KR20220024090A - 할로겐화물을 포함하는 공급원료의 처리 방법 - Google Patents

할로겐화물을 포함하는 공급원료의 처리 방법 Download PDF

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할도르 토프쉐 에이/에스
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Abstract

본 개시의 광의의 양태는 적어도 20 ppmw, 100 ppmw 또는 500 ppmw 및 1000 ppmw, 5000 ppmw 또는 10000 ppmw 미만의 할로겐화물을 포함하는 탄화수소성 원료를 수소화처리에서 촉매 활성인 물질과 일정량의 수소의 존재하에 수소화처리에 의해 탄화수소 생성물 스트림으로 전환하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 이온성 할로겐화물을 포함하고, 상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 세척수와 조합되며, 세척수와 탄화수소 생성물 스트림 물 사이의 중량비는 1:10, 1:5 또는 1:2 초과이며 1:1, 2:1 또는 10:1 미만이고, 조합된 탄화수소 생성물 스트림과 세척수는 탄화수소 생성물의 비-극성 스트림 및 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 분리되며, 이로써 상기 이온성 할로겐화물의 50%, 90% 또는 99% 내지 100%가 상기 탄화수소성 생성물 스트림으로부터 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 전달되고, 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 상기 극성 스트림은 농축 수단으로 보내지며, 이로써 정제수의 스트림 및 이온성 할로겐화물의 농도가 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림의 농도를 2배, 5배 또는 10배 넘게 그리고 50배 또는 100배 미만으로 초과하는 간수의 스트림을 제공하고, 이러한 방법의 관련된 이점은 물의 소비를 최소화하면서 많은 양의 할로겐화물을 가진 탄화수소성 혼합물을 수용하고, 그것을 질 높은 탄화수소 생성물로 정제할 수 있다는 것이다.

Description

할로겐화물을 포함하는 공급원료의 처리 방법
본 발명은 할로겐화물을 포함하는 탄화수소성 원료(hydrocarbonaceous feed)의 전환을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며, 구체적으로는 하나 이상의 할로겐화물을 포함하는 탄화수소 스트림으로부터 할로겐화물을 제거하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
정유(refinery) 및 석유화학 공정은 탄화수소 부화 스트림을 여러 번 처리하여 LPG, 나프타, 가솔린, 디젤 등의 형태로 생성물 또는 중간체를 제공하는 것을 포함한다. 이러한 처리는 수소화처리, 수소화분해, 증기분해(steam-cracking), 분별 및 스트리핑, 뿐만 아니라 중간 열교환 및 불순물의 제거를 포함한다.
탄화수소성 공급원료는 기원에 따라서 하류 과정에서 바람직하지 않은 헤테로원자를 함유할 수 있다. 가장 풍부한 헤테로원자는 황, 질소 및 생물학적 기원의 공급원료인 경우 주로 산소이며, 이들은 1000 ppmw 내지 10 wt%의 농도로 존재할 수 있고, 산소의 경우 생물학적 물질로부터 유래된 공급원료에서 45 wt% 정도로 많이 존재할 수 있다. 이들 헤테로원자는 정유 공정 동안 황화수소, 암모니아, 물 및 탄소산화물로 전환되며, 이것은 공정 플랜트에 몇 가지 어려움을 야기한다. 다른 헤테로원자는 전형적으로 금속인데, 이것은 전형적으로 소량(0-10 ppmw)으로 존재하지만 촉매 가드 입자 상에 침전하므로, 또한 공정 플랜트에서 몇 가지 어려움을 야기한다. 그러나, 바이오매스나 플라스틱 폐기물과 같은 폐기물을 처리할 때 헤테로원자는 훨씬 더 높은 농도로 존재할 수 있다. 열분해된 폐기물, 예를 들어 열분해 플라스틱의 경우, 예를 들어 Cl의 함량이 1000 ppmw 이상일 수 있고, 수소화처리 후에는 유기 Cl이 HCl로 전환되어 부식 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 공정 초기에 헤테로원자를 제거하여 하류 과정 단계에 대한 영향을 최소화하는 것이 중요하다. 또한, 예를 들어 염수로부터 기원하는 경우, 할로겐화물을 포함하는 바이오매스에 대해서도 유사한 문제가 관찰될 수 있다.
WO 2015/050635는 수소화처리에 의해 탄화수소 스트림으로부터 할로겐화물을 수소화처리 및 제거하는 과정에 관한 것이다. 이 문헌은 사용된 물질이 내부식성인 것을 강조하지만 상기 과정으로부터 할로겐화물의 회수에 필요한 물의 양 및 상기 과정의 실제 양태에 대해서는 언급하지 않는다.
본 개시의 한 실시형태에 의해 탄화수소성 공급원료 중에서 유기 할로겐화물의 30% 또는 80% 내지 90% 또는 100%가 탄화수소 생성물 스트림 중의 무기 할로겐화물로 전환될 수 있다. 탄화수소 생성물은 무기 할로겐화물과 결합하는 물로 세척되고 탄화수소 스트림으로부터 분리된다.
물로 세척함으로써 탄화수소 스트림으로부터 무기 할로겐화물이 생성물로부터 제거된다. 탄화수소 스트림으로부터 제거된 이들 무기 할로겐화물은, 예를 들어 증발, 막 분리, 역 삼투 또는 간수(brine)에서 불순물을 농축하는 다른 수단에 의해 세척수를 재생시킴으로써 시스템으로부터 제거된다.
한 실시형태에서, 메이크업 수소 스트림이 수소화처리 반응기로의 재순환 전에 수소 부화 가스상에 첨가된다. 이것은 유기 할로겐화물의 무기 할로겐화물로의 전환, 및 아마도 또한 올레핀 포화와 같은 추가 반응을 위한 필수 수소가 수소화처리 반응기 내에 존재하도록 보장하기 위한 것이다.
본 명세서 전반에 걸쳐서, 용어 "유기 할로겐화물을 무기 할로겐화물로 전환하는데 있어서 촉매 활성인 물질"은 전환에 촉매작용하도록 배열되고 및/또는 전환에 촉매작용하는데 적합한 촉매 물질을 의미한다.
"유기 할로겐화물"은 하나 이상의 탄소 원자가 하나 이상의 할로겐 원자(현재 IUPAC 용어로 불소, 염소, 브롬, 요오드 또는 아스타틴 - 17족)와 공유 결합에 의해 연결된 화학적 화합물이다.
"무기 할로겐화물"은 할로겐 원자와 할로겐보다 전기음성도가 낮은(또는 전기양성도가 더 높은) 원소 또는 라디칼 간의 화학적 화합물로서, 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 또는 아스타틴화물 화합물을 이루며, 추가 제한으로서 탄소는 화합물의 일부가 아니다.
촉매 활성 물질의 전형적인 예는 내화성 담지체(support) 상의 하나 이상의 황화된 비금속과 같은, 고전적인 정유용 수소화처리 촉매일 것이다.
용어 "할로겐화물의 제거"는 존재하는 할로겐화물의 일부 또는 전부가 무기 할로겐화물로 전환되고 이어서 제거되는 상황을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 이 용어는 존재하는 할로겐화물의 특정 퍼센트가 제거되는 상황에 제한되지는 않는다.
용어 "촉매 활성 물질의 존재하에 스트림을 반응시키는"은 촉매 작용이 일어나는 관련 조건하에 스트림을 촉매 활성 물질과 접촉시키는 것을 포함하는 것을 의미한다. 이러한 조건은 전형적으로 온도, 압력 및 스트림 조성에 관한 것이다.
용어 "열분해"(thermal decomposition)는 편의상 물질이 아화학양론적 양의 산소의 존재하에(산소가 없는 것을 포함하여) 승온(전형적으로 250℃ 내지 800℃ 또는 아마도 1000℃)에서 부분적으로 분해되는 임의의 분해 과정에 대해 광범하게 사용된다. 생성물은 전형적으로 조합된 액체 및 기체상 스트림뿐만 아니라 일정량의 고체 숯일 것이다. 이 용어는 열분해(pyrolysis), 부분 연소, 또는 수열 액화(hydrothermal liquefaction)라고 알려진 과정들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 개시의 광의의 양태는 적어도 20 ppmw, 100 ppmw 또는 500 ppmw 및 1000 ppmw, 5000 ppmw 또는 10000 ppmw 미만의 할로겐화물을 포함하는 탄화수소성 원료를 수소화처리에서 촉매 활성인 물질과 일정량의 수소의 존재하에 수소화처리에 의해 탄화수소 생성물 스트림으로 전환하기 위한 방법에 관한 것으로서,
상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 이온성 할로겐화물을 포함하고,
상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 세척수와 조합되며, 세척수와 탄화수소 생성물 스트림 물 사이의 중량비는 1:10, 1:5 또는 1:2 초과이며 1:1, 2:1 또는 10:1 미만이고,
조합된 탄화수소 생성물 스트림과 세척수는 탄화수소 생성물의 비-극성 스트림 및 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 분리되며, 이로써 상기 이온성 할로겐화물의 50%, 90% 또는 99% 내지 100%가 상기 탄화수소성 생성물 스트림으로부터 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 전달되고,
이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 상기 극성 스트림은 농축 수단으로 보내지며, 이로써 정제수의 스트림 및 이온성 할로겐화물의 농도가 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림의 농도를 2배, 5배 또는 10배 넘게 그리고 50배 또는 100배 미만으로 초과하는 간수의 스트림을 제공하고,
이러한 방법의 관련된 이점은 물의 소비를 최소화하면서 많은 양의 할로겐화물을 가진 탄화수소성 혼합물을 수용하고, 그것을 질 높은 탄화수소 생성물로 정제할 수 있다는 것이다.
추가 실시형태에서, 상기 농축 수단은 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림을 가열하여 상기 정제수를 구성하는 일정량의 물을 증발시키는 증발기이며, 증발기의 관련된 이점은 특히 에너지가 이용될 수 있는 정유 환경에서 유효한 농축 수단이라는 것이다.
추가 실시형태에서, 상기 증발기는 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림이 가열된 표면 위를 흐르도록 구성되고, 또한 증발된 물을 수집하고 그것을 정제수의 스트림으로서 보내도록 구성된 강하 막(falling film) 증발기이며, 강하 막 증발기의 관련된 이점은 증발 표면이 크고 공간 차지가 적은 증발기를 제공하는데 매우 효과적이라는 것이다.
추가 실시형태에서, 상기 농축 수단은 막 분리기 또는 역 삼투 분리기이며, 이것의 관련된 이점은 열 에너지의 투입이 필요한 분리를 제공한다는 것이다.
추가 실시형태에서, 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 상기 극성 스트림의 pH는 세척수의 스트림 또는 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림에 일정량의 염기 또는 산의 첨가에 의해 6.5 내지 9의 값으로 조정되며, 이것의 관련된 이점은 저렴한 재료로 농축 수단이 구성되는 것을 가능하게 한다는 것이다.
본 개시의 추가 양태는 플라스틱, 리그닌, 짚, 리그노셀룰로오스성 바이오매스 또는 수생 생물학적 물질로 부화된 혼합물과 같은 C, H 및 할로겐화물과 선택적으로 O, N, Si 및 다른 원소들을 포함하는 분자로 부화된 미정제 원료 스트림의 전환 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은
a. 탄화수소성 원료의 전구물질을 제공하거나 또는 탄화수소성 원료를 제공하기 위한, 상기 미정제 원료 스트림의 열분해 단계,
b. 탄화수소성 원료를 제공하기 위해 탄화수소성 원료의 전구물질을 정제하는, 선택적인 전처리 단계,
c. 탄화수소 생성물 스트림을 제공하기 위한, 전술한 항들 중 어느 것에 따라서, 수소의 존재하에 탄화수소성 원료를 전환하는 수소화처리 단계
를 포함하며,
이러한 방법의 관련된 이점은 할로겐화물을 포함하는 플라스틱, 리그닌, 짚, 리그노셀룰로오스성 바이오매스 또는 수생 생물학적 물질로 부화된 혼합물과 같은 미정제 물질을 정제된 탄화수소로 전환하는데 꽤 적합하다는 것이다.
추가 실시형태에서, 미정제 원료의 전환을 위한 상기 방법은 탄화수소 생성물 스트림을 증기분해 과정으로 보내는 단계가 이어지며, 이것의 관련된 이점은, 예를 들어 폐기물, 생물학적 물질 또는 저비용 자원으로부터 석유화학 공정을 위한 미정제 물질을 제공한다는 것이다.
본 개시의 추가 양태는
(a) 수소화처리에서 촉매 활성인 물질을 함유하는 수소화처리 반응기로서, 상기 수소화처리 반응기는 수소 부화 탄화수소 스트림을 유입시키기 위한 입구 및 제1 생성물 스트림을 유출시키기 위한 출구를 포함하는 수소화처리 반응기,
(b) 2개의 입구 및 출구를 가진 혼합 수단,
(c) 입구 및 액체 극성상 출구, 액체 비-극성상 출구 및 가스상 출구를 가진 상 분리 수단,
(d) 입구, 농축 간수 출구 및 정제수 출구를 가진 농축 수단
를 포함하는 탄화수소성 스트림의 수소화처리를 위한 시스템에 관한 것으로서,
제1 생성물 스트림을 유출시키기 위한 상기 출구는 혼합 수단의 제1 입구와 유체 연통하고 있고,
혼합 수단의 출구는 상 분리 수단의 입구와 유체 연통하고 있으며, 상 분리 수단의 액체 극성상 출구는 농축 수단의 입구와 유체 연통하고 있고,
농축 수단의 정제수 출구는 선택적으로 정제수의 추가 공급원과 조합하여 혼합 수단의 제2 입구와 유체 연통하고 있고,
상 분리 수단의 액체 비-극성상 출구는 탄화수소 생성물을 제공하도록 구성되며,
이러한 시스템의 관련된 이점은 정제수의 최소한의 소비하에 폐기물, 생물학적 물질 또는 저비용 자원을 가치있는 탄화수소 생성물로 전환할 수 있다는 것이다.
개시된 방법 및 시스템은 수소화처리 과정으로 가는 원료가 할로겐화물을 포함하는 경우와 특히 예를 들어 올레핀 및 다이올레핀의 부반응을 피하기 위해 온도가 중간으로 유지되어야 하는 경우 유용하다고 판명될 수 있다. 이러한 과정의 예들은 폐플라스틱의 직접 수소화처리 또는 할로겐화물 부화 물질, 예컨대 예를 들어 PVC 또는 다른 할로겐화물 함유 플라스틱을 포함하는 폐플라스틱, 뿐만 아니라 할로겐화물 함량이 높은 생물학적 물질, 예를 들어 짚 및 조류의 열분해 생성물, 뿐만 아니라 콜타르 또는 셰일 오일과 같은 케로겐 원료의 열분해 또는 수열 액화 과정의 다른 생성물의 수소화처리를 포함한다. 또한, 원료는 열분해되지 않은 재생가능한 공급원료, 예를 들어 조류 지질, 특히 염수에서 성장된 조류 지질, 또는 탄수화물 및 염화물을 포함하는 다른 생물학적 원료로부터 기원할 수 있다.
암모니아와 할로겐화물은 침전 온도 전형적으로 150℃ 내지 300℃ 미만의 온도에서 반응하여 염, 예를 들어 염화암모늄을 형성한다. 이러한 염의 침전은 공정 라인들의 부분적 또는 완전한 차단뿐만 아니라 잠재적 부식을 가져올 수 있으므로 피해야 한다. 따라서, 공정 조건을 한정할 때 이러한 측면을 인식하는 것이 또한 중요하다.
할로겐화물 함유 탄화수소성 공급원료의 수소화처리 후, 할로겐화물로 부화된 중간 스트림이 존재할 것이다. 비등 범위 및 온도에 따라서, 이 스트림은 1-상 가스 스트림 또는 수소 및 수소화된 헤테로원자로 부화된 가스 스트림, 예컨대 염화수소 및 암모니아 및 주로 탄화수소를 포함하는 액체 스트림을 가진 2-상 스트림 또는 2-상 스트림일 수 있다. 수소화된 헤테로원자는 수용성이므로, 일정량의 세척수의 첨가 및 스트림의 냉각은 가스상, 유기 비-극성상 및 수성 극성상을 포함하는 3-상 스트림을 가져올 것이고, 이들은 소위 말하는 3-상 분리기에서, 아마도 중간 냉각 및 압력 해제가 있는 분리기의 연속단계와 조합되어 분리될 수 있다.
전통적인 정유 공정에서, 이러한 물 세척 과정 단계가 또한 보여지는데, 예를 들어 암모니아로 전환되고 물에 매우 가용성인 질소 부화 탄화수소의 경우, 세척수에서 황화암모늄으로서 황화수소를 회수하는 것이 가능하다. 질소 헤테로원자의 농도는 1 wt%를 초과할 수 있고, 탄화수소에 대한 소비된 물의 질량비는 전형적으로 1:20 또는 1:10이며, 결과적으로 물에서 암모니아 염의 농도는 약 1 wt% 내지 5 wt%가 된다. 이러한 설계는 황화암모늄의 농도에 의해 제한되는데, 농도는 최대 2 wt%에서 부식이 문제되기 전 5 wt%까지 허용된다.
탄화수소성 원료의 헤테로원자가 할로겐화물이고, 이들이 100 ppmw를 초과하는 수준으로 존재하는 과정에서는, 수상에서 높아진 할로겐화물 농도로 인한 부식 문제를 피하면서 극성상으로부터 할로겐화물의 정량적 회수를 달성하기 위해 세척 과정에서 물의 양을 증가시키는 것이 필요하다. 500 ppmw Cl을 포함하는 공급원료와 1 ppmw 미만의 Cl을 포함하는 정제된 탄화수소의 경우, 탄화수소에 대한 물의 질량비는 약 1:1일 수 있는데, 전형적인 설계 한계가 물에서 Cl 수준을 500 ppmw 미만으로 유지하는 것을 요구하기 때문이며, 이것은 탄소강 또는 일반적인 스테인리스 강에 대한 요건에 상응한다. 이러한 물의 양은 정유 산업에서의 일반적인 관행보다 10 내지 20배 더 높은 것이다.
이러한 높은 양은 당연히 경제적이며 환경적인 어려움을 초래하므로, 물 소비량을 감소시키는 것이 바람직하다. 이것은 사용된 세척수의 농축 수단을 제공함으로써 행해질 수 있는데, 이로써 그것은 정제된 세척수 및 할로겐화물과 같은 불순물로 부화된 농축된 간수로 분리된다. 이 목적을 위해, 막 여과, 역 삼투 또는 강하 막 증발을 포함하는 증발을 포함하는 여러 방법이 존재한다. 증발 과정에 사용된 장비는 특수 등급 강이 요구되는 경우 훨씬 더 고가일 것이고, 그래서 또한 예를 들어 사용된 세척수의 중화에 의해 사용된 세척수의 부식성을 감소시키는 것을 고려하는 것이 유익하다. 할로겐화물의 존재하에 세척수는 전형적으로 산성이며, 예를 들어 소량의 질소를 가진 탄화수소성 공급원료에 대해 pH가 2 정도로 낮으므로, 6.5-9.0 범위의 값으로 pH를 만들기 위해 암모니아 또는 수산화나트륨의 첨가가 사용될 수 있다.
상기 과정의 생성물은 탄화수소 수송 연료의 생성을 위해 또는 증기분해기에서의 석유화학 공정을 위해 추가 처리로 보내질 수 있다.
도 1은 탄화수소 스트림을 처리하기 위한 시스템을 개시한다.
도 1은 탄화수소를 처리하기 위한 시스템을 개시한다. 일부 열교환 유닛, 펌프 및 압축기가 도 1에 도시되지만 추가의 펌프, 가열기, 밸브 및 다른 공정 장비도 도 1의 시스템의 일부일 수 있다.
도 1의 시스템은 탄화수소 스트림이 스트리퍼 및/또는 분별 섹션으로 들어가기 전에 탄화수소 스트림으로부터 할로겐화물을 제거하기 위한 서브시스템을 포함한다.
도 1은 염소를 함유하는 탄화수소 스트림(2)을 도시한다. 이 스트림은 다이올레핀의 수소화에 필요한 수소의 제공을 보장하기 위해 수소 부화 가스 스트림(6)과 조합되어 수소 부화 탄화수소 스트림(10)으로 되기 전에 선택적으로 예열된다. 수소 부화 탄화수소 스트림(10)은 열교환기(12)에서, 그리고 선택적으로 점화식 가열기와 같은 추가 가열에 의해 가열되며, 이로써 가열된 수소 부화 탄화수소 스트림(14)이 형성된다. 제1 반응기(16)는 선택적이지만, 다이올레핀의 수소화에 적합한 약 30 Barg의 압력 및 약 180℃의 온도에서 작동 조건을 가질 수 있다. 제1 반응기(16)는 올레핀 포화 및 수소첨가탈할로겐화에서 촉매 활성인 물질을 함유한다. 제1 반응기(16) 내에서 가열된 수소 부화 탄화수소 스트림(14)은 촉매 활성 물질의 존재하에 반응하여 제1 수소화 생성물 스트림(18)이 된다.
제1 수소화 생성물 스트림(18)은, 예를 들어 점화식 가열기(20)에서 가열되고, 가열된 제1 수소화 생성물 스트림(22)으로서 제2 반응기(24)로 전달되며, 여기서 제2 촉매 활성 물질의 존재하에 반응한다. 온도를 제어하기 위해 주로 퀀치 가스(26)가 제2 반응기에 제공된다. 제1 및 제2 촉매 활성 물질은 동일할 수도 있고 서로 상이할 수 있으며, 전형적으로 알루미나 또는 실리카와 같은 내화성 담지체 상에 담지된 니켈 또는 코발트에 의해 촉진된 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은 황화된 비금속들의 조합을 포함할 것이다. 전형적으로, 제1 촉매 활성 물질 위에서의 반응은 다이올레핀의 포화가 우세하고, 제2 촉매 활성 물질 위에서의 반응은 모노올레핀의 포화 및 할로겐화물-탄화수소의 수소첨가탈할로겐화가 우세하며, 또한 수소첨가탈황, 수소첨가탈질 및 수소첨가탈산소가 제2 반응기(24)에서 일어날 수 있다(공급원료의 조성에 따라서). 따라서, 고온 생성물 스트림(28)은 탄화수소, H2O, H2S, NH3 및 HCl을 포함할 수 있고, 이들은 세척 및 분리에 의해 회수될 수 있다. 고온 생성물 스트림(28)은 열교환기(32)에서 냉각되어 냉각된 생성물 스트림(30)을 형성한다. 냉각된 생성물(30)은 고온 스트리퍼(40)로 보내지고, 여기서 스트리핑 매체(42)에 의해 분리가 보조되어 냉각된 생성물(30)이 가스 생성물 분획(44)과 액체 생성물 분획(46)으로 분할된다. 가스 생성물 분획(44)은 정제수(50)의 스트림과 조합되어 혼합 스트림(52)을 제공하고, 냉각기(54)에서 냉각되어 3-상 스트림(56)을 제공하며, 이것은 3-웨이 분리기(58)에서 경질 탄화수소 스트림(60), 오염된 물 스트림(62) 및 수소 부화 가스 스트림(66)으로 분리된다. 수소 부화 가스 스트림(66)은 재순환 압축기(68)로 보내지고, 제2 반응기(24)를 위한 퀀치 가스(26)로서 그리고 고온 스트리퍼(40)를 위한 스트리핑 매체(42)로서, 또한 메이크업 수소 가스(4)와 조합되어 수소 부화 가스(6)를 형성하는 재순환 가스(8)로서 보내진다.
3-상 분리기(58)를 나오는 경질 탄화수소 스트림(60)은 제2 스트리퍼(48)로 들어가서 스트리핑 매체(72)의 보조하에 액체 및 기체상 성분으로 더 분리된다. 제2 스트리퍼(48)로부터의 경질 최종 유출물(78)은 냉각기(80)에서 냉각되고, 냉각된 경질 최종 분획(82)으로서 물 분획(88)과 탄화수소 액체 분획(92)으로부터 오프-가스 분획(86)을 분리하도록 배열된 추가의 3-상 분리기(84)로 보내진다. 추가의 3-상 분리기(84)로부터의 탄화수소 액체 분획(92)은 제2 스트리퍼(48)로 재순환되고, 극성 액체 분획(88)은 오염된 물 스트림(62)과 조합되어 농축 수단(96)으로 보내질 수 있고, 이로부터 예를 들어 NH4Cl이 부화된 농축 간수(98)의 스트림, 뿐만 아니라 NH4Cl과 같은 소량의 불순물을 포함하는 정제수(50)의 스트림이 회수된다. 정제수는 전형적으로 추가량 물과 함께 순수한 세척수(50)로서 첨가될 수 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 20 ppmw, 100 ppmw 또는 500 ppmw 및 1000 ppmw, 5000 ppmw 또는 10000 ppmw 미만의 할로겐화물을 포함하는 탄화수소성 원료를 수소화처리에서 촉매 활성인 물질과 일정량의 수소의 존재하에 수소화처리에 의해 탄화수소 생성물 스트림으로 전환하기 위한 방법으로서,
    상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 이온성 할로겐화물을 포함하고,
    상기 탄화수소 생성물 스트림은 일정량의 세척수와 조합되며, 세척수와 탄화수소 생성물 스트림 물 사이의 중량비는 1:10, 1:5 또는 1:2 초과이며 1:1, 2:1 또는 10:1 미만이고,
    조합된 탄화수소 생성물 스트림과 세척수는 탄화수소 생성물의 비-극성 스트림 및 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 분리되며, 이로써 상기 이온성 할로겐화물의 50%, 90% 또는 99% 내지 100%가 상기 탄화수소성 생성물 스트림으로부터 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림으로 전달되고,
    이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 상기 극성 스트림은 농축 수단으로 보내지며, 이로써 정제수의 스트림 및 이온성 할로겐화물의 농도가 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림의 농도를 2배, 5배 또는 10배 넘게 그리고 50배 또는 100배 미만으로 초과하는 간수의 스트림을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 농축 수단은 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림을 가열하여 정제수의 상기 스트림을 구성하는 일정량의 물을 증발시키는 증발기인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 증발기는 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림이 가열된 표면 위를 흐르도록 구성되고, 또한 증발된 물을 수집하고 그것을 정제수의 스트림으로서 보내도록 구성된 강하 막 증발기인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 농축 수단은 막 분리기 또는 역삼투 분리기인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 상기 극성 스트림의 pH는 세척수의 스트림 또는 이온성 할로겐화물을 포함하는 세척수의 극성 스트림에 일정량의 염기 또는 산의 첨가에 의해 6.5 내지 9의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 플라스틱, 리그닌, 짚, 리그노셀룰로오스성 바이오매스 또는 수생 생물학적 물질로 부화된 혼합물과 같은 C, H 및 할로겐화물과 선택적으로 O, N, Si 및 다른 원소들을 포함하는 분자로 부화된 미정제 원료 스트림의 전환 방법으로서,
    a. 탄화수소성 원료의 전구물질 또는 탄화수소성 원료를 제공하기 위한, 상기 미정제 원료 스트림의 열분해 단계,
    b. 탄화수소성 원료를 제공하기 위해 탄화수소성 원료의 전구물질을 정제하는, 선택적인 전처리 단계,
    c. 탄화수소 생성물 스트림을 제공하기 위한, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른, 수소의 존재하에 탄화수소성 원료를 전환하는 수소화처리 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 이후 탄화수소 생성물 스트림을 증기분해 과정으로 보내는 단계가 이어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. a. 수소화처리에서 촉매 활성인 물질을 함유하는 수소화처리 반응기로서, 상기 수소화처리 반응기는 수소 부화 탄화수소 스트림을 유입시키기 위한 입구 및 제1 생성물 스트림을 유출시키기 위한 출구를 포함하는 수소화처리 반응기,
    b. 2개의 입구 및 출구를 가진 혼합 수단,
    c. 입구 및 액체 극성상 출구, 액체 비-극성상 출구 및 가스상 출구를 가진 상 분리 수단,
    d. 입구, 농축 간수 출구 및 정제수 출구를 가진 농축 수단
    를 포함하는 탄화수소성 스트림의 수소화처리를 위한 시스템으로서,
    제1 생성물 스트림을 유출시키기 위한 상기 출구는 혼합 수단의 제1 입구와 유체 연통하고 있고,
    혼합 수단의 출구는 상 분리 수단의 입구와 유체 연통하고 있으며, 상 분리 수단의 액체 극성상 출구는 농축 수단의 입구와 유체 연통하고 있고,
    농축 수단의 정제수 출구는 선택적으로 정제수의 추가 공급원과 조합하여 혼합 수단의 제2 입구와 유체 연통하고 있고,
    상 분리 수단의 액체 비-극성상 출구는 탄화수소 생성물을 제공하도록 구성되는, 수소화처리 시스템.
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