KR20170098328A - 스타이렌 단량체 정제 공정에서 에너지 소비를 감소시키는 방법 - Google Patents

스타이렌 단량체 정제 공정에서 에너지 소비를 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

미정제 스타이렌을 제조하기 위한 에틸벤젠의 탈수소화 공정 후에 증류를 통한 스타이렌 단량체 정제와 관련하여 에너지 보존 공정이 개시된다. 오늘날 실행되는 바와 같이, 증류를 통한 스타이렌의 정제는 다양한 증류탑에 열을 제공하기 위하여 많은 양의 에너지(즉, 스팀)을 요구한다. 본 발명에서 개시하는 개선된 공정에서는 이러한 목적을 위해 요구되는 스팀의 양을 감소시켜 준다.

Description

스타이렌 단량체 정제 공정에서 에너지 소비를 감소시키는 방법{METHOD FOR REDUCING ENERGY CONSUMPTION IN A PROCESS TO PURIFY STYRENE MONOMER}
본 발명은 스타이렌 단량체 정제 공정에 있어서 에너지 소비 개선에 관한 것이다.
상업적으로 생산되는 대부분의 스타이렌 단량체는 기상으로 고정된 촉매-베드 반응기 내에서 에틸벤젠의 탈수소화에 의해 제조된다. 반응기를 통과할 때마다 공급되는 에틸벤젠의 약 60% 내지 75%는 스타이렌으로 변환된다. 에틸벤젠의 탈수소화 반응은, 상당량의 스타이렌과 에틸벤젠을 포함하고 벤젠, 톨루엔, 알파-메틸스타이렌(AMS) 및 무거운 성분과 같은 소량의 반응 부산물 및 불순물을 포함하는 혼합물인 미정제 스타이렌 스트림을 생성한다. 판매가능한 스타이렌 단량체 생성물을 얻기 위하여 스타이렌 생성물로부터 스타이렌이 아닌 성분들은 증류를 통하여 정제해야만 한다. 스타이렌 단량체는 하향류 고분자 공정에 사용되기 전에 적어도 99 중량%의 농도로 정제되어야만 한다. 정제 공정에서 스타이렌으로부터 분리되어야 하는 주요 성분으로는 벤젠, 톨루엔, 미반응 에틸벤젠, AMS, 및 잔류물로 불리는 무거운 성분(즉, C10 내지 C14 범위의 화합물)이다.
산업적으로 현재 상기한 수준의 스타이렌 생성물 순도를 얻기 위해서 최소한 세 개의 증류탑을 사용하고 있다. 증류탑의 기능은 스타이렌 생성물로부터 벤젠/톨루엔 부산물, 미반응 에틸벤젠을 회수하고 AMS 및 무거운 잔류 화합물을 분리하는 것이다. 스타이렌 생성물을 정제하기 위하여 증류 공정 전체는 많은 양의 에너지(스팀)를 필요로 한다.
더욱이, 미반응 에틸벤젠(EB)으로부터 스타이렌 단량체(SM)를 증류에 의해 분리하는 것은 우선 그들의 휘발성이 매우 유사하기 때문에 상당히 어렵다는 문제가 있다. 이러한 면에서, 에틸벤젠과 스타이렌의 끓는점은 760mmHg에서 서로 약 10℃ 이내에 있는데, 이는 분별 증류에 의한 분리를 어렵게 하며 비용이 많이 든다. 종래에 우수한 분리를 위해 요구되는 많은 이론단수 때문에 이러한 EB/SM 분리는 진공 조건하에서 크고 복잡하고 비싼 증류탑 내에서 증류하는 것에 의해 달성되었다. 종래 증류 공정에서 탈수소화 반응 구역으로부터의 미반응 에틸벤젠은 단일 증류탑에서 스타이렌으로부터 분리된다. 대표적인 설계에서, 경제적으로 효과적인 방법에서는 요구되는 분리를 위해서 많은 수의 이론단수(85 내지 115 사이)가 요구된다. 이러한 단일 단위 운영은 전체 증류 구역 열 투입의 70 내지 80퍼센트 사이를 사용한다. 대표적인 스타이렌 제조 공정 공장에서, 스타이렌 생성물로부터 미반응 에틸벤젠의 분리는 공장 전체 스팀 소비량의 약 20-30%를 사용한다.
스타이렌 단량체의 증류와 관련된 추가적인 문제점은 스타이렌 단량체 고유의 반응성과 관계 있다. 스타이렌 단량체가 주위 온도에서도 중합되어 불용성 고체를 형성하기 때문에 이러한 바람직하지 않은 반응성이 스타이렌 단량체의 증류를 어렵게 한다. 온도가 증가함에 따라 스타이렌 중합률이 증가하기 때문에 종래 방법에서는 상업적인 스타이렌 공장의 증류탑을 저압에서 작동시켜 끓는점을 낮추고 이에 따라 불리한 중합의 범위를 감소시키고 있다.
이러한 다양한 공정상의 어려움의 결과로서, 특히, 많은 에너지 소비 요구 및 비용과 관련하여 이러한 분리 공정에 영향을 줄 대안을 개발하기 위하여 여러 해 동안 상당한 장려가 있었는데, 이는 운용 관점에서 경제적이고 용이하여 더 실행가능해야 할 것이다. 다수의 특허가 다양한 방법으로 이러한 문제점들을 다루어 왔다.
미국 특허 제6,171,449호에서는 EB/SM 분리기 오버헤드 스트림에 포함된 열의 적어도 일부를 다단계 재가열기 스킴을 사용하여 회수하는 것에 의한 에너지 소비 개선 방법을 교시하는데, 이에 의하면 에틸벤젠과 스타이렌의 분리가 상이한 압력에서 동작하는 두 개의 평행한 증류탑에서 수행되고 고압력 탑의 오버헤드는 저압력 탑을 재가열하는데 필요한 열을 제공해준다. 미국 특허 제4,628,136호에서는 이 스트림을 에틸벤젠과 물의 공비 혼합물 가열에 사용함으로써 EB/SM 분리기의 오버헤드에 포함된 열을 회수하는 방법을 교시하는데, 상기 공비 혼합물은 일단 증기가 되면 이어서 에틸벤젠으로부터 스타이렌으로의 탈수소화가 수행되는 반응 시스템으로 이송된다. 그러나 미국 특허 제4,628,136호에 기재된 방법에서는 EB/SM 분리기가 압축기의 사용 없이도 에틸벤젠과 물의 공비 혼합물을 반응 시스템으로 이송하기에 충분할 정도로 높은 압력에서 동작할 것이 요구된다. 이 특허에서는 또한 응축 EB/SM 분리기 오버헤드와 에틸벤젠과 물의 공비 혼합물 간의 온도차가 2 내지 10℃ 사이 범위에 있어야 하는 것으로 명시한다. 이러한 온도 제약으로, 공비 기화가 일어나는 압력과 EB/SM 분리기에 요구되는 오버헤드 압력 간의 관계를 유도할 수 있다.
경제적인 이유로, 스타이렌 단량체를 정제하는 공정에서 스팀(즉, 에너지) 요구량을 낮추는 것이 바람직하다. 따라서, 상기한 관점에서, 공정 중에 독립적으로 열을 추가하도록 함과 동시에 스팀 사용을 감소시키는 방법이 유용할 것이다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예는 미정제 스타이렌을 생성하기 위한 에틸벤젠의 탈수소화 반응 후에 증류를 통하여 스타이렌 단량체를 정제하는 개선된 방법에 관한 것이다.
다른 실시 예에서, 본 발명은 에틸벤젠과 스타이렌의 증류 분리의 표준 에너지 집중 단위 운영과 관련된 설비 비용을 많이 감소시킬 수 있는 공정에 관한 것이다.
또 다른 실시 예에서, 본 발명은 하나의 증류탑을 가열하기 위한 스팀 양을 감소시키기 위하여 스팀 대신에 다른 증류탑의 오버헤드 증기를 사용하는 것에 의해, 에틸벤젠 탈수소화 반응에서 기인하는 미정제 스타이렌 스트림의 다른 성분으로부터 스타이렌 생성물을 분리하는 효율적이고 경제적인 접근에 관한 것이다.
또 다른 실시 예에서, 본 발명은 작동 효율을 증가시키고 에너지 소비를 감소시키기 위하여 현재 스타이렌 공장에 상대적으로 용이하고 비용이 저렴한 적용에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적과 이점이 부분적으로는 자명할 것이고 부분적으로는 이하에 기재될 것이다. 따라서 본 발명은 하기하는 상세한 설명 및 첨부된 도면에 예시된 바와 같이, 몇 가지 단계 및 다양한 성분과 관련되는 공정 및 관련된 장치, 그리고 나머지 각각에 대하여 하나 또는 그 이상의 이러한 단계 및 성분의 관계 및 순서를 포함하되 이로만 제한되지는 않는다. 본 출원에 기재된 공정 및 장치와 관련하여 다양한 변형과 변경이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다.
일반적으로, 본 발명은 두 가지 증류 공정을 다단계로 배열한 것을 포함하는데, 첫 번째 증류 공정의 오버헤드 증기 스트림에 포함된 열이 두 번째 증류 공정의 바닥 액체 전부 또는 바닥 액체 일부를 재가열하는 데 사용된다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 하나의 증류 공정에서 에틸벤젠으로부터 벤젠 및 톨루엔을 증류하고, 다른 증류 공정에서 AMS 및 잔류물로부터 스타이렌 단량체를 증류하는 공정에 관한 것으로서, 일 증류 공정의 오버헤드 증기 스트림에 포함된 열을 사용하여 두 번째 증류 공정의 바닥 액체를 전체적으로 재가열 또는 부분적으로 재가열하기 위한 것이다. 공정 통합 및 열효율의 결과적인 상승 작용으로 다른 관련 부분의 절감뿐 아니라 실질적으로 더 낮은 에너지 비용을 가져온다.
본 발명은 에틸벤젠을 포함하는 공급 원료로부터 스타이렌 단량체를 정제하는 데 요구되는 에너지를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 i) 공급 원료를 탈수소화하여 스타이렌, 에틸벤젠, 벤젠, 톨루엔, 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 미정제 스타이렌 스트림을 제공하는 단계; ⅱ) 일련의 증류 공정에서 상기 미정제 스타이렌 스트림을 정제하되, 제1 증류 공정은 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 제1 증류 오버헤드 스트림 및 에틸벤젠을 포함하는 제1 증류 바닥 스트림을 제공하고, 적어도 하나의 재가열기를 사용하는 제2 증류 공정은 정제된 스타이렌 단량체를 포함하는 제2 증류 오버헤드 및 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 제2 증류 바닥 스트림을 제공하는 단계; ⅲ) 상기 제2 증류 바닥 스트림으로부터 적어도 하나의 재가열기 스트림을 회수하고 재가열기 내에서 상기 재가열기 스트림을 재가열하는 단계; 및 ⅳ) 상기 제1 증류 오버헤드 스트림과 간접적으로 접촉시켜 상기 재가열기에 열을 제공하되, 상기 재가열기로부터 나가는 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도와 동일하거나 낮은 온도에서 상기 재가열기 스트림이 상기 재가열기로 들어가는 단계를 포함한다.
본 발명은 에틸벤젠을 포함하는 공급 원료로부터 스타이렌 단량체를 정제하는 데 요구되는 에너지를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 i) 공급 원료를 탈수소화하여 스타이렌, 에틸벤젠, 벤젠, 톨루엔, 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 미정제 스타이렌 스트림을 제공하는 단계; ⅱ) 일련의 증류 공정에서 상기 미정제 스타이렌 스트림을 정제하되, 제1 증류 공정은 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 제1 증류 오버헤드 스트림 및 에틸벤젠을 포함하는 제1 증류 바닥 스트림을 제공하고, 적어도 제1 재가열기 및 제2 재가열기를 사용하는 제2 증류 공정은 정제된 스타이렌 단량체를 포함하는 제2 증류 오버헤드 및 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 제2 증류 바닥 스트림을 제공하는 단계; ⅲ) 상기 제2 증류 바닥 스트림으로부터 적어도 제1 재가열기 스트림 및 제2 재가열기 스트림을 회수하고 상기 제1 재가열기에서 상기 제1 재가열기 스트림을 재가열하고 상기 제2 재가열기 내에서 상기 제2 재가열 스트림을 재가열하는 단계; 및 ⅳ) 상기 제1 증류 오버헤드 스트림과 간접적으로 접촉시켜 상기 제1 재가열기에 열을 제공하고 상기 제1 증류 오버헤스 스트림이 아닌 다른 열원과의 간접적인 접촉에 의해 상기 제2 재가열기에 열을 제공하되, 상기 재가열기로부터 나가는 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도와 동일하거나 낮은 온도에서 상기 제1 재가열기 스트림이 상기 제1 재가열기로 들어가는 단계를 포함한다.
본 출원에 개시된 개선점은 경제적인 충격 면에서 상당한 것으로서, 표준 스타이렌 마무리탑 바닥 열교환기, 즉 재가열기에 의해 수행되는 재가열 할당량이 20 내지 100퍼센트 감소한다. 중요한 것은 이러한 개선이 공정에 기본적인 변화를 요구하지 않는다는 것이다. 따라서 이를 채용하는 데 거의 저항감이 없을 것으로 예측된다.
도 1은 스타이렌 단량체의 정제를 위한 종래 증류 장치를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타이렌 단량체의 정제를 위한 증류 장치를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
도 3은 도 2의 개략적인 공정 흐름도의 확대 단면도로서, 세 번째 증류탑에 대하여 하나의 재가열 열교환기를 사용한 일 실시 예를 나타낸다.
도 1은 미정제 스타이렌에 대하여 대표적인 증류 장치 및 정제 공정을 나타내기 위한 개략적인 흐름도이다. 도 1에서, 미정제 스타이렌이 대표적으로 상향류 에틸벤젠 탈수소화 유닛(미도시)으로부터 에틸벤젠/스타이렌(EB/SM) 분리탑 T1에 공급된다. 이러한 각본에서, 벤젠, 톨루엔 및 에틸벤젠이 스타이렌, AMS 및 잔류물로부터 분리된다. 벤젠, 톨루엔 및 에틸벤젠이 EB/SM 분리탑 T1의 정상으로부터 제거되고, 오버헤드 생성물 및 스타이렌, AMS 및 잔류물, 즉 C10 내지 C14+ 범위의 화합물은 EB/SM 분리탑 T1의 바닥 액체로부터 바닥 생성물로 제거된다. 바닥 생성물은 스타이렌 마무리탑 T3로 향하게 된다.
EB/SM 분리기탑 T1의 내용물은, EB/SM 분리기탑 T1의 바닥 액체로부터 재가열 스트림을 취하고 에틸벤젠/스타이렌 분리기 재가열기 R1 내의 스팀을 사용하여 상기 재가열 스트림을 재가열함으로써 재가열된다. EB/SM 분리기탑 T1의 오버헤드 증기는 에틸벤젠/스타이렌(EB/SM) 분리기 콘덴서 C1 내의 냉각수에 의해 응축된다. EB/SM 분리기 콘덴서 C1으로부터 응축된 오버헤드의 일부는 환류에 의해 EB/SM 분리기탑 T1으로 다시 보내지며 나머지는 벤젠/톨루엔/에틸벤젠 증류물인데, 이들은 벤젠/톨루엔 탑 T2로 보내진다. 벤젠/톨루엔 탑 T2에서, 벤젠 및 톨루엔은 에틸벤젠 및 무거운 성분으로부터 분리되며, 이는 탑 T2의 바닥 액체로부터 회수되어 탈수소화 유닛(미도시)으로 보내져 재활용된다. 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 액체는 바닥 액체로부터 재가열 스트림을 취하고 벤젠/톨루엔 탑 재가열기 R2 내의 스팀을 사용하여 상기 재가열 스트림을 재가열함으로써 재가열된다. 벤젠/톨루엔 탑 T2 오버헤드 증기, 즉 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 오버헤드는 벤젠/톨루엔 탑 콘덴서 C2 내의 냉각수에 의해 응축된다. 벤젠/톨루엔 탑 콘덴서 C2로부터 응축된 오버헤드의 일부는 환류에 의해 벤젠/톨루엔 탑 T2로 다시 보내지며, 나머지는 벤젠/톨루엔 부산물로서 회수된다.
스타이렌 마무리탑 T3의 기능은 스타이렌 마무리탑 T3의 정상에서 회수되는 최종 스타이렌 생성물 내의 AMS 및 잔류물의 양을 제한하는 것이다. 스타이렌 마무리탑 T3의 바닥 액체는 바닥 액체로부터 재가열 스트림을 취하고 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3(즉, 열교환 수단) 내의 스팀을 사용하여 상기 재가열 스트림을 재가열함으로써 재가열되고, 스타이렌 마무리탑 T3 오버헤드 증기는 스타이렌 마무리탑 콘덴서 C3 내에 있는 냉각수에 의해 응축된다. 스타이렌 마무리탑 콘덴서 C3로부터의 응축된 오버헤드의 일부는 환류에 의해 탑 T3로 다시 보내지며, 나머지는 최종 스타이렌 생성물로서 회수된다.
종래의 증류 장치 및 정제 공정은 대표적으로 잔류물 스트림으로 잃게 되는 스타이렌 양을 최소화하기 위해 스타이렌 마무리탑 T3 바닥 액체를 기화시키는 잔류물 플래시 팟(flash pot) V1 또는 다른 장치를 갖는다. 본 실시 예에서, 잔류물 플래시 팟 V1에 인가되는 열은 잔류물 재가열기 R4 내의 스팀에 의해 제공된다.
표 1은 상술한 각 탑에 대한 대표적인 작동 압력 범위를 제공한다.
T1 T2 T3
mmHg(a) 10-1000 10-2500 10-1000
<도 1에 제공된 탑에서 대표적인 오버헤드 작동 압력>
본 발명의 일 실시 예에 따라서, 스타이렌 단량체를 정제하기 위한 증류 장치를 나타내는 개략적인 공정 흐름도를 나타내는 도 2를 살펴보기로 한다. 도 2는 두 개의 재가열기 R3a 및 R3b를 가지며 특허청구되고 개선된 공정의 스타이렌 마무리탑 T3를 나타낸다. 두 개의 재가열기 R3a 및 R3b는 두 개의 분리된 재가열기 스트림을 사용하여 바닥 액체를 재가열한다. 두 개의 분리된 재가열기 스트림은 스타이렌 마무리탑 T3 바닥 액체에 의해 제공되는 바닥 스트림으로부터 취하게 된다. 이러한 각본에서, 열은 두 개의 소스에 의해 재가열기 R3a 및 R3b에 제공된다. 제1 열원은 스팀인데, 이는 첫 번째 스타이렌 마무리탑 T3 재가열기 R3a에 공급되고, 제2 열원은 스타이렌 마무리탑 T3 재가열기 R3b로 공급되는 벤젠/톨루엔 탑 T2 오버헤드 증기 오버헤드로부터의 열이다. 본 실시 예에서, 스타이렌 마무리탑 T3 재가열기 중 하나에 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드로부터의 열을 사용하여 열이 공급되는 한, 재가열기 R3a 및 R3b 중 어느 것이더라도 주(primary) 스타이렌 마무리탑 T3 재가열기가 될 수 있다. 따라서, 스타이렌 마무리탑 T3에 열을 제공하는 데 요구되는 스팀의 양은 상당히 감소한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 스타이렌 단량체의 정제를 위한 여러 가지 가능한 증류 장치중 하나의 예시를 나타낼 뿐이다. 다른 실시 예에서는 스타이렌 마무리탑 T3 재가열기 R3a에 대한 열 주입원의 대안으로서, 이로만 한정하지 않고, 예를 들어, EB/SM 분리기 탑 T1의 오버헤드로부터의 열을 포함하며; 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드로부터의 열은 스타이렌 마무리탑 T3의 바닥 액체를 재가열하는 데 요구되는 전체 열을 제공하고; EB/SM 분리기 탑 T1의 오버헤드로부터의 열은 상술한 바와 같은 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 대신에 사용될 수 있다.
도 2는 증류탑 T2 및 T3에 사용될 수 있는 내부구조물의 예, 즉, 패킹(packing)을 나타낸다. 증류 분리 기술은 서로 반대 방향인 액상 흐름과 기상 흐름에 관련이 있는데, 이들은 밀접한 접촉을 하게 되어 양쪽 상 사이에서 물질 전달을 실현하게 된다. 액체와 기체 사이에서 물질 전달은 상의 계면에서 일어나게 된다. 계면을 만들고 최대화하기 위하여 분리를 위한 내부구조물이 증류탑 내에 설치되는데, 예를 들어 물질 전달 트레이, 랜덤 패킹 물질, 구조화된 패킹 또는 상기 분리용 내부구조물 목록의 일부를 조합한 것이 있다.
구조화된 패킹, 랜덤/덤프 패킹 및 거즈 패킹과 같은 모든 형태의 패킹이 특허청구된 본 발명에 사용될 수 있다. 본 출원에서 구조화된 패킹은 증류탑 내에 안전하게 고정된 시트 금속막 또는 섬유막의 기하학적인 배열로 정의한다. 종래의 물질 전달(증류) 트레이와 비교하여, 패킹은 크고 특이적인 물질 전달 표면 및 이와 동시에 낮은 압력 손실을 나타낸다. 패킹의 기하학적인 구조는 특이적인 물질 전달 표면 및 패킹의 압력 손실이 요구되는 형태로 재단될 수 있고 원하는 분리 작업을 수행할 수 있도록 해준다. 본 발명의 목적을 위하여 "패킹"이라는 용어는 모든 형태의 패킹을 의미하는 것으로 이해된다.
본 출원에서 내부구조물의 조합은 개선된 공정에서 사용될 수 있다. 내부구조물의 조합은, 예를 들어, 벤젠/톨루엔 및/또는 스타이렌 마무리탑 정상의 패킹 및 바닥의 트레이를 포함한다. 이와 같이 본 출원에서는 개선된 공정에 사용하기 위한 다양한 내부구조물 조합이 고려된다. 공지된 바와 같이, 패킹에 의해 제공되는 탑에 걸친 압력 강하가 최소이기 때문에, 도 2의 스타이렌 마무리탑 T3 내에서 패킹이 트레이보다 유리하다. 패킹의 사용으로 탑의 바닥에서의 압력과 온도가 가능한 한 낮다는 것이 확실하다. 스타이렌 중합률은 온도의 함수이므로 더 낮은 온도는 더 적은 양의 고분자 형성을 가져오며 이는 더 낮은 비율의 중합 저해제 소비를 가져온다.
스타이렌 마무리탑 T3 내의 트레이 사용은, 트레이가 유지에 더 용이하다는 이점을 가지기 때문에 바람직하다는 것에 주목해야 한다. 그러나 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에는 단지 낮은 농도의 스타이렌이 존재하기 때문에 바닥 압력 및 온도에 관한 영향이 적으므로 트레이나 패킹중 어느 것이든지 신뢰할만한 작동을 제공할 수 있다.
특허청구된 공정은 스타이렌 마무리탑 T3의 바닥 액체를 재가열하기 위하여 여러 가지 형태의 열교환기를 사용할 수 있다. 대표적으로 스타이렌 증류 및 정제 방법에서, 열 사이펀 형태의 열교환기가 재가열기로서 사용된다. 열 사이펀 재가열기는 최소량의 표면적을 요구하므로 열교환기를 더 작게 제조할 수 있고 예를 들어, 펌프와 같은 추가적인 지지 장비를 요구하지 않기 때문에 경제적이다. 강하막 열교환기 또는 교환기를 통한 펌프를 포함하여 다른 형태의 열 교환기가 사용될 수 있는데, 이로만 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 특허청구된 공정의 경우, 벤젠/톨루엔 탑 T2로부터의 오버헤드는 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 내에서, 스타이렌 마무리탑 T3 바닥 액체로부터의 재가열기 스트림을 재가열하기 위한 가열 매체로 사용된다. 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b를 나간 후의 오버헤드와 재가열기 R3b로 들어가는 재가열기 스트림 사이의 온도차는 비교적 작다. 이러한 면에서, 본 발명에서 특허청구된 공정은, 스타이렌 마무리탑 T3의 재가열기 R3b로 들어가는 재가열 스트림의 온도가 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b을 떠난 후의 벤젠/톨루엔 탑 T2로부터의 오버헤드의 온도와 실질적으로 동일하거나 그보다 더 낮을 것이 요구된다.
스타이렌 마무리탑 T3의 재가열 스트림과 스타이렌 마무리탑 재가열기를 떠난 후의 벤젠/톨루엔 탑의 오버헤드 사이의 온도차는, 본 출원에서 "온도 근사치(temperature approach)"라고 칭하며, 본 출원에서 특허청구된 에너지 절감형 공정에서 사용되는 증류 탑 내부구조물 및 다양한 온도 및 압력뿐만 아니라 다양한 형태의 재가열기(즉, 열교환기)에 대하여 조절될 수 있다.
본 출원에서 이해되는 바와 같이 재가열 할당량은 재가열기에 걸친 엔탈피 변화이며 본 출원에서 "할당량"은 단위 시간당 전달된 열(즉, 열에너지)의 양(즉, kcal/hr, BTU/hr, Megawatt)으로 정의된다.
본 출원에서 정의된 "재가열기"라는 용어는 증류탑의 바닥 액체에 열을 제공하기 위해 사용되는 열교환기이다. 재가열기는 증류탑의 바닥으로부터의 액체(즉, 바닥 액체)의 적어도 일부에 열을 제공하여 기체를 생성하기 위해 사용되는데, 상기 기체는 증류 분리를 작동하기 위한 증류탑으로 돌아가게 된다.
도 3은 도 2의 개략적인 공정 흐름도의 확대 단면도로서 본 발명의 일 실시 예를 나타내는데, 스타이렌 마무리탑 T3는 단지 하나의 재가열 열교환기 R3b를 사용한다.
표 2는 본 출원에서 제공되는 실시 예 1-14를 나타내며 도 2의 벤젠/톨루엔 탑 T2 및 스타이렌 마무리탑 T3에 사용되는 작동 압력 및 온도 범위 및 내부구조물의 조합을 제공한다. 실시 예 1-14는, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 대한 상이한 온도 근사치, 즉 열교환기 R3b를 나간 후 냉각된 벤젠/톨루엔 탑 T2 오버헤드와 재가열기 R3b로 들어가는 스타이렌 마무리탑 T3의 재가열기 스트림 간의 온도차를 사용한다.
Figure pat00001
<R3b 온도차 접근법에 따른 T2 및 T3 작동 압력 및 온도>
"*조합" 내부구조물은 탑 정상의 패킹과 바닥의 트레이의 조합이다.
"**R3b 온도 근사치"는 열교환기 R3b를 나간 후의 냉각된 벤젠/톨루엔 탑 T2 오버헤드 및 재가열기 R3b로 들어가는 스타이렌 마무리탑 T3의 재가열 스트림 간의 온도차 이다.
표 2는 도 2의 벤젠/톨루엔 탑 T2 및 스타이렌 마무리탑 T3 내에서 증가하는 작동 온도 및 압력을 나타내기 위하여 배열된다.
실시 예에 대한 설명은 다음과 같다.
실시 예 1에서, 패킹은 벤젠/톨루엔 탑 T2 및 스타이렌 마무리탑 T3 양쪽의 내부구조물에 사용되고 1℃의 온도 근사치가 사용된다. 이는 스타이렌 마무리탑 T3의 바닥 액체로부터 재가열기 스트림이 재가열기 R3b로 들어갈 때의 온도가 벤젠/톨루엔 탑 T2로부터의 오버헤드가 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에서 나간 후의 온도와 실질적으로 동일할 것을 공정이 요구한다는 것을 보여주기 위한 예시적인 실시 예이다. 자본 비용이 너무 클 것이므로 이러한 실시 예는 실질적으로 사용될 것 같지는 않으나 이러한 실시 예를 수행하는 것은 이론적으로 가능하다. 1℃ 미만의 온도 근사치가 또한 이론적으로 가능하다.
실시 예 2에서, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b의 온도 근사치는 3℃인데, 이는 벤젠/톨루엔 탑 T2에 대한 온도 및 압력(작동 조건)이 실시 예 1보다 약간 더 높아서 더 높은 온도 근사치를 유지할 것을 요구한다. 본 실시 예는 실제 작동의 경우에 대하여 더 많은 것을 나타낸다.
이하 실시 예는 모두 예측되는 작동의 경우를 나타낸다.
실시 예 3에서, R3b 내에서 8℃의 온도 근사치가 사용되는데, 이는 벤젠/톨루엔 탑 T2에 대한 작동 조건이 실시 예 2보다 약간 더 높아서 더 높은 온도 근사치를 유지할 것을 요구한다.
실시 예 4에서, 스타이렌 마무리탑에 대한 작동 조건은 실시 예 3에 비하여 약간 증가된다. 이와 같이 R3b 내에서 온도 근사치가 실시 예 3에서와 동일하게 유지하기 위해서 벤젠/톨루엔 탑 내에서 작동 조건은 약간 증가된다.
실시 예 5에서, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b의 온도 근사치는 15℃인데, 이는 벤젠/톨루엔 탑 T2에 대한 작동 조건이 실시 예 4에서보다 약간 더 높아서 더 높은 온도 근사치를 유지할 것을 요구한다.
실시 예 6에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2에 대한 내부구조물로서 트레이가 사용되며 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 온도 근사치는 8℃로 설정된다. 트레이는 패킹보다 큰 압력 강하를 가져오며, 이에 따라 실시 예 6을 실시 예 3과 비교할 때 벤젠/톨루엔 탑 T2 바닥의 온도 및 압력이 실시 예 6 에서 약간 더 높아서 트레이에 의한 추가 압력을 보상해 줄 것이 요구된다.
실시 예 7에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2에 대한 내부구조물로서 트레이가 사용되며 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 온도 근사치는 15℃로 설정되고, 실시 예 6과 비교하여 실시 예 4의 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에서 작동 조건은, 더 높은 15℃의 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 근사치를 유지하기 위해서 약간 더 높을 필요가 있다.
실시 예 8에서, 패킹이 다시 양쪽 탑에 사용된다. 실시 예 8을 실시 예 4와 비교하면, 스타이렌 마무리탑 T3의 작동 조건은 상당한 양만큼 증가한다. 이와 같이 벤젠/톨루엔 탑 T2의 작동 조건은 실시 예 4에서보다 상당히 높아서 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 내 온도 근사치와 동일하게 유지하도록 한다.
실시 예 9에서, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 내에서 온도 근사치는 25℃로 증가된다. 실시 예 9를 실시 예 3과 비교하면, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 작동 조건은 더 높은 25℃의 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 온도 근사치를 유지하도록 상당히 더 높을 필요가 있다.
실시 예 10, 11 및 12에서, 스타이렌 마무리탑 T3의 내부구조물은 탑의 상부 반 내의 패킹과 하부 반 내의 트레이의 조합이다. 패킹보다 트레이가 더 큰 압력 강하를 가져오기 때문에 스타이렌 마무리탑 T3 바닥의 작동 조건은 이전 실시 예와 비교할 때 증가한다. 이는 또한 벤젠/톨루엔 탑 T2의 작동 조건을 증가시킨다. 실시 예 10에서 스타이렌 마무리탑 재가열기의 온도 근사치는 5℃이며, 실시 예 11에서는 8℃로 증가한다. 실시 예 12에서, 스타이렌 마무리탑의 작동 조건은 실시 예 10 및 11과 비교하여 증가한다.
실시 예 13은 트레이가 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에 있고, 패킹과 트레이의 조합이 스타이렌 마무리탑 T3 내에 있으며, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 대한 15℃ 온도 근사치인 작동 조건을 나타낸다.
실시 예 14는 양쪽 탑에 대한 내부구조물이 트레이이고 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 내 15℃의 온도 근사치를 갖는 벤젠/톨루엔 탑 T2 및 스타이렌 마무리탑 T3에 대한 작동 조건의 상한을 나타낸다.
마무리탑 재가열기 R3b에 의해 회수될 수 있는 열량은 벤젠/톨루엔 탑 T2 내 이론단수 (NTS), 스타이렌 마무리탑 T3의 이론단수, 작동 압력, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥에 있는 톨루엔 농도, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 내에 있는 에틸벤젠의 농도, 스타이렌 마무리탑 T3 내 스타이렌의 회수 및 스타이렌 마무리탑 T3의 증류물 내의 AMS 농도를 포함하는 몇 가지 변수에 의존적이며 이로 제한된다.
표 3에서는 표 2에서의 실시 예 5를 나타내며, 이는 상기에 언급한 변수 중 몇 가지 변수를 갖는 실시 예 15-24와 비교된다.
Figure pat00002
실시 예 15-24에 대한 설명 및 이들과 실시 예 5의 비교가 이하 제공된다.
실시 예 15에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 내에 허용된 에틸벤젠의 농도는 실시 예 5에 비하여 증가한다. 오버헤드 내에 허용가능한 에틸벤젠의 농도는 0.12 중량 퍼센트(wt%)에서 2.0 wt%로 증가한다. 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 내에 에틸벤젠의 농도를 증가시키는 것에 의해 에틸벤젠으로부터 벤젠 및 톨루엔을 분리하는 것이 약간 더 쉬워지는데, 이는 환류되어 벤젠/톨루엔 탑 T2로 돌아가는 오버헤드 요구량이 더 적고, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에 재가열되는 물질의 총량이 실시 예 5에서보다 더 적기 때문이다. 그러나 더 적은 오버헤드 흐름은 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 의해 제공되는 할당량이 실시 예 5에서보다 약간 더 낮다는 것을 의미한다.
실시 예 16에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 내에 허용된 에틸벤젠의 농도는 실시 예 5에 비하여 감소한다. 오버헤드 내에 허용 가능한 에틸벤젠의 농도는 0.12wt%에서 0.03wt%로 감소한다. 벤젠/톨루엔 탑 T2의 오버헤드 내에 에틸벤젠의 농도를 감소시키는 것에 의해 에틸벤젠으로부터 벤젠 및 톨루엔을 분리하는 것이 약간 더 어려워지는데, 이는 환류되어 벤젠/톨루엔 탑 T2로 돌아가는 오버헤드요구량이 더 많고, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에 재가열되는 물질의 총량이 실시 예 5에서보다 더 많기 때문이다. T2로부터의 더 많은 오버헤드 흐름이 스타이렌 마무리탑 재가열기 T3에 할당량을 제공한다.
실시 예 17에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 내에 허용된 톨루엔의 농도는 실시 예 5에서 0.5wt%로부터 0.06wt%로 감소한다. 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 내 톨루엔의 농도를 감소시키는 것에 의해 에틸벤젠으로부터 벤젠 및 톨루엔의 분리가 상당히 더 어려워지는데, 이는 환류되어 벤젠/톨루엔 탑 T2로 되돌아가는 오버헤드가 더 많을 것이 요구되고, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내 재가열에 필요한 물질의 총량이 실시 예 5에서보다 더 많기 때문이다. 본 실시 예에서, T2로부터의 오버헤드 흐름은 스타이렌 마무리탑 T3를 재가열하는데 요구되는 총 할당량을 제공한다.
실시 예 18에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 내에 허용된 톨루엔 농도는 실시 예 5의 0.5 중량 퍼센트(wt%)에서 5.0wt%로 증가한다. 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 내 톨루엔 농도를 증가시키는 것에 의해 벤젠 및 톨루엔의 분리가 약간 더 쉬워지는데, 이는 더 적은 양의 오버헤드가 환류되어 벤젠/톨루엔 탑 T2로 돌아가도록 요구되고, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내 재가열에 요구되는 물질의 총량이 실시 예 5에서보다 적기 때문이다. 그러나 더 적은 양의 오버헤드 흐름은 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 의해 제공되는 할당량이 실시 예 5에서보다 더 낮다는 것을 의미한다.
실시 예 19에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥내 톨루엔 농도는 다시 0.5wt%로 되며 스타이렌 마무리탑 T3의 증류물 내에 허용되는 AMS 농도는 250ppm으로 증가한다. AMS 농도 내에서 이러한 조절은 이제 스타이렌 마무리탑 T3 내에서 AMS로부터 스타이렌의 분리를 더 용이하게 하며, 환류되어 스타이렌 마무리탑 T3로 되돌아가는 오버헤드를 더 적게 요구하며, 따라서 더 적은 물질이 재가열될 것이 요구된다.
실시 예 19의 결과에 나타난 바와 같이, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b의 할당량은 실시 예 5에서와 달라지지 않았으나 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 의해 수행되는 할당량의 총 퍼센트는 상당히 증가한다. 즉, 실시 예 5의 53퍼센트에서 실시 예 19의 73퍼센트로 증가한다.
실시 예 20은 실시 예 19와 반대 접근 방식으로서 스타이렌 마무리탑 T3의 증류물내 AMS의 허용가능한 농도를 감소시키는 것에 의해 스타이렌 마무리탑 T3 내 AMS로부터의 스타이렌 정제를 더 어렵게 만든다. 실시 예 20에서, 더 많은 오버헤드가 환류되어 스타이렌 마무리탑 T3로 돌아가며, 이에 따라 더 많은 물질이 재가열될 것이 요구된다. 다시, 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b의 할당량은 실시 예 5에서와 달라지지 않았지만 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b 하중은 증가하기 때문에 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 의해 수행되는 할당량의 총 퍼센트는 약간 더 적다. 즉, 45 퍼센트는 실시 예 5에서보다 약간 더 적다.
실시 예 21은 벤젠/톨루엔 탑 T2 및 스타이렌 마무리탑 T3 양쪽에 대하여 극한값까지 간다. 실시 예 21에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥내 톨루엔의 농도는 2.0wt%로 증가하며 스타이렌 마무리탑 T3의 증류물내 AMS의 농도는 50ppm으로 감소한다. 실시 예 5와 비교할 때 이는 부정적인 방향으로 두 배의 효과를 갖는다. 첫째, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에서 에틸벤젠으로부터 벤젠과 톨루엔의 분리가 이제 더 용이하므로, 실시 예 18과 유사하게 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 할당량을 공급하기 위한 오버헤드 증기가 더 적다. 둘째, 스타이렌 마무리탑 T3 내에서 스타이렌으로부터 AMS의 분리는 이제 달성하기 더 어렵고 실시 예 20에서와 유사하게 총 재가열기 할당량을 더 많이 요구한다.
실시 예 22는 실시 예 21과 반대 접근 방식이다. 실시 예 22에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥내 허용 가능한 톨루엔의 농도는 0.17wt%로 감소되며 스타이렌 마무리탑 T3의 증류물내 AMS의 농도는 250ppm으로 증가한다. 실시 예 5와 비교할 때 이는 긍정적인 방향으로 두 배의 효과를 갖는다. 첫째, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내에서 에틸벤젠으로부터 벤젠과 톨루엔의 분리가 이제 약간 더 어려우므로, 실시 예 17과 유사하게 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 할당량을 공급하기 위한 오버헤드 증기가 더 적다. 둘째, 스타이렌 마무리탑 T3 내에서 스타이렌으로부터 AMS의 분리는 이제 달성하기 더 쉽고 실시 예 19에서와 유사하게 총 재가열 할당량을 더 적게 요구한다. 본 실시 예에서, T2로부터의 오버헤드 흐름은 스타이렌 마무리탑 T3를 재가열하는데 요구되는 총 할당량을 제공한다.
실시 예 23에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내의 이론단수(NTS)는 18만큼 증가된다. 이러한 변화는 실시 예 18에서 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥 내에 허용되는 톨루엔 농도가 증가하는 것과 유사한 영향을 갖는다. 벤젠/톨루엔 탑 T2에 더 많은 NTS를 첨가하는 것이 에틸벤젠으로부터 벤젠과 톨루엔을 분리하는 것을 약간 더 용이하게 만들어 주며, 이에 따라 환류율을 낮추고 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 할당량을 제공하기 위한 오버헤드 증기량을 감소시킨다.
실시 예 24에서, 벤젠/톨루엔 탑 T2 내 이론단수(NTS)는 6만큼 증가된다. 이러한 변화는 실시 예 17에서 벤젠/톨루엔 탑 T2의 바닥내 허용가능한 톨루엔 농도를 감소시키는 것과 유사한 영향을 갖는다. 더 많은 NTS를 벤젠/톨루엔 탑 T2에 첨가하는 것은 에틸벤젠으로부터 벤젠 및 톨루엔의 분리를 약간 더 어렵게 하며, 이에 따라 환류율을 증가시키고 스타이렌 마무리탑 재가열기 R3b에 대한 할당량을 공급하기 위한 오버헤드 증기량을 감소시킨다.
비록 본 발명이 이의 하나의 형태에 관하여 아주 상세하게 기재되었지만, 다른 형태도 가능하며, 이의 변경, 치환 및 동등물이 명세서를 읽고 도면을 연구하면 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 하나의 형태의 다양한 특징이 다양한 방식으로 조합되어 본 발명의 추가 형태를 제공한다. 이에 더하여, 어떤 용어는 설명의 명확성을 위한 목적으로 사용되었으나 본 발명이 이로만 제한되는 것은 아니다. 따라서 첨부된 모든 청구항은 본 출원에 포함된 바람직한 형태에 대한 설명에만 제한되어서는 안 되며 본 발명의 실제적인 사상 및 범위에 포함되는 한 이러한 변경, 치환 및 동등물을 모두 포함한다.

Claims (22)

  1. 에틸벤젠을 포함하는 공급 원료로부터 스타이렌 단량체를 정제하는 데 요구되는 에너지를 감소하는 방법으로서,
    i) 상기 공급 원료를 탈수소화하여 스타이렌, 에틸벤젠, 벤젠, 톨루엔, 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 미정제 스타이렌 스트림을 제공하는 단계;
    ⅱ) 일련의 증류 공정에서 상기 미정제 스타이렌 스트림을 정제하되, 제1 증류 공정은 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 제1 증류 오버헤드 스트림 및 스타이렌을 포함하지 않고 에틸벤젠을 포함하는 제1 증류 바닥 스트림을 제공하고, 적어도 하나의 재가열기를 사용하는 제2 증류 공정은 정제된 스타이렌 단량체를 포함하는 제2 증류 오버헤드 스트림 및 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 제2 증류 바닥 스트림을 제공하는 단계;
    ⅲ) 상기 제2 증류 바닥 스트림으로부터 적어도 하나의 재가열기 스트림을 회수하고 상기 재가열기 내에서 상기 재가열기 스트림을 재가열하는 단계; 및
    iv) 상기 제1 증류 오버헤드 스트림과 간접적으로 접촉시켜 상기 재가열기에 열을 제공하되, 상기 재가열기로부터 나가는 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도와 동일하거나 낮은 온도에서 상기 재가열기 스트림이 상기 재가열기로 들어가는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에서, 상기 재가열기로부터 나간 후 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도는 상기 재가열기로 들어갈 때의 상기 재가열기 스트림의 온도보다 더 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에서, 상기 재가열기는 상기 제2 증류 공정에 대한 총 열교환기 할당량의 100퍼센트를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에서, 상기 일련의 증류 공정은 각각 내부 구조물을 갖는 탑 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에서, 상기 내부 구조물은 패킹 및/또는 트레이인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에서, 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 압력은 10mmHg 내지 2500mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에서, 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 압력은 500mmHg 내지 2100mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에서, 상기 제2 증류 오버헤드 스트림의 압력은 10mmHg 내지 1000mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에서, 상기 제2 증류 오버헤드 스트림의 압력은 25mmHg 내지 100mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에서, 상기 미정제 스타이렌 스트림은 상기 제1 증류 공정 이전에 증류 공정에서 증류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에서, 상기 제1 증류 공정 이전의 증류 공정은 다중 효과 증류 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 에틸벤젠을 포함하는 공급 원료로부터 스타이렌 단량체를 정제하는 데 요구되는 에너지를 감소하는 방법으로서,
    i) 상기 공급 원료를 탈수소화하여 스타이렌, 에틸벤젠, 벤젠, 톨루엔, 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 미정제 스타이렌 스트림을 제공하는 단계;
    ⅱ) 일련의 증류 공정에서 상기 미정제 스타이렌 스트림을 정제하되, 제1 증류 공정은 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 제1 증류 오버헤드 스트림 및 스타이렌을 포함하지 않고 에틸벤젠을 포함하는 제1 증류 바닥 스트림을 제공하고, 적어도 제1 재가열기 및 제2 재가열기를 사용하는 제2 증류 공정은 정제된 스타이렌 단량체를 포함하는 제2 증류 오버헤드 스트림 및 알파-메틸 스타이렌 및 무거운 성분을 포함하는 제2 증류 바닥 스트림을 제공하는 단계;
    ⅲ) 상기 제2 증류 바닥 스트림으로부터 적어도 제1 재가열기 스트림 및 제2 재가열기 스트림을 회수하고 상기 제1 재가열기 내에서 상기 제1 재가열기 스트림을 재가열하고 상기 제2 재가열기 내에서 상기 제2 재가열기 스트림을 재가열하는 단계; 및
    ⅳ) 상기 제1 증류 오버헤드 스트림과 간접적으로 접촉시켜 상기 제1 재가열기에 열을 제공하고 상기 제1 증류 오버헤스 스트림이 아닌 다른 열원과의 간접적인 접촉에 의해 상기 제2 재가열기에 열을 제공하되, 상기 제1 재가열기로부터 나가는 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도와 동일하거나 낮은 온도에서 상기 제1 재가열기 스트림이 상기 제1 재가열기로 들어가는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에서, 상기 제1 재가열기로부터 나간 후 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 온도는 상기 제1 재가열기로 들어갈 때의 상기 제1 재가열기 스트림의 온도보다 더 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에서, 상기 제1 재가열기는 상기 제1 및 제2 재가열기 사이의 총 열교환기 할당량의 20퍼센트 내지 100퍼센트를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에서, 상기 일련의 증류 공정은 내부 구조물을 갖는 탑 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에서, 상기 내부 구조물은 패킹 및/또는 트레이인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제12항에서, 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 압력은 10mmHg 내지 2500mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제12항에서, 상기 제1 증류 오버헤드 스트림의 압력은 500mmHg 내지 2100mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제12항에서, 상기 제2 증류 오버헤드 스트림의 압력은 10mmHg 내지 1000mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제12항에서, 상기 제2 증류 오버헤드 스트림의 압력은 25mmHg 내지 100mmHg 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제12항에서, 상기 미정제 스타이렌 스트림은 상기 제1 증류 공정 이전에 증류 공정에서 증류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에서, 상기 제1 증류 공정 이전의 증류 공정은 다중 효과 증류 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
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