KR20190127596A - 진공 하에 방향족들을 분리하기 위한 프로세스 및 기기 - Google Patents

진공 하에 방향족들을 분리하기 위한 프로세스 및 기기 Download PDF

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KR20190127596A
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 "개질유" 증류 칼럼 (C1), 하나의 방향족 추출 유닛 (P1), 하나의 파라-크실렌 분리 유닛 (P2), 하나의 크실렌 이성질화 유닛 (P3) 및 하나의 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 에 의해, 벤젠, 톨루엔 및 C8+ 화합물들을 포함하는 공급원료를 분리하기 위한 프로세스 및 기기에 관한 것으로, 상기 유닛들의 유출물들은 다음 증류 칼럼들: 정제 칼럼 (C6), 탈헵탄기 (C7) 및 톨루엔 칼럼 (C10) 에서 분리되고, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는 진공 하에 작동되기에 적합하여서, C7- 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서의 생성물에서 회수되고, C8+ 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수된다.

Description

진공 하에 방향족들을 분리하기 위한 프로세스 및 기기{PROCESS AND DEVICE FOR SEPARATING AROMATICS UNDER VACUUM}
본 발명은 방향족 화합물들을 분리하기 위한 프로세스들 및 기기들의 분야에 속한다. 본 발명의 주제는 특히 벤젠 및/또는 톨루엔 및 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 보다 중질의 화합물들 (이하 C8+ 화합물들로 나타냄) 사이 증류에 의한 분리를 이용하는 방향족 콤플렉스의 케이스에 적용된다.
특허 FR 2 998 301 B1 은 벤젠, 톨루엔 및 C8+ 화합물들 사이 증류에 의한 분리를 위한 방향족 콤플렉스의 연료 및 전기 소비 면에서 전반적인 에너지 절약을 허용하는 방법을 기술한다. 구체적으로, 상기 방법의 원리는 특정 칼럼들에서 저압 증기를 발생시킴으로써 낮은 온도 레벨 (대략 100 ℃ ~ 180 ℃) 로 인해 손실된 것으로 간주되는 열을 회수하는 것이고, 이렇게 발생된 저압 증기는 상기 방법에 사용된 특정 칼럼들의 리보일러들 및/또는 특정 예열기들에서 열 전달 유체로서 사용된다. 이것은, 방향족 콤플렉스에 대해, 연료 및 전기 소비 면에서 상당한 전반적인 에너지 절약을 허용한다.
특허 FR 2 998 301 B1 의 한 가지 단점은, 리보일러들에서 열 전달 유체로서 사용하기 전 저압 증기의 재압축이 대부분의 칼럼들에서 요구된다는 점이다. 실로, 특허 FR 2 998 301 B1 의 표 2 에 따르면, 5 개의 칼럼들이 콤플렉스 내에서 발생된 저압 증기를 사용하고, 단지 스트리퍼만 재압축 없이 그렇게 한다.
위에서 설명한 맥락에서, 본 발명의 첫 번째 목적은 벤젠 및/또는 톨루엔 및 C8+ 화합물들 사이 분리를 실시하는데 필요한 에너지 양의 감소를 가능하게 하는 것이다. 구체적으로, 첫 번째 목적은 보통 압력 하에 작동되는 방향족 콤플렉스의 칼럼들을, 진공 하에, 작동하는 것으로 구성된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 저온 에너지-발생 및 소비 칼럼들 사이에서 직접 교환을 수행할 수 있다. 직접 교환은 저온 열 발생 칼럼들에 의한 저압 스팀의 발생 및 이 스팀의 재압축 없이 진공 하에 작동되는 칼럼들의 사용으로 대체될 수도 있다.
제 1 양태에 따르면, 전술한 목적과 또한 다른 장점들은 분리 기기에서 벤젠 및/또는 톨루엔 및 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함한 화합물들을 포함하는 공급원료를 분리하기 위한 프로세스에 의해 획득되고, 상기 분리 기기는 적어도 하나의 "개질유" 증류 칼럼, 하나의 방향족 추출 유닛, 하나의 파라-크실렌 분리 유닛, 하나의 크실렌 이성질화 유닛 및 하나의 알킬 교환 반응 유닛을 포함하고, 상기 유닛들로부터 유출물들은 다음 증류 칼럼들: 정제 칼럼, 탈헵탄기 및 톨루엔 칼럼에서 분리되고,
상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는 진공 하에 작동되어서,
7 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서 회수되고,
8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물은 25% 초과 (바람직하게 35 중량%, 보다 더 바람직하게 50 중량%) 함량의 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 및/또는 정상 비등점이 150 ℃ 미만인 화합물들을 갖는다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 칼럼 상단에서 압력은 0.03 ㎫ 내지 0.095 ㎫ (바람직하게 0.04 ㎫ 내지 0.085 ㎫, 보다 더 바람직하게 0.05 ㎫ 내지 0.075 ㎫) 이다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러는 180 ℃ 미만 (바람직하게, 165 ℃ 미만, 보다 더 바람직하게 150 ℃ 미만) 의 온도에서 작동된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 저온 열은 직접 교환에 의해 또는 재압축 없이 사용된 스팀의 발생에 의해 상기 분리 기기에서 이용 가능한 저온 에너지로부터 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러로 도입된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물 중 C4- 함량은 1 mol% 미만 (바람직하게 0.5 mol% 미만, 보다 더 바람직하게 0.1 mol% 미만) 이다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물은, 칼럼의 상단에, (바람직하게 부가적 칼럼의 칼럼 상단에서 블리드 오프된 증기 스트림으로 산소를 블리드 오프하기 위해) 상기 분리 방법으로 블리드 오프된 증기 스트림을 포함하는 부가적 칼럼으로 향하게 된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 부가적 칼럼의 리보일러는 (바람직하게 직접 교환에 의해 또는 재압축을 요구하지 않는 중간 열 전달 유체를 사용하여) 180 ℃ 미만의 온도에서 작동된다.
제 2 양태에 따르면, 전술한 목적과 또한 다른 장점들은 벤젠, 톨루엔 및 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함한 화합물들을 포함하는 공급원료를 분리하기 위한 기기에 의해 획득되고, 상기 기기는 적어도 하나의 "개질유" 증류 칼럼, 하나의 방향족 추출 유닛, 하나의 파라-크실렌 분리 유닛, 하나의 크실렌 이성질화 유닛 및 하나의 알킬 교환 반응 유닛을 포함하고, 상기 분리 기기는 또한 상기 유닛들로부터 유출물들의 증류를 위한 다음 칼럼들: 정제 칼럼, 탈헵탄기 및 톨루엔 칼럼을 포함하고,
상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는 진공 하에 작동되어서,
7 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서 회수되고,
8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물이 25 중량% 초과 (바람직하게 35 중량%, 보다 더 바람직하게 50 중량%) 함량의 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 및/또는 정상 비등점이 150 ℃ 미만인 화합물들을 가지도록 되어 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 칼럼 상단에서 압력이 0.03 ㎫ 내지 0.095 ㎫ (바람직하게 0.04 ㎫ 내지 0.085 ㎫, 보다 더 바람직하게 0.05 ㎫ 내지 0.075 ㎫) 이도록 되어 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러가 180 ℃ 미만 (바람직하게, 165 ℃ 미만, 보다 더 바람직하게 150 ℃ 미만) 의 온도에서 작동되도록 되어 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러가 직접 교환에 의해 또는 재압축 없이 사용된 스팀의 발생에 의해 콤플렉스에서 이용 가능한 저온 에너지로부터 비롯된 저온 열을 공급받을 수 있도록 되어 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물 중 C4- (4 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들) 함량이 1 mol% 미만 (바람직하게 0.5 mol% 미만, 보다 더 바람직하게 0.1 mol% 미만) 이도록 되어 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상기 분리 기기는 또한 상기 분리 기기로 칼럼의 상단에서 증기 스트림을 블리드 오프하기 위해 (바람직하게 부가적 칼럼의 칼럼 상단에서 블리드 오프된 증기 스트림으로 산소를 블리드 오프하기 위해) 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서 출구 하류에 부가적 칼럼을 포함한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 부가적 칼럼은, 상기 부가적 칼럼의 리보일러가 (바람직하게 직접 교환에 의해 또는 재압축을 요구하지 않는 중간 열 전달 유체를 사용하여) 180 ℃ 미만의 온도에서 작동되도록 되어 있다.
위에서 언급된 프로세스 및 기기의 실시형태들과 또한 다른 특징들 및 장점들은 다음 도면을 참조하여 단지 예시로서 그리고 비제한적으로 주어진 뒤따르는 설명을 읽을 때 분명하게 될 것이다.
도 1 은 벤젠 및/또는 톨루엔 및 C8+ 화합물들의 분리를 위한 본 발명에 따른 방향족 콤플렉스의 도식을 나타내고, 여기에서 증류 칼럼들 중 적어도 하나는 진공 하에 작동된다.
본 발명은 벤젠 및/또는 톨루엔 및 특히 파라-크실렌을 포함할 수도 있는 C8+ (예컨대 C8 ~ C10) 화합물들을 포함한 공급원료를 분리하기 위한 프로세스들 및 기기들의 분야에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분리 프로세스 및 기기는, 벤젠부터 예를 들어 촉매 개질 유닛으로부터 비롯되는 10 개 초과 탄소 원자들 (C10+ 으로 나타냄) 을 포함하는 방향족 화합물들에 이르는, 방향족 화합물들이 풍부한 공급원료에서 시작하여, C8+ 화합물들로부터 그리고 특히 크실렌, 보다 특히 파라-크실렌으로 알려진 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 방향족 화합물들로부터 벤젠 및 톨루엔을 분리하도록 의도되는 일련의 전환 및 분리 단계들 및 섹션들로서 규정될 수 있다. 방향족 화합물들이 풍부한 공급원료는 전형적으로 매우 낮거나 제로인 황 함유 화합물들, 질소 화합물들 및 올레핀 화합물들의 함량들을 가지는데 (예컨대 ASTM D1159 에 따라 황 함량 < 0.5 중량ppm 및/또는 질소 함량 < 0.5 중량ppm 및/또는 브롬 수 < 1 g/100 g), 이 화합물들은 방향족 콤플렉스 유닛들에 사용된 특정 촉매들 및 분자체들의 성능 및 수명에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
본 발명의 제 1 주제는 증류 칼럼들의 진공 하에 작동으로서 규정될 수 있어서:
- 8 개 이상의 탄소 원자들 (예컨대, 크실렌) 을 포함하는 화합물들의 대부분은 바닥 생성물에서 회수되고,
- 7 개 미만의 탄소 원자들 (예컨대 톨루엔) 을 포함하는 방향족 화합물들 (예컨대 벤젠) 의 대부분은 상단 생성물에서 회수된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 바닥 생성물에서 8 개의 탄소 원자들을 포함한 화합물들 (또는 정상 비등점이 150 ℃ 미만인 화합물들) 의 함량은 25 중량% (바람직하게 35 중량%, 보다 더 바람직하게 50 중량%) 를 초과한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 상단 생성물에서 C4- 함량은 1 mol% 미만 (보다 더 바람직하게 0.5 mol%, 보다 더 바람직하게 0.1 mol%) 이다.
이러한 증류 칼럼은, 그것이 진공 하에 (예컨대, 대기압 미만의 압력에서) 작동된다면:
- 바닥 생성물의 많은 분획물이 150 ℃ 미만인 정상 비등점을 갖는 화합물들로 구성되기 때문에 180 ℃ 미만 (바람직하게 165 ℃ 미만, 보다 바람직하게 150 ℃ 미만) 의 바닥에서의 리보일러 온도를 가질 수 있도록 하고;
- 정유 공장에서 이용 가능한 냉각수와 상용 가능한 온도들에서 C5-C7 분획물 거의 전부를, 진공 하에 작동하는 상기 증류 칼럼의 상단에서 응축할 수 있도록 한다. 구체적으로, C5+ 화합물들의 가장 경질물, 이소펜탄은 20 ℃ 인 정상 비등점 및 0.08 ㎫ 에서 20 ℃ 의 기포점을 갖는다.
또한, 상단에서 생성물 중 경질 화합물들 (C4-) 의 함량이 낮을 때 (1 mol% 미만, 보다 더 바람직하게 0.5 mol%, 보다 더 바람직하게 0.1 mol%의 C4- 함량), 진공 하에 작동된 증류 칼럼은 압축기에 의해 재압축되어야 하는 상당한 증기 상을 상단에서 생성하지 않으면서 진공 하에 작동될 수 있다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 비응축성 화합물들, 특히 진공 하에 시스템에서 가능한 공기 입구에 링크된 화합물들의 단지 적은 유동만 진공 증류 칼럼에서의 일반적인 수단, 즉 이젝터 또는 진공 펌프에 의해 받아들여진다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, (상기 칼럼의 쉘의 상단에서의 파이프에서) 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서 압력은 0.03 ㎫ 내지 0.095 ㎫, 바람직하게 0.04 ㎫ 내지 0.085 ㎫, 보다 더 바람직하게 0.05 내지 0.075 ㎫ 이다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동되는 증류 칼럼은 콤플렉스에서 이용 가능한 낮은 열 레벨을 가지는 에너지에 의해 (예컨대 180 ℃ 미만의 온도에서) 리보일링된다. 상기 칼럼은 예를 들어 저온 열 소스 (< 180 ℃) 에 의해 직접 또는 저압 증기에 의해 그러나 참조 프로세스들에서처럼 재압축을 요구하지 않으면서 리보일링될 수도 있다.
진공 증류 칼럼의 작동은 분리 프로세스 및 기기로 공기와 따라서 산소의 낮은 입력을 수반할 수 있고 산소의 존재는 특히 하류로 촉매들의 가능한 위치결정에 의해 해로운 것으로 입증될 수 있으므로, 진공 하에 작동된 증류 칼럼의 상단에서 생성물은 프로세스에서 블리드 오프될 증기 스트림을 칼럼의 상단에 포함하는 부가적 칼럼으로 향하게 될 수 있다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 분리 프로세스 및 기기에 이미 존재하는 칼럼은 이 부가적 칼럼의 상단에서 증기 스트림 중 산소를 블리드 오프하는데 사용된다. 예를 들어, 스트리퍼는 (예컨대 벤젠 칼럼이 사용되지 않는 경우에) 개질유 칼럼 및/또는 탈헵탄기 및/또는 정제 칼럼의 상단에서 생성물들로부터 산소를 블리드 오프하는데 사용될 수 있고; 벤젠 칼럼은 정제 칼럼 및/또는 톨루엔 칼럼의 상단에서 생성물들로부터 산소를 블리드 오프하는데 사용될 수 있다.
부가적 칼럼의 공급원료는 C8+ 화합물들이 고갈되므로 그리고 그것은 매우 대부분 C7- 화합물들 (및/또는 120 ℃ 미만의 정상 비등점을 갖는 화합물들) 로 구성되므로, 부가적 칼럼은 (예컨대, 180 ℃ 미만의 온도에서) 낮은 열 레벨을 갖는 에너지에 의해, 예를 들어:
- 직접 교환에 의해; 또는
- 저압 증기 (재압축을 요구하지 않음) 와 같은, 중간 열 전달 유체를 사용해 리보일링될 수 있다.
뒤따르는 설명에서, 용어 "콤플렉스" 는 적어도 2 개의 증류 칼럼들을 포함하는 임의의 정유 또는 석유 화학 기기를 나타내는데 사용된다. 이 정의는 매우 광범위하고, 예를 들어, 석유의 접촉 분해를 위한 기기 및 "방향족 콤플렉스" 로 불리는 방향족 분획물들로부터 파라-크실렌 또는 메타-크실렌을 제조하기 위한 기기를 포함한다. 뒤따르는 설명 및 본 발명에 따른 분리 프로세스 및 기기를 보여주는 실시예가 방향족 콤플렉스에 관하여 제공되지만, 방향족 콤플렉스는 단 하나의 적용 케이스만 구성하지 않고 본 설명에 개시된 분리 프로세스 및 기기의 범위를 결코 제한하지 않는다는 점이 분명히 이해된다.
도 1 은 참조 프로세스 및 방향족 콤플렉스와 비교해 벤젠, 톨루엔 및 C8+ 화합물들 사이 분리에 요구되는 에너지 소비를 특히 감소시킬 수 있는, 본 발명의 하나 이상의 실시형태들에 따른 분리 프로세스 및 기기의 도식을 나타낸다.
도 1 을 참조하면, 7 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분이 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서의 생성물에서 회수되고, 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분이 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수되도록 상기 증류 칼럼들 (C1, C6, C7 및 C10) 중 적어도 하나를 진공 하에 작동하기에 적합한 분리 프로세스 및 기기의 구역들이 특히 설명된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 및 톨루엔 칼럼은 진공 하에 작동되기에 적합하다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 및 톨루엔 칼럼은 진공 하에 작동되기에 적합하다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼, 정제 칼럼 및 톨루엔 칼럼은 진공 하에 작동되기에 적합하다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼, 정제 칼럼, 탈헵탄기 및 톨루엔 칼럼은 진공 하에 작동되기에 적합하다.
본 발명의 분리 프로세스 및 기기의 전환 및 분리 단계들 및 섹션들은 이하 더 상세히 설명된다.
개질유 칼럼 (C1)
처리될 공급원료는, 라인 (1) 을 통하여, 개질유 칼럼 (C1) 으로 나타낸 제 1 증류 칼럼으로 보내지는데, 이것은 보다 중질의 화합물들 (C8 내지 C10+ 화합물들의 분획물) 로부터 톨루엔 및 보다 경질의 화합물들 (C7- 화합물들의 분획물) 을 분리한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 은 리보일러 (20A) 에서 180 ℃ 미만 (예컨대 < 165 ℃) 의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 은 리보일러 (20A) 에서 150 ℃ 미만의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 따라서, 개질유 칼럼 (C1) 은 저온 에너지 (<180 ℃) 에 의해 리보일링될 수 있다.
도 1 에서, 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서 유출물은 (라인 (10) 을 통하여) 스트리핑 칼럼 (C8) 으로 향하게 된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 의 상단은 따라서 (라인 (81) 을 통하여) 방향족 추출 유닛 (P1) 을 재결합하기 전 스트리핑 칼럼 (C8) 을 통한 통과를 수행한다.
참조 프로세스들 및 방향족 콤플렉스들에서, 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서 유출물은 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 향하게 된다.
에너지 균형은 덜 유리할지라도, 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서 유출물의 적어도 일 부분은 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 직접 향하게 될 수 있다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 이 진공 하에 작동되지 않을 때, 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서 유출물의 적어도 일 부분은 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 직접 향하게 될 수 있다. 예를 들어 이런 실시형태들이 이용된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 산소와 같은, 가장 경질의 화합물들은 스트리핑 칼럼 (C8) 의 상단에서 블리드 오프된다. 바람직하게 산소가 제거된 상태에서 스트리핑 칼럼 (C8) 의 바닥물은 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 보내진다.
방향족 추출 유닛 (P1)
톨루엔 및 벤젠 및 선택적으로 스트리퍼 (C8) 의 바닥에서 회수된 화합물들은, 라인 (81) 을 통하여, 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 보내진다.
방향족 추출 유닛 (P1) 은 라인 (13) 을 통하여 방향족 콤플렉스 외부로 보내지는 파라핀 화합물들을 포함하는 생성물로부터 본질적으로 방향족 C6-C7 분획물을 분리한다. 방향족 추출 유닛 (P1) 에서 우선적으로 사용된 용매는 N-포르밀모르폴린 (NFM) 이다.
도 1 을 참조하면, 방향족 추출 유닛 (P1) 으로부터의 C6-C7 분획물은, 라인 (12) 을 통하여, 벤젠 칼럼 (C9) (라인 (12a)) 으로, 또는 그것이 함유할 수도 있는 일부 C8 화합물들을 정제하기 위해서, 톨루엔 칼럼 (C10) (12b) 으로 향하게 된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 방향족 추출 유닛 (P1) 은 추출 증류 유닛을 포함한다.
크실렌 칼럼 (C2)
칼럼 (C1) 의 바닥에서 회수된 C8-C10+ 방향족 화합물들은, 라인 (11) 을 통하여, 크실렌 칼럼 (C2) 으로 보내져서 하류에 위치된 방향족 콤플렉스의 유닛들에 공급하는 C8 방향족 화합물들을 포함하는 크실렌 분획물로부터 C9 방향족 화합물들 및 보다 중질의 화합물들 (C9+ 화합물들) 을 분리한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 크실렌 칼럼 (C2) 의 상단에서의 동작 압력은 특정 증류 칼럼들 (예를 들어, C4 및 C5) 의 리보일러들 (예를 들어, 20B 및 20C) 을 위한 열 전달 유체로서 사용되기에 충분한 크실렌 칼럼 (C2) 의 상단에서 증기 응축 온도를 허용하는, (일반적으로 0.7 내지 1.2 ㎫ 절대 압력) 요구되는 최소 압력에서 유지된다.
파라-크실렌 분리 유닛 (P2)
크실렌 분획물, 다시 말해서 파라-크실렌, 메타-크실렌, 오르토-크실렌 및 에틸벤젠을 함유한 C8 방향족 화합물들의 분획물은 크실렌 칼럼 (C2) 의 상단에서 회수되고, 라인 (20) 을 통하여, 상기 크실렌 분획물에 함유된 파라-크실렌을 선택적으로 회수하는 파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 으로 보내진다.
상기 파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 은 파라-크실렌 및 (추출물로도 알려진) 탈착제의 혼합물 및 기타 방향족 C8- 화합물들 및 (라피네이트로 알려진) 탈착제의 혼합물을 제조하기에 적합한 파라-크실렌 흡착 유닛일 수도 있다.
사용된 흡착제는 파라-크실렌의 흡착 전용 분자체이고, 다시 말해서 그것은 이 화합물에 특히 높은 친화도를 갖는다.
통상적으로 사용되는 흡착제 고체는 실리카 바인더로 형성된, 바륨 또는 칼륨과 교환된 파우자사이트 (faujasite) 유형의 제올라이트이다. 우선적으로 사용된 탈착제는 파라-디에틸벤젠 (PDEB) 이다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 은, 예를 들어 특허 US 3 467 724 에서 설명한 대로, 파라-크실렌 결정화 유닛을 포함한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 은 특허 EP-B-053191 에서 설명한 대로 파라-크실렌 흡착 유닛과 결정화 유닛의 조합체를 포함한다.
추출물 칼럼 (C5)
이 칼럼은 파라-크실렌 분리 유닛이 파라-크실렌 흡착 유형일 때 사용된다. 파라-크실렌 및 탈착제를 함유하고 파라-크실렌 흡착 유닛으로부터의 추출물 스트림은, 라인 (22) 을 통하여, 추출물 칼럼 (C5) 으로 보내지고 이 칼럼은 파라-크실렌을 탈착제로부터 분리한다. 추출물 칼럼 (C5) 의 바닥에서 회수된 탈착제는 라인 (51) 을 통하여 파라-크실렌 흡착 유닛 (P2) 으로 다시 보내진다. 추출물 칼럼 (C5) 의 상단에서 회수된 파라-크실렌은 정제 칼럼 (C6) 으로 보내진다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 추출물 칼럼 (C5) 은 매우 작은 압력 하에, (환류 드럼에서) 0.2 ~ 0.4 ㎫ 절대 압력의 압력 범위에서 작동된다. 이것은 리보일러 (20C) 의 온도와 상기 리보일러 (20C) 에 공급될 열량을 모두 최소화시키면서 동시에 낮은 열 레벨 (예컨대 150 ℃ ~ 180 ℃) 을 갖는 에너지를 상단에서 응축을 통하여 발생시키는 것을 가능하게 하기 위해서이다.
추출물 칼럼 (C5) 의 상단에서 증기들의 응축은 저압 증기 발생에 의하여 또는 다른 칼럼의 리보일러와 직접 교환에 의해 완전히 또는 부분적으로 실시되어야 한다.
정제 칼럼 (C6)
추출물 칼럼 (C5) 의 상단에서의 스트림은, 라인 (50) 을 통하여, 정제 칼럼 (C6) 으로 보내지고 상기 정제 칼럼은 (파라-크실렌으로 부분적으로 추출된) 톨루엔을 파라-크실렌으로부터 분리한다.
생성된 고 순도 파라-크실렌은 정제 칼럼 (C6) 의 바닥에서 회수되고 라인 (61) 을 통하여 저장을 위해 펌핑함으로써 완성된 생성물로서 운반된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 은 리보일러 (100B) 에서 180 ℃ 미만 (예컨대 < 165 ℃) 의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 은 리보일러 (100B) 에서 150 ℃ 미만의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 따라서, 정제 칼럼 (C6) 은 저온 에너지 (< 180 ℃) 에 의해 리보일링될 수 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 의 상단에서 생성물은, 프로세스에서 블리드 오프된, 비응축성 화합물들로 구성된, 증기 스트림 (92) 을 칼럼의 상단에서 포함할 수 있는 벤젠 칼럼 (C9) (라인 (60a)) 으로 향하게 된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 의 상단에서 생성물은 그것이 함유할 수도 있는 약간의 C8 화합물들의 상기 상단 생성물을 정제하기 위해서 톨루엔 칼럼 (C10) (라인 (60b)) 으로 향하게 될 수 있다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단에서 생성물은, 프로세스에서 블리드 오프된, 비응축성 화합물들로 구성된, 증기 스트림 (92) 을 칼럼의 상단에서 포함할 수도 있는 벤젠 칼럼 (C9) 으로 향하게 된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 의 상단에서 생성물은, 프로세스에서 블리드 오프된, 비응축성 화합물들로 구성된, 증기 스트림을 칼럼의 상단에서 포함할 수도 있는 스트리핑 칼럼 (C8) (라인 (60c)) 으로 향하게 된다.
라피네이트 칼럼 (C4)
파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 으로부터 비롯된 라피네이트는, 라인 (23) 에 의해, 라피네이트 칼럼 (C4) 으로 보내지고 이 칼럼은 방향족 C8 화합물들 (라피네이트) 을 탈착제로부터 분리한다. 라피네이트 칼럼 (C4) 의 바닥에서 회수된 탈착제는 라인 (41) 을 통하여 파라-크실렌 분리 유닛 (P2) 으로 다시 보내진다.
라피네이트 (C8 방향족 분획물) 는 사이드스트림으로서 인출함으로써 추출되고 크실렌 이성질화 유닛 (P3) 을 위한 공급원료로서 라인 (40) 에 의해 보내진다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 라피네이트 칼럼 (C4) 은 매우 작은 압력 하에, (환류 드럼에서) 0.2 ~ 0.4 ㎫ 절대 압력의 압력 범위에서 작동된다. 이것은 리보일러 (20B) 의 온도와 상기 리보일러 (20B) 에 공급될 열량을 모두 최소화시키면서 동시에 낮은 열 레벨 (예컨대 150 ℃ ~ 180 ℃) 을 갖는 에너지를 상단에서 응축을 통하여 발생시키는 것을 가능하게 하기 위해서이다.
따라서, 라피네이트 칼럼 (C4) 의 상단에서 증기들의 응축은 저압 증기 발생에 의하여 또는 다른 칼럼의 리보일러와 직접 교환에 의해 완전히 또는 부분적으로 실시될 수 있다.
탈착제 칼럼 (미도시)
이 칼럼은, 파라-크실렌 분리 유닛이 파라-크실렌 흡착 유형일 때 사용된다. 파라-크실렌 흡착 유닛 (P2) 에서 순환하는 탈착제의 적은 부분이 그로부터 중질 화합물들을 제거하기 위해서 탈착제 칼럼 (미도시) 으로 보내지는데 상기 중질 화합물들은 그렇지 않으면 루프에 축적될 것이다.
크실렌 이성질화 유닛 (P3)
크실렌 이성질화 유닛 (P3) 은 열역학적 평형에서 파라-크실렌 부족 공급원료를 크실렌 스트림으로 전환하는데 사용된다 (아이소머레이트로 나타냄).
8 개의 탄소 원자들을 포함하는 탄화수소를 이성질화할 수 있는 임의의 유형의 촉매는 본 발명에 따른 분리 프로세스 및 기기에서 사용될 수 있다. 탈수소화 금속, 예로 백금, 팔라듐 또는 니켈, 및 산성 상, 예를 들어 도핑된 알루미나, 제올라이트, 예로 모데나이트, MFI, 제올라이트 Y, 또는 산도를 포함하는 제올라이트 또는 비제올라이트 분자체들, 예로 알루미노포스페이트 (예컨대 알루미노포스페이트 AlPO, 실리코알루미노포스페이트 SAPO) 를 함유한 촉매가 바람직하게 사용된다. 따라서, 보다 바람직하게, 특허들 US 4 640 829, EP-B-042226 또는 EP-B-051318 에서 설명한 대로, 제올라이트 EUI, 제올라이트 ZSM 50 또는 제올라이트 TPZ3 과 같은, EUO 구조 유형의 제올라이트를 포함하는 이성질화 촉매를 사용할 수 있다.
탈헵탄기 (C7)
크실렌 이성질화 유닛 (P3) 으로부터 유출물은 라인 (42) 에 의해 탈헵탄기 (C7) 로 보내지는데 상기 탈헵탄기는 상기 탈헵탄기 칼럼 (C7) 의 상단에서 회수된 C7- 경질 분획물로부터 이성질체 (방향족 C8+ 화합물들) 를 분리한다. 이 C7- 분획물은 C7 분획물로부터 경질의 화합물들을 분리하기 위해서 라인 (71) 에 의해 스트리퍼 (C8) 로 보내진다.
탈헵탄기 (C7) 의 바닥에서 회수된, 크실렌 및 보다 중질의 화합물들로 형성된, C8+ 분획물은, 라인 (72) 에 의해, 크실렌 칼럼 (C2) 으로 재순환된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 탈헵탄기 (C7) 는 리보일러 (100D) 에서 180 ℃ 미만 (예컨대 < 165 ℃) 의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 탈헵탄기 (C7) 는 리보일러 (100D) 에서 150 ℃ 미만의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 따라서, 탈헵탄기 (C7) 는 저온 에너지 (< 180 ℃) 에 의해 리보일링될 수 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 진공 하에 작동된 탈헵탄기 (C7) 의 상단 (라인 (71)) 에서 생성물은, 프로세스에서 블리드 오프된, 비응축성 화합물들로 구성된, 증기 스트림 (라인 (80)) 을 칼럼 상단에서 포함하는 스트리퍼 (C8) 로 향하게 된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 탈헵탄기 (C7) 에서 가능하다면 높은 함량의 경질 화합물들 (C4-) 을 고려하면, 탈헵탄기 (C7) 의 상단에서 생성물은 증기 상 (70) 및 액체 상 (71) 을 포함할 수도 있다 (둘 다 환류 드럼에서 유도될 수 있음).
스트리퍼 (C8)
스트리퍼 (또는 스트리핑 칼럼) (C8) 는 탈헵탄기 (C7) 의 상단에 의해 공급받는다.
안정화된 C7- 분획물은 스트리퍼 (C8) 의 바닥에서 회수되어서 라인 (81) 을 통하여 방향족 추출 유닛 (P1) 으로 보내진다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 스트리퍼 (C8) 는 또한 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서의 생성물에 의해 공급받는다. 개질유 칼럼 (C1) 의 진공 하에 작동으로부터 유발된, 공기 및/또는 산소와 같은 가장 경질의 화합물들은 스트리핑 칼럼의 상단에서 블리드 오프될 수 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 스트리퍼 (C8) 는 또한 정제 칼럼 (C6) 의 상단에서의 생성물에 의해 공급받는다. 정제 칼럼 (C6) 의 진공 하에 작동으로부터 유발된, 공기 및/또는 산소와 같은 가장 경질의 화합물들은 스트리핑 칼럼의 상단에서 블리드 오프될 수 있다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 스트리퍼 (C8) 는 리보일러 (100E) 를 포함한다. 스트리퍼 (C8) 의 상단으로부터 경질의 화합물들 (C4-) 은, 라인 (80) 에 의해, 탈헵탄기 (C7) 의 상단으로부터의 경질의 화합물들과 혼합되고 블리드 오프된다.
중질 방향족 칼럼 (C3)
크실렌 칼럼 (C2) 의 바닥에서 회수된 C9+ 방향족 화합물들은, 라인 (21) 을 통하여, 중질 방향족 칼럼 (C3) 으로 보내지고 이 칼럼은 알킬 교환 반응 촉매에 바람직하지 못한 영향을 미칠 수 있고 라인 (31) 에 의해 바닥에서 회수되는 (나프탈렌과 같은) 보다 중질의 화합물들로부터 C9 및 C10 방향족 화합물들을 분리한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 중질 방향족 칼럼 (C3) 은 상기 중질 방향족 칼럼 (C3) 의 리보일러로 도입될 열량과 온도를 모두 최소화하도록 (환류 드럼에서) 0.1 내지 0.2 ㎫ 절대 압력의 압력 범위의 저압으로 작동된다.
알킬 교환 반응 유닛 (P4)
중질 방향족 칼럼 (C3) 의 상단에서 회수된 C9 및 C10 방향족 화합물들은, 라인 (30) 에 의해, 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 으로 보내진다.
도 1 을 참조하면, 상기 C9 및 C10 방향족 화합물들은 벤젠 칼럼 (C9) 의 바닥에서 비롯된 (라인 100) 톨루엔과 혼합된다.
알킬 교환 반응 유닛 (P4) 은 (크실렌 칼럼 (C2) 및 중질 방향족 칼럼 (C3) 을 통과한 후) 개질유 칼럼 (C1) 및 크실렌 이성질화 유닛 (P3) 의 아이소머레이트로부터 비롯된 톨루엔 및 C9+ 방향족 화합물들을 열역학 제한 반응을 통하여 크실렌 및 벤젠의 혼합물로 전환한다.
임의의 유형의 알킬 교환 반응 촉매, 예를 들어 특허 US 3 437 710 에서 설명된 모데나이트 또는 파우자사이트를 기반으로 한 촉매들, 또는 특허 US 5 030 787 에서 설명된 MCM-22 또는 베타 제올라이트를 기반으로 한 촉매들, 또는 특허 출원 US 2012/0065446 에서 설명한 바와 같은 모데나이트 및 MFI 제올라이트를 기반으로 한 촉매들이 본 발명에 따른 분리 프로세스 및 기기에서 사용될 수 있다. 이 촉매들은 일반적으로 부가적으로 레늄, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 팔라듐 및 백금에 의해 형성된 군에서 바람직하게 선택된 금속 화합물을 포함한다.
안정화 칼럼 (C11)
벤젠 및 크실렌 및 또한 톨루엔 및 미전환 C9+ 화합물들을 함유한 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 으로부터 유출물은, 라인 (102) 을 통하여, 안정화 칼럼 (C11) 으로 보내지고, 상기 칼럼은 벤젠보다 경질의 화합물들을 벤젠 및 C7+ 로 나타낸 보다 중질의 방향족 화합물들로부터 분리한다.
안정화 칼럼 (C11) (환류 드럼) 에서 나간 가스는 라인 (110) 을 통하여 방향족 콤플렉스의 한계로 보내진다. 미정제 벤젠 분획물은 사이드 스트림으로서 인출되고, 라인 (111) 을 통하여, 스트리핑 칼럼 (C8) 으로 보내지는데 상기 칼럼은 상기 분획물로부터 경질의 화합물들을 분리하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 안정화 칼럼 (C11) 의 상단으로부터 가스들의 부분 응축은 공냉식 열교환기와 뒤따르는 워터 쿨러에 의해 얻어진다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 안정화 칼럼 (C11) 은 리보일러 (100C) 를 포함한다.
톨루엔 칼럼 (C10)
도 1 을 참조하면, 톨루엔 칼럼 (C10) 은 안정화 칼럼 (C11) 의 바닥으로부터 C7+ 분획물에 의해 공급받는다 (라인 (112)).
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 방향족 추출 유닛 (P1) 으로부터 C6-C7 분획물은 톨루엔 칼럼 (C10) 으로 보내진다.
톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단에서 생성물은 C7- 화합물들 (예컨대 본질적으로 톨루엔 + C6- 화합물들) 이 풍부한 분획물이고 바닥 생성물은 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 방향족 화합물들이 풍부한 C8+ 분획물이다.
톨루엔 칼럼 (C10) 의 바닥에서 추출된 C8+ 분획물 (즉, 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들이 풍부한 톨루엔 칼럼 (C10) 의 바닥에서 생성물) 은 라인 (101) 을 통하여 크실렌 칼럼 (C2) 으로 재순환되는데, 상기 크실렌 칼럼은 분리 기기에 공급하는 C8 방향족 분획물로부터 C9+ 및 보다 중질의 생성물들을 분리한다.
정제 칼럼 (C6) 의 상단으로부터 유출물은 본 발명의 하나 이상의 실시형태들 (미도시) 에 따른 톨루엔 및 벤젠 칼럼들에 의해 처리된 다른 2 개의 스트림들과 비교해 매우 낮은 유량을 가질 수도 있으므로, 상기 유출물은 칼럼 (C11) 의 바닥으로부터의 C7+ 분획물과 혼합된다.
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 톨루엔 칼럼 (C10) 은 리보일러 (100A) 에서 180 ℃ 미만 (예컨대 < 165 ℃) 의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 톨루엔 칼럼 (C10) 은 리보일러 (100A) 에서 150 ℃ 미만의 온도를 가지도록 진공 하에 작동된다. 따라서, 톨루엔 칼럼 (C10) 은 저온 에너지 (< 180 ℃) 에 의해 리보일링될 수 있다
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단에서의 생성물은, 프로세스에서 블리드 오프된, 비응축성 화합물들로 구성된, 증기 스트림 (라인 92) 을 칼럼의 상단에서 포함하는 벤젠 칼럼 (C9) 으로 향하게 된다.
벤젠 칼럼 (C9)
도 1 을 참조하면, 톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단에서 추출된 C7- 분획물 (즉 벤젠 및 톨루엔이 풍부한 톨루엔 칼럼의 상단에서 생성물) 은, 라인 (91) 을 통하여, 벤젠 칼럼 (C9) 으로 향하게 된다.
본 발명의 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 예를 들어 방향족 추출 유닛 (P1) 으로부터 C6-C7 분획물이 매우 적은 C8+ 를 함유할 때 (예를 들어 C6-C7 분획물에서 < 1 중량% 의 C8+, 바람직하게 < 0.5 중량%, 보다 더 바람직하게 < 0.3 중량%), 방향족 추출 유닛 (P1) 으로부터 C6-C7 분획물은 (톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단으로부터 별도로 또는 혼합물로서) 톨루엔 칼럼 하류의 벤젠 칼럼 (C9) 으로 향하게 된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 방향족 추출 유닛 (P1) 으로부터 벤젠 칼럼 (C9) 의 공급은 별도로 그리고 바람직하게 톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단으로부터 공급 상단에서 (하류에서) 실시된다.
벤젠 칼럼 (C9) 으로부터, 벤젠-풍부 상단 생성물은 라인 (90) 을 통하여 최종 생성물로서 추출된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 벤젠-풍부 생성물은 사이드스트림으로서 인출하여 추출된다. 하나 이상의 실시형태들에 따르면, 경질의 비응축성 화합물들, 특히 톨루엔 칼럼 (C10) 및/또는 정제 칼럼 (C6) 의 진공 작동과 관련된 공기 흡입으로부터 유발된 화합물들은 칼럼 상단에서 증기 스트림을 통하여 블리드 오프된다 (라인 (92)). 벤젠 칼럼 (C9) 의 바닥에서 톨루엔-풍부 생성물은, 라인 (100) 을 통하여, 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 으로 향하게 된다
하나 이상의 실시형태들에 따르면, 벤젠 칼럼 (C9) 은 리보일러 (100F) 로 도입될 열량과 온도를 모두 최소화하도록 (환류 드럼에서) 0.1 ~ 0.2 ㎫ 절대 압력의 압력 범위의 저압으로 작동된다. 따라서, 벤젠 칼럼 (C9) 은 저온 에너지 (예컨대 < 180 ℃) 에 의해 리보일링될 수 있다.
도 1 에서, 간략화를 위해, 선택적 환류, 환류 드럼, 응축기 및 진공 시스템 섹션들은 도시되지 않고; 임의의 공지된 응축 수단 (예를 들어: 공냉식 열교환기 및/또는 워터 쿨러) 이 사용될 수도 있다.
실시예
실시예에서:
- 개질유 칼럼 (C1) 의 상단에서 생성물은 스트리퍼 (C8) 로 보내지고, 이 스트리퍼로부터 칼럼 (C1) 으로 공기의 흡입으로부터 유발된 화합물들은 상단에서 블리드 오프될 것이고;
- 톨루엔 칼럼 (C10) 의 상단에서 생성물은 벤젠 칼럼 (C9) 으로 보내지고, 이 벤젠 칼럼으로부터 칼럼 (C10) 으로 공기의 흡입으로부터 유발된 화합물들은 상단에서 블리드 오프될 것이고;
- 정제 칼럼 (C6) 의 상단에서 생성물은 벤젠 칼럼 (C9) 으로 보내지고, 이 벤젠 칼럼으로부터 칼럼 (C6) 으로 공기의 흡입으로부터 유발된 화합물들은 상단에서 블리드 오프될 것이다.
개질유 칼럼 (C1) 의 공급원료 및 생성물들의 조성들은 표 1 에 나타나 있다.
Figure pat00001
표 2 에 나타난 것처럼, 본 발명에 따르면, 개질유 칼럼 (C1) 이 진공 하에 작동될 수 있도록 앞서 나타낸 조건들이 충족된다:
Figure pat00002
더욱이, 경질 (C4-) 화합물들의 함량은 0.1 중량% 미만이다.
상단에서 40 ℃ 및 0.05 ㎫ 절대 압력으로 작동된 개질유 칼럼 (C1) 은 리보일러 (20A) 에서 대략 135 ℃ 의 온도를 갖는다.
톨루엔 칼럼 (C10) 의 공급원료 및 생성물들의 조성들은 표 3 에 나타나 있다.
Figure pat00003
표 4 에 나타난 것처럼, 본 발명에 따르면, 톨루엔 칼럼 (C10) 이 진공 하에 작동될 수 있도록 앞서 나타낸 조건들이 충족된다:
Figure pat00004
더욱이, 경질 (C4-) 화합물들의 함량은 0.1 중량% 미만이다.
상단에서 40 ℃ 및 0.05 ㎫ 절대 압력으로 작동된 톨루엔 칼럼 (C10) 은 리보일러 (100A) 에서 대략 135 ℃ 의 온도를 갖는다.
정제 칼럼 (C6) 의 공급원료 및 생성물들의 조성들은 표 5 에 나타나 있다.
Figure pat00005
표 6 에 나타난 것처럼, 본 발명에 따르면, 정제 칼럼 (C6) 이 진공 하에 작동될 수 있도록 앞서 나타낸 조건들이 충족된다:
Figure pat00006
더욱이, 경질 (C4-) 화합물들의 함량은 0.1 중량% 미만이다.
상단에서 40 ℃ 및 0.06 ㎫ 절대 압력으로 작동된 정제 칼럼 (C6) 은 리보일러 (100B) 에서 대략 130 ℃ 의 온도를 갖는다.
이런 3 개의 증류 칼럼들 (C1, C10 및 C6) 의 진공 하에서 작동은, 콤플렉스의 스케일로, 참조 프로세스들 및 기기들과 비교해 46% 의 전기 소비 감소를 허용한다. 전기 소비 감소는 특히 이런 3 개의 증류 칼럼들 (C1, C10 및 C6) 을 리보일링하는데 사용되기 전 방향족 콤플렉스에서 이용 가능한 저온 에너지로부터 유발되는 저압 증기를 더 이상 재압축할 필요가 없다는 사실 때문이다.
본 발명이 3 개의 칼럼들 중 단지 하나에 적용된다면, 다음 결과들을 얻는다.
- 단지 개질유 칼럼 (C1) 에 대해 참조 프로세스들 및 기기들과 비교해 15% 이득,
- 단지 톨루엔 칼럼 (C10) 에 대해 참조 프로세스들 및 기기들과 비교해 20% 이득,
- 단지 정제 칼럼 (C6) 에 대해 참조 프로세스들 및 기기들과 비교해 11% 이득.

Claims (15)

  1. 분리 기기에서 벤젠 및/또는 톨루엔 및 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함한 화합물들을 포함하는 공급원료를 분리하기 위한 방법으로서,
    상기 분리 기기는 적어도 하나의 "개질유" 증류 칼럼 (C1), 하나의 방향족 추출 유닛 (P1), 하나의 파라-크실렌 분리 유닛 (P2), 하나의 크실렌 이성질화 유닛 (P3) 및 하나의 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 을 포함하고, 상기 유닛들로부터 유출물들은 다음 증류 칼럼들: 정제 칼럼 (C6), 탈헵탄기 (C7) 및 톨루엔 칼럼 (C10) 에서 분리되고,
    상기 증류 칼럼들 (C1, C6, C7 및 C10) 중 적어도 하나는 진공 하에 작동되어서,
    7 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서 회수되고,
    8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수되는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증류 칼럼은 진공 하에 작동되어서 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물은 25 중량% 초과 함량의 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 및/또는 정상 비등점이 150 ℃ 미만인 화합물들을 가지는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 칼럼 상단에서 압력은 0.03 ㎫ 내지 0.095 ㎫ 인, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러는 180 ℃ 미만의 온도에서 작동되는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼은, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물 중 C4- 함량이 1 mol% 미만이도록 작동되는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물은, 칼럼의 상단에, 상기 분리 방법으로 블리드 오프된 증기 스트림을 포함하는 부가적 칼럼으로 향하게 되는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부가적 칼럼의 리보일러는 180 ℃ 미만의 온도를 가지는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    저온 열은 직접 교환에 의해 또는 재압축 없이 사용된 스팀의 발생에 의해 상기 분리 기기에서 이용 가능한 저온 에너지로부터 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러로 도입되는, 공급원료를 분리하기 위한 방법.
  9. 벤젠 및/또는 톨루엔 및 8 개 이상의 탄소 원자들을 포함한 화합물들을 포함하는 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기로서,
    상기 분리 기기는 적어도 하나의 "개질유" 증류 칼럼 (C1), 하나의 방향족 추출 유닛 (P1), 하나의 파라-크실렌 분리 유닛 (P2), 하나의 크실렌 이성질화 유닛 (P3) 및 하나의 알킬 교환 반응 유닛 (P4) 을 포함하고, 상기 분리 기기는 또한 상기 유닛들의 유출물들의 증류를 위한 다음 칼럼들: 정제 칼럼 (C6), 탈헵탄기 (C7) 및 톨루엔 칼럼 (C10) 을 포함하고,
    상기 증류 칼럼들 (C1, C6, C7 및 C10) 중 적어도 하나는 진공 하에 작동되어서,
    7 개 이하의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 상단에서 회수되고,
    8 개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 대부분은 진공 하에 작동되는 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물에서 회수되는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 바닥에서의 생성물이 25 중량% 초과 함량의 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 및/또는 정상 비등점이 150 ℃ 미만인 화합물들을 가지도록 되어 있는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 칼럼 상단에서 압력이 0.03 ㎫ 내지 0.095 ㎫ 이도록 되어 있는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 리보일러가 180 ℃ 미만의 온도에서 작동되도록 되어 있는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증류 칼럼들 중 적어도 하나는, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서의 생성물 중 C4- 함량이 1 mol% 미만이도록 되어 있는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼럼의 상단에서 증기 스트림을 분리 기기로 블리드 오프하기 위해, 진공 하에 작동된 상기 증류 칼럼의 상단에서 출구의 하류에, 부가적 칼럼을 또한 포함하는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부가적 칼럼은, 상기 부가적 칼럼의 리보일러가 180 ℃ 미만의 온도에서 작동되도록 되어 있는, 공급원료를 분리하기 위한 분리 기기.

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