 반응이 발생하기 전에 폴리-브롬화되고 수트를 형성할 수 있다. 그러므로, 고급 알칸의 브롬화는 메탄의 브롬화로부터 따로따로 실행되어야 한다.
도 1에 대해 상기에서 사전에 언급한 바와 같이, 하이드로겐 설파이드는 분명히 메탄보다는 브롬과 더 반응을 하고 따라서 가스 스트림에 있는 어떤 하이드로겐 설파이드는 우선적으로 카본 디설파이드로 전환될 것이다. 실제의 반응 메커니즘에 관계없이, 전체 네트 반응은 다음과 같다:
2H2S + 4Br2 + CH4 → CS2 +8HBr
H2S는 분명히 H2S가 과잉의 메탄이 있을 시에 검출할 수 없는 레벨에서 본질적으로 완전히 제거된다는 사실에 의해 입증된 바와 같이, 메탄보다는 Br2과 더 반응한다.
알킬 브로마이드, 카본 디설파이드, 하이드로겐 브로마이드 및 어떤 반응하지 않는 저분자량 알칸을 포함하는 유출물은 라인(64)을 통해 브롬화 반응기(60)로부터 회수될 수 있다. 이 유출물은 합성 반응기(70)로의 뒤따름 전에 기술 분야의 숙련자에 의해 입증된 바와 같이, 열 교환기(도시되지 않음)와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 부분적으로 냉각될 수 있다. 유출물이 부분적으로 냉각되는 온도는 합성 반응기(70)에서 알킬 브로마이드를 고분자량 하이드로카본으로 전환하는 것이 바람직할 때 약 150℃ 내지 약 420℃의 범위 내에 있거나 또는 합성 반응기(70)에서 알킬 브로마이드를 올레핀으로 전환하는 것이 바람직할 때 약 150℃ 내지 약 450℃의 범위 내에 있다. 합성 반응기(70)는 올레핀, 고분자량 하이드로카본 또는 그것들의 혼합물들을 포함하는 생성물을 형성하도록 알킬 유닛들을 올리고당화하도록 고려된다. 합성 반응기(70)에서, 알킬 브로마이드는 원하는 생성물(예를 들어, 올레핀 및 고분자량 하이드로카본)을 생성하도록 적합한 촉매를 통해 약 150℃ 내지 약 450℃의 온도 범위 및 약 1 내지 80 bar의 범위 내의 압력에서 발열적으로 반응될 수 있다. 이 반응 동안에 있는 카본 디설파이드는 어떠한 상당한 반응도 겪지 않거나 또는 합성 반응기에서 사용된 촉매의 침전 또는 "중독(poisoning)"을 야기하는 것을 나타낸다.
합성 반응기(70)에서 사용된 촉매는 생성물 하이드로카본으로의 브롬화 알칸의 전환을 촉진시키기 위한 임의의 다양한 적합한 물질들일 수 있다. 특정한 실시예들에서, 합성 반응기(70)는 촉매의 고정 베드(fixed bed; 33)를 포함할 수 있다. 합성 촉매의 유동화 베드(fludized-bed) 또는 가동 베드(moving-bed)는 또한 특정 환경, 특히 넓은 적용에서 사용될 수 있고 코크스의 일정한 제거 및 생성물 조성에 대한 꾸준한 선택과 같은 특정한 이점들을 가질 수 있다. 적합한 촉매들의 예들은 산성 이온 교환기들의 공통 기능을 갖고 또한 합성 결정성 알루미노-실리케이트 옥사이드 프레임워크를 함유하는 물질들의 꽤 넓은 범위를 포함한다. 특정한 실시예들에서, 결정성 알루미노-실리케이트 옥사이드 프레임워크 내의 알루미늄의 일부는 마그네슘, 붕소, 갈륨 및/또는 티타늄으로 치환될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 결정성 알루미노-실리케이트 옥사이드 프레임워크 내의 실리콘의 일부는 선택적으로 인으로 치환될 수 있다. 결정성 알루미노-실리케이트 촉매는 일반적으로 예를 들어, 그룹 H, Li, Na, K 또는 Cs 또는 그룹 Mg, Ca, Sr 또는 Ba로부터 선택된 원소들의 양이온들에 의해 밸런스가 맞춰질 수 있는 결정성 알루미노-실리케이트 옥사이드 프레임워크 구조 내에 상당한 음이온 전하를 가질 수 있다. 제올라이트성 촉매들이 소듐 형태로 흔히 얻어질 수 있지만, 양자 또는 하이드로겐 형태(암모늄 하이드록사이드와의 이온 교환 및 추후의 하소를 통해)가 선호되거나 또는 혼합된 양자/소듐 형태가 또한 사용될 수 있다. 제올라이트는 또한 Li, K 또는 Cs와 같은 다른 알칼리 금속 양이온, Mg, Ca, Sr 또는 Ba와 같은 알칼리 토금속 양이온 또는 Ni, Mn, V, W와 같은 전이 금속 양이온과의 이온 교환 또는 산과의 처리에 의해 개질될 수 있다. 이러한 화학 처리 및 추후의 이온 교환은 전하-균형 반대 이온을 대체할 수 있지만, 또한 결정성 구조 및 옥사이드 프레임워크의 구조의 디알루미네이션 또는 다른 개질을 야기하는 옥사이드 프레임워크 내의 이온들을 부분적으로 대체할 수 있다. 결정성 알루미노-실리케이트 또는 치환된 결정성 알루미노-실리케이트는 미소공성 또는 다공성 결정성 알루미노실리케이트를 포함할 수 있지만, 특정한 실시예들에서, 예를 들어, ZSM-5와 같은 MFI 구조인 합성 미소공성 결정성 제올라이트를 포함할 수 있다. 게다가, 결정성 알루미노-실리케이트 또는 치환된 결정성 알루미노-실리케이트는 특정한 실시예들에서, Mg, Ca, Sr 또는 Ba 염의 수성 용액으로 나중에 함침될 수 있고, 하소될 수 있고 나중에 산성 용액으로 세척될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 합성 미소공성 제올라이트는 MgBr2와 같은 브로마이드 염과 같은 할라이드 염일 수 있는 염들의 수성 용액으로 함침될 수 있고 하소될 수 있고 나중에 산으로 세척되지 않을 수 있고, Mg은 첨가제로서 촉매 상에 남아 있다. 선택적으로, 결정성 알루미노-실리케이트 또는 치환된 결정성 알루미노-실리케이트는 또한 금속 상태에서 약 0.1 내지 약 1 중량%의 P, 약 0.1 내지 5 중량%의 Pd, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량%의 Ni 사이의 것을 함유할 수 있다. 이러한 물질들이 주로 처음에 결정성이라고 할지라도, 일부 결정성 촉매들이 초기의 이온 교환 또는 함침 또는 화학적 디알루미네이션 처리들 때문에 또는 반응 조건들에서 또는 재생 동안의 작동 때문에 일부 디알루미네이션, 결정도의 손실을 겪을 수 있고 따라서 상당한 비정질 특성을 포함할 수 있지만 여전히 일부 경우들에서 상당한 개선된 활성도 및 코크스에 대한 감소된 선택을 보유할 수 있다.
합성 반응기(70)에서 사용되는 특정한 촉매는 예를 들어, 원하는 특정한 생성물 하이드로카본에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 주로 C3, C4 및 C5+ 가솔린 범위 방향족 화합물들 및 중질 하이드로카본 부분들을 갖는 생성물 하이드로카본이 바람직할 때, ZSM-5 제올라이트 촉매가 사용될 수 있다. 올레핀 및 C5 + 생성물의 혼합물을 포함하는 생성물 하이드로카본을 생성하는 것이 바람직할 때, X-유형 또는 Y-유형 제올라이트 촉매 또는 SAPO 제올라이트 촉매가 사용될 수 있다. 적합한 제올라이트의 예들은 상이한 구멍 크기들과 산성을 갖는 다른 제올라이트가 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있음에도 불구하고, 10-X와 같은 X-유형, 또는 Y-유형 제올라이트를 포함한다.
촉매뿐만 아니라, 합성 반응기(70)가 작동되는 온도는 원하는 특정한 생성물에 대한 반응의 선택 및 전환을 결정하는데 있어서 중요한 파라미터이다. 예를 들어, X-유형 또는 Y-유형 제올라이트 촉매가 사용되고 올레핀을 생성하는 것이 바람직할 때, 약 250℃ 내지 500℃의 범위의 온도에서 합성 반응기(70)를 작동시키는 것이 바람직할 수 있다. 대안적으로, 약 250℃ 내지 420℃의 약간 낮은 온도 범위에서 작동하는 ZSM-5 제올라이트 촉매를 포함하는 하나의 실시예에서, 합성 반응기 내에서 환화 반응이 발생하여 C7 + 부분은 주로 치환된 방향족 및 또한 주로 C3 내지 C5 + 범위 내의 경량 알칸을 포함한다. 놀랍게도, 매우 적은 에탄 또는 C2-C3 올레핀 성분들이 생성물에서 발견된다.
약 100 내지 약 2500 hr-1의 범위, 400℃에 다가가는 증가하는 온도의 GHSV에서 ZSM-5 촉매와 반응하는 메틸 브로마이드를 포함하는 가스 혼합물의 예에서, 메틸 브로마이드 전환은 90% 이상으로 증가하지만, C5 + 하이드로카본에 대한 선택은 감소하고 프로세스의 경량 생성물들, 특히 프로판에 대한 선택도 감소한다. 550℃를 초과한 온도에서, 메틸브로마이드의 메탄과 카본질 코크스로의 높은 전환이 발생할 수 있다고 여겨진다. 약 350℃ 내지 420℃ 사이의 바람직한 작동 온도 범위에서, 반응의 부산물로서, 적은 양의 코크스가 작동 동안 시간에 걸쳐 촉매 상에 형성될 수 있다. 코크스 형성은 반응 조건 및 공급 가스의 조성에 따라, 수백 시간까지의 시간의 범위에 걸쳐 촉매 활성도의 감소를 초래할 수 있기 때문에 문제가 있을 수 있다. 약 400℃ 이상의 더 높은 반응 온도, 더 구체적으로는 약 420℃ 이상의 온도는 메탄의 형성과 연관되고 알킬 브로마이드의 열분해 및 카본 또는 코크스의 형성, 및 따라서 촉매의 불활성화율의 증가를 촉진한다. 역으로, 특히 약 350℃ 이하의 범위의 낮은 단부에서의 온도는 또한 촉매로부터 중질 생성물의 탈착의 감소한 속도 때문에 불활성화에 공헌할 수 있다. 따라서, 합성 반응기(70)에서 약 350℃ 내지 약 450℃의 범위, 바람직하게는 약 375℃ 내지 약 420℃의 범위 내의 작동 온도는 원하는 C5 + 하이드로카본의 증가된 선택 및 단계당 높은 전환에 대한 촉매 상의 더 적은 카본질 코크스 형성 또는 중질 생성물의 축적 때문에 불활성화의 낮은 비율의 균형을 맞추고, 이것은 촉매의 양, 재순환 속도 및 원하는 장비 크기를 최소화한다.
몇몇의 실시예들에서, 촉매는 주기적으로 원 위치에서 재생될 수 있다. 촉매를 재생하는 하나의 적합한 방법은 정상적인 프로세스 흐름으로부터 반응기(70)를 격리하고, 반응기(70)를 약 400℃ 내지 약 650℃의 범위의 높은 온도에서 약 1 내지 약 5 bar의 범위 내의 압력에서 불활성 가스로 정화하는 것이다. 이것은 실행되는 한에 있어서 촉매 상에 흡착된 반응하지 않은 알킬 브로마이드 및 중질 하이드로카본 생성물을 제거해야 한다. 선택적으로, 따라서 촉매는 약 1 bar 내지 약 30 bar의 범위의 압력에서 약 400℃ 내지 약 650℃의 범위의 높은 온도에서 반응기(70)에 공기 또는 불활성 가스가 희석된 공기 또는 산소를 추가하여 나중에 산화될 수 있다. 카본 디옥사이드, 카본 모노옥사이드 및 잔류 공기 또는 불활성 가스는 재생 기간 동안 반응기(70)로부터 방출될 수 있다.
몇몇의 실시예들에서, 유동화 베드 또는 가동 베드 반응기 시스템은 플렉시드 베드 합성 반응기 대신에 이용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 촉매 재생은 숙련된 전문가에 의해 입증된 바와 같이 연속적이거나 또는 간헐적인 기반으로 분리된 재생 반응기에서 발생할 수 있다.
카본 디설파이드, 반응하지 않은 저분자량 알칸, 하이드로겐 브로마이드 및 올레핀, 고분자량 하이드로카본 또는 그것들의 혼합물을 포함하는 합성 반응기(70)로부터의 유출물은 라인(72)을 통해 합성 반응기(70)로부터 회수될 수 있고 생성물 분리 유닛(80)으로 운송될 수 있다. 유닛(80)은 본 발명의 프로세스들에서 이용될 수 있는 바와 같이, 수성 세척 스트림의 사용과 같은 하이드로겐 브로마이드의 제거, 또는 탈수 및 올레핀 및 고분자량 하이드로카본과 같은 생성물을 회수하도록 천연 가스 또는 정유 가스 스트림을 처리하기 위해 사용되는 액체 회수 프로세스들, 예를 들어, 고체 베드 건조제 흡착 뒤에 따르는 냉동 응축, 극저온 팽창, 또는 순환 흡착 오일 또는 다른 용매의 임의의 적합한 방법을 이용할 수 있다. 반응하지 않은 알칸이 라인(82)을 통해 브롬화 반응기(60)에 대해 재생될 수 있고, C3 + 하이드로카본 생성물 및 카본 디설파이드는 각각 추가의 처리, 저장 또는 판매를 위해 라인들(82 및 86)을 통해 운송된다.
일반적으로 물이 HBr을 용해하기 위해 사용되는 브롬화수소산 또는 가스 스트림이 부식성 용액과 접촉되는 소듐 하이드록사이드의 수성 용액인 생성물 분리 유닛(80)으로부터의 유출물 세척 스트림은 브롬 회수 유닛(90)으로 라인(88)을 통해 운송된다. HBr 또는 NaBr은 라인(58)을 통해 브롬화 반응기(60)로 재생될 수 있는 원소 브롬을 형성하도록 브롬 회수 유닛(90) 내의 공기 또는 화학적 산화 또는 전기 분해에 의해 유출물 세척 스트림으로부터 제거될 수 있다.
브롬화 및 합성 단계들을 포함하는 가스 대 연료 프로세스에 포함되는 것으로서, 본 발명의 프로세스들이 상술되고 도 4에 설명되어 있지만, 본 발명의 프로세스들이 "가스-대-메탄올", "가스-대-암모니아" 및 "가스-대-액체"(피셔-트로프슈) 프로세스들을 제한하지 않고 포함하는 카본 디설파이드로 하이드로겐 설파이드를 전환시키는 것이 바람직할 수 있는 다른 화학적 프로세스들에 포함될 수 있다는 것이 이 설명을 하는 숙련자에게 명백할 것이다.
본 발명의 방법들의 특정한 실시예들이 여기에 설명되어 있다. 방법들에 포함된 주요 화학적 반응들이라고 여겨지는 주요 양태들이 발생한다고 여겨지는 바와 같이 상세히 논의될지라도, 부반응이 발생할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 어떤 사람은 어떤 특정한 부반응을 논의하는 것에 대한 실패가 반응이 발생하지 않는다는 것을 의미한다는 점을 가정해서는 안 된다. 역으로, 논의되는 것들은 완전하거나 또는 제한적인 것으로서 고려되어서는 안 된다. 게다가, 도면들이 본 발명의 방법들의 특정한 양태들을 개략적으로 도시하여 제공될지라도, 이 도면들은 본 발명의 어떤 특정한 방법 상에서 제한적인 것으로서 보여져서는 안 된다.
여기서 사용되는 바와 같이 용어 "고분자량 하이드로카본"은 C3 체인 및 더 긴 하이드로카본 체인들을 포함하는 하이드로카본을 지칭한다. 몇몇의 실시예들에서, 고분자량 하이드로카본은 생성물(예를 들어, LPG, 모터 연료 등)로서 직접 사용될 수 있다. 다른 경우들에서, 고분자량 하이드로카본 스트림은 중간 생성물 또는 추가의 처리를 위한 공급 원료로서 사용될 수 있다. 다른 경우들에서, 고분자량 하이드로카본은 예를 들어, 가솔린 등급 연료, 디젤 등급 연료, 및 연료 첨가물을 생성하도록 또한 처리될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 본 발명의 프로세스들에 의해 얻은 고분자량 하이드로카본은 상당한 방향족 함량을 가진 모터 가솔린 연료로서, 연료 혼합 저장으로서 또는 폴리올레핀을 생성하기 위한 프로세스에 대한 폴리스틸렌 또는 관련 폴리머들 또는 올레핀 공급과 같은 방향족 폴리머들을 생성하는 프로세스에 대한 방향족 공급과 같은 추가의 처리를 위한 공급 원료로서 직접 사용될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이 용어 "올레핀"은 2 내지 6개의 카본 원자 및 적어도 하나의 카본-카본 이중 결합을 함유하는 하이드로카본을 지칭한다. 올레핀은 원한다면 추가로 처리될 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 경우들에서, 본 발명의 프로세스들에 의해 생성된 올레핀은 폴리(올레핀)을 생성하도록 중합 반응(예를 들어, 메탈로센 촉매를 사용하는 반응)에서 추가로 반응될 수 있고, 이것은 플라스틱 또는 합성 윤활유와 같은 많은 최종 생성물에서 유용할 수 있다.
고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물들의 최종 사용은 프로세스에서 이용된 작동 파라미터들뿐만 아니라 아래에 논의된 방법들의 올리고머화 부분에서 이용되는 특정한 촉매에 의존할 수 있다. 다른 사용이 이 개시물의 이점과 함께 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.
몇몇의 실시예들에서, 본 발명은 알킬 브로마이드를 생성하도록 적합한 브롬 소스로부터의 브롬과 공급 가스 스트림을 반응시키는 단계를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "알킬 브로마이드"는 모노, 디 및 트리-브로미네이티드 알칸 및 그것들의 조합을 지칭한다. 이 알킬 브로마이드는 따라서 올레핀, 고분자량 하이드로카본 또는 그것들의 혼합물을 형성하도록 적합한 촉매를 통해 반응될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 여기에 내재하는 것들뿐만 아니라 언급된 이점들과 목적들을 얻도록 잘 조정된다. 상술된 특정한 실시예들은 본 발명이 교시의 이점을 가진 기술 분야의 숙련자에게 다르지만 명백한 상응하는 방식으로 수정되고 실행될 수 있기 때문에 단지 실례가 된다. 각각의 실시예들이 논의될지라도, 본 발명은 모든 이러한 실시예들의 모든 조합을 포함한다. 또한, 아래의 청구항들에 설명되는 것과 다른 여기에 도시된 구성 또는 디자인의 상세 사항들에 대해 어떠한 제한도 없다. 그러므로 상기 개시된 특정한 실례가 되는 실시예들이 달라질 수 있거나 또는 수정될 수 있고 모든 이러한 변형들이 본 발명의 범주 및 정신 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 상기 개시된 모든 수 및 범위들이 약간 변할 수 있다. 하한과 상한을 가진 수 범위가 개시되는 경우라도, 임의의 수 및 범위 내에 포함되는 임의의 포함 범위가 구체적으로 개시되어 있다.

Claims (20)

  1. 실질적으로 모든 하이드로겐 설파이드를 카본 디설파이드로 전환시키도록 일정 온도에서 충분한 브롬을 가진 하이드로겐 설파이드와 저분자량 알칸들을 포함하는 가스 스트림과 접촉하는 단계를 포함하는 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 스트림은 약 0.001 내지 약 20 mol%의 하이드로겐 설파이드를 함유하는 프로세스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 온도는 약 250℃ 내지 약 530℃ 범위 내에 있는 프로세스.
  4. 제 1 항에 있어서, 브롬 대 하이드로겐 설파이드의 몰 비는 약 2:1인 프로세스.
  5. 제 1 항에 있어서, 하이드로겐 브로마이드는 또한 카본 디설파이드로의 상기 하이드로겐 설파이드의 전환 동안 형성되고, 상기 프로세스는:
    상기 가스 스트림으로부터 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 프로세스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제거 단계는 선택적으로 하이드로겐 브로마이드를 용해하고 브롬화수소산을 형성하도록 상기 가스 스트림과 물을 접촉시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 가스 스트림과 소듐 하이드록사이드의 수용액을 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 하이드로겐 브로마이드는 소듐 브로마이드를 형성하도록 상기 소듐 하이드록사이드와 반응하는 프로세스.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 가스 스트림을 증류하는 단계를 포함하는 프로세스.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 브롬으로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 프로세스.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전환 단계는 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 산소와 반응시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 전환 단계는 전기 분해를 포함하는 프로세스.
  12. 알킬 브로마이드, 카본 디설파이드 및 하이드로겐 브로마이드를 형성하도록 일정 온도에서 브롬을 가진 하이드로겐 설파이드와 저분자량 알칸들을 포함하는 가스 스트림과 접촉하는 단계와;
    고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물을 형성하도록 적합한 촉매, 상기 하이드로겐 브로마이드 및 상기 카본 디설파이드의 존재 시에 상기 알킬 브로마이드의 적어도 일부를 반응시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 가스 스트림은 약 0.001 내지 약 20mol%의 하이드로겐 설파이드를 함유하는 프로세스.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 온도는 약 250℃ 내지 약 600℃ 범위 내에 있는 프로세스.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물로부터 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 프로세스.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제거 단계는 선택적으로 하이드로겐 브로마이드를 용해하고 브롬화수소산을 형성하도록 상기 고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물과 물을 접촉시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 고분자량 하이드로카본, 올레핀 또는 그것들의 혼합물과 소듐 하이드록사이드의 수용액을 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 하이드로겐 브로마이드는 소듐 브로마이드를 형성하도록 상기 소듐 하이드록사이드와 반응하는 프로세스.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 브롬으로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 프로세스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 전환 단계는 상기 하이드로겐 브로마이드의 적어도 일부를 산소와 반응시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 전환 단계는 전기 분해를 포함하는 프로세스.
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