KR20190046910A - 벤젠 제조방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벤젠의 제조 방법(100)에 관한 것으로, 알킬화된 방향족 및 수소를 함유하는, 제1 공급 원료 혼합물을 형성하고, 수소 첨가 탈알킬화(33)를 통해 제1 공급 원료에 함유된 알킬화된 방향족이 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소와 함께 부분적으로 벤젠으로 전환되어, 제1 생성물 혼합물을 얻고, 상기 제1 생성물 혼합물은 벤젠, 미전환된 알킬화된 방향족, 1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칼류, 및 미전환된 수소를 포함하고, 1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칼류, 및 수소의 적어도 일부는 분리되어 제1 생성물 혼합물로부터 경질 가스 분획을 얻는 단계를 포함하며, 제1 공급 원료에 함유된 수소는 적어도 부분적으로는 저온 분리(18)의 사용으로 제공되며, 저온 분리(18)에 제2 생성물 혼합물이 공급되며, 상기 제2 생성물 혼합물은 제2 공급 원료 혼합물의 증기 분해(11)를 통해 적어도 부분적으로 형성되고, 상기 경질 가스 분획은 또한 상기 저온 분리(18)에 적어도 부분적으로 공급되는 것을 특징으로 한다. 대응하는 장치 또한 본 발명을 구성한다. 조방법.

Description

벤젠 제조방법 및 시스템

본 발명은, 본 발명의 특허청구범위에 기재된, 벤젠을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

벤젠은 톨루엔, 크실렌 및 탄소 원자가 9개인 알킬화된 방향족과 같은 화합물의 수소첨가 탈알킬화를 통해 제조될 수 있다. 이러한 출발 화합물은 소위 BTX 분획의 형태로 얻어지고, 이것은 예를 들어 증기 분해 동안 발생하는 소위 열분해 가솔린의 사용으로 형성될 수 있다. 다른 원료로는 촉매 개질의 개질물과 석탄의 탄화로부터의 수화 가솔린이다.

증기 분해로부터의 열분해 가솔린은 일반적으로 주로 또는 전부 탄소 원자가 5 내지 10개인 탄화수소를 포함하며, 그 중에서도 방향족이 주로 사용된다. 함유된 지방족 화합물은 주로 불포화되고 아세틸렌 및 디엔을 고 비율로 포함한다. 따라서, 열분해 가솔린은 불안정하며, 이러한 성분의 중합 반응 경향으로 인해 저장될 수 없다. 따라서 여러 단계로 추가 처리된다. 예를 들어 아세틸렌, 디엔 및 스티렌을 올레핀으로 전환하기 위해 선택적인 수화가 초기에 일어날 수 있다. 고 분자 성분의 분리 후에, 상응하는 처리된 열분해 가솔린은 전형적으로, 특히 탄소 원자가 6 내지 8개인 탄화수소를 주로 또는 부분적으로 함유하는 분획이 형성되는 분리를 위해 공급될 수있다. 이것은 소위 "하트 컷"(Heart Cut)이다.

하트 컷은 수소첨가 탈황 처리를 받을 수 있는데, 여기에서 올레핀이 파라핀 및 나프텐으로 전환되고, 유기 결합 황이 황화수소로 전환되고, 다운스트리임 스트리퍼에서 제거될 수 있다. 상응하게 처리된 하트 컷은 방향족 추출을 받을 수 있고, 여기에서 BTX 분획이 지방족 화합물로부터 분리된다.

수소첨가 탈알킬화의 경우, 일반적으로 각 경우에 하나의 수소 분자를 사용하고 상응하는 알칸을 형성하면서, 벤젠 고리로부터 알킬 잔류물을 제거한다. 촉매적 및 열적 수소첨가 탈알킬화 방법은 공지되어있다. 이들 방법 모두 공통적으로 각 경우에 수소가 수소첨가 탈알킬화를 위해 공급되어야 한다다.

대규모 공정을 위한 수소를 공급하기 위해, 개질 방법, 예를 들어 개질기에서의 촉매 개질 또는 수증기 개질이 일반적으로 사용된다. 후자의 경우, 탄화수소는 하나 이상의 촉매 반응기에 스팀과 함께 공급되고, 거기에서 특히 일산화탄소와 수소, 즉 합성 가스로 전환된다. 수소 함량을 증가시키기 위해, 일산화탄소가 물과 함께 추가의 수소 및 이산화탄소로 전환되는 수소 - 가스 전환이 전형적으로 사용된다. 그런 다음 수소를 분리 할 수 있다.

수소첨가 탈알킬화 및 수소 회수에 대한 자세한 내용은 관련 전문 문헌, 예를 들어, Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000년 6월 15일 온라인, DOI 10.1002 / 14356007.a03_475의 문헌 "벤젠", 특히 section 5.3.1의, "Hydrodealkylation" 및 Ullmann 's Encyclopedia in Industrial Chemistry, 2000 년 6월 15일자 온라인 판 DOI : 10.1002 / 14356007.a13_297의 "Hydrogen" 문헌을 참조할 수 있다.

수소첨가 탈알킬화에 사용하기 위한, 합성 가스로부터의 수소의 회수에서, 저온 분리가 전형적으로 사용되고, 이것은 수소첨가 탈황의 업스트리임에 배치된다. 또한, 수소첨가 탈황에서 재사용되어야 하는, 전환되지 않은 수소의 수소첨가 탈황에서는 미량의 벤젠이 제거되어야 하고, 이는 전통적으로 많은 노력을 요하는 것이었다. 반응기의 코크스 화를 방지하기 위해 수소첨가 탈알킬화의 경우에 일반적으로 황 화합물이 첨가되기 때문에, 최종 알칼리 세척이 필요하다. 이와 함께 벤젠 흡수 탑(benzene absorber column)이 수소첨가 탈알킬화에 사용되며, 이는 가벼운 가스 흐름에서 벤젠 손실을 최소화하는 것을 목표로 한다.

"Benzene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, online since 15th June 2000, DOI 10.1002/14356007.a03_475. "Hydrogen" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, online edition 15th June 2000, DOI: 10.1002/14356007.a13_297. "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, online since 15th April 2009, DOI 10.1002/14356007.a10_045.pub3.

상기의 요소들은 수소첨가 탈알킬화를 통한 벤젠 제조시 장치 및 비용을 증가시킨다. 본 발명의 목적은 이 점에서 개선을 달성하는 것이다.

이러한 배경에 대하여, 본 발명은 독립항의 특징을 갖는 벤젠의 제조 방법 및 장치를 제공한다. 각각의 경우에, 추가의 특징은 종속항 및 후속의 설명에 게시되어 있다.

본 발명의 특징 및 이점을 설명하기 전에, 이들의 기본 원리 및 사용된 용어를 설명할 것이다.

여기에서의 통상적인 사용에서, 액체 및 기체 혼합물은 하나 이상의 성분에서 풍부하거나 부족할 수 있으며, 몰, 중량 또는 부피 기준으로 "풍부"는 적어도 50%, 75%, 90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9% 또는 99.99%의 함량이고, "부족"은 최대 50%, 25%, 10%, 5%, 1%, 0.1% 또는 0.01%의 함유량을 나타낼 수 있다. "주로"라는 용어는 "풍부"의 정의와 일치할 수 있다. 여기서 사용된 언어 관습에서, 액체 및 기체 혼합물은 하나 이상의 성분이 풍성하게 되거나 고갈될 수 있으며, 이들 용어는 액체 또는 기체 스트리임이 얻어지는 출발 혼합물에 상응하는 함량과 관련된다. 액체 또는 기체 혼합물은 적어도 1.1 배, 1.5 배, 2 배, 5 배, 10 배, 100 배 또는 1000 배 함량을 함유할 때 "풍성하게"된다; 출발 혼합물에 대해 대응하는 성분이 0.9 배, 0.5 배, 0.1 배, 0.01 배 또는 0.001 배 함량을 함유하는 경우에는 "고갈"된다. 본 발명의 경우, 예를 들어, "메탄" 또는 "수소" 또는 각각의 상응하는 분율을 언급할 때, 또한 이것은 상응하는 성분이 풍부한 혼합물인 것으로 이해되어야 한다. 그러나 이것은 또한 각각의 순수 가스를 나타낼 수도 있다.

출발 흐름에 포함되거나 또는 이로부터 얻은 성분들의 적어도 일부를 포함한다면, 액체 또는 기체 혼합물은 다른 액체 또는 기체 혼합물(출발 혼합물로도 지칭 됨)로부터 "유도"되거나, 또는 이 혼합물로부터 또는 이 혼합물을 사용하여 "형성"된다. 이러한 의미로 형성된 혼합물은 서브 - 플로우 또는 하나 이상의 성분의 분리 또는 분지화, 하나 이상의 성분에 대한 풍성화 또는 고갈, 하나 이상의 성분의 화학적 또는 물리적 전환, 가열, 냉각, 압축 및 이와 유사한 것으로부터 형성될 수 있다. 그러나 예를 들어, 후속 분리 공정을 위한 공급 원료 혼합물의 "형성"은 적절한 파이프 라인에서의 상응하는 혼합물 및 분리 공정으로의 공급을 단순히 안내하는 것을 나타내는 것일 수도 있다.

본 발명은 수소첨가 탈알킬화 및 증기 분해 방법의 광범위한 통합의 특별한 이점을 나타내고, 도입부에서 언급된 단점을 적어도 부분적으로 극복한다. 증기 분해(Steam Cracking)를 통한 에틸렌과 같은 올레핀의 회수를 위한 방법 및 해당 설비는 예를 들어 Ullmann 's Encyclopedia in Industrial Chemistry의 문헌 "Ethylene"(2009 년 4월 15일 온라인, DOI 10.1002 /14356007.a10_045.pub3.)에 게시되어 있다.

공지된 바와 같이, 증기 분해의 경우, 적절한 조건 및 성분 또는 성분 그룹으로의 분리를 위한 공지된 분리 순서에 적용될 수 있는 물질 혼합물이 형성된다. 이러한 분리 순서에 대한 일례는 첨부된 도 1을 참조하여보다 상세하게 설명된다. 상응하는 분리 순서는 인용된 선행 기술로부터 공지되어 있으며, 사용된 분리 단계의 순서를 통해 실질적으로 상이하다.

일반적으로, 증기 분해의 "생성 혼합물"로도 지칭되는 상응하는 물질 혼합물은 비록 그러한 물질 혼합물이 목적하는 생성물뿐만 아니라 부산물 및 전환되지 않은 추출물을 함유할 수 있지만, 초기에는 예를 들어, 선형 냉각기(Transfer Line Exchanger, TLE)에서 냉각된다. 다음으로, 일반적으로 오일 순환과 물 순환을 사용하여 더 무거운 성분들을 분리한다. 이와 관련하여, 열분해 가솔린 분획이 형성될 수 있고, 물을 회수할 수 있다. 추가 열분해 가솔린은 다운스트리임 압축시 생성물 혼합물로부터 분리된다. 압축 과정 동안, 즉, 특히 다단 압축기의 중간 단계에서, 일반적으로 아민 및/또는 알칼리 세척을 사용하여 산성 가스의 제거가 수행된다. 상응하게 조절된 생성물 혼합물은 그 다음 건조되고 사전 냉각된 다음 저온 분리된다.

저온 분리는 소위 "탈-에탄 장치 우선", "탈-메탄 장치 우선" 또는 "탈-프로판 장치 우선"의 형태로 구성될 수 있다. 상응하는 세부 사항을 위해, 상기 인용 된 선행 기술이 참조된다. 상응하는 저온 분리에서, 수소 분획 및 메탄 분획이 일반적으로 분리된다. 수소 분획은 전형적으로 80% 내지 95%의 수소 함량을 포함한다. 상응하는 수소 분획의 형성을 위해, 예를 들어 주로 또는 단독으로 수소 및 메탄을 함유하는 분획을 초기에 형성할 수 있으며, 그로부터 예를 들어 압력 교환 흡착을 사용하여 수소를 분리할 수 있다. 수소 분획은 전형적으로 공지의 탈-메탄 장치의 사용으로 형성되고, 여기에서 무거운 성분은 상응하는 기체 혼합물로부터 액체로서 분리된다.

상응하는 저온 분리에서 형성될 수 있는 다른 분획은 예를 들어, 두 개 탄소 원자를 갖는 탄화수소, 특히 에탄 및 에틸렌, 을 주로 또는 단독으로 함유하는 분획이다. 에틸렌 분획은 이것으로부터 분리되어 생성물로서 공급될 수 있다. 에탄은 예를 들어 증기 분해을 위해 재활용될 수 있다. 다른 분획의 회수와 관련하여, 선행 기술이 참조된다. 상응하는 저온 분리 또는 후자의 각각의 개별 단계는 특히 수화의 업스트리임, 사이 또는 다운스트리임에 배치될 수 있다. 후자는 특히, 생성물 혼합물에 함유된 아세틸렌을 상응하는 올레핀으로 전환시키는 역할을 한다. 특히, 상응하는 저온 분리에서, 추가의 열분해 가솔린 분획이 또한 형성될 수 있다.

본 발명은 수소 첨가 탈알킬화에서 별도로 제공되는 수소 분획 대신에 증기 분해의 저온 분리로부터의 수소 분획을 사용하는 것을 제안한다. 이러한 방식으로, 개별적인 개질 방법 및 상응하는 저온 분리 단계 및 흡수 탑을 제공하는 것을 생략할 수 있다. 증기 분해 방법의 저온 분리로부터의 수소 분획은 충분히 순수하다는 것을 증명하고 수소첨가 탈알킬화에서 직접적으로 사용될 수 있는 적절한 조건으로 존재한다. 바람직하게는, 상응하는 반응기에 공급하기 위해, 이 수소 분획의 압축만 필요하다.

본 발명의 추가의 양태는 수소첨가 탈알킬화 또는 각각의 대응하는 가벼운- 가스 분획에서 전환되지 않은 수소의 처리이다. 이러한 수소는, 수소첨가 탈알킬화의 생성물 혼합물로부터 수소첨가 탈알킬화에서 형성된 짧은 사슬의 알칸과 함께 분리되어, 이들 성분을 함유하는 대응하는 경질 가스 분획을 형성한다. 따라서 경질 가스는 수소 외에도 짧은 사슬의 알칸, 특히 메탄, 선택적으로 에탄 및/또는 에틸렌, 또한 임의로 프로판 및/또는 프로필렌을 포함한다.

통상적으로, 상응하는 수소는 수소첨가 탈알킬화에서 재사용되기 위해 상당한 노력을 집중하여 정제되어야 한다. 이와 대조적으로, 본 발명은 이제 증기 분 해법의 생성물 혼합물이 또한 처리되는 분리에 이 분획을 공급하는 것을 제안한다. 특히, 이러한 맥락에서, 상응하는 분획은 상응하는 분리 순서의 압축에 공급되는 업스트리임이다. 언급된 바와 같이, 이러한 압축 과정 중에, 아민 또는 알칼리 세척도 실시하여, 산성 가스를 대응하는 가스 혼합물로부터 세척한다. 보다 일반적으로, 증기 분해 방법의 생성물 혼합물이 제공되는 분리 과정에서 산성 가스 제거가 수행된다. 이와 관련하여, 경질 가스 분획은 바람직하게는 압축의 업스트리임뿐만 아니라 산성 가스 제거, 예를 들어 아민 또는 알칼리 세척, 의 업스트리임까지 분리로 안내된다. 언급한 바와 같이, 황 화합물은 수소첨가 탈알킬화에 사용되기 때문에, 또한 이들이 상응하는 생성물 혼합물로, 따라서 경질 가스 분획으로 이송될 수 있기 때문에, 이러한 방식으로 세척되거나, 사용된 방법에 따라, 다른 방식으로 황 화합물을 분리하여, 별도의 알칼리 세척 또는 산성 가스 제거를 위한 또 다른 분리 방법을 필요로 하지 않고 행해질 수 있다.

전반적으로, 본 발명은 알킬화된 방향족 및 수소를 함유하고, 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 알킬화된 방향족 및 제1 공급 원료에 함유된 수소가 존재하는 제 1 공급 원료 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 수소첨가 탈알킬화를 통해 부분적으로 벤젠으로 전환하여 제1 생성물 혼합물을 수득하는, 벤젠의 제조 방법을 제안한다. 제1 생성물 혼합물은 벤젠, 전환되지 않은 알킬화된 방향족, 알킬화된 방향족을 벤젠으로 전환시 형성된 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알칸 및 전환되지 않은 수소를 함유한다. 종래 기술로부터 알려진 바와 같이, 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알칸의 적어도 일부 및 수소가 제1 생성물 혼합물로부터 분리됨으로써 경질 가스 분획을 수득한다. 경질 가스 분획은 특히 수소 및 상지의 짧은 사슬의 알칸을 포함하지만 미량의 벤젠을 함유할 수도 있다.

달리 설명된 바와 같이, 본 발명은 이제 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소가, 제2 생성 혼합물의 적어도 일부가 공급되는, 저온 분리의 사용에 적어도 부분적으로 함께 제공되는 것을 제안한다. 여기서 제2 생성물 혼합물은 제2 공급 원료 혼합물의 증기 분해를 통해 적어도 부분적으로 형성되고, 경질 가스 분획은 유사하게 적어도 부분적으로 저온 분리에 공급된다. 본 발명에 따른 방법으로, 증기 분해 방법과 수소첨가 탈알킬화 사이의 시너지 효과가 발휘되며, 특히 수소첨가 탈알킬화를 위한 별도의 수소 제조 및 함께 분배될 상응하는 경질 가스 분획의 별도 처리를 가능하게 한다. 세부 사항 및 이점은 이미 설명되었다.

전술한 바와 같이, 저온 분리에 공급되는 제2 생성물 혼합물 또는 그 일부 및 저온 분리에 공급되는 경질 가스 분획 또는 그 일부는 압축된 후 저온 분리된다. 언급된 바와 같이, 압축 과정 중에, 산성 가스 제거가 실행되고, 이는 또한 수소첨가 탈알킬화로부터의 경질 가스 분획의 처리에 특히 유리하다. 산성 가스 제거는 "압축 과정 중에" 일어나는데, 이는 특히 중간 압력에서, 즉 하나 이상의 제1 이후, 그리고 하나 이상의 제2 압축 단계 또는 각각의 압축 단계 전에 실행되기 때문이다. 본 발명의 범위 내에서, 산성 가스의 제거는 특히 알칼리 세척 및/또는 아민 세척을 포함할 수 있다.

따라서, 저온 분리는 분리 순서 또는 처리 순서의 일부일 수 있는데, 이 분리 순서 또는 처리 순서에서 압축 및 특히 산성 가스 제거는 저온 분리 이전에 수행된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 압축 과정에서 산성 가스 제거는 필요하지 않다. 어떠한 경우에도, 압축 및/또는 산성 가스 제거의 경질 가스 분획 업스트리임을 분리 순서 또는 처리 순서에 공급함으로써 특히 유리한 방법으로 상승 작용을 달성할 수 있다. 이러한 방식으로, 별도의 산성 가스 제거를 생략할 수 있다. 원칙적으로, 수소는 저온 분리에서 임의의 방식으로 분리될 수 있다. 그러나 저온 분리가 탈-메탄화를 포함하고, 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소가 탈-메탄화의 사용에 적어도 부분적으로 제공된다면 유리하다. 상응하는 방법은 첫 번째( "탈-메탄 장치 우선"), 두 번째 ( "탈-에탄 장치 우선") 또는 상응하는 분리 순서의 추가 단계로 수행할 수 있다.

또한, 열분해 가솔린 분획이 제2 생성물 혼합물의 적어도 일부, 즉 증기 분해 방법의 생성물 혼합물의 사용과 함께 제공되는 것이 특히 유리하다. 언급한 바와 같이, 상응하는 열분해 가솔린 분획은 상응하는 생성물 혼합물에 적용되는 물 세척에서 특히 발생할 수 있다. 추가 열분해 가솔린은 압축 및 저온 분리에서 형성 될수 있다. 본 발명은 벤젠의 회수를 위해서도 상응하는 열분해 가솔린 분획의 사용을 제안한다.

이와 관련하여, 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 알킬화된 방향족 화합물의 적어도 일부가 열분해 가솔린 분획의 적어도 일부의 조절을 통해 제공되는 경우 특히 바람직하다. 이러한 방식으로, 증기 분해 방법과 수소첨가 탈알킬화 사이에 또 다른 물질 통합이 달성될 수 있다.

따라서, 열분해 가솔린 분획 또는 그 일부의 조절이 수화 및/또는 분리 및/또는 수소참가-탈황 및/또는 방향족 추출을 포함하는 경우에 특히 유리하다. 당해 기술 분야의 숙련자는 요건에 따라, 또한 상응하는 열분해 가솔린 분획의 조성에 따라 상응하는 단계를 선택한다. 자세한 내용은 예를 들어 첨부된 도 1과 전문 문헌에 대한 설명을 참조하면 된다. 특히, 본 발명과 관련하여, 예를 들어, 상기한 바와 같은 의미에서 비 방향족 화합물이 적거나 없도록 제1 혼합물을 형성할 수 있다. 이는 예를 들어, 방향족 추출의 하나 이상의 분획으로부터 적어도 부분적으로 제1 공급 혼합물을 형성시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 과도하게 수소첨가 탈알킬화의 발열을 증가시키는 것으로 알려진 상당량의 화합물이 수소첨가 탈알킬화 반응에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방식으로, 별도의 공정 단계의 사용이 회피된다.

이미 언급한 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서, 수소첨가 탈알킬화를 위한 별도의 수소 공급을 생략할 수 있다. 그러나 저온 분리에서 제공되고 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소는 유리하게는 제1 공급 원료 혼합물의 형성을 위한 압축을 겪기 때문에, 이 수소는 수소첨가 탈알킬화에 적합한 압력에서 존재한다.

특히, 본 발명의 방법은 액체 공급 원료가 적용되는 증기 분해 방법에 적합하다. 따라서 제2 공급 원료 혼합물은 특히 나프타를 함유한다. 알킬화 방향족은 유리하게는 톨루엔 및 크실렌을 포함한다.

또한, 수소첨가 탈알킬화의 다운스트리임에서, 벤젠 및 전환되지 않은 알킬화 방향족 화합물의 적어도 일부가 제1 생성물 혼합물로부터 분리되어, 액체 분획을 얻는다. 이 액체 분획의 적어도 일부의 사용으로, 주로 또는 단독으로 벤젠을 함유하는 분획 및 주로 또는 단독으로 전환되지 않은 알킬화 방향족을 함유하는 분획이 형성된다. 전자는 제품 분획으로 생성될 수 있고; 후자는 특히 수소첨가 탈알킬화에 적어도 부분적으로 재순환 될 수있다.

또한, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 벤젠의 제조 장치에 관한 것이다. 해당 장치는 이전에 설명한 방법의 실행을 위해 특별히 설비되어 있으며, 이를 위해 상응하는 수단을 갖추고 있다. 따라서, 대응하는 장치의 특징 및 이점과 관련하여, 본 발명에 따른 방법 및 그 실시 예에 관한 상기 설명이 참조된다.

다음에, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시 예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법을 개략적인 흐름도의 형태로 도시한다.

도 1은 본 발명의 특히 바람직한 실시 예에 따른 프로세스를 도시한다. 이 방법은 전체적으로 100으로 표시되어있다. 다음에서 방법 면 또는 방법 단계가 설명될 때, 이 설명은 해당 장치에 제공된 요소와 동등하게 대응된다. 방법을 다음에서 설명할 때, 해당 설명은 해당 장치에서도 동일한 방식으로 적용된다.

도 1에 도시된 방법(100)에서, 탄화수소 흐름(a) 및 증기 흐름(b)은 증기 분해 노(11)에 공급된다. 여기서, 분해가스가 형성되어 증기 분해 노에서 분해가스 흐름(c)으로 배출된다. 이 도면은 사용할 수 있는 정도로 상당히 단순화되었으며, 몇 가지 공급 원료 흐름 및/또는 증기 흐름 및 추가로 재활용된 물질 흐름 및 이와 유사한 것을 사용할 수 있고, 이들은 하나 이상의 증기 분해 노에 공급될 수 있고, 동일하거나 상이한 조건하에서 작동될 수 있다. 예를 들어 (완전히, 대부분 또는 부분적으로) 액체 공급 원료 흐름 및/또는 (완전히, 대부분 또는 부분적으로) 가스 공급 원료 흐름을 위해 설계된 하나 이상의 증기 분해 노가 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어 결합될 수 있는 다수의 분해가스 흐름이 또한 형성될 수 있다. 다음에서 설명하는 물질 흐름과 장치 구성요소는 단독으로 또는 다중으로 존재할 수있다.

도시된 예에서, 분해가스 흐름(c)은 예를 들어 전송 라인 교환기를 사용하는 냉각 장치(12)로 공급된다. 1차 분별 증류(13)에서, 전형적으로 200℃ 초과의 비점을 갖는 중질 성분은, 예를 들어 오일 순환의 사용 또는 선행 기술로부터 공지된 다른 방법에 의해, 크래킹 가스로부터 분리되고, 도시된 예에서, 열분해 오일 흐름(d)의 형태로 제거된다. 따라서 중질 성분이 제거된 분해가스는 분해가스 흐름(c)의 형태로 물 세척(14)에 보내지는데, 여기에서 열분해 가솔린 분획의 성분은 세정 수를 사용하여 제거되고, 분해에 사용된 증기로부터 응축에 의해 분리된다. 이들 탄화수소 성분은 또한 예를 들어 1차 분별 증류(13)로 재순환될 수 있으며 중질 성분을 씻어 내기 위해 거기에서 사용된다. 열분해 가솔린 분획의 적어도 일부가 열분해 가솔린 흐름(e)의 형태로 도시된 예에서 제거된다.

도시된 예에서, 비록 물질 흐름(z) (하기 참조)가 분해가스 흐름에 공급되더라도, 상응하는 결합된 흐름은 여전히 여기에서 c로 표시된다. 후자는 산성 가스 제거(16)가 결합 된 압축(15)에 공급된다. 압축(15)은 여러 단계에 걸쳐 수행된다. 중간 단계에서, 압축된 물질 흐름은 산성 가스 제거(16)로 유도된다. 다른 구성도 가능하다. 압축에서, 열분해 가솔린 분획의 추가 성분이 분리되고, 이들은 추가의 열분해 가솔린 흐름(f)의 형태로 제거된다. 산성 가스가 제거된 가스 혼합물은 이제 c로 표시된 물질 흐름의 형태로 예비 냉각 및 건조 단계(17)로 공급되며, 여기에서 잔류하는 물은 제거되고 저온 분리 단계(18)로 공급되기 전에 미리 냉각된다. 저온 분리(18)에 대한 자세한 내용은 상기에서 인용한 전문 문헌을 참조한다. 저온 분리(18)는 단지 시각적인 명확성을 위해 단일 장치의 형태로 도시된다. 실제로, 순차적으로 배열된 분리 장치(예를 들어, 탈-에탄 장치, 탈-메탄 장치, 탈-프로판 장치 등)가 상응하는 저온 분리(18)에 제공된다.

저온 분리(18)에서, 일련의 분획이 분해가스로부터 형성되며, 그 가운데, 본 발명에서는, 단지 하나의 수소 분획 및 하나의 추가의 열분해 가솔린 분획이 관심의 대상이 되며, 따라서 더 상세하게 설명될 것이다. 이들은 수소 흐름 (g) 및 추가의 열분해 가솔린 흐름(h)의 형태로 저온 분리(18)로부터 배출된다. 수소 분획은 예를 들어, 주로 또는 배타적으로 수소 및 메탄을 포함하는 가스 혼합물로부터 분리될 수 있으며, 이는 탈-메탄 장치에서 저온 분리로 형성된다. 언급한 바와 같이, 예를 들어, 90% 수소를 함유한다. 열분해 가솔린 분획은, 예를 들어 탈-부탄 장치(de-butaniser)에서 형성되고, 여기에서 4개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소가 4 개의 탄소 원자를 갖는 이들 탄화수소 및 더 무거운 탄화수소를 갖는 혼합물로부터 분리된다. 따라서 부탄 제거 장치에서 형성된 열분해 가솔린 분획은 더 무거운 탄화수소, 특히 5 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유한다.

여기에서 별도로 설명되지 않은, 저온 분리(18)에서 형성된 더 많은 분획은, 예를 들어, 메탄을 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획, 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획, 3개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획 및 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획을 포함한다. 상응하는 분획의 하부-분획은 또한, 예를 들어, 두 개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획, 에틸렌을 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획 및 에탄을 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획을 형성할 수 있다. 후자는 예를 들어 분해 노(11) 또는 몇몇 분해 노 중의 하나, 특히 가스 공급 원료용으로 설계된 별도의 분해 노 내로 재순환될 수 있다. 다른 분획에도 똑같이 적용된다. 모든 분획은 적절한 후 처리, 분리, 전환 및 조절 단계를 거칠 수 있다. 저온 분리(18)는 예를 들어 수화 단계를 포함할 수 있거나, 저온 분리(18)의 업스트리임 및/또는 다운스트리임에 그러한 수화 단계가 배열될 수 있다.

여기에 예시된 본 발명의 실시 예의 범위 내의 열분해 가솔린 흐름(e, f 및 h)은 하나의 열분해 가솔린 조합 흐름(i)으로 조합되지만, 개별적으로 사용될 수도있다. 증기 분해로부터의 열분해 가솔린 분획은 주로 방향족 화합물인 탄소 원자 수 5 내지 10의 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 포함한다. 함유된 지방족 화합물은 주로 불포화되고 아세틸렌 및 디엔을 고 비율로 포함한다. 따라서, 열분해 가솔린 분획은 불안정하고, 이러한 성분의 중합화 경향 때문에 저장될 수 없다. 다운스트리임에 배치된 방법 단계에 따라, 열분해 가솔린 분획을 여러 단계로 더 처리할 수 있다. 이러한 맥락에서, 아세틸렌, 디엔 및 스티렌을 올레핀으로 전환시키기 위한 전체 열분해 가솔린 분획의 선택적 수화(21)가 가장 일반적이며 여기에 설명되어있다. 고분자 성분의 분리 후에(도시되지 않음), 상응하게 처리된 열분해 가솔린 분획은 물질 흐름(k)의 형태로 분리(22)에 공급될 수 있다.

도시된 예에서, 3개의 분획이 분리(22)에서 형성되고, 상응하는 물질 흐름의 형태로 제거된다. 이들은 탄소 원자가 5개인 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 포함하는 분획(물질 흐름 1), 탄소 원자 수가 6 ~ 8인 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 포함하는 분획(소위 하트 컷: 물질 흐름 m), 및 더 무거운 탄화수소를 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획(물질 흐름 n)이다. 하트 컷은 수소첨가 탈황(23)을받을 수 있으며, 여기에서 올레핀이 파라핀 및 나프텐으로 전환되고, 유기 결합 된 황이 황화수소로 전환되어, 다운스트리임 스트리퍼(도시 생략)에서 제거될 수 있다. 상응하는 처리된 하트 컷은 물질 흐름(o)의 형태로 방향족 추출(24)로 보내지며, 방향족(이미 언급된 BTX 분획)은 공지된 방식으로 지방족 화합물로부터 분리된다. 도시된 예에서, 방향족 추출(24)에서 방향족 흐름(p)이 배출되고; 지방족은 도시되지 않았다.

필요하다면, 방향족 흐름(p)은, 수소 압축기(31)에서 압축되고, 여기에서 q로 표시된 수소 흐름(g)과 함께 조절(32)된다. 이 조절(32)은, 예를 들어, 가열 및임의의 수화를 포함하고, 원료 공급 흐름(r)의 형태로 수소첨가 탈알킬화(33)에 공급된다. 수소첨가 탈알킬화(33)에서 형성된 생성물 혼합물은 냉각되고(도시되지 않음), 생성물 흐름(s)의 형태로 상 분리(34)로 공급된다. 상 분리(34)에서, 액체 분획이 분리되어 기체 분획을 남긴다. 기체 분획은 수소첨가 탈알킬화에서 알킬화된 방향족으로부터 분리된 알칸을 주로 또는 배타적으로 함유하고, 잔류하는 수소 및 미량의 방향족은 물질 흐름(t)의 형태로 제거된다. 주로 방향족 화합물을 함유한 액체 분획은 물질 흐름(u)의 형태로 안정화(35)로 전달되며, 여기에서 수소 및 알칸의 남은 잔류물이 제거된다. 제거된 분획은 물질 흐름(v)로서 기체 형태로 배출된다.

남은 액체 분획은 물질 흐름(w)의 형태로, 예를 들어 점토 처리(36) 및 분리 물(37)된다. 분리(37)에서, 탈알킬화된 방향족을 주로 또는 배타적으로 함유하는 분획은 물질 흐름(x)의 형태로 제거될 수 있다. 탈알킬화되지 않은 방향족은, 그러한 방향족을 주로 또는 배타적으로 함유하는 물질 흐름 y의 형태로 조절(32) 또는 수소첨가 탈알킬화(33)에 재순환될 수 있다. 도시된 예에서, 물질 흐름(t 및 v)은 조합된 흐름(z)으로 조합되어, 분해가스 흐름(c)의 업스트리임과 또는 압축기 (15)에서 결합될 수 있다.

11: 증기 분해 장치
12: 냉각 장치
13: 분별 증류탑
14: 물 세척 장치
15: 압축기
16: 산성 가스 제거 장치
17: 건조 장치
18: 저온 분리장치
21: 선택적 수화장치
22: 분리장치
23: 수소첨가 탈황 장치
24: 방향족 추출 장치
31: 수소 압축기
32: 조절 장치
33: 수소첨가 탈알킬화 장치
34: 상 분리 장치
35: 안정화 장치
36: 점토 처리 장치
37: 분리 장치

Claims (15)

1. 벤젠의 제조 방법(100)에 있어서,
   알킬화된 방향족 및 수소를 함유하는, 제1 공급 원료 혼합물을 형성하고,
   수소 첨가 탈알킬화(33)를 통해 제1 공급 원료에 함유된 알킬화된 방향족이 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소와 함께 부분적으로 벤젠으로 전환되어, 제1 생성물 혼합물을 얻고, 상기 제1 생성물 혼합물은 벤젠, 미전환된 알킬화된 방향족, 1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칸류, 및 미전환된 수소를 포함하고,
   1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칸류, 및 수소의 적어도 일부는 분리되어 제1 생성물 혼합물로부터 경질 가스 분획을 얻는 단계를 포함하며,
   제1 공급 원료에 함유된 수소는 적어도 부분적으로는 저온 분리(18)의 사용으로 제공되며, 저온 분리(18)에 제2 생성물 혼합물이 공급되며,
   상기 제2 생성물 혼합물은 제2 공급 원료 혼합물의 증기 분해(11)를 통해 적어도 부분적으로 형성되고, 상기 경질 가스 분획은 또한 상기 저온 분리(18)에 적어도 부분적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 저온 분리(18)에 공급된 제2 생성물 혼합물 또는 그 일부 및 저온 분리(18)에 공급되는 경질 가스 분획 또는 그 일부는 압축(15)된 후 저온 분리(18)되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저온 분리(18)에 공급되는 제2 생성물 혼합물 또는 그 일부 및 저온 분리(18)에 공급되는 경질 가스 분획 또는 그 일부는 산성 가 가스 제거 (16)후에 저온 분리(18)되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 저온 분리가 탈-메탄화를 포함하고, 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소가 적어도 부분적으로 탈 메탄화의 사용에 제공되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 열분해-가솔린 분획이 제2 생성물 혼합물의 적어도 일부의 사용에 제공되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 알킬화된 방향족 화합물의 적어도 일부가 열분해-가솔린 분획의 적어도 일부의 조절을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 공급 원료 혼합물은 비-방향족 탄화수소가 적거나 없는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 열분해-가솔린 분획 또는 그 일부의 조절이 수화(21) 및/또는 분리(22) 및/또는 수소첨가 탈황(23) 및/또는 방향족 추출 (24)인 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
9. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 공급 원료 혼합물에 함유되고, 상기 저온 분리(18)의 사용과 함께 제공되는 수소는 압축(31)되어 상기 제1 공급 원료 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 공급 원료 혼합물이 나프타를 함유하는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬화 방향족은 톨루엔 및 크실렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
12. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 벤젠 및 전환되지 않은 알킬화된 방향족 화합물의 적어도 일부가 제1 생성물 혼합물로부터 분리되어 액체 분획을 얻는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 액체 분획의 적어도 일부를 사용하여, 주로 또는 배타적으로 벤젠을 함유하는 분획 및 주로 또는 배타적으로 전환되지 않은 알킬화된 방향족을 함유하는 분획이 형성되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 주로 또는 배타적으로 전환되지 않은 알킬화된 방향족을 함유하는 분획은 적어도 부분적으로 수소첨가 탈알킬화 반응으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조방법.
15. 벤젠의 제조 장치(100)에 있어서,
    알킬화된 방향족 및 수소를 함유하는, 제1 공급 원료 혼합물을 형성하는 장치와,
    수소 첨가 탈알킬화(33)를 통해 제1 공급 원료에 함유된 알킬화된 방향족이 제1 공급 원료 혼합물에 함유된 수소와 함께 부분적으로 벤젠으로 전환되어, 제1 생성물 혼합물을 얻는 적어도 하나의 반응기를 가지고, 상기 제1 생성물 혼합물은 벤젠, 미전환된 알킬화된 방향족, 1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칸류, 및 미전환된 수소를 포함하고,
    1 내지 3 탄소원자를 갖는 알칸류, 및 수소의 적어도 일부가 분리되어 제1 생성물 혼합물로부터 경질 가스 분획을 얻는 하나 이상의 분리 장치를 포함하며,
    제1 공급 원료에 함유된 수소를 적어도 부분적으로는 저온 분리(18)의 사용으로 제공하고, 저온 분리(18)에 제2 생성물 혼합물을 공급하기 위한 수단이 제공되며,
    제2 공급 원료 혼합물의 증기 분해(11)를 통해 상기 제2 생성물 혼합물을 적어도 부분적으로 형성하는 수단이 제공되며,
    상기 경질 가스 분획을 상기 저온 분리(18)에 적어도 부분적으로 공급하기 위한 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 벤젠의 제조장치.
    
    

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