KR20170069242A - 흡착기 재생을 위한 열 교환 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 스트림(S1)을 미리 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에 의해 가열하는 것인, 스트림(S1)과의 접촉에 의한 흡착기(A)의 재생 방법에 관한 것이다. 흡착기(A)의 유출물로서 스트림(S2)을 얻고, 이를 스트림(S1)이 횡단하는 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)으로 통과시키며, 여기서 각각의 열 교환 유닛 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 직접적으로 열이 전달된다.

Description

흡착기 재생을 위한 열 교환 방법 {HEAT EXCHANGE PROCESS FOR ADSORBER REGENERATION}
본 발명은, 스트림(S1)을 미리 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에 의해 가열하는 것인, 스트림(S1)과의 접촉에 의한 흡착기(A)의 재생 방법에 관한 것이다. 흡착기(A)의 유출물로서 스트림(S2)을 얻고, 이를 스트림(S1)이 횡단하는 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)으로 통과시키며, 여기서 각각의 열 교환 유닛 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 직접적으로 열이 전달된다.
기술적 유기 조성물은 종종, 촉매화된 반응에서의 출발 물질로서의 사용 전에 헤테로원자, 특히 황 및/또는 산소와 같은 헤테로원자를 함유하는 화합물로부터 정제되어야 한다. 이들 불순물은 촉매의 활성을 억제하거나 감소시킬 수 있다. 정제는 흡착기를 사용하여 수행될 수 있다.
WO 2010/057905 A1에는, 적어도 하나의 C2 내지 C8 올레핀을 니켈 함유 불균질 촉매와 접촉시키는 것에 의한 올레핀의 올리고머화 방법이 개시되어 있다. 바람직하게는 올레핀을 흡착 물질 상으로 통과시킨 후 촉매와 접촉시켜 촉매 피독(poisoning)을 막는다. 그러나, WO 2010/057905 A1에는, 열 회수 방법은 개시되어 있지 않다.
DE 10 2008 007 081 A1에는, C4-탄화수소의 기술적 혼합물-I로부터의 n-부텐-올리고머 및 1-부텐의 제조 방법이 개시되어 있다. WO 2010/057905 A1과 유사하게, 상기 문헌에는 촉매화된 올리고머화 방법에 사용되도록 의도된 탄화수소 혼합물로부터 헤테로원자를 함유하는 특정 화합물의 제거 필요성이 언급되어 있다. 상기 문헌에는, 열 회수 방법은 개시되어 있지 않다.
WO 2005/056503에는, 저급 알켄의 선택적 올리고머화 및 고급 옥탄 생성물의 생성을 위한 복합 촉매가 개시되어 있다. 저급 알켄 및 알켄 혼합물의 올리고머화가 상세히 보고되어 있지만, 열 회수 방법은 언급되어 있지 않다.
WO 01/83407에는, 지배적인 양의 특정 올리고머를 함유하는 올리고머 생성물을 선택적으로 얻기 위한 조건 하에 MFS 구조 유형의 제올라이트를 함유하는 촉매를 사용하는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알켄의 올리고머화 방법이 기재되어 있다. 상기에 논의된 선행 기술의 문헌과 같이, 열 회수 방법은 개시내용의 부분이 아니다.
흡착된 헤테로원자 함유 화합물을 제거하기 위해, 주기적으로 흡착기의 재생이 요구된다. 이는, 예를 들어, 흡착기를 승온에서 불활성 기체 또는 탄화수소로 퍼징함으로써 달성될 수 있다. 재생 매질의 온도를 필요한 수준으로 상승시키기 위해, 에너지가 소비된다. 따라서, 흡착기로부터 나오는 재생 매질로부터의 효율적인 열 회수를 가능하게 하는 방법이 유리하다. 적합한 재생 매질은 올레핀 및 헤테로원자 함유 화합물을 본질적으로 함유하지 않아야 하고, 특히 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물을 함유하지 않아야 한다. 잔류 올레핀은 재생 방법 동안 적용 온도에서 흡착제 상의 해로운 코크스 및 중합체 침전물을 형성하는 경향이 있다.
흡착기 내에서 정제된 올레핀을 포함하는 기술적 유기 조성물은 종종 상당량의 포화 탄화수소를 포함한다. 이들 정제된 포화 탄화수소는 하류 방법 단계에서 올레핀으로부터 분리될 수 있고, 흡착기의 재생에 적용가능할 것이다. 그러나, 생성물 스트림의 증류 후에도, 포화 탄화수소 분획은 통상적으로 여전히 상당량의 잔류 올레핀을 함유한다. 상당량의 올레핀을 함유하는 스트림은 흡착기 표면 상의 침전물 및/또는 코크스의 형성 증가로 인해 흡착기 재생에 성공적으로 사용될 수 없다.
US 4,935,399 및 US 4,935,400 둘 다에는, 액체 탄화수소 스트림으로부터 황 화합물의 제거를 위한 분자체를 함유하는 흡착기의 재생 동안 탄화수소 손실을 감소시키는 유사한 방법이 기재되어 있다. US 4,935,399에 따른 방법은 흡착기 층 내에 위치한 장치에 의해 직접적으로 흡착기 층을 가열하는 것을 포함하며, US 4,935,400에서는 흡착기 층을 단지 기체상 탄화수소로의 퍼징에 의해 가열한다. 두 문헌 모두 분자체를 함유하는 흡착기 층의 재생을 위한 탄화수소 스트림의 사용을 설명하고 있지만, 이들 둘 다 공정 스트림으로부터의 열 회수는 언급하고 있지 않다.
US 5,177,298에는, 탄화수소 재생제 스트림을 사용한 산소첨가제(oxygenate)-함유 흡착제의 재생 방법이 개시되어 있다. 사용되는 스트림은 황 또는 산소를 함유하는 화합물을 제거하기 위해 추가의 흡착기에 의한 가외의 전처리를 필요로 한다. 또한, US 5,177,298에도, 하나 초과의 열 회수 장치를 수단으로 하는 방법이나 고온 및 저온에서 효율적인 열 회수를 가능하게 하는 융통성 있는 방법은 개시되어 있지 않다.
US 6,673,239 B2에는, 탄화수소로부터 물 및 헤테로원자 함유 화합물을 제거하기 위한 시스템 및 방법 및 그에 사용되는 흡착제의 재생을 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 재생은 이소파라핀을 물-흡착제 상으로 통과시키고, 이어서 이소파라핀을 헤테로원자-함유 화합물 흡착제 상으로 통과시키는 것을 포함한다. 그러나, 상기 개시내용에서 열 회수 방법은 언급되어 있지 않다.
US 2012/0024324 A1에는, 개회로 사이클에서의 제트 압축기를 사용한 정제 층의 재생 방법이 개시되어 있다. 불활성 기체를 포함하는 유체 조성물 및 재생 조성물이 재생 매질로서 사용된다. 가능한 2차 성분으로서의 수소를 제외하고, 유체 조성물의 추가의 구성성분은 정의되어 있지 않다. 또한, 상기 문헌에는, 동일한 스트림으로부터의 열 회수를 위한 하나 초과의 열 회수 장치를 사용한 열 회수 방법은 개시되어 있지 않다.
본 발명의 기초가 되는 문제는 흡착기의 재생을 위한 새로운 방법의 개발에 있다.
상기 목적은, 하기 단계 a) 내지 d):
a) 스트림(S1)을 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에서 가열하는 단계,
b) 흡착기(A)를 스트림(S1)과의 접촉에 의해 재생시시키고, 흡착기(A)의 유출물로서 스트림(S2)을 얻는 단계,
c) 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU2)으로 통과시키는 단계이며, 여기서 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달되는 것인 단계,
d) 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU1)으로 통과시키는 단계이며, 여기서 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달되는 것인 단계
를 포함하며, 여기서
i) 단계 c) 및 d)는 스트림(S2)을 두 부분으로 분할함으로써 병행 진행될 수 있고/거나,
ii) 단계 c) 후에 단계 d)가 이어지고, 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급시의 그의 온도보다 더 높거나 그와 동일하고/거나,
iii) 일시적으로 단계 c) 및 d) 중 단지 하나가 수행되는 것인,
흡착기(A)의 재생 방법에 의해 달성된다.
적어도 2개의 열 교환 유닛을 사용하는 본 발명에 따른 방법은, 흡착기의 재생 방법에서 공정 스트림(S2)으로부터 또 다른 스트림(S1)으로의 전달을 위한 효율적인 열 회수를, 또한 그 결과로 동시에 공정 스트림(S2)의 냉각을 가능하게 한다.
종래의 열원에 의한, 또한 특정 온도 범위에서 스트림(S2)으로부터의 열 회수에 사용되는 열 교환 유닛에 의한 열의 도입에 관한 상호 제약 없이 다양한 스트림(S2) 온도에서 스트림(S1)에 대한 다양한 표적 온도가 얻어질 수 있다. 재생 매질에 대해 요구되는 표적 온도가 일시적이기 때문에, 이러한 효과는 흡착기 재생에서 특히 중요하다.
대안적인, 본 발명에 따르지 않는, 스트림(S2)으로부터의 열을 회수하기 위한 단지 하나의 열 교환 유닛을 사용하는 보다 명백한 해결책은, 다양한 스트림(S1) 및 (S2) 온도에서 보다 덜 효율적인 열 회수 특성 및 보다 낮은 융통성을 나타낸다.
예를 들어, 스트림(S1)이 먼저 열 교환 유닛을, 그 후 스팀 가열기를 통과하는 경우, 회수된 열이 스팀의 온도 초과로 스트림(S1)의 온도를 상승시키면 스팀-가열기는 쓸모 없게 된다. 스트림(S1)의 표적 온도에 도달하기 위해 요구되는 열은 대신에 전기 가열기에 의해 제공되어야 할 것이고, 이는 추가적인 전기 에너지 소비를 초래한다. 그 결과, 이 방법은, 본 발명과 달리, 고온 범위에서 효율적이지 않을 것이다.
이전 예에 따라 열 통합 유닛 및 스팀-가열기를 통과시키거나 그 반대일 수 있는 방법이 적용되는 경우, 열 회수는 더 이상 보다 고온 범위에서 제한되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 이는 스팀-가열기로부터 나오는 스트림(S1)의 온도에 의해 제한되거나, 또는 다시 말해서, 이는 보다 저온 범위에서 제한된다. 또한, 열 통합 유닛에서의 스트림(S1) 및 (S2)의 유동은 단순 파이프 경로의 경우 병류이고, 따라서 열 교환을 제한한다.
본 발명에 비해 이들 대안적 해결책은, 종래의, 또한 열 회수에 기초한 증발 및 가열 장치의 주의깊은 선택, 뿐만 아니라 실제 스트림 경로 배치가 다양한 온도에서의 효율적인 열 회수 및 스트림의 냉각에 있어서 결정적임을 나타낸다.
스트림(S2)으로부터의 열 회수에 적어도 2개의 열 교환 유닛이 적용되는 경우, 하나의 열 교환 유닛은 보다 저온에서, 또한 또 다른 열 교환 유닛은 고온에서의 스트림(S2)으로부터의 열 회수에 사용될 수 있기 때문에, 본 발명에서의 열 회수는 스트림(S1) 또는 (S2)의 저온 또는 고온에서 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 하나의 열 교환 유닛은 스트림(S1)의 증발을 위한 스트림(S2)으로부터의 열 회수에 적용되며, 또 다른 열 교환 유닛은 스트림(S1)의 과열을 위해 스트림(S2)으로부터의 열을 전달한다. 그 결과, 스트림(S2)의 온도가 스트림(S1)을 과열시키기에는 지나치게 낮을 때, 스트림(S2)에서의 잔류 열이 손실되지 않고, 스트림(S1)의 증발을 위해 여전히 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 스트림(S1)은 알칸 및 올레핀을 포함하는 스트림(S0)의 수소화에 의해 얻어지고, 이어서 이것이 흡착제 상의 해로운 코크스 및 중합체의 침전물의 유의한 형성 없이 흡착기 재생에 적용될 수 있다. 이는 특히, 다음 단락에서 설명되는 바와 같은, 본 발명의 또 다른 실시양태와 조합시, 매우 중요성을 갖는다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 스트림(S1)은 보다 조기의 방법 단계로부터 유래된다. 따라서, 본 발명은, 흡착기에 의해 동일한 흡착기 상에서 보다 조기에 정제된 성분들 (그러나 이들은, 예를 들어 부텐의 이량체화에 의한 옥텐의 제조 방법 내에서, 사실상 부산물임)의 흡착기에 대한 재생 매질로서의 사용을 가능하게 한다. 이러한 부산물은 통상적으로 폐기물로서 배출되지만, 본 발명의 방법 내에서는 이들이 재생 스트림 내로 성공적으로 사용/전환될 수 있다.
선행 기술의 다른 방법에 비해, 본 발명의 방법이 흡착기의 재생에 적용되는 경우, 황 및/또는 산소 및/또는 다른 헤테로원자를 함유하는 화합물을 제거하기 위한 추가의 정제 단계가 요구되지 않는데, 이는 이들 탄화수소 혼합물이 예를 들어 흡착기에 의한 올레핀을 포함하는 기술적 유기 조성물의 정제 동안 부 생성물로서 얻어지기 때문이다. 따라서, 불활성 기체와 같은 대안적 재생 매질을 구입하지 않게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 이점은, 본 발명의 하나의 실시양태가, 동일한 플랜트에서의 적어도 하나의 흡착기의 작업 모드로의 작업과 병행하여 적어도 하나의 다른 흡착기의 재생 모드로의 작업을 가능하게 한다는 사실에서 나타날 수 있다.
재생 매질을 흡착된 헤테로원자 함유 화합물로 가능한 한 많이 풍부하게 하고, 그 결과 재생 매질의 소비의 양을 가능한 한 적게 하기 위해, 재생 매질의 유동을 흡착기의 작업 모드에서 임의의 유기 조성물의 유동과 반대로 향하게 할 수 있다.
흡착기의 냉각을 위해, 흡착기 내의 온도 구배를 충분히 이용하여 작업 모드 동안 임의의 유기 조성물의 유동 방향에 따라 재생 매질을 흡착기로 통과시켜, 재생 매질의 소비를 추가로 감소시킬 수 있다.
요약하면, 본 발명에서 실행되는 유리한 수단의 조합으로 인한 에너지 소비, 폐기물 및 재순환 감소에 의해 작업 비용 및 환경적 부담이 감소된다. 또한, 본 발명은 흡착기의 효율적인 재생 방법을 제공한다.
본 발명을 하기와 같이 보다 상세히 구체화한다.
본 발명은 하기 단계 a) 내지 d)를 포함하는 흡착기(A)의 재생 방법에 관한 것이다:
본 발명의 맥락 내에서, 용어 "흡착기"는 흡착제 뿐만 아니라 흡착제가 내장되어 있는 장치를 포함한다. 용어 "흡착제" 대신에, "흡착기 물질"이라는 표현이 사용될 수 있다. 용어 흡착기는, 특정 언급에서 실제로 흡착제만을 지칭하고 흡착제가 내장되어 있는 장치는 지칭하지 않는 경우에도, 흡착제에 대해 동등하게 사용될 수 있다.
흡수기(A)는 유기 조성물로부터의 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 흡착을 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 흡착기(A)는 에테르, 알콜, 티올, 티오에테르, 술폭시드, 케톤, 알데히드 또는 이들의 혼합물의 흡착을 위해 사용될 수 있다.
유기 조성물로부터 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 흡착을 수행하기에 적절한 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 흡착제가 적용될 수 있다.
바람직한 흡착제는, 예를 들어, 4 내지 15 Å의 기공 직경을 갖는 분자체이다. 또한, 적용가능한 분자체는 결정성, 천연 알루미나 실리케이트, 예컨대 층 격자 실리케이트 또는 합성 분자체이다. 또한, 바이엘 아게(Bayer AG), 다우(Dow), 유니온 카바이드(Union Carbide), 라포르테(Laporte) 또는 모빌(Mobil)에 의해 시판되는 상업적으로 입수가능한 분자체가 사용될 수 있다. 이들 분자체는, 예를 들어, A-, X- 및 Y-유형의 제올라이트일 수 있다. 또한, 합성 분자체는 규소 및 알루미늄을 주성분으로서 포함하고, 이로써 부성분으로서의 다른 원자, 예컨대 란타나이드, 예컨대 갈륨, 인듐 및 란타넘 또는 다른 원소, 예컨대 니켈, 코발트, 구리, 아연 또는 은이 유용할 수 있다. 이들은 예를 들어 교환가능한 양이온과의 이온-교환에 의해 제올라이트 내로 도입될 수 있다.
마찬가지로, 합성 제올라이트가 사용될 수 있고, 여기서는 붕소 또는 인과 같은 다른 원자가 공-침전에 의해 층 내에 혼입된다.
또한 적합한 흡착제는 인산알루미늄, 이산화규소, 규조토, 이산화티타늄, 이산화지르코늄, 중합체 흡착제 및 이들의 혼합물이다.
가장 바람직한 흡착제는 예를 들어 바스프(BASF)로부터 셀렉스소르브(Selexsorb) CDL로서 상업적으로 입수가능한 산화알루미늄이다.
바람직하게는 흡착기(A)는 산화알루미늄을 기재로 하고/거나 흡착기(A)는 유기 조성물로부터의 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 흡착을 위해 사용될 수 있고, 바람직하게는 흡착기(A)는 에테르, 알콜, 티올, 티오에테르, 술폭시드, 케톤, 알데히드 또는 이들의 혼합물의 흡착을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 재생은, 흡착기(A)로부터의, 특히 흡착기(A) 내의 흡착제로부터의 흡착된 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 탈착 및 제거를 의미한다. 본 발명의 흡착기(A)의 재생 방법은 또한, 예를 들어, 재생 매질, 재생을 위한 흡착기(A) 자체의 준비를 위해, 또는 완료된 재생 후에 흡착기(A)가 유기 조성물로부터의 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 흡착을 위해 다시 작업될 수 있기 위해 필수적인 추가의 수단/단계를 포함할 수 있다.
그 결과, 본 발명 내에서, 흡착기는, 적어도 작업 모드 또는 재생 모드의 작업 모드로 작업될 수 있다.
본 발명 내에서, 흡착기는, 바람직하게는 이전에 흡착기를 통과하여 진행되지 않은, 적어도 하나의 알칸 및/또는 적어도 하나의 올레핀 및 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물을 포함하는 유기 조성물을 포함하는 스트림이 흡착기 내로 공급되고, 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물이 이 스트림으로부터 완전히 또는 적어도 부분적으로 흡착제 상에 흡착될 때, 작업 모드에 있는 것이다.
바람직하게는 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 80%, 가장 바람직하게는 적어도 97%가 상기 단락에 따라 유기 조성물을 포함하는 스트림으로부터 흡착된다.
본 발명 내에서, 흡착기는, 흡착제로부터 흡착된 산소 및/또는 황을 함유하는 화합물의 제거를 위한 수단 또는 그의 제거와 관련된 수단이 수행되거나 또는 임의로 작업 모드의 정의가 적용되지 않을 때, 재생 모드에 있는 것이다.
본 발명에 따른 흡착기의 재생 방법 내에서 단계 a), b), c) 및 d)는 하기와 같이 정의된다:
단계 a)에서는, 스트림(S1)을 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에서 가열한다.
스트림(S1)은
i) 적어도 99 wt-%의 적어도 하나의 알칸, 바람직하게는 적어도 99.5 wt-%의 적어도 하나의 알칸, 가장 바람직하게는 적어도 99.9 wt-%의 적어도 하나의 알칸을 포함할 수 있고, 바람직하게는 알칸은 부탄이고/거나,
ii) 1000 wt-ppm 이하의 올레핀, 바람직하게는 500 wt-ppm 이하의 올레핀, 가장 바람직하게는 100 wt-ppm 이하의 올레핀을 포함할 수 있고, 바람직하게는 올레핀은 부탄이다.
바람직하게는 알칸은 그의 최장 사슬 내에 1 내지 14개, 보다 바람직하게는 3 내지 10개, 가장 바람직하게는 4 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다.
적어도 하나의 알칸은, 예를 들어, 선형, 분지형 및/또는 시클릭이고, 이는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난 및 데칸의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 적어도 하나의 알칸은 부탄이다.
본 발명의 맥락에서, 달리 언급되지 않는 한, 특정 알칸의 상이한 이성질체는 구분되지 않는다. 예를 들어, 용어 부탄은 n-부탄 및/또는 이소부탄을 지칭할 수 있다.
스트림(S1), 스트림(S2) 및 스트림(S0) (하기에 정의되는 (S2) 및 (S0)) 중의 올레핀은 적어도 하나의 선형, 분지형, 시클릭 모노올레핀 및/또는 하나 초과의 올레핀 이중 결합을 함유하는 적어도 하나의 선형, 분지형, 시클릭 올레핀을 포함할 수 있다. 바람직하게는 올레핀은 그의 최장 탄소 사슬 내에 2 내지 14개, 보다 바람직하게는 3 내지 10개, 가장 바람직하게는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다.
올레핀의 하나 초과의 입체이성질체, 예를 들어 상응하는 시스- 및 트랜스-이성질체가 존재하는 경우, 이들 이성질체는, 본 발명의 맥락에서, 동등한 것으로 간주된다. 또한, 모노올레핀의 구성성분 이성질체도 구분되지 않는다. 예를 들어, 용어 부텐은 구성성분 이성질체 1-부텐 및/또는 2-부텐 뿐만 아니라 2-부텐의 상응하는 시스- 및/또는 트랜스-입체이성질체를 포함할 수 있다.
모노올레핀은, 예를 들어, 에텐, 프로펜, 부텐, 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 노넨 및 데센의 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 올레핀은 부텐이다.
하나 초과의 올레핀 이중 결합을 함유하는 적어도 하나의 올레핀이 존재하는 경우, 이 올레핀은 바람직하게는 디엔, 보다 바람직하게는 부타디엔이다.
열 교환 유닛 자체는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 방법에서 사용되는 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2) 및/또는 임의의 추가의 열 교환 유닛 중 적어도 하나는 바람직하게는 열 회수에 기초한 증발기 또는 열 회수에 기초한 과열기일 수 있다.
본 발명 내에서, 증발기는 액체 스트림으로의 열 전달에 의해 스트림을 액체상으로부터 기체상으로 전환시키는 장치이다.
스트림(S2) (하기에 정의됨)으로부터 스트림(S1)으로의 열 전달이 가능한, 열 회수에 기초한, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 증발기가 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)으로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)으로서 사용되는 증발기는 쉘-앤-튜브(shell-and-tube)형 및/또는 케틀(Kettle)형의 증발기이다.
본 발명의 맥락에서, 과열은, 바람직하게는 기체상 스트림(S2)으로부터의 열 전달에 의해, 이미 기체상인 스트림(S1)의 온도를 추가로 증가시키는 것을 의미한다.
스트림(S2) (하기에 정의됨)으로부터 스트림(S1)으로의 열 전달이 가능한, 열 회수에 기초한, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 과열기가 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)으로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)으로서 사용되는 과열기는 관다발 열 교환기이다.
방법의 주어진 시간에서 실제로 요구되는 온도에 따라, 하기에 정의되는 추가의 증발기/과열기를 포함한, 각각의 증발기 및/또는 과열기에 의한 액체 또는 기체상 스트림(S1)으로의 열 전달이 감소되고/거나 완전히 중단될 수 있고/거나, 하나의 또는 임의 수의 증발기 및/또는 하나의 또는 임의 수의 과열기를 스트림(S1)이 우회할 수 있다.
바람직하게는 기체상 스트림(S1)이 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)을 통과하고, 기체상 스트림(S1)에 대해 보다 저온이 요구되는 경우 열 전달이 감소되거나 중단된다.
액체 스트림(S1)이 요구되는 경우, 바람직하게는 열 교환 유닛(HEU1) 및/또는 (HEU2)을 우회한다.
열 교환 유닛(HEU1) 또는 (HEU2)으로서 사용될 수 있는 열 회수에 기초한 증발기 및/또는 과열기 이외에, 스트림(S2) 이외의 다른 매질 또는 다른 열원으로부터 스트림(S1)으로 열을 전달하는 추가의 증발기 및/또는 과열기가 사용될 수 있다.
이러한 매질은, 예를 들어, 스팀 (기체상 물) 또는 다른 기체상 매질, 탄화수소, 오일 또는 염일 수 있다.
동일한 유형의 열 전달 매질이 모든 추가의 증발기 및/또는 과열기에 적용될 수 있거나 또는 증발기 및/또는 과열기의 각각의 개별 장치 또는 그룹에 대해 상이한 유형의 열 전달 매질이 사용될 수 있다.
또 다른 열원은 전기 에너지일 수 있다. 그 결과, 이들 추가의 증발기 및/또는 과열기는 전기 증발기 및/또는 전기 과열기일 수 있다.
증발 및 과열은 상이한 장치에서 수행될 수 있고/거나 두 기능을 만족시킬 수 있는 적어도 하나의 장치에서 조합 (예를 들어 케틀형 증발기의 상단에 적층된 쉘-앤-튜브 열 교환기)될 수 있다.
스트림(S1)은 사용되는 증발기 및/또는 과열기를 직렬로 및/또는 병렬로 유동 통과할 수 있다.
하나의 추가의 실시양태에서 본 발명에 따른 방법은, 하기 옵션 i) 내지 v):
i) 적어도 하나의 증발기는 케틀-증발기 또는 쉘-앤-튜브 증발기임, 및/또는
ii) 적어도 하나의 과열기는 관다발 열 교환기임, 및/또는
iii) 스트림(S1)은 단계 a)에서, 바람직하게는 스팀에 의해 작업되는, 적어도 하나의 과열기(SH1)를 통과한 후, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과함, 및/또는
iv) 스트림(S1)은 단계 a)에서, 바람직하게는 스팀에 의해 작업되는, 적어도 하나의 증발기를 통과한 후, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과함, 및/또는
v) 스트림(S1)은 단계 a)에서, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과한 후, 적어도 하나의 추가의 과열기, 바람직하게는 전기 과열기를 통과함
중 적어도 하나, 바람직하게는 모두를 포함한다.
단계 a)는 구성요소 단계 a1) 내지 a6):
a1) 액체 스트림(S1)을 플래쉬 용기(FV) 내로 공급하여 기체상 스트림(S1) 및 액체 스트림(S1)을 얻는 단계;
a2) 임의로 구성요소 단계 a1), a3), a4), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을 과열기(SH1), 바람직하게는 스팀 기반의 과열기에서 과열시키는 단계;
a3) 임의로 구성요소 단계 a1), a2), a4), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을, 스트림(S2)으로부터 열이 회수되는 과열기인 열 교환 유닛(HEU2)에서 과열시키는 단계;
a4) 임의로 구성요소 단계 a1), a2), a3), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을 추가의 과열기(H), 바람직하게는 전기 가열기에서 과열시키는 단계;
a5) 임의로 구성요소 단계 a1)에서 얻어진 액체 스트림(S1)을, 스트림(S2)으로부터 열이 회수되는 증발기인 열 교환 유닛(HEU1)에서, 단계 a2), a3) 및/또는 a4) 중 임의의 단계에서 사용되는 기체상 스트림(S1)으로 전환시키는 단계;
a6) 임의로 단계 a5)로부터 남아있는 액체 스트림(S1)을 증발기(E), 바람직하게는 스팀 기반의 증발기에서 기체상 스트림(S1)으로 전환시키고, 얻어진 기체상 스트림(S1)을 단계 a2), a3) 및/또는 a4) 중 임의의 단계에서 사용하는 것인 단계
중 적어도 하나를 포함할 수 있고,
바람직하게는 단계 a)는 모든 구성요소 단계 a1) 내지 a6)을 포함하고/거나,
바람직하게는 모든 임의적 관계가 비-임의적이고/거나,
바람직하게는 단계 a2), a3) 및 a4)를 a2), 그 후 a3), 그 후 a4)의 순서로 수행한다.
구성요소 단계 a1)에서는, 5 내지 80 bar, 바람직하게는 10 내지 50 bar, 가장 바람직하게는 20 내지 30 bar의 압력 하에, 예를 들어 단계 e)로부터 유래되는 액체 스트림(S1)을 플래쉬 용기 내로 공급하고, 여기서 액체 스트림(S1)의 압력을 4 내지 16 bar, 바람직하게는 7 내지 13 bar, 가장 바람직하게는 8 내지 11 bar로 감소시킨다.
예를 들어 단계 e)에서 얻어진 액체(S1)의 압력에 비해, 플래쉬 용기 내에서의 액체 스트림(S1)의 압력 감소는, 액체 스트림(S1)의 적어도 일부를 기체상으로 전환시킬 수 있다. 보다 감소된 압력에서 남아있는 액체 스트림(S1)은 단계 a5) 및/또는 a6)에 따라 기체상으로 전환될 수 있다.
단계 a)에서 얻어진 액체 스트림(S1)의 압력에 비해, 바람직하게는 플래쉬 용기 내에서의, 액체 스트림(S1)의 압력 감소에 의해, 0 내지 80%, 바람직하게는 10% 미만의 액체 스트림(S1)이 기체상으로 전환될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 단계 a)에서 재생시키려는 흡착기(A)는 적어도 하나의 추가의 흡착기를 함유하는 어셈블리의 부분이며, 바람직하게는 적어도 하나의 추가의 흡착기는 제1 흡착기(A)의 재생 동안 그의 작업 모드 하에 있고/거나, 이 어셈블리 내의 각각의 흡착기는 흡착기 물질 및/또는 그의 작업 모드에 있어서 동일하다.
단계 b)에서는, 흡착기(A)를 스트림(S1)과의 접촉에 의해 재생시시키고, 흡착기(A)의 유출물로서 스트림(S2)을 얻는다.
스트림(S2)은
i) 적어도 하나의 알칸 및 1000 wt-ppm 이하의 올레핀, 바람직하게는 500 wt-ppm 이하의 올레핀, 가장 바람직하게는 100 wt-ppm 이하의 올레핀을 포함할 수 있고, 바람직하게는 올레핀은 부탄이고/거나,
ii) 임의로 산소 및/또는 황을 함유하는 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
바람직하게는 알칸은 그의 최장 사슬 내에 1 내지 14개, 보다 바람직하게는 3 내지 10개, 가장 바람직하게는 4 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다.
적어도 하나의 알칸은, 예를 들어, 선형, 분지형 및/또는 시클릭이고, 이는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난 및 데칸의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 적어도 하나의 알칸은 부탄이다.
단계 b)는 하기 구성요소 단계 b1) 내지 b5):
b1) 흡착기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 가열하고, 여기서 기체상 스트림(S1)이 흡착기 내에서 응축되는 것인 단계,
b2) 흡착기 내에서의 기체상 스트림(S1)의 임의의 응축 없이, 흡착기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 230 내지 270℃ 범위의 온도까지 가열하는 단계,
b3) 흡수기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 230 내지 270℃ 범위의 온도에서 재생시키는 단계,
b4) 흡수기를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 냉각시키는 단계, 및/또는
b5) 흡수기(A)를 액체 스트림(S1)과의 접촉에 의해 80℃ 미만의 온도로, 바람직하게는 40 내지 60℃ 범위의 온도로 냉각시키는 단계
중 적어도 하나를 포함할 수 있고,
바람직하게는 재생은 구성요소 단계 b1), 그 후 b2), 그 후 b3), 그 후 b4), 또한 그 후 b5)를 포함한다.
단계 b1)에서의 스트림(S1) 중에 포함되는 성분의 기체상으로부터 액체상으로의 전환을 의미하는 응축은, 통상적으로 흡착제 및/또는 흡착기 벽인 흡착기 내부의 공간 요소를 의미하는 적어도 하나의 스폿이 그 스폿에 존재하는 기체상 스트림(S1) 중에 포함된 각각의 성분의 이슬점 온도 미만인 온도를 갖는 경우에 일어난다.
재생 모드에 있는 흡착기(A) 내의 압력은, 흡착기 내의 스트림(S1)의 압력으로 정의된다.
단계 e) 및/또는 a1) (하기에 정의됨)이 수행되는 경우, 흡착기(A) 내의 스트림(S1)의 압력은 단계 e) 및/또는 a1)에서 얻어진 스트림(S1)의 압력과 동일하거나 그보다 낮다.
추가의 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법은, 하기 옵션 i) 내지 iii):
i) 기체상 스트림(S1)의 온도는, 특히 가열 단계 b1) 및/또는 b2) 동안, 흡착기(A)의 온도보다 100℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이하만큼 더 높음, 및/또는
ii) 기체상 또는 임의로 액체 스트림(S1)의 온도는, 특히 냉각 단계 b4) 및/또는 b5) 동안, 흡착기의 온도보다 100℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이하만큼 더 낮음, 및/또는
iii) 흡착기의 가열이 60℃/h를 초과하지 않고, 바람직하게는 이는 40℃/h를 초과하지 않음
중 적어도 하나, 바람직하게는 모두를 포함한다.
바람직하게는 단계 b1), b2) 및/또는 b3)에서의 흡착기(A)를 통한 기체상 스트림(S1)의 유동 방향은 흡착기(A)의 작업 모드 동안의 동일한 흡착기(A)를 통한 임의의 유기 조성물의 유동 방향과 반대이고/거나, 단계 b4)에서의 기체상 스트림(S1) 및/또는 단계 b5)에서의 액체 스트림(S1)은 흡착기(A)의 작업 모드 동안의 동일한 흡착기(A)를 통한 임의의 유기 조성물의 유동 방향과 동일한 흡착기(A)를 통한 유동 방향을 갖는다.
유기 조성물은 통상적으로 적어도 하나의 올레핀, 적어도 하나의 알칸 및 임의로 산소 및/또는 황을 함유하는 적어도 하나의 화합물을 포함한다.
유기 조성물은 바람직하게는 80 wt-% 이하, 보다 바람직하게는 70 wt-% 이하, 가장 바람직하게는 50 wt-% 이하의 적어도 하나의 알칸을 포함한다. 바람직하게는 적어도 하나의 알칸은 부탄이다.
또한, 유기 조성물은 바람직하게는 적어도 19 wt-%, 보다 바람직하게는 적어도 29 wt-%, 가장 바람직하게는 적어도 49 wt-%의 적어도 하나의 올레핀을 포함한다. 바람직하게는 적어도 하나의 올레핀은 부텐이다.
단계 c)에서는, 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU2)으로 통과시키고, 여기서 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는,
i) 단계 d)에서 열 교환 유닛(HEU1)은 스트림(S1)을 액체상으로부터 기체상으로 전환시키기 위한 증발기이고/거나, 단계 c)에서 열 교환 유닛(HEU2)은 스트림(S1)을 과열시키기 위한 과열기이고/거나,
ii) 스트림(S1)은 단계 a)에서 열 교환 유닛(HEU2) 전에 열 교환 유닛(HEU1)을 통과한다.
단계 d)에서는, 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU1)으로 통과시키고, 여기서 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달되고, 여기서
i) 단계 c) 및 d)는 스트림(S2)을 두 부분으로 분할함으로써 병행 진행될 수 있고/거나,
ii) 단계 c) 후에 단계 d)가 이어지고, 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급시의 그의 온도보다 더 높거나 그와 동일하고/거나,
iii) 일시적으로 단계 c) 및 d) 중 단지 하나를 수행한다.
바람직하게는 스트림(S2)을 단계 c) 및/또는 단계 d)에서 열 교환 유닛으로 스트림(S1)에 대해 향류로 통과시킨다.
바람직하게는 스트림(S2)을, c) 및/또는 d)에 따라 처리한 후에, 적어도 하나의 응축기 및/또는 냉각기로 냉각/응축시킨다.
단계 a) 전에 수행되는 임의적 추가의 단계 e)에서는, 스트림(S0)의 수소화에 의해 스트림(S1)을 얻고, 스트림(S0)은 총 적어도 96 wt-%, 보다 바람직하게는 총 적어도 99 wt-%, 가장 바람직하게는 총 적어도 99.5 wt-%의 적어도 하나의 알칸 및 적어도 하나의 올레핀을 포함한다.
스트림(S0)은 부탄 및 부텐, 바람직하게는 적어도 96 wt-%의 부탄 및 4 wt-% 이하의 부텐을 포함할 수 있다.
수소화는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적절한 방법에 의해 수행될 수 있다.
적어도 촉매 및 수소 공급원을 사용하는 촉매화된 수소화가 유용할 수 있다.
바람직하게는, 촉매는 d-블록 원소, 보다 바람직하게는, 예를 들어, Pd, Pt, Ru, Ir, Rh, Cu, Ni 또는 Co, 가장 바람직하게는 Pd, Ni, Pt 또는 Rh, 특히 바람직하게는 Pd 또는 Ni를 포함한다.
수소화는 H2-기체를 사용하여 및/또는 촉매적 전달 수소화로서, 예를 들어 수소 공급원으로서 포름산암모늄, 실릴 히드라이드, NaBH4, 시클로헥센 또는 알콜, 예컨대 메탄올 및 프로판올을 사용하여 수행될 수 있다. 바람직하게는, 수소화는 수소 공급원으로서 H2-기체를 사용하여 수행된다.
수소 공급원 및 용매는, 예를 들어 알콜, 예컨대 메탄올의 경우에 동일할 수 있다.
수소화를 수행하기에 적절한 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 용매가 사용될 수 있다.
일반적으로 극성-양성자성, 극성-비-양성자성 및/또는 비-극성 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 테트라히드로푸란 또는 톨루엔이 사용될 수 있다.
대안적으로, 수소화는 임의의 용매 사용 없이 수행될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 수소화는 임의의 용매의 사용 없이, 또한 수소 공급원으로서 H2-기체를 사용하여 수행된다.
수소화를 수행하기에 적절한 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 반응기가 사용될 수 있다.
바람직하게는 수소화 수행을 위해 살수층 반응기가 사용된다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 스트림(S1) 및/또는 (S0)은 각각의 흡착기의 작업 모드 동안 유사한 추가의 흡착기에 의해 또는 동일한 흡착기(A)에 의해 보다 조기에 정제된 유기 조성물로부터 유래된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 올레핀의 올리고머화, 바람직하게는 부텐에서 옥텐으로의 이량체화, 및/또는 부텐으로부터 부탄을 분리하는 증류 단계가 수소화 단계 e) 전에 및 적어도 하나의 흡착기를 그의 작업 모드로 사용하는 유기 조성물의 정제 후에 수행된다.
도면
도 1 및 2는 본 발명의 특정 측면을 나타낸다. 명확성을 위해, 모든 적용가능한 구성요소 및 실시양태가 하나의 및/또는 모든 도에 도시되지는 않았다. 상이한 도에 나타낸 실시양태는 서로 조합될 수 있고, 이는 본 명세서의 개시내용의 한계 내에 있는 추가의 구성요소의 도입을 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 가장 기본적인 어셈블리를 나타낸다.
스트림(S1)을 열 교환 유닛(HEU1), 그 후 열 교환 유닛(HEU2)으로 통과시킨다. 이어서, 얻어진 스트림(S1)을 흡착기(A) 내로 공급하고, 유출물 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2) 내로 공급하고, 이 경우 각각의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에서의 스트림(S2)의 온도는 스트림(S1)보다 더 높아서 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달된다. 파선 화살표는 일시적으로 가능한 스트림(S2)을 나타내고, 이는 본 발명의 부분이 아니다.
도 2는 하나의 추가의 가능한 실시양태를 나타낸다.
스트림(S1)을 플래쉬 용기(FV) 내로 공급하고, 이어서 이를 열 교환 유닛(HEU1) 및 과열기(SH1)로 진행시킨다. 열 교환 유닛(HEU1)으로부터, 스트림(S1)은 직접적으로 또는 증발기(E)를 통해 과열기(SH1)로 통과한다. 다음으로, 스트림(S1)은 열 교환 유닛(HEU2)으로, 또한 추가의 과열기(H), 바람직하게는 전기 가열기를 통해 흡착기(A)로 진행된다. 흡착기(A)의 유출물 스트림(S2)은 도 1에 나타낸 기본적인 어셈블리에 따라 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)으로 진행된다.

Claims (15)

  1. 하기 단계 a) 내지 d):
    a) 스트림(S1)을 적어도 2개의 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2)에서 가열하는 단계,
    b) 흡착기(A)를 스트림(S1)과의 접촉에 의해 재생시시키고, 흡착기(A)의 유출물로서 스트림(S2)을 얻는 단계,
    c) 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU2)으로 통과시키는 단계이며, 여기서 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달되는 것인 단계,
    d) 스트림(S2)을 열 교환 유닛(HEU1)으로 통과시키는 단계이며, 여기서 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급되는 스트림(S1)의 온도보다 더 높아서, 스트림(S2)으로부터 스트림(S1)으로 열이 전달되는 것인 단계
    를 포함하며, 여기서
    i) 단계 c) 및 d)는 스트림(S2)을 두 부분으로 분할함으로써 병행 진행될 수 있고/거나,
    ii) 단계 c) 후에 단계 d)가 이어지고, 열 교환 유닛(HEU2) 내로 공급되는 스트림(S2)의 온도는 열 교환 유닛(HEU1) 내로 공급시의 그의 온도보다 더 높거나 그와 동일하고/거나,
    iii) 일시적으로 단계 c) 및 d) 중 단지 하나가 수행되는 것인,
    흡착기(A)의 재생 방법.
  2. 제1항에 있어서, 방법에서 사용되는 열 교환 유닛(HEU1) 및 (HEU2) 및/또는 임의의 추가의 열 교환 유닛 중 적어도 하나가 열 회수에 기초한 증발기 또는 열 회수에 기초한 과열기인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    i) 단계 d)에서 열 교환 유닛(HEU1)이 스트림(S1)을 액체상으로부터 기체상으로 전환시키기 위한 증발기이고/거나, 단계 c)에서 열 교환 유닛(HEU2)이 스트림(S1)을 과열시키기 위한 과열기이고/거나,
    ii) 스트림(S1)이 단계 a)에서 열 교환 유닛(HEU2) 전에 열 교환 유닛(HEU1)을 통과하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    i) 적어도 하나의 증발기가 케틀-증발기 또는 쉘-앤-튜브 증발기이고/거나,
    ii) 적어도 하나의 과열기가 관다발 열 교환기이고/거나,
    iii) 스트림(S1)이 단계 a)에서, 바람직하게는 스팀에 의해 작업되는, 적어도 하나의 과열기(SH1)를 통과한 후, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과하고/거나,
    iv) 스트림(S1)이 단계 a)에서, 바람직하게는 스팀에 의해 작업되는, 적어도 하나의 증발기를 통과한 후, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과하고/거나
    v) 스트림(S1)이 단계 a)에서, 열 교환 유닛(HEU2)을 통과한 후, 적어도 하나의 추가의 과열기, 바람직하게는 전기 과열기를 통과하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스트림(S2)이 단계 c) 및/또는 단계 d)에서 열 교환 유닛을 스트림(S1)에 대해 향류로 통과하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스트림(S1)이
    i) 적어도 99 wt-%의 적어도 하나의 알칸, 바람직하게는 적어도 99.5 wt-%의 적어도 하나의 알칸, 가장 바람직하게는 적어도 99.9 wt-%의 적어도 하나의 알칸을 포함하고, 바람직하게는 알칸은 부탄이고/거나,
    ii) 1000 wt-ppm 이하의 올레핀, 바람직하게는 500 wt-ppm 이하의 올레핀, 가장 바람직하게는 100 wt-ppm 이하의 올레핀을 포함하고, 바람직하게는 올레핀은 부텐인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    i) 단계 a) 전에 수행되는 단계 e)에서, 스트림(S0)의 수소화에 의해 스트림(S1)을 얻고, 스트림(S0)은 총 적어도 96 wt-%, 보다 바람직하게는 총 적어도 99 wt-%, 가장 바람직하게는 총 적어도 99.5 wt-%의 적어도 하나의 알칸 및 적어도 하나의 올레핀을 포함하고/거나,
    ii) 스트림(S0)이 부탄 및 부텐, 바람직하게는 적어도 96 wt-%의 부탄 및 4 wt-% 이하의 부텐을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스트림(S2)이
    i) 적어도 하나의 알칸 및 1000 wt-ppm 이하의 올레핀, 바람직하게는 500 wt-ppm 이하의 올레핀, 가장 바람직하게는 100 wt-ppm 이하의 올레핀을 포함하고, 바람직하게는 올레핀은 부텐이고/거나,
    ii) 임의로 산소 및/또는 황을 함유하는 적어도 하나의 화합물을 포함하고/거나,
    iii) c) 및/또는 d)에 따라 처리된 후에, 적어도 하나의 응축기 및/또는 냉각기에 의해 냉각/응축되는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)가 구성요소 단계 a1) 내지 a6):
    a1) 액체 스트림(S1)을 플래쉬 용기(FV) 내로 공급하여 기체상 스트림(S1) 및 액체 스트림(S1)을 얻는 단계;
    a2) 임의로 구성요소 단계 a1), a3), a4), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을 과열기(SH1), 바람직하게는 스팀 기반의 과열기에서 과열시키는 단계;
    a3) 임의로 구성요소 단계 a1), a2), a4), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을, 스트림(S2)으로부터 열이 회수되는 과열기인 열 교환 유닛(HEU2)에서 과열시키는 단계;
    a4) 임의로 구성요소 단계 a1), a2), a3), a5) 및/또는 a6) 중 임의의 단계에서 얻어진 기체상 스트림(S1)을 추가의 과열기(H), 바람직하게는 전기 가열기에서 과열시키는 단계;
    a5) 임의로 구성요소 단계 a1)에서 얻어진 액체 스트림(S1)을, 스트림(S2)으로부터 열이 회수되는 증발기인 열 교환 유닛(HEU1)에서, 단계 a2), a3) 및/또는 a4) 중 임의의 단계에서 사용되는 기체상 스트림(S1)으로 전환시키는 단계;
    a6) 임의로 단계 a5)로부터 남아있는 액체 스트림(S1)을 증발기(E), 바람직하게는 스팀 기반의 증발기에서 기체상 스트림(S1)으로 전환시키고, 얻어진 기체상 스트림(S1)을 단계 a2), a3) 및/또는 a4) 중 임의의 단계에서 사용하는 것인 단계
    중 적어도 하나를 포함하고,
    바람직하게는 단계 a)는 모든 구성요소 단계 a1) 내지 a6)을 포함하고/거나,
    바람직하게는 모든 임의적 관계가 비-임의적이고/거나,
    바람직하게는 단계 a2), a3) 및 a4)를 a2), 그 후 a3), 그 후 a4)의 순서로 수행하는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착기의 재생이 하기 구성요소 단계 b1) 내지 b5):
    b1) 흡착기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 가열하고, 여기서 기체상 스트림(S1)이 흡착기 내에서 응축되는 것인 단계,
    b2) 흡착기 내에서의 기체상 스트림(S1)의 임의의 응축 없이, 흡착기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 230 내지 270℃ 범위의 온도까지 가열하는 단계,
    b3) 흡수기(A)를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 230 내지 270℃ 범위의 온도에서 재생시키는 단계,
    b4) 흡수기를 기체상 스트림(S1)과의 접촉에 의해 냉각시키는 단계, 및/또는
    b5) 흡수기(A)를 액체 스트림(S1)과의 접촉에 의해 80℃ 미만의 온도로, 바람직하게는 40 내지 60℃ 범위의 온도로 냉각시키는 단계
    중 적어도 하나를 포함하고,
    바람직하게는 재생은 구성요소 단계 b1), 그 후 b2), 그 후 b3), 그 후 b4), 또한 그 후 b5)를 포함하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    i) 기체상 스트림(S1)의 온도가, 특히 가열 단계 b1) 및/또는 b2) 동안, 흡착기(A)보다 100℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이하만큼 더 높고/거나,
    ii) 기체상 또는 임의로 액체 스트림(S1)의 온도가, 특히 냉각 단계 b4) 및/또는 b5) 동안, 흡착기보다 100℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이하만큼 더 낮고/거나,
    iii) 흡착기의 가열이 60℃/h를 초과하지 않고, 바람직하게는 이는 40℃/h를 초과하지 않는 것인 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 단계 b1), b2) 및/또는 b3)에서의 흡착기(A)를 통한 기체상 스트림(S1)의 유동 방향이 흡착기(A)의 작업 모드 동안의 동일한 흡착기(A)를 통한 임의의 유기 조성물의 유동 방향과 반대이고/거나, 단계 b4)에서의 기체상 스트림(S1) 및/또는 단계 b5)에서의 액체 스트림(S1)이 흡착기(A)의 작업 모드 동안의 동일한 흡착기(A)를 통한 임의의 유기 조성물의 유동 방향과 동일한 흡착기(A)를 통한 유동 방향을 갖는 것인 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 스트림(S1) 및/또는 (S0)이 각각의 흡착기의 작업 모드 동안 유사한 추가의 흡착기에 의해 또는 동일한 흡착기(A)에 의해 보다 조기에 정제된 유기 조성물로부터 유래되는 것인 방법.
  14. 제7항에 있어서, 수소화 단계 e) 전에 및 적어도 하나의 흡착기를 그의 작업 모드로 사용하는 유기 조성물의 정제 후에 올레핀의 올리고머화, 바람직하게는 부텐에서 옥텐으로의 이량체화, 및/또는 부텐으로부터 부탄을 분리하는 증류 단계를 수행하는 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 증 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 재생시키려는 흡착기(A)가 적어도 하나의 추가의 흡착기를 함유하는 어셈블리의 부분이며, 바람직하게는 적어도 하나의 추가의 흡착기는 제1 흡착기(A)의 재생 동안 그의 작업 모드 하에 있고/거나, 이 어셈블리 내의 각각의 흡착기는 흡착기 물질 및/또는 그의 작업 모드에 있어서 동일한 것인 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102368270B1 (ko) * 2014-10-09 2022-02-28 바스프 에스이 흡착기의 재생 방법
EP3204432B1 (en) 2014-10-09 2019-06-19 Basf Se A process for the production of oligomerized olefins
US10807018B2 (en) 2014-10-09 2020-10-20 Basf Se Process for purification of an organic composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3725377A (en) * 1970-05-11 1973-04-03 Phillips Petroleum Co Process for polymerizing 1-3-butadiene monomer
US5177298A (en) * 1991-06-18 1993-01-05 Uop Liquid phase adsorption process
US5510566A (en) * 1994-12-12 1996-04-23 Muoio; Vincent A. Regenerant recycle process for oxygenate removal
US20120024324A1 (en) * 2009-04-24 2012-02-02 Univation Technologies, Llc Regeneration of Purification Beds with a Jet Compressor in an Open Loop Cycle

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935400A (en) 1988-10-12 1990-06-19 Amoco Corporation Reduction of hydrocarbon losses in a molecular sieve hydrocarbon treating system
US4935399A (en) 1988-10-12 1990-06-19 Amoco Corporation Reduction of hydrocarbon losses in a molecular sieve hydrocarbon treating system
DE3935094A1 (de) * 1989-10-21 1991-04-25 Daimler Benz Ag Verfahren zum abtrennen von loesemittel aus prozessabluft und zum reinigen der prozessabluft
JPH11262621A (ja) * 1998-03-17 1999-09-28 Ebara Corp 除湿空調装置
GB0010433D0 (en) 2000-04-28 2000-06-14 Exxon Chemical Patents Inc Alkene oligomerization process
US6673239B2 (en) 2000-12-21 2004-01-06 Conocophillips Company Hydrocarbon purificatin system regeneration
EP1697282A1 (en) 2003-12-12 2006-09-06 University Of Waterloo Composite catalyst for the selective oligomerization of lower alkenes and the production of high octane products
CN2905193Y (zh) * 2006-05-24 2007-05-30 北京绿创大气环保工程有限责任公司 一种有机废气净化装置
DE102008007081B4 (de) 2008-01-31 2018-12-06 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von n-Buten-Oligomeren und 1-Buten aus technischen Mischungen I von C4-Kohlenwasserstoffen
US8779228B2 (en) 2008-11-19 2014-07-15 Basf Se Oligomerisation of olefins
CN201404762Y (zh) * 2009-05-26 2010-02-17 西安联合超滤净化设备有限公司 吸附式高压天然气脱水装置
CN201543359U (zh) * 2009-09-27 2010-08-11 西安超滤化工有限责任公司 节能型混合气体的分子筛分离装置
CN102172461B (zh) * 2011-03-25 2013-02-27 天津理工大学 工业可挥发有机污染物自动化高效节能净化系统
CN102430322A (zh) * 2011-09-07 2012-05-02 无锡奥波净化除湿空调有限公司 一种新型转轮除湿机
CN103574791A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 无锡奥波净化除湿空调有限公司 一种带有薄板压制成型换热器的转轮除湿工艺及其专用设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3725377A (en) * 1970-05-11 1973-04-03 Phillips Petroleum Co Process for polymerizing 1-3-butadiene monomer
US5177298A (en) * 1991-06-18 1993-01-05 Uop Liquid phase adsorption process
US5510566A (en) * 1994-12-12 1996-04-23 Muoio; Vincent A. Regenerant recycle process for oxygenate removal
US20120024324A1 (en) * 2009-04-24 2012-02-02 Univation Technologies, Llc Regeneration of Purification Beds with a Jet Compressor in an Open Loop Cycle

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