KR20150145054A - Apparatus and method for purifying ethylene dichloride using waste heat - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 에틸렌 디클로라이드의 정제장치 및 정제방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비닐 클로라이드 단량체의 제조 공정에서 발생되는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치 및 정제방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for purifying ethylene dichloride and a method for purifying ethylene dichloride, and more particularly, to an apparatus and a method for purifying ethylene dichloride generated in a process for producing a vinyl chloride monomer.
일반적으로, 비닐 클로라이드 단량체(VCM ; vinyl chloride monomer)는 에틸렌(C2H4)과 염소화합물(Cl2, HCl)의 합성에 의해 얻어진다. 이때, 합성 반응에서는 중간체로서 에틸렌 디클로라이드(EDC ; ethylene dichloride)가 생성되며, 대부분의 비닐 클로라이드 단량체(VCM)는 상기 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 열분해 반응(cracking reaction)에 의해 수득된다. 에틸렌 디클로라이드(EDC)는 열분해 반응기를 통과하면서 상업적으로는 약 50 ~ 70%의 전환율(conversion)로 비닐 클로라이드 단량체(VCM)로 전환된다. In general, vinyl chloride monomer (VCM) is obtained by the synthesis of ethylene (C 2 H 4 ) and chlorine compound (Cl 2 , HCl). At this time, ethylene dichloride (EDC) is produced as an intermediate in the synthesis reaction, and most vinyl chloride monomers (VCM) are obtained by a cracking reaction of ethylene dichloride (EDC). Ethylene dichloride (EDC) is converted to vinyl chloride monomer (VCM) at a conversion of about 50-70% commercially through a pyrolysis reactor.
대한민국 공개특허 제10-2009-0036659호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0015087호 및 대한민국 공개특허 제10-2011-0008942호에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다. 아래의 반응은 비닐 클로라이드 단량체(VCM) 제조 공정의 주반응을 예시한 것이다.
Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2009-0036659, 10-2011-0015087 and 10-2011-0008942 disclose the above-mentioned techniques. The following reaction illustrates the main reaction in the vinyl chloride monomer (VCM) production process.
[합성 반응][Synthetic reaction]
C2H4 + Cl2(또는 HCl) → CH2=CHCl, CH2ClCH2Cl
C 2 H 4 + Cl 2 (or HCl) → CH 2 = CHCl, CH 2 ClCH 2 Cl
[열분해 반응][Pyrolysis reaction]
CH2ClCH2Cl → CH2=CHCl + HCl
CH 2 ClCH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HCl
또한, 상기 각 반응 후의 생성물에는 비닐 클로라이드 단량체(VCM)나 에틸렌 디클로라이드(EDC) 이외에 부산물이 존재한다. 부산물은, 예를 들어 염소화합물(Cl2, HCl), 에틸렌, 아세틸렌 및 메틸클로라이드 등의 가벼운 경질 물질(Lights)과, 클로로프렌, 트리클로로에탄, 벤젠 및 고체 탄소 물질 등의 무거운 중질 물질(Heavies) 등으로서 다양하다. 이러한 부산물은 고순도를 위해 정제된다. In addition, byproducts other than vinyl chloride monomer (VCM) and ethylene dichloride (EDC) are present in the product after each reaction. Byproducts include light heavy materials such as chlorine compounds (Cl 2 , HCl), ethylene, acetylene and methyl chloride and heavy heavy materials such as chloroprene, trichloroethane, benzene and solid carbon materials, . These by-products are purified for high purity.
따라서 VCM 제조 공정 설비에는 원료의 합성 장치 및 열분해 장치 이외에, 부산물의 정제를 위한 정제장치가 설치되어 있다. 구체적으로, 상기 합성 반응에서는 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림(steam)이 생성되는데, 이러한 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림은 정제장치로 공급된다. 아울러, 상기 열분해 반응에서도 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림(stream)이 생성되는데, 이 또한 정제장치로 공급된다. Therefore, the VCM manufacturing process equipment is provided with a refining device for refining by-products, in addition to a raw material synthesizing device and a pyrolyzing device. Specifically, in the synthesis reaction, an ethylene dichloride (EDC) stream is produced, and this ethylene dichloride (EDC) stream is fed to a purification apparatus. In addition, an ethylene dichloride (EDC) stream is also produced in the pyrolysis reaction, which is also supplied to the purification apparatus.
일반적으로, 상기 합성 반응에서 생성된 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림은 보통 상업적으로는 3개의 증류 컬럼(distillation column)을 가지는 정제장치에서 정제된다. 이와 같은 증류 컬럼들을 통해 에틸렌 디클로라이드(EDC)를 고순도로 정제, 회수할 수 있다. 이러한 정제공정에서는 많은 양의 에너지가 소비된다. 구체적으로, 상기 각 증류 칼럼에는 비점 차이를 통한 성분들의 분리를 위해 열원이 공급되는데, 이러한 분리 과정에서 대부분의 에너지가 소비된다. Generally, the ethylene dichloride (EDC) stream produced in the synthesis reaction is usually purified in a purification apparatus having three distillation columns commercially. Through such distillation columns, ethylene dichloride (EDC) can be purified and recovered in high purity. In this purification process, a large amount of energy is consumed. Specifically, each of the distillation columns is supplied with a heat source for separating the components through the boiling point, and most energy is consumed in the separation process.
그러나 종래 기술에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제공정은 에너지의 소비량이 너무 많다. 상기한 바와 같이, 각 증류 칼럼에는 성분들의 분리를 위한 열원이 공급되는데, 특히 이러한 분리 과정에서 열원의 효율적인 사용이 검토되지 않아 에너지의 소비량이 많은 문제점이 있다.
However, the conventional purification process of ethylene dichloride (EDC) consumes too much energy. As described above, each distillation column is supplied with a heat source for separating the components. Especially, efficient use of the heat source is not considered in such a separation process, resulting in a large amount of energy consumption.
이에, 본 출원은 개선된 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치 및 정제방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present application aims to provide an improved apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) and a purification method thereof.
본 출원은, 구체적으로 VCM 제조 공정에서 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제공정을 개선하여, 예를 들어 에너지의 사용량을 절감할 수 있는 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치 및 정제방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present application specifically provides an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) and a purification method capable of reducing the amount of energy used, for example, by improving the process of purifying ethylene dichloride (EDC) in the VCM production process It has its purpose.
본 출원은, [0002]
에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 유입하여, 3개의 흐름으로 분리하는 제1 증류 컬럼; A first distillation column for introducing an ethylene dichloride (EDC) stream and separating into three streams;
상기 제1 증류 컬럼의 하부 흐름을 유입하여, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 컬럼; A second distillation column for introducing a lower stream of the first distillation column and separating the lower stream into at least two streams;
상기 제1 증류 컬럼의 상부로 유출되는 증기 흐름을 유입하는 증기 흐름라인; 및 A vapor flow line through which the vapor flow exiting to the top of the first distillation column flows; And
상기 증기 흐름라인의 증기 흐름을 유입하여, 상기 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼의 하부로 공급하는 열교환 유닛을 포함하는 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치를 제공한다.
And a heat exchange unit for introducing the steam flow of the steam flow line and supplying the heat of the steam flow to a lower portion of the second distillation column.
또한, 본 출원은, In addition,
에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 제1 증류 컬럼으로 유입시켜, 3개의 흐름으로 분리하는 제1 증류 단계; A first distillation step of introducing an ethylene dichloride (EDC) stream into the first distillation column and separating into three streams;
상기 제1 증류 컬럼의 하부 흐름을 제2 증류 컬럼으로 유입시켜, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 단계를 포함하고, And a second distillation step of introducing the bottom stream of the first distillation column into the second distillation column and separating into at least two streams,
상기 제2 증류 단계는, 상기 제1 증류 컬럼의 상부로 유출되는 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼의 열원으로 사용하는 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제방법을 제공한다.
The second distillation step provides a method of purifying ethylene dichloride (EDC) using the heat of the steam flow flowing to the upper portion of the first distillation column as a heat source of the second distillation column.
본 출원에 따르면, VCM 제조 공정에서 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제공정이 개선되어 에너지의 효율을 높일 수 있는 효과를 갖는다. 구체적으로, 본 출원에 따르면, 제1 증류 컬럼에서 발생된 증기 열(vapor heat)이 제2 증류 컬럼의 열원으로 사용되어 에너지 소비량을 절감할 수 있다.
According to the present application, the purification process of ethylene dichloride (EDC) is improved in the VCM production process, and the energy efficiency is enhanced. Specifically, according to the present application, the vapor heat generated in the first distillation column can be used as a heat source of the second distillation column to reduce energy consumption.
도 1은 본 출원의 제1 실시형태에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치를 보인 구성도이다.
도 2는 본 출원의 제2 실시형태에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치를 보인 구성도이다.1 is a configuration diagram showing an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) according to a first embodiment of the present application.
2 is a configuration diagram showing an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) according to a second embodiment of the present application.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 출원의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 본 출원의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 출원의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 첨부된 각 도면의 구성요소에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. In the drawings, the same reference numerals as in the appended drawings denote the same elements, even though they are shown in different drawings.
본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다.In this specification, 'and / or' are used to mean at least one of the elements listed before and after.
본 명세서에서 '연결', '설치', 및 '결합' 등은, 두 개의 부재가 착탈(결합과 분리)이 가능한 것은 물론 일체 구조를 포함하는 것을 의미한다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 용어 '연결', '설치', 및 '결합' 등은, 예를 들어 강제 끼움 방식; 홈과 돌기를 이용한 끼움 방식; 및 나사, 볼트, 피스, 리벳, 브라켓 등의 체결 부재를 이용한 체결 방식 등을 통하여, 두 개의 부재를 결합과 분리되도록 도모한 것, 그리고 용접이나 접착제 또는 일체적 성형 등을 통하여 두 개의 부재가 결합된 후, 분리가 불가능한 일체적인 것을 포함한다.In this specification, the terms "connection", "installation", and "coupling" mean that two members can be detached (joined and separated) as well as an integral structure. Specifically, the terms " connection, " " installation, " and " coupling, " A fitting method using a groove and a projection; And a fastening method using a fastening member such as a screw, a bolt, a piece, a rivet, a bracket, or the like, so that the two members are engaged and separated, and the two members are combined through welding, adhesive, , And the integral which can not be separated.
본 명세서에서 "제1", "제2", "제3", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
The terms "first", "second", "third", "one side", and "other side" are used herein to distinguish one element from another, But is not limited by the terms. In the following description of the present application, a detailed description of known general functions or configurations will be omitted.
앞서 언급한 바와 같이, 비닐 클로라이드 단량체(VCM ; vinyl chloride monomer)의 제조 공정에서는 에틸렌 디클로라이드(EDC ; ethylene dichloride) 스트림(stream)이 생성된다. 또한, 이러한 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림에는 부산물이 존재하며, 이는 증류 공정을 통해 정제된다. As mentioned above, an ethylene dichloride (EDC) stream is produced in the process of producing a vinyl chloride monomer (VCM). In addition, such ethylene dichloride (EDC) streams have by-products, which are purified through a distillation process.
본 출원은 위와 같은 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제에 관한다. 도 1 및 도 2에는 본 출원의 예시적인 실시형태에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치가 도시되어 있다. The present application relates to the purification of ethylene dichloride (EDC) as described above. Figures 1 and 2 show an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) according to an exemplary embodiment of the present application.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치는, 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 유입하여, 3개의 흐름으로 분리하는 제1 증류 컬럼(10); 상기 제1 증류 컬럼(10)의 하부 흐름을 유입하여, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 컬럼(20); 상기 제1 증류 컬럼(10)의 상부로 유출되는 증기 흐름을 유입하는 증기 흐름라인(40); 및 상기 증기 흐름라인(40)의 증기 흐름을 유입하여, 상기 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼(20)의 하부로 공급하는 열교환 라인(50)을 포함한다. Referring to Figures 1 and 2, an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) according to the present application comprises a
또한, 본 출원의 예시적인 형태에 따라서, 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치는, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 하부 흐름을 유입하여, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제3 증류 컬럼(30)을 더 포함할 수 있다. Also according to an exemplary form of the present application, an apparatus for purifying ethylene dichloride (EDC) according to the present application is characterized in that it comprises a
한편, 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제방법은, 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 제1 증류 컬럼(10)으로 유입시켜, 3개의 흐름으로 분리하는 제1 증류 단계; 상기 제1 증류 컬럼(10)의 하부 흐름을 제2 증류 컬럼(20)으로 유입시켜, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 단계를 포함한다. 이때, 상기 제2 증류 단계는, 상기 제1 증류 컬럼(10)의 상부로 유출되는 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼(20)의 열원으로 사용하는 공정을 포함한다. 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제방법을 구현함에 있어서는, 상기 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치를 유용하게 적용할 수 있다. 그러나 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제방법은 상기 본 출원에 따른 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치를 통해서 구현되는 것만으로 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the method for purifying ethylene dichloride (EDC) according to the present application comprises a first distillation step of introducing an ethylene dichloride (EDC) stream into a
본 출원에 따른 정제장치 및 정제방법은, 비닐 클로라이드 단량체(VCM) 제조 공정 내에서 발생된 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제를 위한 것이면 제한되지 않는다. 구체적으로, 본 출원에서, 정제 대상되는 물질, 즉 상기 제1 증류 컬럼(10)으로 유입되는 피드(Feed)는, 적어도 에틸렌 디클로라이드(EDC)를 포함하는 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림이다. 이때, 본 출원에서, 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림은 비닐 클로라이드 단량체(VCM) 제조 공정의 합성 공정 및/또는 열분해 공정 등에서 발생된 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 대상으로 할 수 있으며, 하나의 예시적인 형태에 따라서는 합성 공정 후에 발생된 에틸렌 디클로라이드(EDC) 스트림을 대상으로 할 수 있다. The purification apparatus and the purification method according to the present application are not limited as long as they are for purifying ethylene dichloride (EDC) generated in a vinyl chloride monomer (VCM) production process. Specifically, in the present application, the substance to be purified, i.e., the feed entering the
이하, 본 출원을 설명함에 있어, 설명의 편의를 위해, 비닐 클로라이드 단량체(VCM)는 'VCM'으로 약칭하고, 에틸렌 디클로라이드(EDC)는 'EDC'로 약칭한다. In the description of the present application, vinyl chloride monomer (VCM) is abbreviated as 'VCM', and ethylene dichloride (EDC) is abbreviated as 'EDC'.
일반적으로, VCM 제조 공정에서 발생된 EDC 스트림은 EDC 이외에 다양한 부산물을 포함한다. 상기 부산물은 EDC보다 가벼운 경질 물질(Lights)과, EDC보다 무거운 중질 물질(Heavies)로 구분될 수 있다. 이때, 상기 경질 물질(Lights)은, 예를 들어 염소화합물(Cl2, HCl), 에틸렌, 아세틸렌, VCM 및 메틸클로라이드 등을 포함하여, 기타 응축이 어려운 N2 등을 들 수 있다. 또한, 상기 중질 물질(Heavies)은, 예를 들어 클로로프렌, 트리클로로에탄, 벤젠 및 고체 탄소 물질 등을 들 수 있다. Generally, EDC streams generated in the VCM manufacturing process include various by-products in addition to EDC. The by-products may be classified into light materials that are lighter than EDC and heavy materials that are heavier than EDC. At this time, the light materials include N 2 , which contains a chlorine compound (Cl 2 , HCl), ethylene, acetylene, VCM and methyl chloride, and other difficult condensing materials. Examples of the heavies include chloroprene, trichloroethane, benzene, and solid carbon materials.
본 출원은 EDC 스트림으로부터 위와 같은 경질 물질(Lights)과 중질 물질(Heavies)을 증류를 통해 분리하되, 공정 내의 폐열을 회수하여 재활용함으로써 에너지 절감을 도모한다. 즉, 본 출원에 따르면, 종래에 버려지던 제1 증류 컬럼(C)의 증기 열원이 제2 증류 컬럼(20)의 증류 열원으로 재사용되어 에너지 소비량을 절감할 수 있다. 또한, EDC의 정제를 효율적으로 도모할 수 있다.The present application seeks to reduce energy by separating the above light and heavy materials from the EDC stream by distillation and recovering and recycling the waste heat in the process. That is, according to the present application, the steam heat source of the first distillation column (C) that has been abandoned in the past can be reused as the distillation heat source of the second distillation column (20), and energy consumption can be reduced. In addition, purification of EDC can be efficiently achieved.
본 출원에서, "A 스트림(또는 A 흐름)"은 적어도 'A' 성분을 포함하는 흐름을 의미하며, 이는 'A' 성분을 주성분으로 포함할 수 있다. 예를 들어, "EDC 스트림"은 적어도 'EDC'을 포함하는 흐름이며, "경질 물질(Lights) 스트림" 및 "중질 물질(Heavies) 스트림"은 각각 적어도 '경질 물질(Lights)' 및 '중질 물질(Heavies)'을 포함하는 흐름이다. In the present application, "A stream (or A stream)" means a stream containing at least an 'A' component, which may include an 'A' component as a main component. For example, an "EDC stream" is a stream comprising at least an "EDC", a "Lights stream" and a "Heavies stream" are at least "Lights" (Heavies).
또한, 본 출원에서, 각 증류 컬럼(10)(20)(30)은 일반 산업분야의 증류 공정에서 사용되는 증류 컬럼(distillation column)으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 각 증류 칼럼(10)(20)(30)의 운전 조건, 예를 들어 각 증류 칼럼(10)(20)(30)의 단수와 내경, 압력과 온도, 그리고 상부와 하부 배출물의 환류 비율 등은 특별히 제한되지 않으며, 이들은 안정화된 상태에서 연속적으로 분리 공정을 수행할 수 있으면 좋다.Further, in the present application, each of the
아울러, 상기 각 증류 칼럼(10)(20)(30)에는 응축기 및/또는 열교환기(또는 재비기)가 설치될 수 있다. 도면에서, 도면 부호 A는 응축기를 나타내며, 도면 부호 B는 열교환기(또는 재비기)를 나타낸다. 상기 각 증류 칼럼(10)(20)(30)에 따라 응축기(A) 및/또는 열교환기(B)는 선택적으로 설치되거나, 설치되지 않을 수 있다. 또한, 상기 응축기(A)와 열교환기(B)는 특별히 언급하지 않는 한, 도면에 도시되어 있더라도 생략될 수 있는 구성요소가 될 수 있다. In addition, a condenser and / or a heat exchanger (or a reflux condenser) may be installed in each of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 출원에 따른 EDC의 정제장치와 정제방법의 예시적인 실시형태를 함께 설명한다. 도 1은 본 출원의 제1 실시형태에 따른 EDC 정제장치의 구성도이고, 도 2는 본 출원의 제2 실시형태에 따른 EDC 정제장치의 구성도이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, referring to the accompanying drawings, exemplary embodiments of a purification apparatus and a purification method of an EDC according to the present application will be described together. FIG. 1 is a configuration diagram of an EDC purification apparatus according to a first embodiment of the present application, and FIG. 2 is a configuration diagram of an EDC purification apparatus according to a second embodiment of the present application.
제1 실시형태First Embodiment
도 1을 참조하면, 본 출원의 제1 실시형태에 따른 EDC 정제장치는, 제1 증류 컬럼(10); 상기 제1 증류 컬럼(10)의 후방에 설치된 제2 증류 컬럼(20); 및 제2 증류 컬럼(20)의 후방에 설치된 제3 증류 컬럼(30)을 포함하여, 3개의 증류 컬럼을 갖는다. 이때, 상기 제1 증류 컬럼(10)과 제2 증류 컬럼(20)의 사이에는 열교환 유닛(50)이 설치되어 있다. 또한, 상기 제1 증류 컬럼(10)과 열교환 유닛(50)의 사이에는 증기 흐름라인(40)이 연결되어 있다. 1, an EDC purification apparatus according to a first embodiment of the present application comprises a
상기 제1 증류 컬럼(10)으로는 EDC 스트림이 유입된다. 제1 증류 컬럼(10)으로 유입된 EDC 스트림은 증류를 통해 적어도 3개의 흐름으로 분리되어 유출된다. 이를 위해, 제1 증류 컬럼(10)은 적어도 1개의 피드 유입라인(11)과, 적어도 3개의 유출라인(12)(13)(14)을 갖는다. The EDC stream is introduced into the first distillation column (10). The EDC stream introduced into the
상기 피드 유입라인(11)은 제1 증류 컬럼(10)의 전단부에 설치되어 있다. 이러한 피드 유입라인(11)을 통해, 예를 들어 VCM 제조 공정의 합성 반응에서 발생된 EDC 스트림이 유입된다. 또한, 제1 증류 컬럼(10)은 3개의 유출라인(12)(13)(14)으로서, 컬럼(10)의 상부에 설치된 상부 유출라인(12), 컬럼(10)의 하부에 설치된 하부 유출라인(14), 및 컬럼(10)의 중앙 영역에 설치된 중앙 유출라인(13)을 갖는다. The
이때, 본 출원에서, 상기 '중앙 영역'은 컬럼(10)의 중앙만을 의미하는 것은 아니며, 이는 제1 증류 컬럼(10)의 상부와 하부의 사이에 위치하는 가운데 영역을 의미한다. 구체적으로, 상기 중앙 유출라인(13)은 제1 증류 컬럼(10)의 상부와 하부의 사이에 설치된 것이면 좋다. 상기 중앙 유출라인(13)은, 예를 들어 제1 증류 컬럼(10)의 전체 높이를 '10' 등분으로 했을 때, 2 내지 8 지점, 또는 3 내지 6 지점에 해당하는 위치에 설치될 수 있다. In this case, in the present application, the 'central region' does not mean only the center of the
상기 상부 유출라인(12)으로 유출되는 흐름은 저비점의 증기 흐름(vapor stream)이다. 즉, 상기 상부 유출라인(12)으로는 EDC보다 비점이 낮은 저비점의 증기 흐름으로서, 경질 물질(Lights) 스트림이 유출된다. 그리고 상기 하부 유출라인(14)으로는 액상 및/또는 기상의 흐름으로서, EDC보다 비점이 높은 고비점의 중질 물질(Heavies) 스트림이 유출된다. 또한, 상기 중앙 유출라인(13)으로는 대부분 기상으로서, 중비점의 EDC 스트림이 유출된다. 이때, 중앙 유출라인(13)으로 유출되는 EDC 스트림은 EDC를 주성분으로 하며, 이러한 EDC 스트림은 회수된 다음, 예를 들어 VCM 공정 내의 열분해(cracking) 공정으로 공급될 수 있다. The flow exiting to the
상기 제1 증류 컬럼(10)의 상단에는 응축기(A1)(이하, '제1 응축기'라 한다.)가 설치될 수 있다. 이때, 제1 응축기(A1)의 전단에는 상부 유출라인(12)이 연결되어 있다. 그리고 제1 응축기(A1)의 후단에는 제1 배출라인(12a)과 제2 배출라인(12b)이 연결되어 있다. 제1 응축기(A1)에서 응축된 물질은 제1 배출라인(12a)으로 배출되고, 응축이 어려운 비응축 물질은 제2 배출라인(12b)을 통해 배출된다. 제1 배출라인(12a)으로 배출되는 물질(즉, 응축된 물질)은, 예를 들어 HCl, 에틸렌, 아세틸렌, VCM 및 메틸클로라이드 등을 들 수 있다. 그리고 제2 배출라인(12b)으로 배출되는 물질(즉, 비응축 물질)은, 예를 들어 N2 등을 들 수 있다. A condenser A1 (hereinafter referred to as a "first condenser") may be installed at the upper end of the
또한, 상기 제1 증류 컬럼(10)의 하단에는 열교환기(B1)(이하, '제1 열교환기'라 한다.)가 설치되어 있다. 상기 제1 열교환기(B1)는 EDC 스트림의 분리를 위한 증류 열원을 제1 증류 컬럼(10)의 하단에 공급한다. 아울러, 제1 증류 컬럼(10)의 하부 유출라인(14)으로 유출되는 하부 흐름은 제2 증류 컬럼(20)으로 공급된다. 이때, 하부 유출라인(14)으로 유출되는 하부 흐름은 중질 물질(Heavies) 흐름으로서, 이는 중질 물질(Heavies)과 함께 EDC를 포함하고 있다. Further, a heat exchanger B1 (hereinafter, referred to as a "first heat exchanger") is provided at the lower end of the
상기 제2 증류 컬럼(20)으로는 제1 증류 컬럼(10)의 하부 흐름이 유입된다. 상기 제1 증류 컬럼(10)의 하부 흐름은 제2 증류 컬럼(20)으로 유입되어, 적어도 2개의 흐름으로 분리되어 유출된다. 이를 위해, 제2 증류 컬럼(20)은 적어도 1개의 인입라인(21)과, 적어도 2개의 유출라인(22)(23)을 갖는다. The lower stream of the first distillation column (10) flows into the second distillation column (20). The bottom stream of the first distillation column (10) flows into the second distillation column (20) and is separated out into at least two streams. To this end, the
상기 인입라인(21)은 제2 증류 컬럼(20)의 전단부에 설치되되, 이는 제1 증류 컬럼(10)의 하부 유출라인(14)과 연결된다. 이러한 인입라인(21)을 통해 제1 증류 컬럼(10)의 하부 흐름이 유입된다. 또한, 제2 증류 컬럼(20)은 2개의 유출라인(22)(23)으로서, 컬럼(20)의 상부에 설치된 제1 유출라인(22)과 컬럼(20)의 하부에 설치된 제2 유출라인(23)을 갖는다. The
상기 제1 유출라인(22)을 통해 EDC 스트림이 유출되고, 제2 유출라인(23)을 통해 중질 물질(Heavies) 스트림이 유출된다. 이때, 상기 제1 유출라인(22)을 통해 유출되는 EDC 스트림은 EDC를 주성분으로 하며, 이는 응축된 후 회수될 수 있다. The EDC stream flows out through the
상기 제2 증류 컬럼(20)의 상단에는 응축기(A2)(이하, '제2 응축기'라 한다.)가 설치될 수 있다. 이때, 제2 응축기(A2)의 전단에는 제1 유출라인(22)이 연결되어 있다. 그리고 제2 응축기(A1)의 후단에는 제1 배출라인(22a)과 제2 배출라인(22b)이 연결되어 있다. 제2 응축기(A2)에서 응축된 물질은 제1 배출라인(22a)으로 배출되고, 응축이 어려운 비응축 물질은 제2 배출라인(22b)을 통해 배출된다. 이때, 제1 배출라인(22a)으로 배출되는 물질(즉, 응축된 물질)은, EDC가 주성분이다. 또한, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 하단에는 열교환기(B2)(이하, '제2 열교환기'라 한다.)가 설치될 수 있다. 상기 제2 열교환기(B2)는 인입라인(21)으로 유입된 흐름의 분리를 위한 증류 열원을 제2 증류 컬럼(20)의 하단에 공급한다. A condenser A2 (hereinafter referred to as a "second condenser") may be installed at the upper end of the
아울러, 본 출원에 따른 EDC 정제장치가 제3 증류 컬럼(30)을 더 포함하는 경우, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 제2 유출라인(23)으로 유출되는 흐름은 제3 증류 컬럼(30)으로 공급된다. 이때, 제2 유출라인(23)(14)으로 유출되는 흐름은 중질 물질(Heavies) 스트림으로서, 이는 중질 물질(Heavies)을 주성분으로 하되, 소량의 EDC를 포함할 수 있다. 제3 증류 컬럼(30)은 이를 정제한다. In addition, when the EDC purification apparatus according to the present application further includes the
상기 제3 증류 컬럼(30)은, 제2 증류 컬럼(20)의 하부 흐름을 유입하여, 즉 제2 증류 컬럼(20)의 제2 유출라인(23)으로 유출되는 흐름을 유입하여, 적어도 2개의 흐름으로 분리한다. 이를 위해, 제3 증류 컬럼(30)은 적어도 1개의 유입라인(31)과, 적어도 2개의 유출라인(32)(33)을 갖는다. The
상기 유입라인(31)은 제3 증류 컬럼(30)의 전단부에 설치되되, 이는 제2 증류 컬럼(20)의 제2 유출라인(23)과 연결된다. 이러한 유입라인(31)을 통해 제2 증류 컬럼(20)의 하부 흐름이 유입된다. 또한, 제3 증류 컬럼(30)은 2개의 유출라인(32)(33)으로서, 컬럼(30)의 상부에 설치된 제1 유출라인(32)과 컬럼(30)의 하부에 설치된 제2 유출라인(33)을 갖는다. 상기 제1 유출라인(32)을 통해 EDC 스트림이 유출되고, 제2 유출라인(33)을 통해 중질 물질(Heavies) 스트림이 배출된다. 이때, 상기 제1 유출라인(32)을 통해 유출되는 EDC 스트림은 EDC를 주성분으로 하며, 이는 응축된 후 회수될 수 있다. 또한, 상기 제2 유출라인(33)을 통해 배출된 중질 물질(Heavies) 스트림은, 대부분 중질 물질(Heavies)로서, 이는 냉각 후 폐기 처리될 수 있다. The
상기 제3 증류 컬럼(30)의 상단에는 응축기(A3)(이하, '제3 응축기'라 한다.)가 설치될 수 있다. 이때, 제3 응축기(A3)의 전단에는 제1 유출라인(32)이 연결되어 있다. 그리고 제3 응축기(A3)의 후단에는 제1 배출라인(32a)과 제2 배출라인(32b)이 연결되어 있다. 상기 제3 응축기(A3)에서 응축된 물질은 제1 배출라인(32a)으로 배출되고, 응축이 어려운 비응축 물질은 제2 배출라인(32b)을 통해 배출된다. 이때, 제1 배출라인(32a)으로 배출되는 물질(즉, 응축된 물질)은, EDC가 주성분이다. 또한, 상기 제3 증류 컬럼(30)의 하단에는 열교환기(B3)(이하, '제3 열교환기'라 한다.)가 설치될 수 있다. 상기 제3 열교환기(B3)는 유입라인(31)으로 유입된 흐름의 분리를 위한 증류 열원을 제3 증류 컬럼(30)의 하단에 공급한다. A condenser A3 (hereinafter referred to as a "third condenser") may be installed at the upper end of the
상기 증기 흐름라인(40)은 제1 증류 컬럼(10)의 상부로 유출되는 증기 흐름을 유입하여 열교환 유닛(50)으로 공급한다. 즉, 증기 흐름라인(40)의 일측은 제1 증류 컬럼(10)의 상부에 연결되고, 타측은 열교환 유닛(50)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 제1 증류 컬럼(10)의 상부에는 증기 흐름이 유출되는 상부 유출라인(12)이 설치되어 있는데, 상기 증기 흐름라인(40)은 위와 같은 상부 유출라인(12)에 연결될 수 있다. 도 1은 이러한 연결 구조를 보여준다. The
상기 제1 증류 컬럼(10)의 상부로 유출되는 증기 흐름은 증기 흐름라인(40)을 통과하여 열교환 유닛(50)으로 공급된다. 그리고 상기 열교환 유닛(50)은 증기 흐름라인(40)의 증기 흐름을 유입하여, 상기 증기 흐름의 열을 열교환을 통해 제2 증류 컬럼(20)의 하부로 공급한다. The vapor stream flowing out to the top of the
따라서, 본 출원에 따르면, 제1 증류 컬럼(10)에서 발생된 증기 흐름의 열이 폐기되지 않고, 제2 증류 컬럼(20)의 증류 열원으로 재사용된다. 이에 따라, 공정 내의 에너지 사용량이 절감된다. 즉, 제2 증류 컬럼(20)의 제2 열교환기(B2)에서 공급되어야 하는 열원의 일부 또는 전부가 제1 증류 컬럼(10)에서 발생된 증기 흐름의 열로 대체되어 에너지 사용량이 절감된다. Thus, according to the present application, the heat of the vapor stream generated in the
본 출원에서, 상기 열교환 유닛(50)은 제1 증류 컬럼(10)에서 유출되는 증기 흐름의 열을 열교환을 통해 제2 증류 컬럼(20)에 공급할 수 있으면 특별히 제한되지 않는다. 상기 열교환 유닛(50)은 예시적인 구현예에 따라서, 적어도 하나 이상의 열교환기(51)를 포함할 수 있다. 상기 열교환기(51)는, 예를 들어 열매체가 흐르는 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 1에 예시한 바와 같이, 상기 열교환기(51)에는 열매체가 통과하는 열교환 라인(52)(53)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 열교환 라인(52)(53)은 제2 증류 컬럼(20)의 하단에 연결되며, 이는 열교환기(51) 내에서 증기 흐름의 열을 빼앗아 승온된 열매체가 통과하는 열 공급라인(52)과, 제2 증류 컬럼(20)의 하부에 열을 공급하여 감온된 열매체가 통과하는 리턴라인(53)을 포함할 수 있다. In the present application, the
또한, 예시적인 실시형태에 따라서, 상기 열교환 유닛(50)을 통과한 증기 흐름을 제1 증류 컬럼(10)의 응축기(A1)로 공급하는 환류라인(60)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 열교환 유닛(50)을 통과한 증기 흐름은 별도로 처리될 수 있지만, 상기 환류라인(60)을 통해 제1 응축기(A1)로 공급된 다음, 상기 제1 응축기(A1)에서 응축, 처리되는 것이 좋다.
Further, according to an exemplary embodiment, it may further comprise a
제2 실시형태Second Embodiment
이하, 본 출원의 제2 실시형태를 설명한다. 도 2에는 본 출원의 제2 실시형태에 따른 EDC 정제장치가 도시되어 있다.Hereinafter, a second embodiment of the present application will be described. 2 shows an EDC purification apparatus according to a second embodiment of the present application.
본 출원의 제2 실시형태를 설명함에 있어, 상기 제1 실시형태와 동일하게 사용되는 용어 및 도면 부호는 동일한 기능을 나타내므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 이하에서 구체적으로 설명되지 않는 부분이 있다면, 이는 상기 제1 실시형태를 설명한 바와 같다. In describing the second embodiment of the present application, terms and reference numerals used in the same manner as in the first embodiment denote the same functions, and a detailed description thereof will be omitted. If there is a part which is not described in detail below, this is as described in the first embodiment.
본 출원의 제2 실시형태에 따라서, 적어도 상기 제2 증류 컬럼(20)의 구조 및 운전조건이 개선된다. According to a second embodiment of the present application, at least the structure and operating conditions of the
도 2를 참조하여 설명하면, 본 출원의 제2 실시형태에 따른 EDC 정제장치는 상기한 바와 같은 제1 증류 컬럼(10), 제2 증류 컬럼(20), 제3 증류 컬럼(30), 증기 흐름라인(40), 및 열교환 유닛(50)을 포함하되, 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도를 강하(drop)시키는 온도 강하부(25)를 더 포함한다.2, the EDC purification apparatus according to the second embodiment of the present application includes the
본 출원에서, 상기 온도 강하부(25)는 제2 증류 컬럼(20)의 적어도 하부 온도(T2)를 강하시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 출원의 예시적인 구현예에 따라서, 상기 온도 강하는 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)을 강하시켜 진행될 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 강하부(25)는 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)을 강하시킬 수 있는 압력 강하 수단을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 온도 강하부(25)는 압력 강하 수단으로서 진공 펌프를 포함할 수 있다. 도면에는 상기 온도 강하부(25)로서 진공 펌프가 예시적으로 도시되어 있다. 그러나 본 출원에서, 상기 온도 강하부(25)는 진공 펌프로 한정되는 것은 아니며, 이는 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)를 강하시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. In the present application, the temperature
또한, 상기 온도 강하부(25)의 설치 위치 및 개수는 제한되지 않는다. 온도 강하부(25)는 제2 증류 컬럼(20)의 내부에 설치되거나, 제2 증류 컬럼(20)의 외부에 위치되어 제2 증류 컬럼(20)에 연결, 설치될 수 있으며, 그 개수는 예를 들어 1개 또는 2개 이상의 복수일 수 있다. 상기 온도 강하부(25)는, 하나의 예시에서 진공 펌프가 사용되어, 제2 증류 컬럼(20)의 측벽에 1개 또는 2개 이상 연결, 설치될 수 있다. 이때, 진공 펌프는 최대의 감압력(흡입력)을 제공할 수 있도록, 제2 증류 컬럼(20)의 측벽에 최대한 근접하여 연결, 설치될 수 있다. Further, the position and the number of the temperature
일반적인 정상 상태 조건 하에서, 제1 증류 컬럼(10)의 상부 온도(T1)와 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)는 유사한 수준으로 운전될 수 있다. 그러나 이 경우, 효과적인 열교환이 어려울 수 있다. Under normal steady state conditions, the upper temperature (T1) of the first distillation column (10) and the lower temperature (T2) of the second distillation column (20) can be operated at similar levels. In this case, however, effective heat exchange may be difficult.
이에 따라, 본 실시형태에 따라서, 위와 같이 제1 증류 컬럼(10)의 상부 온도(T1)와 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)가 유사한 수준으로 운전되는 경우, 상기와 같은 온도 강하부(25)를 통해, 제2 증류 컬럼(20)의 적어도 하부 온도(T2)를 강하시킴으로써, 효과적인 열교환을 도모할 수 있으며, 이 결국 에너지 절감에 더욱 효과적이다. Thus, according to the present embodiment, when the upper temperature T1 of the
예시적인 실시형태에 따라서, 상기 제1 증류 컬럼(10)과 제2 증류 컬럼(20은, 하기 수학식을 만족하도록 운전되는 것이 좋다.
According to an exemplary embodiment, the
[수학식][Mathematical Expression]
△T ≥ 3℃ΔT ≥ 3 ° C
(상기 수학식에서, △T = T1 - T2이고, T1은 제1 증류 컬럼(10)의 상부 온도이며, T2는 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도이다.)
T1 is the upper temperature of the
구체적으로, 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)를 인위적으로 강하시켜, 제1 증류 컬럼(10)의 상부 온도(T1)가 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)보다 높게 유지되도록 하여 운전하는 것이 좋다. 이에 따라, 열교환 효율이 증가되어, 제1 증류 컬럼(10)의 상부로 유출되는 증기 흐름의 열이 제2 증류 컬럼(20)의 열원으로 보다 효율적으로 사용될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 수학식의 △T는 5℃ 이상일 수 있다. 상기 수학식의 △T는, 보다 구체적으로 5 ~ 50℃, 5 ~ 40℃, 5 ~ 30℃, 또는 5 ~ 25℃일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 10 ~ 50℃, 10 ~ 40℃, 10 ~ 30℃, 또는 10 ~ 25℃일 수 있다. Specifically, the lower temperature T2 of the
한편, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)를 강하시킴에 있어서는, 제2 증류 컬럼(20)의 분리 효율에 악영향을 끼치지 않도록, 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)는 제2 증류 컬럼(20)의 상부 온도(T3)보다 높게 유지되어야 한다. 즉, 도면에서 T2 > T3가 유지되도록 해야 한다. 이러한 점을 고려할 때, 하부 온도(T2)의 강하는 상기에서 예시한 바와 같이 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P) 강하를 통해 진행되는 것이 바람직할 수 있다. 구체적으로, 내부 압력(P)을 감압하면, 상부 온도(T3)와 하부 온도(T2)가 균등한 비율로 강하되므로, 간단한 조작으로 T2 > T3를 유지할 수 있다.In order to lower the lower temperature T2 of the
본 출원의 예시적인 구현예에 따라서, 상기 제1 증류 컬럼(10)의 상부 온도(T1)는, 예를 들어 90℃ 이상, 보다 구체적인 예를 들어 90℃ 내지 120℃로 유지될 수 있다. 아울러, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)는, 예를 들어 내부 압력(P) 강하를 통하여 115℃ 이하, 구체적인 예를 들어 70℃ 내지 115℃로 유지할 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)는, 보다 구체적인 예를 들어 75℃ 내지 115℃, 75℃ 내지 92℃, 75℃ 내지 90℃, 또는 75℃ 내지 85℃로 유지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present application, the upper temperature (T1) of the
일례를 들어, 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)를 정상 조건의 온도 110℃에서 90℃로 강하시켜 운전할 수 있다. 다만, 이와 같이 제2 증류 컬럼(20)의 하부 온도(T2)를 강하시켜 운전하는 경우, 정상 조건에서 운전할 경우와 대비하여, 제2 증류 컬럼(20)에서 EDC의 손실이 발생할 수 있으나, 이는 제3 증류 컬럼(30)에서 정제 회수된다. For example, the lower temperature (T2) of the
또한, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)은 낮게 유지할 수 있도록 공정에 유리할 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)은, 예를 들어 2 kg/㎠ 이하로 유지되게 할 수 있다. 아울러, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)의 하한치는, 특별히 제한되지 않으나, 이는 예를 들어 0.1 kg/㎠ 이상이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)은 0.1 ~ 2 kg/㎠로 유지될 수 있다. 상기 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P)은, 보다 구체적인 예를 들어 0.1 ~ 1 kg/㎠, 또는 0.1 ~ 0.5 kg/㎠이로 유지될 수 있다.
In addition, the internal pressure P of the
제3 실시형태Third Embodiment
전술한 바와 같이, 상기 제1 증류 컬럼(10)의 상부 유출라인(12)으로 유출되는 증기 흐름은 증기 흐름라인(40)으로 유입된다. 이때, 상부 유출라인(12)으로 유출되는 증기 흐름의 전부가 증기 흐름라인(40)으로 유입되거나, 또는 그의 일부가 증기 흐름라인(40)으로 유입될 수 있다. As described above, the vapor flow exiting the
또한, 제1 증류 컬럼(10)에서 발생된 증기 흐름의 열은 증기 흐름라인(40) 및 열교환 유닛(50)을 통하여, 제2 증류컬럼(20)의 증류 열원으로 재사용되는데, 본 출원의 다른 실시형태에 따라서는 제2 증류 컬럼(30)에서 발생된 증기 흐름의 열도 재사용될 수 있다. 즉, 제2 증류 컬럼(30)에서 발생된 증기 흐름의 열은 제3 증류 컬럼(30)의 증류 열원으로 재사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 다른 실시형태에 따른 EDC 정제장치는, 상기 제2 증류 컬럼(20)의 상부로 유출되는 증기 흐름을 유입하는 제2 증기 흐름라인(도시하지 않음); 및 상기 제2 증기 흐름라인의 증기 흐름을 유입하여, 상기 증기 흐름의 열을 열교환을 통해 제3 증류 컬럼(30)의 하부로 공급하는 제2 열교환 유닛(도시하지 않은)을 포함할 수 있다. 아울러, 제3 증류 컬럼(30)의 경우에도 제2 증류 컬럼(20)을 설명한 바와 같은 온도 강하가 도모될 수 있다. The heat of the vapor stream generated in the
이상에서 설명한 본 출원에 따르면, 전술한 바와 같이 개선된 정제공정에 의해 에너지의 효율을 높일 수 있다. 구체적으로, 제1 증류 컬럼(10)의 증기(vapor) 열원이 제2 증류 컬럼(20)의 열원으로 사용되어 에너지 소비량을 절감할 수 있으며, 이와 함께 EDC가 고순도로 효율적으로 정제된다.According to the present application described above, the efficiency of energy can be increased by the improved purification process as described above. Specifically, the vapor heat source of the
한편, 본 출원에서, 상기 각 성분 및 스트림이 유입 및 유출되는 라인들은 유체가 통과될 수 있는 것이면 제한되지 않으며, 이들은 금속관이나 플라스틱관 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 상기 각 라인들은 플렉시블(flexible)한 것을 포함한다. 또한, 상기 라인들 상에는 각 성분 및 스트림의 원활한 흐름을 위한 펌프(pump) 등이 설치되거나, 흐름을 제어(차단 및/또는 유량 조절)하는 밸브(valve) 등이 설치될 수 있다.
On the other hand, in the present application, the lines through which the components and the streams flow in and out are not limited as long as the fluid can pass therethrough, and they can be selected from a metal pipe, a plastic pipe, and the like. In addition, each of the lines includes a flexible one. In addition, a pump or the like for smoothly flowing the components and streams may be installed on the lines, or a valve for controlling the flow (blocking and / or controlling the flow rate) may be installed.
이하, 본 출원의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예 및 비교예는 본 출원의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 출원의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 실시예와의 비교를 위해 제시되는 것이며, 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present application will be exemplified. The following examples and comparative examples are provided by way of example only to aid understanding of the present application, and the technical scope of the present application is not limited thereby. Further, the following comparative examples are presented for comparison with the examples, and do not mean the prior art.
[비교예][Comparative Example]
VCM 합성 공정에서 발생된 EDC 스트림을 대상으로 하여, 3개의 증류 컬럼이 설치된 정제장치를 이용하여 정제하였다. 각 증류 컬럼은 정상 상태 조전에서 운전되었으며, 주요 컬럼의 운전 조건은 하기 [표 1]과 같다. 또한, 각 컬럼에서 소요된 열에너지를 측정하여, 그 결과를 하기 [표 1]에 함께 나타내었다.
The EDC stream generated in the VCM synthesis process was purified using a purification apparatus equipped with three distillation columns. Each distillation column was operated under steady-state conditions, and the operating conditions of the main column are shown in Table 1 below. Further, the heat energy consumed in each column was measured, and the results are shown together in Table 1 below.
[실시예][Example]
VCM 합성 공정에서 발생된 EDC 스트림을 대상으로 하여 정제하되, 도 2에 보인 바와 같은 장치를 이용하여 제1 증류 컬럼에서 발생된 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼의 열원으로 사용하여 정제하였다. 또한, 본 실시예에 따른 정제공정을 진행함에 있어서는, 감압에 의해 제2 증류 컬럼(20)의 온도 강하가 유도되었다. 주요 컬럼의 운전 조건은 하기 [표 1]과 같다. 또한, 각 컬럼에서 소요된 열에너지를 측정하여, 그 결과를 하기 [표 1]에 함께 나타내었다.
The EDC stream generated in the VCM synthesis process was purified, and the heat of the steam flow generated in the first distillation column was purified using the apparatus as shown in FIG. 2 as a heat source of the second distillation column. Further, in the purification process according to the present embodiment, the temperature drop of the
(kg/㎠)P
(kg / cm2)
(△Q)Savings
(? Q)
Comparative Example
Example
- P : 제2 증류 컬럼의 내부 압력(kg/㎠)
- T1 : 제1 증류 컬럼의 상부 온도(℃)
- T2 : 제2 증류 컬럼의 하부 온도(℃)
- Q1 : 제1 증류 컬럼에 공급된 열에너지(Gcal/hr)
- Q2 : 제2 증류 컬럼에 공급된 열에너지(Gcal/hr)
- Q3 : 제3 증류 컬럼에 공급된 열에너지(Gcal/hr)
- QT : Q1 + Q2 + Q3
- P: internal pressure of the second distillation column (kg / cm2)
- T1: the upper temperature of the first distillation column (占 폚)
- T2: lower temperature of the second distillation column (占 폚)
- Q 1 : thermal energy (Gcal / hr) supplied to the first distillation column
- Q 2 : the thermal energy (Gcal / hr) supplied to the second distillation column
- Q 3 : the thermal energy (Gcal / hr) supplied to the third distillation column
- Q T : Q 1 + Q 2 + Q 3
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따라, 제2 증류 컬럼(20)의 내부 압력(P) 강하를 통해, 하부 온도(T2) 강하를 유도하고, 제1 증류 컬럼(10)의 증기 열을 제2 증류 컬럼(20)의 열원(Q2)으로 사용하는 경우, 에너지 사용량을 절감할 수 있음을 알 수 있다.
As shown in Table 1 above, the lower temperature (T2) drop is induced through the internal pressure (P) drop of the second distillation column (20) and the
10 : 제1 증류 컬럼 20 : 제2 증류 컬럼
30 : 제3 증류 컬럼 40 : 증기 흐름라인
50 : 열교환 유닛 60 : 환류라인10: first distillation column 20: second distillation column
30: third distillation column 40: vapor flow line
50: heat exchange unit 60: reflux line
Claims (16)
상기 제1 증류 컬럼의 하부 흐름을 유입하여, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 컬럼;
상기 제1 증류 컬럼의 상부로 유출되는 증기 흐름을 유입하는 증기 흐름라인; 및
상기 증기 흐름라인의 증기 흐름을 유입하여, 상기 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼의 하부로 공급하는 열교환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
A first distillation column into which the ethylene dichloride stream is introduced and which is separated into three streams;
A second distillation column for introducing a lower stream of the first distillation column and separating the lower stream into at least two streams;
A vapor flow line through which the vapor flow exiting to the top of the first distillation column flows; And
And a heat exchange unit for introducing the vapor stream of the vapor flow line and supplying the heat of the vapor flow to a lower portion of the second distillation column.
상기 열교환 유닛을 통과한 증기 흐름을 제1 증류 컬럼의 응축기로 공급하는 환류라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a reflux line for supplying the vapor stream passing through the heat exchange unit to the condenser of the first distillation column.
상기 제2 증류 컬럼의 하부 온도를 강하시키는 온도 강하부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a temperature lowering part for lowering the lower temperature of the second distillation column.
상기 온도 강하부는 제2 증류 컬럼의 내부 압력을 강하시키는 압력 강하 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
The method of claim 3,
Wherein the temperature drop comprises pressure drop means for lowering the internal pressure of the second distillation column.
상기 압력 강하 수단은 제2 증류 컬럼에 연결된 진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
5. The method of claim 4,
Characterized in that said pressure drop means comprise a vacuum pump connected to a second distillation column.
상기 제1 증류 컬럼과 제2 증류 컬럼은, 하기 수학식을 만족하도록 운전되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드(EDC)의 정제장치.
[수학식]
△T ≥ 3℃
(상기 수학식에서, △T = T1 - T2이고, T1은 제1 증류 컬럼의 상부 온도이며, T2는 제2 증류 컬럼의 하부 온도이다.)
The method according to claim 1,
Wherein the first distillation column and the second distillation column are operated so as to satisfy the following equation.
[Mathematical Expression]
ΔT ≥ 3 ° C
(In the above equation,? T = T1 - T2, T1 is the upper temperature of the first distillation column, and T2 is the lower temperature of the second distillation column.)
상기 수학식의 △T는 5 ~ 30℃인 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
The method according to claim 6,
Wherein? T in the above equation is 5 to 30 占 폚.
상기 제1 증류 컬럼의 상부 온도(T1)는 90℃ 내지 120℃로 유지되고, 상기 제2 증류 컬럼의 하부 온도(T2)는 75℃ 내지 115℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
The method according to claim 6,
Characterized in that the upper temperature (T1) of the first distillation column is maintained at 90 占 폚 to 120 占 폚 and the lower temperature (T2) of the second distillation column is maintained at 75 占 폚 to 115 占 폚. Device.
상기 제2 증류 컬럼은 압력 강하에 의해 0.1 ~ 2 kg/㎠의 내부 압력을 가지는 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the second distillation column has an internal pressure of 0.1 to 2 kg / cm < 2 > by pressure drop.
상기 제1 증류 컬럼의 하부 흐름을 제2 증류 컬럼으로 유입시켜, 적어도 2개의 흐름으로 분리하는 제2 증류 단계를 포함하고,
상기 제2 증류 단계는, 상기 제1 증류 컬럼의 상부로 유출되는 증기 흐름의 열을 제2 증류 컬럼의 열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
A first distillation step of introducing the ethylene dichloride stream into the first distillation column and separating into three streams;
And a second distillation step of introducing the bottom stream of the first distillation column into the second distillation column and separating into at least two streams,
Wherein the second distillation step uses heat of the vapor stream flowing to the upper portion of the first distillation column as a heat source of the second distillation column.
상기 제2 증류 단계는, 제2 증류 컬럼의 하부 온도를 강하시켜 진행하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the second distillation step is carried out by lowering the lower temperature of the second distillation column.
상기 제1 증류 컬럼과 제2 증류 컬럼을 하기 수학식을 만족하도록 운전하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
[수학식]
△T ≥ 3℃
(상기 수학식에서, △T = T1 - T2이고, T1은 제1 증류 컬럼의 상부 온도이며, T2는 제2 증류 컬럼의 하부 온도이다.)
11. The method of claim 10,
Wherein the first distillation column and the second distillation column are operated so as to satisfy the following formula:
[Mathematical Expression]
ΔT ≥ 3 ° C
(In the above equation,? T = T1 - T2, T1 is the upper temperature of the first distillation column, and T2 is the lower temperature of the second distillation column.)
상기 수학식의 △T는 5 ~ 30℃인 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
13. The method of claim 12,
Wherein? T in the above equation is 5 to 30 占 폚.
상기 제1 증류 컬럼의 상부 온도(T1)는 90℃ 내지 120℃로 유지하고, 상기 제2 증류 컬럼의 하부 온도(T2)는 75℃ 내지 115℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
13. The method of claim 12,
Characterized in that the upper temperature (T1) of the first distillation column is maintained at 90 占 폚 to 120 占 폚 and the lower temperature (T2) of the second distillation column is maintained at 75 占 폚 to 115 占 폚. Way.
상기 제2 증류 컬럼의 하부 온도 강하는 내부 압력 강하를 통해 진행하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the lower temperature drop of the second distillation column proceeds through an internal pressure drop.
상기 제2 증류 컬럼의 내부 압력을 0.1 ~ 2 kg/㎠로 유지하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 디클로라이드의 정제방법. 16. The method of claim 15,
Wherein the inner pressure of the second distillation column is maintained at 0.1 to 2 kg / cm < 2 >.
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