KR20160068378A - 부타디엔 제조장치 - Google Patents

부타디엔 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160068378A
KR20160068378A KR1020140174040A KR20140174040A KR20160068378A KR 20160068378 A KR20160068378 A KR 20160068378A KR 1020140174040 A KR1020140174040 A KR 1020140174040A KR 20140174040 A KR20140174040 A KR 20140174040A KR 20160068378 A KR20160068378 A KR 20160068378A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
butadiene
tower
cooling water
gas
cooling
Prior art date
Application number
KR1020140174040A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101721737B1 (ko
Inventor
이주혁
고동현
강전한
차경용
남현석
황예슬
한준규
한상진
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140174040A priority Critical patent/KR101721737B1/ko
Publication of KR20160068378A publication Critical patent/KR20160068378A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101721737B1 publication Critical patent/KR101721737B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/11—Purification; Separation; Use of additives by absorption, i.e. purification or separation of gaseous hydrocarbons with the aid of liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/12—Alkadienes
    • C07C11/16—Alkadienes with four carbon atoms
    • C07C11/167—1, 3-Butadiene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 기재는 부타디엔 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응기, 냉각탑, 흡수탑 및 분리탑을 포함하는 부타디엔 제조장치에 있어서, 상기 냉각탑은 상기 반응기에서 생성된 부타디엔 생성가스와, 별도의 냉각수가 각각 투입되어 향류 흐름을 갖고, 사용된 냉각수는 냉각탑 밖으로 배출되어, 오존가스 흐름을 갖는 워터탱크(water tank)를 거친 다음, 냉각탑으로 순환되는 것을 특징으로 하는 부타디엔 제조장치에 관한 것이다.
본 기재에 따르면, 냉각수에 축적되는 고비점 물질(heavies)을 효과적으로 제거하여 냉각수의 사용을 최소화하고, 이에 따라 냉각수의 운전비용 및 폐수 처리비용을 크게 저감시키는 부타디엔 제조장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

부타디엔 제조장치{APPARATUS FOR PRODUCING BUTADIENE}
본 기재는 부타디엔 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수에 축적되는 고비점 물질(heavies)을 효과적으로 제거하여 냉각수의 사용을 최소화하고, 이에 따라 냉각수의 운전비용 및 폐수 처리비용을 크게 저감시키는 부타디엔 제조장치에 관한 것이다.
1,3-부타디엔은 n-부텐 등의 모노 올레핀을 촉매의 존재 하에 산화 탈수소 반응시켜 제조할 수 있다.
그러나, 상기 산화 탈수소 반응에 의해 생성된 1,3-부타디엔을 포함하는 반응 생성가스에는 폐색에 의한 운전 트러블 등을 일으킬 수 있는 고비점 물질이 포함되어 있다.
일반적으로 반응 생성가스를 냉각시키는 냉각탑(Quencher)에서 고비점 물질도 함께 제거하기 위해서 순수한 물을 투입하고 있으나, 상당한 양의 물과 폐수가 문제가 된다.
또한, 투입되는 물의 양과 폐수를 줄이기 위해 별도의 워터탱크를 설치하여 냉각수를 순환시키면 초기에는 고비점 물질 등이 정상적으로 제거가 되지만 일정 시간 이후에는 고비점 물질이 냉각수에 포화되어 제거율이 급격히 떨어진다.
따라서, 고비점 물질의 제거율을 유지하기 위해서는 어쩔 수 없이 지속적인 순수한 물의 투입이 필요하고 동시에 과량의 폐수가 발생할 수 밖에 없는 실정이다.
일본 공개특허공보 제2013-103896호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 냉각수에 축적되는 고비점 물질(heavies)을 효과적으로 제거하여 냉각수의 사용을 최소화하고, 이에 따라 냉각수의 운전비용 및 폐수 처리비용을 크게 저감시키는 부타디엔 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 반응기, 냉각탑, 흡수탑 및 분리탑을 포함하는 부타디엔 제조장치에 있어서, 상기 냉각탑은 상기 반응기에서 생성된 부타디엔 생성가스와, 별도의 냉각수가 각각 투입되어 향류 흐름을 갖고, 사용된 냉각수는 냉각탑 밖으로 배출되어, 오존가스 흐름을 갖는 워터탱크(water tank)를 거친 다음, 냉각탑으로 순환되는 것을 특징으로 하는 부타디엔 제조장치를 제공한다.
본 기재에 따르면 냉각수에 축적되는 고비점 물질(heavies)을 효과적으로 제거하여 냉각수의 사용을 최소화하고, 이에 따라 냉각수의 운전비용 및 폐수 처리비용을 크게 저감시키는 부타디엔 제조장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 부타디엔 제조공정 중 냉각탑에서 냉각수에 의해 부타디엔 생성가스가 냉각되는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2는 도 1에서 냉각수가 워터탱크를 통해 재순환되는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 3은 도 2에서 워터탱크에 유입된 냉각수가 오존 가스와 접촉하는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
이하 본 기재의 부타디엔 제조장치를 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 부텐 등의 산화 탈수소화 반응의 부산물인 고비점 물질이 포화된 냉각수에 오존 가스를 투입하는 경우 냉각수의 고비점 물질 제거율이 계속 유지되어 폐수 발생량이 최소화됨을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 기재의 부타디엔 제조장치는 반응기, 냉각탑, 흡수탑 및 분리탑을 포함하는 부타디엔 제조장치에 있어서, 상기 냉각탑은 상기 반응기에서 생성된 부타디엔 생성가스와, 별도의 냉각수가 각각 투입되어 향류 흐름을 갖고, 사용된 냉각수는 냉각탑 밖으로 배출되어, 오존가스 흐름을 갖는 워터탱크(water tank)를 거친 다음, 냉각탑으로 순환되는 것을 특징으로 한다.
상기 오존가스 흐름은 일례로 순환 냉각수 1 L 당, 오존가스를 2000 내지 200000 ppm 포함하는 1.0 내지 5.0 L/min의 공기 혹은 산소일 수 있고, 이 범위 내에서 고비점 물질의 제거율이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 부타디엔이 약 200 내지 500 g/hr로 생산되는 제조공정에 있어서, 0.01 내지 5 중량%의 부산물이 존재하는 부타디엔 생성가스를 냉각탑으로 통과시킬 때 순환 냉각수의 흐름의 양을 1 내지 15 kg/hr로 조절할 수 있으며, 이때 상기 오존가스의 흐름은 오존을 2000 내지 100000 ppm 포함하는 1.0 내지 5.0 L/min의 공기 혹은 산소의 범위에서 부타디엔의 시간 당 생산량이 증가함에 따라 선형 또는 비선형적으로 오존가스의 양을 증가시킬 수 있다.
상기 워터탱크는 일례로 오존 발생기가 결합되어 워터탱크 내부로 오존이 공급되고, 공급된 오존가스는 냉각탑 밖으로 배출된 냉각수와 접촉한 다음, 별도의 배출배관으로 배출될 수 있다.
상기 오존 발생기는 일례로 산소 또는 산소를 포함하는 유체(예로, 공기)를 통과시키면서 통과되는 산소 중 일부를 오존으로 변환시키고, 그렇게 변환된 오존이 포함되어 있는 산소 또는 유체를 발생시기는 장치일 수 있다. 이 경우 순환 냉각수 1 L 당 오존 가스를 포함하는 산소 또는 유체가 워터탱크로 1.0 내지 5.0 L/min 투입될 때 이러한 흐름에는 오존 발생기의 출력 및 전력량에 따라 오존이 2000 내지 200000 ppm 포함될 수 있다.
또 다른 예로, 부타디엔의 시간 당 생산량이 증가하는 경우 순환 냉각수 1 L 당 오존 가스를 포함하는 산소 또는 유체의 유량을 1.0 내지 5.0 L/min 범위 내에서 증가시키거나, 산소 또는 유체에 포함되는 오존가스의 농도를 2000 내지 200000 ppm 범위 내에서 증가시킬 수 있다.
상기 사용된 냉각수는 일례로 아크롤레인 0.01 내지 2.0 중량%, 4-히드록시-2-부타논 0.001 내지 3.0 중량%, 아크릴산 0.1 내지 5.0 중량% 및 프탈릭 언하이드라이드 0.01 내지 4.0 중량%를 포함할 수 있다.
상기 반응기는 일례로 N-부텐을 포함하는 원료가스를 촉매 하에 산화 탈수소화 반응시켜 부타디엔을 포함하는 부타디엔 생성가스를 제조하는 반응기일 수 있다.
상기 산화 탈수소화 반응에 사용되는 반응기는 이 기술분야에서 사용되는 통상적인 반응기인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 관형 반응기, 조형 반응기, 유동상 반응기 또는 고정상 반응기일 수 있다.
상기 고정상 반응기는 일례로 다관식 반응기 또는 플레이트식 반응기일 수 있다.
상기 N-부텐은 1-부텐, 2-부텐 또는 이들의 혼합이다.
상기 N-부텐을 포함하는 원료가스는 일반적으로 부타디엔의 제조에 사용될 수 있는 N-부텐을 포함하는 원료가스인 경우 특별히 제한되지 않는다.
일례로 상기 N-부텐을 포함하는 원료가스는 고순도의 N-부텐 가스, 나프타 분해로 부생하는 C4 유분에서 부타디엔 및 i-부텐을 분리하여 얻어지는 N-부텐을 주성분으로 하는 유분, N-부탄의 탈수소 또는 산화탈수소 반응에 의해 생성되는 부텐 유분, 에틸렌의 이량화에 의하여 얻어지는 반응 생성물 가스, 또는 중유 유분의 유동접촉분해(Fluid Catalytic Cracking)로부터 얻어지는 탄소원자수 4의 탄화수소류를 포함하는 가스일 수 있다.
상기 N-부텐을 포함하는 원료가스는 일례로 N-부텐이 40 부피% 이상, 바람직하게는 60 부피% 이상, 보다 바람직하게는 75 부피% 이상, 특히 바람직하게는 99 부피% 이상 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 반응속도 및 수율이 우수한 효과가 있다.
상기 촉매는 일례로 몰리브데이트-비스무스계 촉매일 수 있다.
상기 몰리브데이트-비스무스계 촉매는 통상적으로 부텐의 산화 탈수소 반응에 사용될 수 있는 몰리브데이트-비스무스계 촉매인 경우 특별히 제한되지 않는다.
상기 몰리브데이트-비스무스계 촉매는 일례로 몰리브덴, 비스무스 및 코발트를 포함하는 복합산화물 촉매일 수 있다.
상기 산화 탈수소화 반응은 일례로 N-부텐을 포함하는 원료가스와 분자상 산소 함유 가스를 촉매 하에서 반응시켜 부타디엔을 제조하는 반응일 수 있다.
상기 분자상 산소 함유 가스는 일례로 분자상 산소가 10 내지 50 부피%, 바람직하게는 15 내지 30 부피%, 보다 바람직하게는 20 내지 25 부피% 함유된 가스이다.
상기 분자상 산소 함유 가스는 일례로 산화 탈수소화 반응을 크게 저해하지 않는 질소, 아르곤, 네온, 헬륨 등과 같은 불순물을 포함할 수 있다.
상기 흡수탑은 일례로 상기 냉각탑을 거친 부타디엔 생성가스를 흡수용매에 흡수시켜 생성가스 흡수액을 제조하는 것일 수 있다.
상기 흡수용매는 통상적으로 부타디엔 제조공정에서 사용되는 흡수용매인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 디메틸포름아마이드일 수 있다.
상기 분리탑은 일례로 상기 흡수탑에서 제조된 생성가스 흡수액을 스트리핑(stripping)하여 흡수용매와 크루드 부타디엔을 분리하는 것일 수 있다.
상기 스트리핑은 통상적으로 크루드 부타디엔과 용매를 분리할 수 있는 스트리핑 방법인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 증류 분리에 의할 수 있다.
상기 증류 분리는 구체적인 예로 리보일러와 콘덴서에 의해 생성가스 흡수액을 증류하여 탑정으로부터 크루드 부타디엔을 추출하고 탑저로부터 흡수용매인 디메틸포름아마이드를 배출시키는 방법일 수 있다. 이때 배출되는 흡수용매는 일례로 흡수용매로 재사용될 수 있다.
상기 부타디엔 제조장치는 일례로 흡수탑에서 배출된 생성가스 흡수액을 탈기처리(degassing)하는 탈기탑을 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 흡수액에 용존하는 질소나 산소 등을 제거하는 효과가 있다.
이하, 본 기재에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
하기 도 1은 부타디엔 제조공정 중 냉각탑에서 냉각수에 의해 생성가스가 냉각되는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
하기 도 1에서 산화 탈수소화 반응 후 반응기(미도시)로부터 배출된 부타디엔 생성가스는 배관을 통해 냉각탑(Quencher) 하부로 공급되고, 냉각수(Water)는 냉각수 배관을 통해 냉각탑 상부로 공급되어, 부타디엔 생성가스와 냉각수가 향류 접촉한다. 이 향류 접촉 후 부타디엔 생성가스는 탑정의 배관으로 배출되고, 냉각수는 부타디엔 생성가스로부터 열과 고비점 물질 등을 빼앗아 탑저의 배관으로 배출된다.
따라서, 냉각탑 상부로는 순수한 물이 계속 공급되어야 하고, 냉각탑 탑정으로부터는 폐수가 계속 배출될 수 밖에 없음을 확인할 수 있다.
하기 도 1에 도시하지 않았으나, 냉각탑의 탑정으로 배출된 생성가스는 이어 압축기를 거쳐 소정 압력으로 승압된 후 용매 흡수탑(Absorber)에 공급되어, 흡수용매인 디메틸포름아마이드와 향류 접촉한다. 이 향류 접촉으로 인해 생성가스 중의 부타디엔, 미반응의 원료 가스 등이 디메틸포름아마이드에 흡수된다. 여기에서 디메틸포름아마이드에 흡수되지 않은 가스 성분은 용매 흡수탑의 탑정으로 배출되어 연소 폐기되거나(Off gas) 다시 반응기(Reactor)로 보내져 순환 사용될 수 있다. 그리고, 부타디엔과 미반응의 원료 가스가 포함된 생성가스 흡수액은 용매 흡수탑의 탑저로 배출되어, 배관을 통해 탈기탑(Degasser)의 상부로 공급된다. 용매 흡수탑에서 얻어지는 생성가스 흡수액에는 미량의 질소, 산소도 용존되어 있기 때문에, 이 생성가스 흡수액을 탈기탑에 공급하여 가열함으로써, 이들을 가스화하여 제거한다. 이때, 부타디엔이나 원료 가스의 일부가 가스화되는 경우가 있으므로, 부타디엔의 회수율을 높이기 위하여 상기 탈기탑의 탑정으로 배출되는 가스를 상기 압축기의 입구 측으로 순환시킨다.
한편, 탈기 처리된 생성가스 흡수액은 배관을 통해 용매 분리탑(Stripper)으로 공급된다. 상기 용매 분리탑에서는 하부에 리보일러와 상부에 콘덴서를 포함하여 생성가스 흡수액의 증류 분리가 실시되고, 탑정으로부터 크루드 부타디엔이 추출되며, 분리된 디메틸포름아마이드는 탑저로 배출된다. 이때 탑저로 배출된 디메틸포름아마이드는 흡수용매로 순환 사용될 수 있다.
상기 용매 분리탑에서 추출된 크루드 부타디엔은 비교적 순도가 높아 추가 정제과정 없이 그대로 사용할 수도 있으나, 필요에 따라서는 고순도의 부타디엔을 얻기 위해 정제탑을 이용하여 정제할 수 있다.
상기 정제탑은 일례로 하부에 리보일러와 상부에 콘덴서를 포함하여 크루드 부타디엔을 증류 분리할 수 있는 증류탑, 특히 다단 증류탑일 수 있고, 답정으로부터 정제된 부타디엔이 추출되며, 불순물은 탑저로 배출된다.
또한, 하기 도 1에는 도시하지 않았으나, 상기 냉각탑(Quencher)의 탑정으로부터 유출된 생성가스를 상기 압축기에 들여 보내기 전에 냉각기를 거치게 하여 생성가스로부터 응축수를 분리 배출할 수 있다. 또한, 상기 압축기를 거친 후 승압된 생성가스를 상기 용매 흡수탑에 들여 보내기 전에 몰레큘러 시브 등과 같은 건조재가 충전된 탈수탑을 거치게 하여 탈수 처리할 수 있다.
하기 도 2는 도 1의 냉각수가 워터탱크를 통해 재순환되는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
하기 도 2에서 부타디엔 생성가스로부터 열과 고비점 물질 등을 빼앗아 탑저의 배관으로 배출된 냉각수는 워터탱크를 거쳐 냉각탑으로 재순환된다. 필요에 따라 배출된 냉각수는 열교환기(미도시)를 통해 냉각될 수 있다. 이 경우 초기에는 고비점 물질 등이 제거되지만, 일정 시간 이후에는 고비점 물질 등이 냉각수에 포화되어 고비점 물질 등의 제거율이 급격히 떨어짐을 확인할 수 있다.
하기 도 3은 도 2의 워터탱크에 유입된 냉각수가 오존 가스와 접촉되는 프로세스를 개략적으로 도시한 공정도이다.
하기 도 3에서 부타디엔 생성가스로부터 열과 고비점 물질 등을 빼앗아 탑저의 배관으로 배출된 냉각수는 워터탱크로 이송된다. 워터탱크에는 오존 발생기가 연결되어 있어 오존 발생기에서 발생된 오존 가스가 연속적으로 워터탱크로 유입되고, 유입된 오존 가스는 냉각탑에서 배출된 냉각수와 접촉한 다음 워터탱크에 형성된 배출구를 통해 배출된다. 또한, 오존 가스와 접촉한 냉각수는 다시 냉각탑으로 순환된다. 여기에서 오존 가스와 접촉한 순환 냉각수는 고비점 물질 제거율이 초기 상태로 유지되기 때문에 순수한 냉각수의 추가적인 공급이 거의 필요 없고, 폐수의 배출이 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 필요에 따라 순환 냉각수는 냉각탑 투입 전 열교환기(미도시)를 통해 냉각될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
<산화 탈수소화 반응: 생성가스의 제조>
반응물로는 1-부텐과 산소를 사용하였으며, 부가적으로 질소와 스팀이 함께 유입되도록 하였다. 반응기로는 금속 관형 반응기를 사용하였다. 반응물의 비율 및 GHSV(gas hourly space velocity)는 1-부텐을 기준으로 설정하였다. 부텐: 산소: 스팀: 질소의 비율은 1: 0.8~2.0: 3~6: 7~15로 설정하였고, GHSV는 부텐 기준으로 50 내지 200h-1를 실험 조건에 따라 일정하게 조절하였다. 제조된 촉매는 고정층 반응기에 충전하였으며, 반응물이 접촉하는 촉매층의 부피는 200 내지 1500cc로 고정하였다. 스팀은 기화기(vaporizer)로 물의 형태로 주입되어 340℃에서 스팀으로 기화되어 반응물인 1-부텐 및 산소와 함께 혼합되어 반응기에 유입되도록 반응 장치를 설계하였다. 부텐의 양은 액체용 질량유속조절기를 사용하여 제어하였으며, 산소 및 질소는 기체용 질량유속조절기를 사용하여 제어하였고, 스팀의 양은 액체 펌프를 이용해서 주입속도를 제어하였다. 반응온도는 300~450℃를 유지하였으며 반응 후 부타디엔 생성가스는 냉각탑으로 이송하였다.
<고비점 성분 포화 순환 냉각수의 제조>
상기 부타디엔 생성가스는 직경 40 내지 60 mm, 높이 3000 내지 5000 mm 크기의 냉각탑 하부로 투입되어 냉각수와의 향류 흐름에 의해 냉각되어 탑정의 배출구를 통해 배출되어 용매 흡수탑으로 이송시켰다.
상기 냉각탑의 탑저에는 냉각수 배출배관이 연결되어 있고, 이 냉각수 배출배관은 오존 발생기가 구비된 100 L 워터탱크와 연결되어 있으며, 이 워터탱크 일면에는 냉각탑의 상부와 연결되어 냉각수가 재순환 되도록 하는 냉각수 배관이 결합되어 있다.
이때 냉각탑을 순환하는 냉각수는 총 1.0 L로 24시간 이상 순환되어 고비점 물질이 포화된 상태가 되도록 만들었다. 이러한 상태에서 오존 발생기(오존택, LAB-1)를 출력 100%, 전력소모 105W로 작동시켜 오존 가스가 50000 내지 65000 ppm 포함된 3.0 L/min의 유량으로 워터탱크에 오존 가스를 공급하여 포화된 순환 냉각수와 접촉시켰다. 이때 접촉이 끝난 오존 가스는 워터탱크의 일면에 형성된 오존 가스 배출구를 통해 배출시켰다. 상기 워터탱크에 오존 가스를 연속적으로 공급하면서 시간 당 순환 냉각수에 포함된 고비점 물질 등의 조성 및 함량을 가스 크로마토그래피를 이용하여 측정하였고, 이렇게 측정된 고비점 물질 등의 조성 및 함량은 하기 표 1에 기재하였다.
compound 함량 (mg/g) 제거율(%)
6hr
0h 0.5h 1h 2h 3h 4h 5h 6h
acetaldehyde 0.222 0.212 0.201 0.179 0.152 - 0.116 0.095 57.21%
Acrolein 0.029 0.022 0.017 0.014 0.012 0.012 0.012 0.012 58.62%
Butenone 0.078 0.051 0.046 0.049 0.051 0.05 0.05 0.05 35.90%
4-Hydroxy-2-butanone 1.656 1.198 0.901 0.343 0.009 0.005 0.023 0.024 98.55%
Acrylic acid 0.855 0.575 0.598 0.533 0.493 0.053 0.385 0.371 56.61%
Benzaldehyde 0.121 0.104 0.095 0.079 0.071 0.056 0.045 0.035 71.07%
Phthalic anhydride 0.817 0.721 0.784 0.64 0.432 0.108 0.222 0.093 88.62%
Unknown Residue 3.183 2.981 2.901 2.894 2.781 2.131 2.502 2.222 30.19%
Total 6.961 5.864 5.543 4.731 4.001 2.415 3.355 2.902 58.31%
시간당 제거율(%) 9.7%
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 부타디엔 제조장치에 따라 부타디엔을 제조하는 경우 냉각탑에서 고비점 물질 등이 총 제거율 약 58 3%, 시간당 제거율 약 9.7%/hr로 효과적으로 제거되어, 냉각수의 사용이 최소화되고, 이에 따라 냉각수의 운전비용 및 폐수 처리비용이 크게 저감될 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 반응기, 냉각탑, 흡수탑 및 분리탑을 포함하는 부타디엔 제조장치에 있어서,
    상기 냉각탑은 상기 반응기에서 생성된 부타디엔 생성가스와, 별도의 냉각수가 각각 투입되어 향류 흐름을 갖고, 사용된 냉각수는 냉각탑 밖으로 배출되어, 오존가스 흐름을 갖는 워터탱크(water tank)를 거친 다음, 냉각탑으로 순환되는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오존가스 흐름은 순환되는 냉각수 1 L 당 오존가스를 2000 내지 200000 ppm 포함하는 1.0 내지 5.0 L/min 공기 또는 산소의 흐름인 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 워터탱크는 오존 발생기가 결합되어 워터탱크 내부로 오존이 공급되고, 공급된 오존가스는 냉각탑 밖으로 배출된 냉각수와 접촉한 다음, 별도의 배출배관으로 배출되는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사용된 냉각수는 아크롤레인 0.1 내지 2.0 중량%, 4-히드록시-2-부타논 0.1 내지 3.0 중량%, 아크릴산 0.5 내지 5.0 중량% 및 프탈릭 언하이드라이드 0.2 내지 4.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반응기는 N-부텐을 포함하는 원료가스를 촉매 하에 산화 탈수소화 반응시켜 부타디엔을 포함하는 부타디엔 생성가스를 제조하는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 흡수탑은 상기 냉각탑을 거친 부타디엔 생성가스를 흡수용매에 흡수시켜 생성가스 흡수액을 제조하는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 분리탑은 상기 흡수탑에서 제조된 생성가스 흡수액을 스트리핑(stripping)하여 흡수용매와 크루드 부타디엔을 분리하는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부타디엔 제조장치는 탈기탑은 흡수탑에서 배출된 생성가스 흡수액을 탈기처리(degassing)하는 탈기탑을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    부타디엔 제조장치.
KR1020140174040A 2014-12-05 2014-12-05 부타디엔 제조장치 KR101721737B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140174040A KR101721737B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 부타디엔 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140174040A KR101721737B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 부타디엔 제조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160068378A true KR20160068378A (ko) 2016-06-15
KR101721737B1 KR101721737B1 (ko) 2017-03-30

Family

ID=56135088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140174040A KR101721737B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 부타디엔 제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101721737B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013103896A (ja) 2011-11-11 2013-05-30 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法
JP2013119530A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013103896A (ja) 2011-11-11 2013-05-30 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法
JP2013119530A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Steven A. Parker, Ozone treatment for cooling towers, Pacific Northwest National Laboratory, 1995 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101721737B1 (ko) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5994726B2 (ja) 共役ジエンの製造方法
EP3050866B1 (en) Method for preparing butadiene through oxidative dehydrogenation
US20060264686A1 (en) Process for the oligomerization of butenes
KR20170004313A (ko) 증류 장치
JP4222815B2 (ja) アクリル酸を回収するための抽出方法
WO2014148323A1 (ja) １，３－ブタジエンの製造方法
KR101757372B1 (ko) 고순도 아크릴산의 제조방법
KR102061237B1 (ko) 공액디엔 제조장치 및 제조방법
EA010358B1 (ru) Способ и аппарат для превращения кислородсодержащего вещества в олефины
US10550052B2 (en) Method for separating and purifying isobutylene and method for producing isobutylene
KR101721737B1 (ko) 부타디엔 제조장치
KR101809319B1 (ko) 공액디엔의 제조 방법
KR101536035B1 (ko) 아크릴산의 정제방법
KR102061238B1 (ko) 공액디엔 제조장치 및 제조방법
KR102008794B1 (ko) 공액디엔의 제조방법
RU2368593C1 (ru) Способ выделения изобутилена
TW202218993A (zh) 醚化中的氧脫除、醚類分解及異辛烯生產技術
JPS59164730A (ja) 改良された１，３−ブタジエンの製造方法
KR101952365B1 (ko) 부타디엔의 제조방법
JP2015189676A (ja) 共役ジエンの製造方法
KR101917910B1 (ko) 공액디엔의 제조 방법
CN105712819B (zh) 由2,3-丁二醇脱水产物回收1,3-丁二烯和甲基乙基酮的方法
KR102070309B1 (ko) 공액디엔 제조장치 및 제조방법
US3337618A (en) Preparation and recovery of acetic acid
EP4365160A1 (en) Method for preparing acrylic acid

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 4