KR20160031527A - 옥시게네이트 오염물질의 제거용 올레핀 처리 흡착제의 재생 방법 - Google Patents

옥시게네이트 오염물질의 제거용 올레핀 처리 흡착제의 재생 방법 Download PDF

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로버트 플릭셰어 클리버던
클리포드 미카엘 로우
혜경 조 팀켄
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셰브런 유.에스.에이.인크.
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Abstract

경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트와 물을 제거하는 방법으로서, 옥시게네이트가 옥시게네이트 흡착 유닛 상에서 상기 옥시게네이트의 흡착에 의해 경질 탄화수소스트림에서 제거되어 탈산소화된 탄화수소 스트림을 제공하고, 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 재생제 스트림을 통해 재생되어 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하며, 그리고 상기 산소화된 재생제 스트림은 하이드로-탈산소화를 거쳐 상기 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환시키되, 상기 물은 또한 상기 시스템에서 영구적으로 제거될 수 있는 것인 방법이 개시된다.

Description

옥시게네이트 오염물질의 제거용 올레핀 처리 흡착제의 재생 방법{REGENERATION OF OLEFIN TREATING ADSORBENTS FOR REMOVAL OF OXYGENATE CONTAMINANTS}
본 발명은 옥시게네이트 오염물질의 제거용 올레핀 처리 흡착제를 재생시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 정제소 및 석유화학 공정은, 수송 연료, 플라스틱 및 다른 상품을 생산하기 위해, 올레핀 원료 중 오염물질에 의해 독화(poisoned)될 수 있는 촉매계를 사용하여, 경질 올레핀류를 반응시키는 것을 수반한다. 그와 같은 오염물질에는 물 뿐만아니라 다양한 옥시게네이트, 예를 들면, 알코올, 케톤, 카복실산 및 에테르가 포함될 수 있다.
올레핀 원료에서 물과 옥시게네이트를 제거하기 위한 흡착제 물질은 제한된 기간 동안 사용된 후 소비되고, 상기 흡착제의 과도한 소비 및 비용을 방지하도록 재사용을 위해 재생되어야 한다. 소비된 흡착제는 상기 물과 옥시게네이트를 뜨거운 탄화수소 증기 스트림, 예를 들면, 이소부탄으로 탈착(desorbing)시킴으로써 재생될 수 있다. 그와 같은 탄화수소는 다양한 정유 공정에 원료로서 가치가 큰 것일 수 있다. 예를들면, 이소부탄은 이온성 액체 알킬화에 가치가 큰 원료이다. 그러나, 이소부탄 재생제는 흡착제 재생 중에 옥시게네이트와 물로 오염된다. 상기 이소부탄에서 상기 오염물질을 제거하여, 그렇지 않으면 결국 상기 흡착층을 뚫고 나가서 촉매 탈활성화을 유발시킬 수 있는, 물과 옥시게네이트의 축적을 방지하는 것이 유리하다.
이와 같은 시스템에서 오염물질 축적을 방지하기 위해 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트 오염물질을 제거하고, 이로써 상기 오염물질에 의한 탈활성화로부터 촉매를 보호하기 위한 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
일 구현예에서, 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 옥시게네이트 흡착 유닛에 올레핀 스트림을 공급하여 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하는 단계; 상기 공급 단계 이후, 재생제 스트림을 통해 상기 옥시게네이트 흡착 유닛에서 옥시게네이트를 탈착(desorbing)시켜 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및 상기 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환하는 단계를 포함한다.
다른 구현예에서, 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 옥시게네이트 흡착 유닛을 통해 올레핀 스트림에서 옥시게네이트를 제거하여 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 옥시게네이트 흡착 유닛은 소비되고; 재생제 스트림을 통해 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛을 재생하여 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역에서 수소 기체의 존재 하에 상기 산소화된 재생제 스트림을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트는 파라핀과 물로 전환된다.
또 다른 구현예에서, 경질 탄화수소 처리시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 옥시게네이트 흡착 유닛에 올레핀 스트림을 공급하여 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하는 단계; 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역에서 상기 탈산소화된 올레핀 스트림과 이소파라핀 스트림을 이온성 액체 촉매와 접촉시키는 단계; 상기 이온성 액체 알킬화 구역의 유출물에서 알킬화 탄화수소 상을 분리하는 단계; 상기 알킬화 탄화수소 상을 분획화하여 알킬레이트 생성물을 제공하는 단계; 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비되었을 때, 재생제 스트림을 통해 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛을 재생하여 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및 상기 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환하는 단계를 포함한다.
본원에서 사용되는 용어들 "포함하는" 및 "포함한다"는 상기의 용어 다음에 확인되는 명명된 요소 또는 단계를 포함함을 의미하지만, 그 밖의 명명되지 않은 요소 또는 단계를 반드시 배제함을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트의 제거를 위한 시스템 및 방법을 도식적으로 나타낸다;
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른, 옥시게네이트 흡착 유닛에서 잔류 올레핀류의 제거를 위한 상기 옥시게네이트 흡착 유닛의 처리를 도식적으로 나타낸다; 그리고
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른, 탈산소화된 올레핀 스트림을 사용한 이온성 액체 촉매 알킬화를 위한 시스템 및 방법을 도식적으로 나타낸다.
다양한 정유 및 석유화학 공정은 상품 생산을 위한 공급원으로, 경질 올레핀류, 예컨대 프로펜 및 부텐을 사용한다. 예시적인 방법은 이온성 액체 촉매를 사용하는 고옥탄 모터 가솔린을 생산하기 위한, 이소부탄을 사용한 올레핀류의 알킬화이다. 정유 올레핀 스트림은, 예를 들면, 유체 촉매적 크래킹(FCC) 유닛에서, 전형적으로 물과 옥시게네이트로 오염된다. 올레핀 공급원이 상기 이온성 액체 촉매와 접촉하기 전에, 이온성 액체 알킬화를 위한 올레핀 공급원 중 물 및/또는 옥시게네이트의 양을 아주 낮은 수준으로 감소시키는 것이 바람직하거나 또는 필요할 수 있다.
올레핀 공급원에서 물과 옥시게네이트를 제거하기 위해 사용되는 흡착제 물질은 제한된 기간 동안 사용된 후 소비된다. 소비된 흡착제는 상기 물과 옥시게네이트를 예를 들면, 뜨거운 탄화수소 증기를 포함하는 재생제 스트림으로 탈착시킴으로써 재생될 수 있다. 알코올 및 케톤과 같은 옥시게네이트는 전형적으로 탄화수소 액체에서 그들의 매우 높은 용해도 때문에, 물보다 제거하기가 더 어렵다.
본원에서 개시된 바와 같이, 물뿐만 아니라 옥시게네이트도 경질 탄화수소 처리 시스템에서 영구히 제거 또는 소멸되어 오염물질로 유도되는 촉매 탈활성화를 방지할 수 있다. 예를 들면, 출원인은 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환함으로써, 옥시게네이트 흡착 유닛을 통하여 옥시게네이트가 산소화된 재생제 스트림으로부터 제거될 수 있음을 발견하였다.
용어 "탈산소화된"은 본원에서 하나 이상의 옥시게네이트가 흡착되었거나 또는 달리 제거되었을 수 있는 탄화수소 스트림, 그래서 상기 탄화수소 공급원 스트림 또는 재생제 스트림에 하나 이상의 옥시게네이트가 감손될 수 있는, 탄화수소 스트림을 가리키기 위해 사용되고; 탈산소화된 스트림에는 이와 유사하게 물이 감손될 수 있다.
용어 "산소화된"은 본원에서 하나 이상의 옥시게네이트가 이미 탈착되어, 상기 재생제 스트림에 하나 이상의 옥시게네이트가 강화될 수 있는 재생제 스트림을 가리키기 위해 사용되고; 산소화된 스트림에 이와 유사하게 물이 강화될 수 있다.
출원인은 옥시게네이트와 물이 올레핀 스트림에서 효과적으로 제거되어 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하는 것을 발견하였다. 그와 같은 올레핀 스트림은 이온성 액체 촉매 알킬화를 비롯한, 경질 탄화수소 처리 공정에 적합할 수 있다.
경질 탄화수소 처리를 위한 옥시게네이트 제거
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트의 제거를 위한 방법을 도식적으로 나타낸다. 시스템(10)은 흡착 방식 또는 재생 방식(각각 20, 20')으로 작동할 수 있는 옥시게네이트 흡착 유닛(20/20')를 포함할 수 있다. 흡착 방식의 경우, 올레핀 스트림(15)이 라인(18)을 통해 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 공급될 수 있다. 예컨대, 올레핀 스트림(15)는 경질 올레핀, 예컨대 C3-C5 올레핀을 포함할 수 있다. 올레핀 스트림(15)는 미가공된 또는 미처리된 올레핀 스트림일 수 있고, 물 및/또는 옥시게네이트 오염물질을 포함할 수 있다.
옥시게네이트 흡착 유닛(20)은 올레핀 스트림(15)에서 물과 옥시게네이트를 선택적으로 흡착시키기 위한 흡착제를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)의 흡착제는 분자체 및 산화금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 사용하기 위한 흡착제의 비제한적인 예에는 실리케이트, 알루미노실리케이트, 알루미노포스페이트, 실리코알루미노포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 분자체가 포함된다. 하위 구현예에서, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에서 사용하기 위한 흡착제는 제올라이트, 예컨대 제올라이트 13X를 포함할 수 있다. 옥시게네이트 흡착 유닛(20)의 상기 흡착제는 적어도 하나의 흡착제층(bed)에 배치될 수 있다(도시되지 않음).
옥시게네이트 흡착 유닛(20/20')은 흡착 방식 또는 재생 방식으로 작동될 수 있다. 상기 재생 방식은 또한 본원에서 일명 탈착(desorption) 방식으로 불린다. 도 1은 옥시게네이트 흡착 유닛 20/20'의 흡착 방식 및 재생 방식 작동을 보여주는데, 옥시게네이트 흡착 유닛(20/20')은 교차로 흡착 방식과 재생 방식으로 작동될 수 있는 것으로 여겨진다.
옥시게네이트 흡착 유닛(20)의 흡착 방식 동안, 올레핀 스트림(15) 중 물과 옥시게네이트 오염물질이 흡착될 수 있다. 구현예에서, 흡착 방식 동안, 둘 이상의 옥시게네이트 흡착 유닛이 올레핀 스트림(15) 중 물과 옥시게네이트의 흡착을 위해 연속적으로 마련될 수 있다. 흡착 방식 동안, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 전형적으로 50 내지 150℉(섭씨 10 내지 65.56도), 또는 70 내지 130℉(섭씨 21.11 내지 54.44도) 범위의 온도로 유지될 수 있다. 옥시게네이트 흡착 유닛(20)으로 올레핀 스트림(15) 공급은 상향류(upflow) 또는 하향류(downflow) 중 하나일 수 있다.
흡착 방식 동안, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)가 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에서 수득될 수 있다. "탈산소화된 올레핀 스트림"이란 표현은 미처리된 올레핀 스트림과 비교하여, 옥시게네이트가 감손된 올레핀 스트림을 가리키기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 탈산소화된 올레핀 스트림(25) (예를 들면, 도1 및 도3)는 또한 미처리된 올레핀 스트림과 비교하여, 물이 감손된 것일 수 있고, 예를 들면, 올레핀 스트림(15)을 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 통과시킴으로써, 미처리된 올레핀 스트림에서 옥시게네이트 제거와 동시에, 물이 제거된 것으로 여겨진다.
구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)는 옥시게네이트 함량이 5ppmw 이하, 또는 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림 25는 수분 함량이 5ppmw 이하, 또는 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 탈산소화된 올레핀 스트림(25)는 라인(22)를 통해 하나 이상의 다운스트림 유닛 작동에 공급될 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)는 이온성 액체 알킬화 구역(120)에 공급될 수 있다(예를 들면, 도3 참고).
비록 단 하나의 옥시게네이트 흡착 유닛(20/20')이 도 1에 나타나 있지만, 올레핀 스트림을 처리하기 위해 복수의 그와 같은 유닛이 사용될 수 있다. 예를 들면, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비된 경우, 예를 들면, 그것의 물 및/또는 옥시게네이트의 흡착 수용력이 소모된 경우, 상기 유닛으로 올레핀 스트림(15)의 공급이 종결될 수 있다. 그후에, 본원에 기재된 바와 같이, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')이 재생제 스트림(35)에 의해 재생되는 한편, 평행하게 배치된 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 가동되어 올레핀 스트림 (15)를 수용할 수 있다. 일 구현예에서, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 재생 이전에, 잔류 올레핀(48)이 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 회수될 수 있다(예를 들면, 도2 참고).
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른, 잔류 올레핀(48)의 제거를 위한 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 처리를 도식적으로 나타낸다. 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 본원에서 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')으로 지정될 수 있다. 앞에, 도 1과 관련하여 기재된 바와 같이, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비된 경우, 이것에 올레핀 스트림(15)의 공급은 종결될 수 있고, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')이 재생을 위한 가동이 중단될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에서, 상기 방법은 하기를 더 포함한다:
상기 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비된 경우, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 올레핀 스트림(15)의 공급을 종결하는 단계; 및 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에서 옥시게네이트를 탈착(desorb)시키기 전에, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 잔류 올레핀(48)을 회수하는 단계.
추가로 도 2와 관련하여, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 재생 이전에, 라인(46)을 통해 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에 플러싱 (flushing) 스트림(44)을 공급함으로써, 잔류 올레핀(48)이 상기 유닛(20')에서 회수될 수 있다. 플러싱 스트림(44)는 건조 탄화수소 스트림, 예를 들면, 이소부탄을 포함할 수 있다. 플러싱 스트림(44)는 전형적으로 150℉(섭씨 65.56도) 이하, 또는 50℉(섭씨 10도)내지 150℉(65.56 섭씨온도)의 온도를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 잔류 올레핀(48)은 라인(52)를 통해, 올레핀 스트림(15)와 조합될 수 있다. 잔류 올레핀(48)의 회수 후, 예를 들면, 아래 본원에 기재된 바와 같이, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')이 재생될 수 있다. 일 구현예에서, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 상기 잔류 올레핀(48)을 회수하는 단계는 생략될 수 있다.
추가로 도 1과 관련하여, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 재생을 위해, 재생제 스트림(35)이 라인(28)을 통해 제1 가열 유닛(30)에 공급되어, 재생제 스트림(35)이 적어도 250℉(섭씨 121.1도)의 온도를 유지할 수 있고, 전형적으로 상기 재생제 스트림(35)이 350 내지 600℉(섭씨 176.7 내지 315.6도)의 범위의 온도를 유지할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 가열 유닛(30)은 열 교환기를 포함할 수 있다.
가열된 재생제 스트림(35)은 라인(32)를 통해 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에 공급될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')으로의 가열된 재생제 스트림(35)의 공급(재생 방식)은 옥시게네이트 흡착 유닛(20)으로의 올레핀 스트림(15)의 공급(흡착 방식)과 반대 방향일 수 있다. 일 구현예에서, 재생제 스트림(35)는 탄화수소 증기, 예를 들면, 이소부탄을 포함할 수 있다.
물과 옥시게네이트가 재생제 스트림(35)에 의해 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 탈착되어 물과 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림(45)를 제공할 수 있다. 산소화된 재생제 스트림(45)는 상기 옥시게네이트의 파라핀과 물로의 전환을 위해, 하이드로-탈산소화 구역(50)에서 하이드로-탈산소화를 겪을 수 있다. 일 구현예에서, 재생제 스트림(35)는 상기 하이드로-탈산소화 반응에 적합한 온도 미만의 온도일 수 있다. 예를 들면, 재생이 시작되면, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')은 초기에 상기 재생제 스트림(35)를 냉각시키는 역할을 할 수 있다.
따라서, 상기 산소화된 재생제 스트림(45)를 가열하기 위해, 산소화된 재생제 스트림(45)가 라인(34)를 통해 제2 가열 유닛(40)으로 공급될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 산소화된 재생제 스트림(45)를 350 내지 650℉(섭씨 176.7 내지 343.3도), 또는 400 내지 500℉(섭씨 204.4 내지 260도)의 온도로 가열하기 위해, 제2 가열 유닛(40)이 사용될 수 있다. 상기 시스템이 가열됨에 따라, 하이드로-탈산소화 구역(50)으로의 유입구의 온도를 유지하기 위해 제2 가열 유닛(40)의 임무가 감소할 수 있다. 일 구현예에서, 제2 가열 유닛(40)은 열 교환기를 포함할 수 있다.
상기 가열된, 산소화된 재생제 스트림(45)는 라인(36)을 통해 하이드로-탈산소화 구역(50)으로 전달될 수 있다. 수소 기체가 라인(38)을 통해 상기 가열된, 산소화된 재생제 스트림(45)에 주입될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 산소화된 재생제 스트림(45)으로 수소 기체의 주입은 상기 하이드로-탈산소화 구역(50)의 상류(upstream) 위치에서 이루어진다. 일 구현예에서, 상기 가열된, 산소화된 재생제 스트림(45)으로의 수소 기체 주입은 하이드로-탈산소화 구역(50)의 상류 위치에서 수행될 수 있다. 일 구현예에서, 산소화된 재생제 스트림 대비 수소 공급률은 배럴 당 50 내지 750 표준입방피트(SCF/bbl), 또는 50 내지 500 SCF/bbl일 수 있다. 상기 산소화된 재생제 스트림(45) 및 수소 기체는 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역(50)에서 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉되어, 산소화된 재생제 스트림(45) 중의 옥시게네이트가 파라핀과 물로 전환될 수 있다. 하이드로-탈산소화 구역(50)으로의 산소화된 재생제 스트림(45)의 공급은 상향류 또는 하향류일 수 있다.
상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물이 라인(54)를 통해 냉각 유닛(60)에 공급되어, 하이드로-탈산소화 구역 유출물 중 물의 적어도 일부분이 응축물로서 분리될 수 있다. 상기의 응축된 자유수(free water)는 예를 들면, 라인(57)을 통해 폐수처리 유닛(도시되지 않음)으로 영구히 제거될 수 있다. 잔류수, 액체 탄화수소 상(64), 및 수소 기체의 분리를 위해, 상기 잔류 유출물이 라인(58)을 통해 중력 침강기(70)에 공급될 수 있다. 일 구현예에서, 중력침강기(70)는 3상 분리기 및/또는 코어레서(coalescer)를 포함할 수 있다.
중력침강기(70)로부터의 잔류수는 중력침강기(70)에서 라인(62)을 통해 상기 폐수처리 유닛으로 영구히 제거될 수 있다. 중력침강기(70)를 통해 상기 잔류
유출물에서 분리된 자유수는, 중력침강기(70)의 상류에서 응축에 의해 하이드로-탈산소화 유출물에서 제거된 "응축수"와 구별하기 위해, 본원에서 "잔류수"로 언급될 수 있는데, 상기 잔류수의 적어도 일부분이 추후에 상기 잔류 유출물로부터 응축될 수 있는 것으로 여겨진다.
중력침강기(70)로부터의 액체 탄화수소 상(64)은 상기 재생제 스트림(35)으로부터의 옥시게네이트-유도 파라핀 뿐만아니라 탄화수소 성분(예를들면, 이소부탄)을 포함할 수 있다. 액체 탄화수소 상(64)은 다양한 유닛 작동을 위해 사용될 수 있다. 상기 액체 탄화수소 상(64)은 비교적 적은 양의 용존수(dissolved water)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 액체 탄화수소 상(64)은 하나 이상의 건조기에 전달될 수 있다. 일 구현예에서, 액체 탄화수소 상(64)은 건조하기 위해 옥시게네이트 흡착 유닛(20)을 통해 올레핀 스트림(15)과 조합될 수 있다. 중력침강기(70)로부터의 상기 수소 기체는 연소를 위해, 예를 들면, 정유 연료기체 헤더(header)(도시되지않음)에 전달될 수 있다.
일 구현예에서, 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법이 본원에 제공된다. 이와 같은 방법은 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 올레핀 스트림(15)을 공급하여 탈산소화된 올레핀 스트림(25)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 의해 제공된 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 옥시게네이트 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 수분 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 탈산소화된 올레핀 스트림(25) 및 이소파라핀 스트림(102)이 이온성 액체알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체 촉매(108)과 접촉되어 이온성 액체 알킬레이트를 제공할 수 있다(예를 들면, 도 3 참고).
상기 공급 단계의 결과로, 옥시게네이트 및/또는 물이 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 의해 상기 올레핀 스트림(15)에서 흡착되고, 결국 상기 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비될 수 있다. 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비된 경우, 이것에 상기 올레핀 스트림(15)를 공급하는 단계가 종결될 수 있다. 이와 같은 공급 단계의 종결은 상기 흡착 방식의 결론을 의미하는 것일 수 있고, 상기 옥시게네이트 흡착 유닛(20/20')는 옥시게네이트가 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 탈착될 수 있는 재생 방식으로 전이되거나 또는 교대될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 상기 옥시게네이트를 탈착시키는 단계 이전에, 잔류 올레핀(48)이 상기 유닛에서 회수될 수 있다.
상기의 공급 단계 이후, 그리고 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 잔류올레핀(48)의 회수 후, 옥시게네이트가 재생제 스트림(35)을 통해 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 탈착되어, 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림(45)을 제공할 수 있다. 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 옥시게네이트를 탈착시키는 단계는 상기 재생제 스트림 35를 적어도 250℉(섭씨 121.1도)의 온도, 또는 350 내지 600℉(섭씨 176.7 내지 315.6도)의 범위의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 그후에, 상기 가열된 재생제 스트림(35)이 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')을 통과할 수 있다. 예를 들면, 일구현예에서, 옥시게네이트 흡착 유닛 20에서 상기 옥시게네이트의 탈착은 재생제 스트림(35)을 적어도 250℉(섭씨 121.1도)의 온도로 가열하고, 그후에 상기 재생제 스트림(35)을 상기 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 재생제 스트림(35)은 탄화수소(예를 들면, 이소부탄) 증기를 포함할 수 있다.
탈착(desorbing) 단계 이후, 상기 산소화된 재생제 스트림(45) 중 옥시게네이트가 파라핀과 물로 전환될 수 있다. 상기 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환하는 단계는 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역(50)에서 수소 기체의 존재 하에 산소화된 재생제 스트림(45)을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 하이드로-탈산소화 촉매는 적합한 지지체 상의 귀금속을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 하이드로-탈산소화 촉매는 Pt, Pd 및 이들의 조합에서 이루어진 군에서 선택되는 귀금속을 포함할 수 있다.
상기 산소화된 재생제 스트림(45)을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계 이전에, 상기 산소화된 재생제 스트림이 적합한 하이드로-탈산소화 온도로 가열될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 산소화된 재생제 스트림(45)은 350 내지 650℉ (섭씨 176.7 내지 343.3도), 또는 400 내지 500℉(섭씨 204.4 내지 260도) 범위의 온도로 가열될 수 있다.
산소화된 재생제 스트림(45)을 적합한 하이드로-탈산소화 온도로 가열하는 단계 이후, 수소 기체가 상기 산소화된 재생제 스트림에 주입될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 수소 기체는 하이드로-탈산소화 구역(50)의 상류 위치에서 상기 산소화된 재생제 스트림(45)에 주입될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 하이드로-탈산소화 조건은 350 내지 650℉(섭씨 176.7 내지 343.3도), 또는 400 내지 500℉(섭씨 204.4 내지 260도) 범위의 온도를 포함할 수 있다. 상기 하이드로-탈산소화 조건은 100 내지 400 psig, 또는 100 내지 300 psig의 범위의 압력을 추가로 포함할 수 있다. 상기 하이드로-탈산소화 조건은 2 내지 20 시간-1, 또는 2 내지 10 시간-1 범위의 액체 시간당 공간 속도(LHSV)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 산소화된 재생제 스트림(45)을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계 이후, 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물이 냉각되어, 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물 중 물의 적어도 일부분을 응축시켜, 응축수 및 잔류 유출물을 제공할 수 있다. 상기 잔류 유출물은 옥시게네이트-유도 파라핀 및, 상기 재생제의 탄화수소 성분뿐만 아니라 수소 기체 및 잔류수를 포함할 수 있다. 상기 수소 기체 및 잔류수는 상기 잔류 유출물에서 분리될 수 있다. 응축수 및 잔류수는 둘 다 상기 시스템에서 영구히 제거될 수 있다.
또 하나의 구현예에서, 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법이 본원에 제공된다. 이와 같은 방법은 옥시게네이트 흡착 유닛(20)을 통해 올레핀 스트림(15)에서 옥시게네이트를 제거하여, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)을 제공하되, 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비되는 것인 단계를 포함할 수 있다: 일 구현예에서, 올레핀 스트림(15)은 경질 탄화수소, 예를 들면, C3-C5 올레핀류를 포함할 수 있다.
옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 공급되는 올레핀 스트림(15)은 미가공 또는 미처리된 것일 수 있다. 일 구현예에서, 올레핀 스트림(15)은 FCC 유닛(도시되지 않음)에서 유래될 수 있다. 올레핀 스트림(15)은 물과 다양한 옥시게네이트로 오염될 수 있다. 올레핀 스트림(15)은 수증기로 포화될 수 있다. 일 구현예에서, 올레핀 스트림(15)은 수분 함량이 적어도 300ppmw, 또는 300 내지 500ppmw의 범위일 수 있다.
옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 의해 제공된 상기 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 옥시게네이트 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 수분 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25) 및 이소파라핀 스트림(102)가 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체 촉매(108)과 접촉되어 이온성 액체 알킬레이트(예를 들면, 도 3 참고)를 제공할 수 있다.
올레핀 스트림(15)에서 옥시게네이트를 제거하는 단계의 결과로, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비될 수 있다. 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 재생 이전에, 그것으로부터 잔류 올레핀(48)은 회수를 위해 씻어낼 수 있다. 일 구현예에서, 상기 잔류 올레핀(48)은 이소부탄 스트림을 통해 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 씻어낼 수 있다. 일 구현예에서, 잔류 올레핀(48)의 회수를 위한 상기 이소부탄 스트림은 온도가 150℉(섭씨 65.56도) 이하, 또는 50 내지 150℉ (섭씨 10 내지 65.56도)일 수 있다. 상기 잔류 (씻어낸) 올레핀은 올레핀 스트림(15)과 조합되거나, 또는 FCC 가스 회수 유닛(도시되지않음)에 공급될 수 있다.
소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')이 재생제 스트림(35)을 통해 재생되어 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림(45)을 제공할 수 있되, 상기 산소화된 재생제 스트림의 상기 옥시게네이트가 상기 재생제 스트림(35)에 의해 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에서 탈착될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 재생제 스트림 35는 온도가 적어도 250℉(섭씨 121.1도), 또는 300 내지 600℉(섭씨 148.9 내지 315.6도)일 수 있다. 상기 산소화된 재생제 스트림이 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역(50)에서 수소 기체의 존재 하에 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉되어, 산소화된 재생제 스트림 중 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환할 수 있다.
전형적인 하이드로-탈산소화 조건은 350 내지 650℉(섭씨 176.7 내지 343.3도), 또는 400 내지 500℉(섭씨 204.4 내지 260도)의 범위의 온도; 및 100 내지 400 psig, 또는 100 내지 300 psig 범위의 압력을 포함할 수 있다. 상기 하이드로-탈산소화 조건는 2 내지 20 시간-1, 또는 2 내지 10 시간-1 범위의 LHSV를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 하이드로-탈산소화 촉매는 Pt, Pd 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 귀금속을 포함할 수 있다.
하이드로-탈산소화 구역(50)에서 유래된 상기 유출물은 본원에서 일명 하이드로-탈산소화 구역 유출물로 일컬어질 수 있다. 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물은 냉각되어 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물 중 적어도 일부분의 물을 응축시킴으로써, 응축수 및, 잔류수를 포함하는 잔류 유출물을 제공한다. 응축수는, 예를 들면, 응축수를 폐수 처리 유닛으로 전달함으로써, 상기 시스템에서 영구히 제거될 수 있다. 상기 잔류 유출물은 중력침강기(70)에 공급될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 중력침강기(70)은 코어레서를 포함할 수 있다.
상기 잔류 유출물은 상기 잔류수, 액체 탄화수소 및 수소 기체를 포함할 수 있다. 중력침강기(70)을 통해, 잔류수, 액체 탄화수소 상 및 수소 기체 각각이 상기 잔류 유출물에서 분리될 수 있다(예를 들면, 도 1 참고). 상기 잔류수는 예를 들면, 상기 잔류수를 폐수 처리 유닛에 전달함으로써, 상기 시스템에서 영구히 제거될 수 있다. 상기 액체 탄화수소 상(64)은 옥시게네이트-유도 파라핀뿐만 아니라 재생제 스트림(35)의 탄화수소 성분(예를 들면, 이소부탄)을 포함할 수 있다. 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물에서 분리된 수소 기체는 정유 연료 가스 헤더로 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 구현예에 따른, 이온성 액체 촉매 알킬화를 위한 시스템 및 방법을 도식적으로 나타낸다. 이와 같은 시스템 및 방법은 이온성 액체 알킬화 반응의 공급원으로 건조된 탈산소화된 올레핀 스트림을 사용할 수 있다. 이온성 액체 알킬화 시스템(100)(예를 들면, 도 3 참고)은 본 발명의 옥시게네이트 제거 방법이 적용될 수 있는 경질 탄화수소 처리 시스템의 비제한적인 예를 제공한다.
이온성 액체 알킬레이트의 제조 방법이 도 3과 관련하여 기재될 것이다. 올레핀 스트림(15)이, 예를 들면, 본질적으로 앞에 도 1과 관련하여 기재된 바와 같이, 라인(18)을 통해 옥시게네이트 흡착 유닛(20)으로 공급되어, 탈수된 및 탈산소화된 올레핀 스트림(25)을 제공할 수 있다. 동시에, 이소파라핀 스트림(102)이 라인(104)을 통해 이소파라핀 건조기(110)에 공급되어 건조된 이소파라핀 스트림을 제공할 수 있다. 상기 탈산소화된 올레핀 스트림(25) 및 상기 건조된 이소파라핀 스트림은 각각 라인(22 및 106)을 통해, 이온성 액체 촉매(108)와 함께, 이온성 액체 알킬화 구역(120)에 공급될 수 있다.
이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체 알킬화 조건 하에, 적어도 하나의 이소파라핀 및 적어도 하나의 올레핀이 이온성 액체 촉매(108)와 접촉될 수 있다. 무수 HCl 공촉매 또는 유기 클로라이드 촉매 프로모터(둘 다 도시되지 않음)는 이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체와 조합되어, 상기 알킬화 반응을 위한 촉매적 활성 및 선택성의 바람직한 수준을 유지할 수 있다.
이온성 액체 알킬화 시스템(100)에서 이온성 액체 알킬화 반응을 수행하기에 적합할 수 있는 이온성 액체 알킬화 조건, 공급 원료, 및 이온성 액체 촉매는 예를 들면, 본원의 하기에 기재되었다.
이온성 액체 알킬화 구역(120)으로부터의 유출물은, 상기 유출물에서 탄화수소 상의 분리를 위해, 라인(122)을 통해 이온성 액체/탄화수소(IL/HC) 분리기(130)에 공급될 수 있다. 상기 유출물에서 상기 탄화수소 상을 분리하기 위해 사용될 수 있는 분리공정의 비제한적인 예에는 유착, 상분리, 추출, 막분리, 및 부분 응축이 포함된다. IL/HC 분리기(130)는 예를 들면, 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 침강기, 코어레서, 원심분리기, 증류칼럼, 콘덴서 및 필터.
IL/HC 분리기(130)로부터의 탄화수소 상은 라인(132)을 통해 이온성 액체 알킬레이트 분리 시스템(140)으로 공급될 수 있다. IL/HC 분리기(130)로부터의 상기 탄화수소 상은 본원에서 알킬화 탄화수소 상으로 언급될 수 있다. 이온성 액체 알킬레이트 분리 시스템(140)은 적어도 하나의 증류 유닛(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. IL/HC 분리기(130)로부터의 상기 알킬화 탄화수소 상은 이온성 액체 알킬레이트 분리 시스템(140)을 통해 분획되어 알킬레이트 생성물(144)뿐만 아니라 HCl(146), 프로판 분획(148), n-부탄 분획(150), 및 이소부탄 분획(152)을 제공할 수 있다.
본 명세서는 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법을 추가로 제공한다. 도 1 내지 도 3과 추가로 관련하여, 흡착 방식으로 상기 올레핀 스트림(15)을 옥시게네이트 흡착 유닛(20)에 공급함으로써, 옥시게네이트가 올레핀 스트림(15)에서 효과적으로 제거되어 탈산소화된 올레핀 스트림(25)을 제공할 수 있다. 옥시게네이트 흡착 유닛(20)은 또한 옥시게네이트의 제거와 함께, 올레핀 스트림(15)에서 물을 제거할 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 수분 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 탈산소화된 올레핀 스트림(25)은 옥시게네이트 함량이 5ppmw 이하, 2ppmw 이하, 또는 1ppmw 이하일 수 있다.
도 3과 추가로 관련하여, 상기 탈산소화된 올레핀 스트림(25) 및 이소파라핀 스트림(102)은 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체 촉매(108)와 접촉될 수 있다. 알킬화 탄화수소 상은, 예를 들면, IL/HC 분리기(130)를 사용하여, 이온성 액체 알킬화 구역(120)의 유출물에서 분리될 수 있다. 그후에, 상기 알킬화 탄화수소 상은, 예를 들면, 이온성 액체 알킬레이트 분리계(140)를 통해 분획되어, 특히, 알킬레이트 생성물(144)을 제공할 수 있다.
또한 도 1과 추가로 관련하여, 옥시게네이트 흡착 유닛(20)이 소비된 경우, 재생 방식으로 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')의 작동에 대한 준비로, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')에 올레핀 스트림(15)의 공급이 종결될 수 있다. 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛(20')은 재생제 스트림(35)을 통해 재생되어 탈착된 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림(45)을 제공할 수 있다. 산소화된 재생제 스트림(45)은 추가로 탈착된 물을 포함할 수 있다. 산소화된 재생제 스트림(45) 중 옥시게네이트는, 상기 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환함으로써, 상기 시스템에서 제거될 수 있다.
일 구현예에서, 산소화된 재생제 스트림(45) 중 옥시게네이트의 파라핀과 물로 전환은 상기 산소화된 재생제 스트림을 350 내지 650℉(섭씨 176.7 내지 343.3도) 범위의 온도로 가열하는 단계를 수반할 수 있다. 그 후에, 수소 기체가 하이드로-탈산소화 구역(50)의 상류 위치에서 상기 산소화된 재생제 스트림에 주입될 수 있다. 그 다음, 상기 산소화된 재생제 스트림 및 수소 기체가 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역(50)에서 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 수소 기체는 배럴 당 50 내지 500 표준입방피트(SCF/bbl)의 범위의 속도로 산소화된 재생제 스트림(45)에 주입될 수 있다. 전형적인 하이드로-탈산소화 조건은 350 내지 650℉(섭씨 176.7 내지 343.3도) 범위의 온도, 100 내지 400 psig 범위의 압력 및 2 내지 20 시간-1 범위의 LHSV를 포함할 수 있다.
이온성 액체 촉매 알킬화
이온성 액체 촉매는 예를 들면, 가솔린 블렌딩 성분 등을 포함하는 알킬레이트의 생산을 위한 알킬화 반응을 비롯한, 광범위한 탄화수소 전환 반응에 유용할 수 있다. 일 구현예에서, 이온성 액체 촉매 알킬화를 위한 공급원료는 하기 중 하나 이상에서 또는 이들로부터 다양한 올레핀-및 이소파라핀 함유 탄화수소 스트림을 포함할 수 있다: 석유 정제소, 천연 가스 액화 전환 공장, 석탄-액체 전환 공장, 나프타 크랙커(naphtha cracker), 중간 증류물 크랙커(middle distillate cracker) 및 왁스 크랙커(wax cracker) 등.
올레핀 함유 스트림의 예에는 FCC 배기가스, 코커 가스(coker gas), 올레핀복분해 유닛 배기가스, 폴리올레핀 가솔린 유닛 배기가스, 메탄올-올레핀 전환 유닛 배기가스, FCC 경질 나프타, 코커 경질 나프타, 피셔-트롭쉬 유닛 응축물(Fischer-Tropsch unit condensate) 및 분해 나프타(cracked naphtha)가 포함된다.
일부 올레핀 함유 스트림은 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜텐, 및 최대 C10 올레핀에서 선택된 둘 이상의 올레핀을 함유할 수 있다. 이와 같은 올레핀 함유 스트림은, 예를 들면, 미국특허번호 7,572,943에 추가로 기재되어 있다(이것의 개시내용은 그전체가 본원에 참고로 편입됨).
이소파라핀 함유 스트림의 예에는 비제한적으로, FCC 나프타, 수소화 분해 시설 나프타, 코커 나프타, 피셔-트롭쉬 유닛 응축물 및 분해 나프타가 포함된다. 이와 같은 스트림은 적어도 하나의 C4 - C10 이소파라핀을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 이와 같은 스트림은 둘 이상의 이소파라핀의 혼합물을 포함할 수 있다. 하위 구현예에서, 이온성 액체 촉매 알킬화 공정 중 알킬화 반응기에 공급되는 이소파라핀 공급원은 이소부탄을 포함할 수 있다.
다양한 이온성 액체가 올레핀을 수반하는 알킬화 반응을 위한 촉매로 사용될 수 있다. 이온성 액체는 일반적으로 100℃(화씨 212도) 미만 및 종종 실온 미만의 용융점을 갖는 유기염이다. 석유 정제에 알킬화 촉매로서 클로로알루미네이트 이온성 액체의 사용은 예를 들면, 통상적으로 할당된 미국 특허번호 7,531,707, 7,569,740, 및 7,732,654에 개시되었고, 상기의 개시내용 각각은 그 전체가 본원에 참고로 편입되었다. 이온성 액체 촉매 알킬화 반응에서 촉매로 사용하기 위한 예시적인 이온성 액체는 하기의 일반식 A 및 B 중 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00001
여기서 R은 H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 또는 헥실이고, R1 및 R2 는 각각 H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 또는 헥실이며, 여기서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 또는 동일하지 않을 수 있고, X는 클로로알루미네이트이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 알킬화 공정에 사용될 수 있는 클로로알루미네이트 이온성 액체 촉매의 비제한적인 예에는 1-부틸-4-메틸-피리디늄클로로알루미네이트, 1-부틸-3-메틸-이미다졸륨클로로알루미네이트, 1-H-피리디늄클로로알루미네이트, N-부틸피리디늄클로로알루미네이트 및 이들의 혼합물을 포함하는 것이 포함된다.
이온성 액체 촉매 알킬화를 위한 예시적 반응조건은 하기와 같다. 상기 이온성 액체 알킬화 반응온도는 일반적으로 -40℃ 내지 +250℃(-40℉ 내지 +482℉), 전형적으로 -20℃ 내지 +100℃(-4℉ 내지 +212℉)및 종종 +4℃ 내지 +60℃(+39.2℉ 내지 +140℉)의 범위일 수 있다. 상기 이온성 액체 알킬화 반응기 압력은 대기압 내지 8000kPa의 범위일 수 있다. 전형적으로, 상기 이온성 액체 알킬화 구역(120)의 압력은 상기 반응물을 액체상으로 유지시키기에 충분하다.
이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 반응물의 체류시간은 일반적으로 몇 초 내지 몇 시간, 및 보통 0.5분 내지 60분의 범위일 수 있다. 이온성 액체 알킬화 구역(120)에 유입되는 공급물 스트림은 이소파라핀:올레핀 몰비가 일반적으로 1 내지 100, 더욱 전형적으로는 2 내지 50, 그리고 종종 2 내지 20의 범위일 수 있다.
이온성 액체 알킬화 구역(120)에서 이온성 액체 촉매(108)의 부피는 일반적으로 1 내지 70 부피%, 및 보통 4 내지 50 부피%의 범위일 수 있다. 상기 이온성 액체 알킬화 조건은 특정 공정 또는 표적화된 생성물(들)을 위해 공정 성능을 최적화하기 위해 조정될 수 있다.
본 발명의 수 많은 변화는 본원에 기재된 교시의 관점에서 가능하다. 따라서 하기 청구항의 범위 내에서, 본 발명이 본원에 구체적으로 기재된 또는 예시된 것과 달리 실시될 수 있음이 이해된다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들의 목적을 위해, 달리 지적되지 않는 한, 명세서 및 청구항에 사용된 양, 백분율 또는 비율 및 다른 수치를 포현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 여겨져야 한다. 더욱이, 본원에 개시된 모든 범위는 종료점을 포괄하고, 독립적으로 결합 가능하다. 하한 및 상한을 갖는 수치범위가 개시될 때마다, 본 범위에 속한 모든 숫자 또한 구체적으로 개시된 것이다.
정의되지 않은 모든 용어, 약어 또는 속기는 본원이 출원된 당시, 당해분야의 숙련가에 의해 사용되는 통상적 의미를 갖는 것으로 이해된다. 단수형태(영어 "a", "an" 및 "the")는 어떤 경우에 명확히 제한된 경우가 아니라면, 복수의 참조어를 포함한다.
본원에 언급된 모든 공보, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별적 공보, 특허출원 또는 특허의 개시내용이 그 전체가 참고로 편입되었음이 구체적으로 그리고 개별적으로 명시된 만큼 그 전체가 참고로 편입된다.
본원에 기술된 설명은, 본 발명을 구현하기 위한 최적의 방식을 비롯하여, 본 발명을 개시하기 위해, 그리고 또한 당해 분야의 숙련가가 본 발명을 실행 및 사용할 수 있도록 하기 위해 예들을 사용하였다. 앞서 개시된 본 발명의 예시적 구현예의 많은 변형은 당해분야의 숙련가에게 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 속한 모든 구조 및 방법을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 지정되지 않는 한, 개별 성분 또는 성분들의 혼합물이 선택될 수 있는 원소들의 종, 물질 또는 기타 성분의 설명은 상기 열거된 성분 및 이들의 혼합물의 모든 가능한 하위 종 조합을 포함하도록 의도된 것이다.
본원에 예증적으로 개시된 본 발명은 본원에 구체적으로 개시되지 않은 모든 원소의 부재 하에 적절히 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법으로서,
    a) 옥시게네이트 흡착 유닛에 올레핀 스트림을 공급하여 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하는 단계;
    b) 단계 a) 이후, 재생제 스트림을 통해 상기 옥시게네이트 흡착 유닛에서 상기 옥시게네이트를 탈착(desorb)하여 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및
    c) 상기 산소화된 재생제 스트림 중 상기 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    단계 c)는, d) 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역에서 수소 기체의 존재 하에 상기 산소화된 재생제 스트림을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    e) 단계 d) 이전에, 상기 산소화된 재생제 스트림을 350℉ 내지 650℉(섭씨 176.7도 내지 343.3도)로 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    f) 단계 e) 이후, 상기 하이드로-탈산소화 구역에서 상류(upstream) 위치에서 상기 산소화된 재생제 스트림에 상기 수소 기체를 주입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 하이드로-탈산소화 조건은 350℉ 내지 650℉(섭씨 176.7도 내지 343.3도)의 온도, 100 psig 내지 400 psig의 압력, 및 2 시간-1 내지 20 시간-1의 LHSV를 포함하는 것인 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    g) 하이드로-탈산소화 구역 유출물을 냉각하여 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물에서 적어도 일부분의 물을 응축함으로써, 응축수와 잔류 유출물을 제공하는 단계;
    h) 상기 잔류 유출물에서 상기 수소 기체 및 잔류수를 분리하는 단계; 및
    i) 상기 경질 탄화수소 처리 시스템에서 상기 응축수와 상기 잔류수를 영구히 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    j) 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비되면, 단계 a)를 종결하는 단계; 및
    k) 단계 b) 이전에, 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛에서 잔류 올레핀을 회수하는 단계를 더 포함하는 단계.
  8. 청구항 1에 있어서,
    단계 b)는 상기 재생제 스트림을 적어도 250℉(섭씨 121.1도)의 온도로 가열하는 단계, 및 그후에 상기 재생제 스트림을 상기 옥시게네이트 흡착 유닛에 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    단계 a)는 상기 옥시게네이트 흡착 유닛을 통해 상기 올레핀 스트림에서 물과 상기 옥시게네이트를 흡착하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 옥시게네이트 흡착 유닛에 의해 제공된 상기 탈산소화된 올레핀 스트림은 5ppmw 이하의 옥시게네이트 함량 및 5ppmw 이하의 수분 함량을 갖는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    l) 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역에서 상기 탈산소화된 올레핀 스트림과 이소파라핀 스트림을 이온성 액체 촉매와 접촉시킴으로써 이온성 액체 알킬레이트를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법으로서,
    a) 옥시게네이트 흡착 유닛을 통해 올레핀 스트림에서 상기 옥시게네이트를 제거하여 탈산소화된 올레핀 스트림을 제공하되, 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비되는 것인 단계;
    b) 재생제 스트림을 통해 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛을 재생하여 상기 옥시게네이트을 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및
    c) 하이드로-탈산소화 조건 하의 하이드로-탈산소화 구역에서 수소 기체의 존재 하에 상기 산소화된 재생제 스트림을 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키되, 상기 산소화된 재생제 스트림의 상기 옥시게네이트가 파라핀과 물로 전환되는 것인 단계를 포함하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하이드로-탈산소화 조건이 350℉ 내지 650℉(섭씨 176.7도 내지 343.3도)의 온도, 100 psig 내지 400 psig의 압력, 및 2 시간-1 내지 20 시간-1의 LHSV를 포함하고,
    상기 하이드로-탈산소화 촉매는 Pt, Pd 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 귀금속을 포함하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    d) 하이드로-탈산소화 구역 유출물을 냉각하여 상기 하이드로-탈산소화 구역 유출물에서 적어도 일부분의 물을 응축함으로써 응축수와 잔류 유출물을 제공하는 단계;
    e) 중력 침강기를 통해, 상기 잔류 유출물에서 잔류수를 분리하는 단계; 및
    f) 상기 경질 탄화수소 처리 시스템에서 상기 응축수와 상기 잔류수를 영구히 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    g) 단계 b) 이전에, 상기 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛에서 유래된 잔류 올레핀류를 150℉(섭씨 65.56도)이하의 온도를 갖는 플러싱(flushing) 스트림으로 씻어내는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 재생제 스트림은 적어도 250℉(섭씨 121.1도)의 온도를 가지는 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 옥시게네이트 흡착 유닛에 의해 제공된 상기 탈산소화된 올레핀 스트림은 5ppmw 이하의 옥시게네이트 함량을 포함하고,
    h) 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역에서 상기 탈산소화된 올레핀 스트림과 이소파라핀 스트림을 이온성 액체 촉매와 접촉시켜 이온성 액체 알킬레이트를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 경질 탄화수소 처리 시스템에서 옥시게네이트를 제거하는 방법으로서,
    a) 옥시게네이트 흡착 유닛에 올레핀 스트림을 공급하여 탈산소화된 올레핀
    스트림을 제공하는 단계;
    b) 이온성 액체 알킬화 조건 하의 이온성 액체 알킬화 구역에서 상기 탈산소화된 올레핀 스트림과 이소파라핀 스트림을 이온성 액체 촉매와 접촉시키는 단계;
    c) 상기 이온성 액체 알킬화 구역의 유출물에서 알킬화 탄화수소 상을 분리하는 단계;
    d) 상기 알킬화 탄화수소 상을 분획화하여 알킬레이트 생성물을 제공하는 단계;
    e) 상기 옥시게네이트 흡착 유닛이 소비될 때, 재생제 스트림을 통해 소비된 옥시게네이트 흡착 유닛을 재생하여 상기 옥시게네이트를 포함하는 산소화된 재생제 스트림을 제공하는 단계; 및
    f) 상기 산소화된 재생제 스트림 중 상기 옥시게네이트를 파라핀과 물로 전환하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    단계 f)는,
    g) 상기 산소화된 재생제 스트림을 350℉ 내지 650℉(섭씨 176.7도 내지 343.3도)의 온도로 가열하는 단계;
    h) 단계 g) 이후, 하이드로-탈산소화 구역의 상류 위치에서 상기 산소화된 재생제 스트림에 수소 기체를 주입하는 단계; 및
    i) 하이드로-탈산소화 조건 하의 상기 하이드로-탈산소화 구역에서 상기 산소화된 재생제 스트림과 상기 수소 기체를 하이드로-탈산소화 촉매와 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 하이드로-탈산소화 조건은 350℉ 내지 650℉(섭씨 176.7도 내지 343.3도)의 온도, 100 psig 내지 400 psig의 압력, 및 2 시간-1 내지 20 시간-1의 LHSV를 포함하고,
    단계 h)는 상기 산소화된 재생제 스트림의 배럴 당 50 내지 500 표준입방피트의 속도로 상기 수소 기체를 주입하는 단계를 포함하는 방법.
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