KR20230029599A - 증류 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메탄올의 증류를 위한 장치 및 과정에 관한 것이지만(도 1), 에탄올과 같은 다른 생성물의 증류에도 사용될 수 있다. 본 발명의 목적은 휘발성 성분의 제거를 위한 안정화 스테이지라고 알려진 전처리 스테이지, 및 하나 이상의 증류 칼럼을 포함하는 농축 스테이지를 포함하는 조 중간 생성물의 증류 과정에서 에너지 및 냉각수 및/또는 전기의 소비를 감소시키는 것이다.
Description
본 발명은 메탄올의 증류를 위한 방법, 장치 및 플랜트에 관한 것이다. 본 발명의 방법 및 장치는 또한 에탄올과 같은 다른 생성물을 증류하는데도 사용될 수 있다.
통상 조 메탄올로 정의되는 메탄올 합성을 위한 플랜트의 생성물은 에탄올, 케톤, 고급 알코올 및 주로 H2, CO, CO2, N2, CH4를 포함하는 일부 용존 기체를 포함하는 합성 반응의 부산물을 함유하는 메탄올의 수성 용액이라고 알려져 있다.
조 메탄올은 시장에서 요구하는 순도 규격을 충족하기 위해 증류된다. 예를 들어, AA 등급 규격은 99.85 중량%의 최소 메탄올 농도를 요구하며, 여기서 에탄올은 중량 기준으로 10ppm을 초과해서는 안 된다.
공지된 증류 공정은 실질적으로 하나 이상의 증류 칼럼에 기초하며, 여기서 일반적으로 적어도 하나의 칼럼은 칼럼 상단에서 회수된 경질 생성물(예를 들어 기체)을 메탄올로부터 분리할 수 있고, 적어도 하나의 칼럼은 칼럼 바닥에서 회수된 더 무거운 생성물(예를 들어 수성 용액)을 메탄올로부터 분리할 수 있다.
예를 들어 메탄올의 증류를 위해 널리 사용되는 특정 공정은 대기압 또는 대기압에 가까운 압력에서 작동하는 2개의 칼럼을 포함한다. 더 구체적으로, 상기 공정은 안정화 칼럼 또는 프리런(pre-run) 칼럼으로 알려진 예비 처리 칼럼 및 제2 증류 칼럼을 사용한다. 첫 번째 칼럼은 실질적으로 조 메탄올에 함유된 휘발성인 성분을 분리하는 목적을 가지며, 조 메탄올을 수용하여 상단의 경질 성분과 바닥의 수용액을 분리한다. 농축 칼럼으로 알려진 두 번째 칼럼은 실제 증류를 수행하며, (i) 상단의 정제된 메탄올, (ii) 바닥에 있는 일반적으로 수성 스트림("바닥 물"), (iii) 주로 물, 잔류 메탄올(전체의 약 1%) 및 대부분의 합성 반응 부산물을 함유하는 "퓨젤 오일"(fusel oil)로 알려진 사이드 스트림이 획득된다. 상기 퓨젤 오일은 특정한 열가를 가지며, 일반적으로 합성 가스 생성을 위한 연료 또는 원료로 사용된다.
각 칼럼은 칼럼의 바닥을 가열하고 증류 공정에 열 투입을 유지하는 리보일러를 포함한다. 각 칼럼은 또한 응축기를 포함하며, 이것은 상단 생성물을 응축하고 그것을 (적어도 부분적으로) 상기 칼럼으로 재순환시킨다. 열은 증기에 의해 또는 사용 가능한 경우 적합한 열 수준의 공정 가스에 의해 농축(또는 증류) 칼럼에 제공된다. 응축기의 냉각 매체는 일반적으로 물 또는 공기이다. 2개의 칼럼을 갖는 상기 구성은 플랜트(예를 들어 메탄올 증류 플랜트) 측면에서는 단순하지만, 하부 리보일러에 공급되는 열과 상부 응축기의 냉각수 및/또는 전기의 소비로 인해 상당한 양의 에너지를 소비한다는 큰 단점이 있다. 또한, 칼럼은 생산 능력에 비해 상대적으로 큰 직경을 가지며, 결과적으로 플랜트 비용이 높다.
2개의 하부 리보일러에 대한 열 소비는 정제된 메탄올 1톤당 약 3.35 x 109 J(0.8 Gcal) 정도이다. 1톤의 조 메탄올을 생산하는데 필요한 에너지 소비는 약 25.10-33.47 x 109 J(6-8 Gcal)이므로, 증류의 에너지 소비는 플랜트 전체 소비의 10%인 것으로 추정된다. 응축기에서 처리되는 열은 리보일러에서 교환되는 열과 비슷하다. 예를 들어 상기 열을 냉각수로만 제거한다는 이론적인 사례에서는 순환하는 유량이 관련있는데, 즉 메탄올 1톤당 약 80m3이 필요하며, 결과적으로 펌핑 등에 비용이 많이 든다.
이들 단점을 적어도 부분적으로 줄이기 위해 시도된 다른 공지된 증류 플랜트 및 공정들이 있다.
US 4 210 495는 3개의 증류 칼럼, 즉 예비처리 또는 안정화 칼럼 및 각각 약 7-8 bar의 중간 압력에서 작동하는 칼럼과 최종 농축 칼럼인 2개의 농축 칼럼을 갖는 공정을 설명한다. 안정화 및 최종 농축 칼럼은 실질적으로 대기압이나 약간 높은 압력(예를 들어 1.5 bar)에서 작동한다. 이러한 구성은 대기압에서 최종 칼럼의 하부 리보일러에 있는 중간 압력 칼럼의 상부의 증기를 응축하여 열을 회수하는 것을 가능하게 하며, 이 개념은 "지그재그 칼럼" 또는 "캐스케이드 칼럼"으로 알려져 있다. 엇갈린 칼럼 개념은, 예를 들어 고압 농축 칼럼이 중간 압력에서 작동하는 농축 칼럼에 열을 전달하고, 차례로 저압에서 작동하는 칼럼에 열을 전달함으로써 여러 번 사용될 수 있다. 그러나 최고 압력에서 작동하는 안정화 칼럼과 농축 칼럼이 모두 가열되어야 하며, 결과적으로 비 소비량은 단 2개의 칼럼이 있는 플랜트보다는 낮지만 여전히 높다.
이 개념의 추가 개선이 WO2013110369에 개시되었는데, 이것은 최종 증류 칼럼이 최고 압력에서 작동하고, 이로써 최종 농축 칼럼의 상부 증기를 응축하여 안정화 칼럼을 위한 리보일러에 열을 전달할 수 있는 공정을 설명한다. 이러한 구성은 US 4 210 495에 설명된 공정 구성과 비교하여 에너지를 감소시키는 것을 가능하게 하지만, 모든 농축 칼럼이 필요 이상으로 높은 압력에서 작동한다는 유의한 단점과 안정화 칼럼에 필요한 열의 양이 최종 농축 칼럼에 필요한 열의 양보다 훨씬 (~30-70%) 더 적다는 이유로 안정기 응축기 듀티와 최종 농축 칼럼 리보일러 듀티가 불일치한다는 추가 단점을 가진다. 안정기 응축기 듀티와 최종 농축 칼럼 리보일러 듀티 사이의 불일치가 의미하는 것은 최종 농축 칼럼에 대한 응축 듀티의 일부가 공기 또는 물에 의해 냉각되는 별도의 응축기에 의해 공급되거나(여분의 비용 및 에너지 소비) 또는 안정화 칼럼이 (직경이) 불필요하게 커진다는 것이다.
농축 칼럼에서 증가된 압력의 단점은 두 가지이다. 우선, 농축 칼럼 압력이 증가하면 열원에 대한 규격이 더 엄격해지며, 이로써 2개의 엇갈린 농축 칼럼을 가열하는데 허용되는 열원은 이 구성으로 인한 3개의 엇갈린 칼럼을 가열하는데 허용되지 않을 수 있다는 것이다. 추가 단점은 농축 칼럼의 분리 효율이 압력 증가에 따라 감소한다는 것이다. 이것은 표 1 및 2에 나타낸 대로 주어진 증류 칼럼에 대한 에너지 소비 증가로 해석된다.
| 칼럼 공급물, 몰% | |
| MeOH | 66.61 |
| H2O | 33.00 |
| EtOH | 0.25 |
| 고급 알코올 | 0.14 |
| 평형 단계 수 | 49 |
| 칼럼 압력 강하, bar | 0.9 |
| MeOH 회수율 | 98% |
| MeOH 순도 | 99.999% |
| 물 회수율 | 93% |
| 물 순도 | 99.998% |
| 압력, barg | 리보일러 듀티, J/h(Gcal/h) |
| 0.1 | 260.66 x 109 J (62.3) |
| 0.6 | 304.39 x 109 J (72.75) |
| 1.1 | 349.78 x 109 J (83.6) |
| 2.1 | 453.13 x 109 J (108.3) |
WO2013110369는 하부 리보일러에 공급되는 열, 및 상부 응축기의 냉각수 및/또는 전기의 소비로 인해 상당한 양의 에너지가 소비되는 문제를 다룬다. 그러나 메탄올의 증류를 위해 2개를 넘는 농축 칼럼이 있을 때 이 문제를 효율적으로 해결하기 위한 솔루션을 제공(또는 제안)하지는 않고, 그래서 비슷한 에너지 절약이 가능하다.
이 문헌은 실질적으로 더 높은 바터밍(bottoming) 압력(즉, 본 발명의 칼럼 V3에 해당하는 최종 증류 칼럼에서)의 채택이 에너지 절약을 허용하고 열 흐름의 최적화를 가능하게 한다는 것과 바터밍 압력(이것은 본 발명에서 P3에 해당)을 증가시킴으로써 바터밍 스테이지에서 생성된 기체 상태의 증류된 메탄올의 온도가 토핑(topping) 스테이지(이것은 본 발명의 안정화 칼럼 V0에 해당)의 온도보다 실질적으로 더 높아서 상기 증류된 메탄올의 스트림이 예비 토핑 단계를 위한 열원으로서 충분히 사용될 수 있다는 것을 제안한다. 이 문헌은 토핑 스테이지의 가열을 위한 열(예를 들어 응축 증기 유래의)의 소비를 줄이거나 없애는 것이 가능하다고 주장한다. 이것은 바터밍 스테이지의 압력 p4가 토핑 압력 p1보다 실질적으로 더 높기 때문에 칼럼(400)에서 증류된 기체상 메탄올의 온도가 칼럼(100)의 바닥에 있는 액체의 온도보다 실질적으로 더 높다는 것을 개시한다. 또, 이러한 온도 차이가 적어도 10℃이며, 즉 칼럼(400)의 상단에서 기체상 메탄올의 온도는 칼럼(100)의 바닥에 있는 액체의 온도보다 적어도 섭씨 10도 더 높다는 것을 개시한다. 이것은 상기 기체상 메탄올의 적어도 일부가 토핑 칼럼(100)을 적어도 부분적으로 가열하는데 사용될 수 있도록 한다.
또한, CN108101748 및 다른 문헌들은 메탄올 정제를 위한 에너지 절약 공정 방법 및 장치를 언급하며, 이것은 4개의 타워를 사용하여 조 메탄올로부터 메탄올을 생산하는 에너지 절약 공정 및 장치로서, 작동 에너지 소비의 감소를 언급하지만, 이것이 어떻게 달성되고 공정 조건이 무엇인지는 명확하지 않거나 제안되지 않았다.
본 발명은 에탄올과 같은 다른 생성물들의 증류에도 사용될 수 있는, 메탄올의 증류를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다(도 1).
본 발명의 목적은 휘발성 성분들의 제거를 위한 안정화 스테이지라고 알려진 전처리 스테이지, 및 하나 이상의 증류 칼럼을 포함하는 농축 스테이지를 포함하는 조 중간 생성물(예를 들어 메탄올)의 증류 과정에서 에너지의 소비 및 냉각수 및/또는 전기의 소비를 감소시키는 것이다.
이러한 목적은, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 하기 단계들을 포함하는 조 메탄올 스트림 A의 정제 또는 증류 방법에 의해 달성된다:
(i) 압력 P0에서 안정화 칼럼 V0에서 조 메탄올 스트림 A를 전처리하여 휘발성 성분들을 분리하여 V0의 상부 섹션으로부터 경질 가스 스트림 L 및 V0의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B0을 얻는 단계,
(ii) 다음에 B0를 압력 P1에서 농축 칼럼 V1으로 보내는 단계,
(iii) V1의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T1을 열 교환기 E2에서 응축하여 농축 칼럼 V2에 에너지를 공급하는 단계,
(iv) 단계 (iii)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C1으로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V1의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(v) V1의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B1을 회수하여 압력 P2에서 V2로 전달하는 단계,
(vi) V2의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T2을 2개의 분리된 스트림으로 분할하며(S), 하나의 스트림은 열 교환기 E0에서 응축하여 V0에 에너지를 공급하고, 다른 스트림은 열 교환기 E3에서 응축하여 농축 칼럼 V3에 에너지를 공급하는 단계,
(vii) 단계 (vi)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C2로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V2의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(viii) V2로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B2를 회수하여 압력 P3에서 V3으로 전달하는 단계,
(ix) V3의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T3을 응축하고, 응축된 메탄올의 일부는 생성물 C3으로 보내며, 나머지 부분은 V3의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(x) V3으로부터 고급 알코올 및 다른 미량의 부산물을 포함하는 하나 이상의 사이드 스트림 H를 회수하고, V3으로부터 액체 스트림 B3을 인출하는 단계,
여기서
- 칼럼 V1, V2 및 V3은 P1 > P2 > P3가 되는 감소하는 압력에서 작동하고,
- P0 > 0 barg 및 P3 > 0 barg이고,
- 각 칼럼 V0, V1, V2 및 V3은 동일 칼럼을 위한 리보일러인 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3와 상응하여 연계되고,
- 열 교환기 E0 및 E3는 칼럼 V2를 위한 응축기이고,
- 열 교환기 E2는 칼럼 V1을 위한 응축기이며,
- P3 < 2 barg이고; 및
- 열 교환기 E1이 외부 에너지원에 의해 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 메탄올의 증류를 위한 장치는 대응하여 감소하는 압력 P1, P2 및 P3의 적어도 3개의 증류 칼럼 V1, V2 및 V3와 직렬 연결된 압력 P0의 안정화 칼럼 V0을 포함하며, 여기서 각 칼럼은 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3과 관련되고, 상기 열 교환기는 해당 칼럼을 위한 리보일러이며,
a) 열 교환기 E0 및 E3은 칼럼 V2의 응축기이고,
b) 열 교환기 E2는 칼럼 V1의 응축기이고,
c) E1은 상기 장치 외부의 유입 열 스트림을 가지며,
d) P3 < 2 barg
인 것을 특징으로 하고,
또한, 메탄올의 증류를 위한 플랜트는 본 발명에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하며, 여기서 E1에 필요한 증기의 양은 생성물 메탄올 kg당 1.3 kg 미만이다.
또한, 본 발명에 따른 메탄올의 증류를 위한 상기 장치의 사용이 제공된다.
본 발명의 과정은 바람직하게 적어도 4개의 칼럼 V0, V1, V2 및 V3을 포함하지만, 감소하는 압력에서 작동하고 바람직하게 직렬 연결된 V1부터 Vn까지의 더 많은 농축 칼럼을 포함할 수도 있다.
상기 농축 칼럼은 모두 증류된 생성물 C1, C2, C3 등의 일부가 각 농축 칼럼의 상부 섹션으로부터 회수되고, 잔류 액체 B0, B1, B2, B3 등은 나머지 칼럼(들)로 보내지는 방식으로 작동하며, 이때 최종 농축 칼럼, 예를 들어 본 발명의 바람직한 실시형태에서 칼럼 V3에서, 생성물 C3의 최종 분획이 상부 섹션으로부터 회수되고, 주로 물을 포함하는 스트림 B3은 바닥으로부터 회수되며, 주로 퓨젤 오일이라고 하는 혼합물이 마지막 농축 칼럼에서 사이드 스트림 H로부터 회수되는데, 이것은 전형적으로 공급물 트레이와 칼럼의 바닥 사이에서 회수된다.
열 교환은 바람직하게 응축기/리보일러 E0, E1, E2 및 E3에서 일어난다. 상기 열 교환기는 튜브 번들 또는 판 교환기일 수 있고, 여기서 증류된 메탄올이 고온 측에서 응축하고, 저온 측에서는 용액이 증발한다.
바람직하게, 안정화 단계 및 저압 농축 칼럼을 위한 응충기의 압력은 대기압 약간 위, 예를 들어 0.1-0.5 ba이며, 이로써 전형적으로 0.5-1.5 bar의 안정화 단계를 위한 리보일러의 압력이 얻어지고, 열을 전달하는 농축 칼럼을 위한 응축기의 압력은 적어도 2 bar가 된다. 결론적으로, 열을 전달하는 칼럼을 위한 리보일러의 압력은 2-8 bar의 범위이고, 더 바람직하게 약 7 bar이다.
일부 실시형태는 둘 이상의 농축 칼럼 및 몇 가지 압력 수준을 포함하지만, 제2 최저 압력 수준을 갖는 칼럼이 항상 안정화 단계에 열을 공급한다.
설명된 전처리(안정화) 및 농축 스테이지는 단일 칼럼 또는 필요하다면 다수의 병렬식 칼럼을 사용하여 실시될 수 있다.
최종 농축 칼럼 V3은 증류된 메탄올 C3을 생성하며, 용액 B3은 주로 물로 이루어지고, 또한 소위 말하는 퓨젤 오일인 사이드 스트림 H를 생성할 수 있다. 퓨젤 오일의 사이드 스트림은 또한 적합하다면 중간 증류 스테이지로부터 추출될 수 있다.
메탄올과 에탄올의 상대적 휘발성은 저압에서 가장 높으므로 가능한 낮은 압력에서 분리를 수행하는 것이 유익하다.
칼럼 1이 다른 칼럼 2로부터 열을 받을 때마다 칼럼 1의 온도 수준이 증가하므로 칼럼 2의 압력도 칼럼 1보다 높아야 합니다. 이것은 더 따뜻한 칼럼에 대해 응축기로서 작용하고 더 차가운 칼럼에 대해 리보일러로서 작용하는 열 교환기에서 바람직한 추진력을 얻기 위해 필수적이다. 온도차는 바람직하게 4-10℃여야 한다. 또한, 외부 열원(전형적으로 증기)의 온도 수준은 바람직하게 가장 높은 온도 수준을 갖는 칼럼 바닥의 온도 수준보다 4-10℃ 더 높아야 한다.
일부 선행기술 문헌은 안정화 컬럼의 상단에 있는 모든 농축 컬럼의 엇갈림을 보여주는데, 이들은 본 발명보다 외부 열원의 온도 수준에 대한 요구가 더 높을 것이며, 여기서 최종 농축 칼럼은 안정화 칼럼과 동일한 압력 수준에서 작동하고, 따라서 또한 본질적으로 동일한 온도 수준에서 작동한다.
도 1은 본 발명에 따른 메탄올 증류 과정의 바람직한 실시형태를 나타내며, 여기서 감소하는 압력 P1>P2>P3의 3개의 농축 칼럼 V1, V2 및 V3이 압력 P0의 안정화 칼럼 V0에 연결된다:
a. A: 조 메탄올 공급물
b. V0: 압력 P0의 안정화 칼럼
c. V1, V2, V3: 압력 P1>P2>P3의 농축 칼럼
d. B0: 안정화 칼럼 V0의 하부 부분으로부터 회수된 메탄올을 포함하는 액체 스트림
e. B1, B2, B3: 농축 칼럼 V1, V2, V3의 하부 부분으로부터 회수된 메탄올을 포함하는 액체 스트림
f. C1, C2, C3: 생성물 액체 증류된 메탄올
g. E0, E1, E2, E3: 열 교환기
h. T0: 안정화 칼럼 V0의 상부 부분으로부터 회수된 기체상 스트림
i. T1, T2, T3: 농축 칼럼 V1, V2, V3의 상부 부분으로부터 회수된 기체상 스트림
j. L: V0로부터의 경질 기체상 스트림
k. H: V3으로부터 회수된 사이드 스트림
l. S: 스트림의 분할
a. A: 조 메탄올 공급물
b. V0: 압력 P0의 안정화 칼럼
c. V1, V2, V3: 압력 P1>P2>P3의 농축 칼럼
d. B0: 안정화 칼럼 V0의 하부 부분으로부터 회수된 메탄올을 포함하는 액체 스트림
e. B1, B2, B3: 농축 칼럼 V1, V2, V3의 하부 부분으로부터 회수된 메탄올을 포함하는 액체 스트림
f. C1, C2, C3: 생성물 액체 증류된 메탄올
g. E0, E1, E2, E3: 열 교환기
h. T0: 안정화 칼럼 V0의 상부 부분으로부터 회수된 기체상 스트림
i. T1, T2, T3: 농축 칼럼 V1, V2, V3의 상부 부분으로부터 회수된 기체상 스트림
j. L: V0로부터의 경질 기체상 스트림
k. H: V3으로부터 회수된 사이드 스트림
l. S: 스트림의 분할
정의
"대기압"은 1.01325 bar, 즉 대략 1 bar를 의미한다.
"농축 칼럼" 또는 "증류 칼럼" 또는 "바터밍 칼럼"(Vn, 여기서 n≠0), 예컨대 V1, V2 또는 V3은 일련의 스테이지로 나눠진 칼럼을 의미한다. 이들은 평형 스테이지의 케스케이드에 해당한다. 액체는 스테이지에서 스테이지로 칼럼의 아래로 흐르며 위로 흐르는 증기와 접촉된다. 전통적으로 대부분의 칼럼은 한 세트의 분리된 "트레이" 또는 "판"으로 구축되므로 이들 용어는 본질적으로 "스테이지"와 상호교환 가능하다. 증류 칼럼의 각 트레이는 스테이지에서 증기와 액체 사이의 접촉을 촉진하도록 설계된다. 증류는 충진 컬럼에서 수행될 수 있다(트레이형 칼럼에서 흡수가 가능한 것처럼). 스테이지는 탑 다운 또는 바텀 업 방식으로 넘버링될 수 있다. 칼럼의 상부 섹션으로부터 회수된 스트림은 오버헤드 생성물 T, "오버헤드", "상단 생성물"이라고 칭해진다. 증류물 생성물 C는 사용된 응축기 타입에 따라 액체 또는 증기(또는 때로 둘 다)일 수 있다. 증류물 유속은 C로 지칭되며, 칼럼의 하부 섹션으로부터 회수된 생성물은 바닥 생성물로 칭해질 수 있고, 여기서 기호 B가 주어진다. 일부 상황에서, 하나 이상의 "측면유출" 생성물 H가 칼럼으로부터 제거될 수 있다. 공급물 트레이 위에 있는 칼럼의 부분은 정류 섹션이라고 한다. 이 섹션에서 증기가 환류와 접촉하여 부화된다. 공급물 트레이 아래에 있는 칼럼의 부분은 스트리핑 섹션이라고 한다. 공급물의 액체 부분은 이 섹션에서 환류로 사용된다. 칼럼의 작동 압력(Pn), 예컨대 P1, P2 및 P3은 전형적으로 열 교환기에서 열의 제거를 조정함으로써 제어된다. 칼럼의 베이스는 전형적으로 바닥 트레이를 떠나는 액체를 저장하기 위한 저장소로 사용된다. 열 교환기, 예를 들어 리보일러는 이 액체를 비등시키기 위해 사용된다. "비등"의 결과인 증기는 칼럼의 바닥으로 되돌아간다.
"응축기"는 기체 또는 증기인 농축 칼럼의 상부 섹션으로부터 수집된 스트림을 응축시키기 위한 냉각 듀티를 제공하기 위해 필요하다. 응축된 증기는 부분적으로 칼럼의 상단으로 다시 환류되어 분리의 선명도를 증가시키며, 환류 비율이 클수록 분리가 더 잘 된다. 응축기는 전체 응축기 또는 부분 응축이일 수 있다. 전체 응축기에서는 상단의 증기 생성물이 전부 액체로 응축되고, 부분 응축기에서는 단지 증기의 일부만 응축되며, 액체는 칼럼으로 다시 환류되고, 응축되지 않은 증기는 추가 공정을 위해 인출된다. 이 경우, 부분 응축기는 추가적인 VLE 분리 스테이지로 볼 수 있고, 전체 응축기에서 칼럼의 상단 생성물은 환류 스트림과 동일한 조성을 가진다.
"조 메탄올"(A)은 메탄올, 전형적으로 65~95% 메탄올, 물 및 다른 성분들을 포함하는 용액을 의미한다. 조 메탄올 A는 저 비등 및 고 비등 성분들(경질 및 중질 부분)을 함유한다. 경질 부분 L은 주로 용존 기체들(예를 들어 CO2), 디메틸에테르, 메틸포메이트 및 아세톤을 포함한다. 중질 부분 H는 고급 알코올, 장쇄 탄화수소, 고급 케톤, 및 저급 알코올과 포름산, 아세트산 및 프로피온산의 에스테르를 포함한다.
"증류" 또는 "분별 증류" 또는 "분별"은 액체 혼합물을 상이한 조성을 갖는 둘 이상의 증기 또는 액체 생성물로 분리하는 과정을 의미한다. 증류는 평형 스테이지 작업이다. 각 스테이지에서, 증기상이 액체상과 접촉되고, 질량이 증기로부터 액체로, 액체로부터 증기로 전달된다. 덜 휘발성인 "중질" 또는 "고 비등" 성분은 액체상으로 농축되고, 더 휘발성인 "경질" 성분은 증기로 농축된다. 재순환을 동반한 직렬의 다수 스테이지를 사용함으로써 분리가 달성될 수 있다. 증류 칼럼에 대한 공급물은 액체, 증기, 또는 액체-증기 혼합물일 수 있다. 이것은 칼럼의 임의의 지점에서 들어갈 수 있다. 둘 이상의 스트림이 시스템에 공급될 수 있고, 둘 이상의 생성물이 인출될 수 있다. T0, T1, T2 및 T3과 같은 칼럼의 상단을 떠나는 증기는 열 교환기를 통과하고, 여기서 부분적으로 또는 완전히 응축된다. 결과의 액체는 일시적으로 "축적기" 또는 환류 드럼에 저장된다. 액체 스트림이 드럼으로부터 인출되고, 분리를 촉진하기 위해 환류로서 칼럼의 상단 트레이로 되돌아간다.
"평형 스테이지" 또는 이론적 판은 증류와 같은 많은 분리 과정에서 물질의 액체 및 증기상과 같은 2개의 상이 서로 평형을 이루는 가상의 구역 또는 스테이지를 의미한다. 이러한 평형 스테이지는 또한 이상적 스테이지 또는 이론적 트레이라고 언급될 수 있다. 많은 분리 과정의 성능은 일련의 평형 스테이지를 갖는 것에 의존하며, 이러한 스테이지를 더 많이 제공함으로써 증진된다. 다시 말해서 더 많은 평형 스테이지를 갖는 것이 분리 과정의 효율을 증가시킨다.
증류 칼럼에 대한 "공급물" 또는 "칼럼 공급물"은 액체, 증기, 또는 액체-증기 혼합물일 수 있다. 이것은 칼럼의 임의의 지점에서 들어갈 수 있지만, 최적의 공급물 트레이 위치가 결정되고 사용되어야 한다. 둘 이상의 스트림이 시스템에 공급될 수 있고, 둘 이상의 생성물이 인출될 수 있다. 공급물의 열 조건이 칼럼의 내부 흐름을 결정한다. 공급물이 그것의 비등점 아래이면 기화될 수 있는 상태로 온도를 올리기 위해 열이 필요하다. 이 열은 칼럼을 통해 상승하는 증기를 응축시킴으로써 얻어져야 하므로, 칼럼 아래로 이동하는 액체 흐름은 공급물과 응축된 물질의 전체 양만큼 증가하고, 위로 향하는 증기 흐름은 감소한다.
안정화 칼럼 V0 및 V1, V2 또는 V3과 같은 농축 칼럼의 상부 부분으로부터 회수된 T0, T1, T2 또는 T3과 같은 "기체상 스트림"은 상기 칼럼의 상부 부분으로부터 회수되는, 증류 과정에서 생긴 스트림이다. 이러한 스트림은 주로 메탄올로 이루어지며, V3과 같은 마지막 농축 칼럼으로부터 회수된 T3과 같은 기체상 스트림이 매우 낮은 함량의 불순물을 가질 때까지 점차 불순물의 함량이 낮아진다. 요건은 혼합된 생성물 스트림, C1 + C2 + C3이 필요한 생성물 규격(예를 들어 AA 등급)을 충족하는 것이다.
"열 듀티" 또는 "듀티"는 시간 단위에 걸쳐서 고온 측으로부터 저온 측으로 전달하기 위해 필요한 열의 양을 의미한다. 열 듀티를 계산하는 식은 일반적으로 두 가지 방식이 있는데, a) 하나는 현열 전달에 사용될 수 있고, 유체가 상변화를 겪지 않는다는 것을 의미하며, b) 다른 하나는 잠열 전달에 사용될 수 있고, 유체가 상변화, 즉 응축을 겪는다는 것을 의미한다.
"열 교환기"는 둘 이상의 유체 사이에 열을 전달하는데 사용된 시스템을 의미한다. 열 교환기는 냉각 및 가열 과정에 모두 사용된다. 유체는 혼합을 방지하기 위해 고체 벽에 의해 분리될 수 있거나, 또는 직접 접촉할 수 있다. 특히, "열 교환기"는 튜브 번들 교환기와 같은 리보일러/응축기, 예를 들어 E0, E1, E2 및 E3를 의미하며, 예를 들어 쉘 측에서 용액의 증발이 일어나고, 튜브 측에서 증류물의 응축이 일어난다(또는 그 반대도 가능하다). 또한, 쉘 내부에 열 교환 판이 수용된 평판형 열 교환기를 사용하는 것이 가능하다.
"부분 리보일러"는 칼럼 베이스에 있는 액체의 단지 일부만 기화되는 리보일러를 의미한다. 생성된 증기는 칼럼으로 되돌아가고, 액체 스트림은 생성물 또는 추가 칼럼에 대한 공급물로서 제거된다. 이들 3개 스트림의 조성은 상이하다. 부분 리보일러는 또한 이상적인 분리 스테이지를 제공한다. 사이드 스트림 리보일러가 사용될 수 있으며, 이것은 트레이로부터 액체를 인출하여 가열한 다음, 증기 액체 혼합물을 동일 또는 유사 트레이로 되돌려보낸다.
"중질 부산물" 또는 "사이드 스트림"(H)은, 전형적으로 공급물 트레이와 칼럼의 바닥 사이에서 회수되는, 마지막 농축 칼럼으로부터 회수된 고급 알코올 및 다른 미량의 부산물을 포함하는 스트림을 의미한다. 이것은 또한 "퓨젤 오일"로 알려져 있으며, 물, 잔류 메탄올(전체의 약 1%) 및 대부분의 합성 반응 부산물을 포함한다. 상기 퓨젤 오일은 특정한 열가를 가지며, 일반적으로 합성 가스 생성 섹션을 위한 연료 또는 원료로 사용된다. 또한, 적합하다면, 퓨젤 오일의 사이드 스트림은 중간 증류 스테이지로부터 추출될 수 있다.
"중간 생성물"은 공급물 스트림 A, 생성물 스트림 C1, C2, C3, L, H 및 B3과 별도로 멀티 칼럼 증류에서 칼럼과 출구 칼럼 사이의 증기 및 액체 스트림을 의미한다.
"경질 부산물" 또는 "경질 기체" 또는 "경질 부분"(L)은 안정화 칼럼 V0, 바람직하게 V0의 상부 섹션으로부터 얻어진 기체상 스트림을 의미하며, 주로 용존 기체들(예를 들어 CO2), 디메틸에테르, 메틸포메이트 및 아세톤을 포함한다.
B0, B1, B2 또는 B3과 같은 "메탄올을 포함하는 액체 스트림"은 안정화 칼럼 V0 및 V1, V2 및 V3과 같은 농축 칼럼의 하부 섹션으로부터 회수된 스트림을 의미한다. 증류가 진행됨에 따라 이 스트림은 점차 더 적은 양의 메탄올과 더 많은 양의 물을 포함하게 되며, V3과 같은 마지막 농축 칼럼으로부터 회수된 B3과 같은 마지막 스트림은 주로 물과 단지 잔류량의 메탄올, 바람직하게 50ppm 미만의 메탄올을 포함하게 된다.
"하부 스트림" 또는 "바텀 스트림"은 V0, V1, V2 및 V3과 같은 칼럼의 하부 섹션으로부터 얻어지거나 회수된 스트림을 의미한다.
"압력"(P)은 게이지 압력을 의미하며 bar(g) 단위로 측정된다. 게이지 압력은 대기압에 상대적인 압력으로서, 대기압 위의 압력은 양의 값, 대기압 아래의 압력은 음의 값이다. bar와 bar(g)의 차이는 고려된 기준의 차이이다. 압력 측정은 항상 기준에 대해 수행되며, 압력 측정 기기에서 얻어진 값에 해당한다. 압력 측정 기준이 진공이라면 절대 압력이 얻어지고 bar 단위로 측정된다. 대기압이 기준이면 압력은 bar(g)으로 표시된다.
C1, C2 또는 C3와 같은 "생성물"은 V1, V2 및 V3과 같은 농축 칼럼으로부터 회수된 액체 증류 메탄올이다.
"리보일러"는 산업용 증류 칼럼의 바닥에 열을 제공하기 위해 전형적으로 사용되는 열 교환기를 의미한다. 리보일러는 증류 칼럼의 바닥에서 액체를 비등시켜 증기를 생성하고, 증기는 V0, V1, V2 및 V3과 같은 칼럼으로 되돌아가서 증류 분리를 추진한다. 칼럼의 바닥에서 리보일러에 의해 칼럼에 공급된 열은 칼럼의 상단에서 응축기에 의해 제거된다. 대부분의 리보일러는 쉘 튜브 열 교환기 타입이며, 이러한 리보일러에서는 통상 증기가 열원으로 사용된다. 그러나 고온 합성 가스, 오일 또는 Dowtherm™과 같은 다른 열 전달 유체도 사용될 수 있다. 또한, 일부 경우에는 연료-연소 노가 리보일러로 사용될 수 있다.
"스트림의 분할"(S)은 적어도 하나의 원 스트림(액체 또는 기체)을 2개의 분리된 스트림 또는 서브스트림(액체 또는 기체)로 분리하는 것을 의미한다. 본 발명의 범위 내에서, S는 V2의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T2가 2개의 파생 스트림 또는 서브스트림으로 나눠지는 장소를 나타내며, 하나의 스트림 또는 서브스트림은 열 교환기 E0에서 응축되어 V0에 에너지를 공급하고, 다른 스트림 또는 서브스트림은 열 교환기 E3에서 응축되어 농축 칼럼 V3에 에너지를 공급한다.
"안정화 칼럼" 또는 토핑 칼럼 또는 프리런 칼럼 또는 V0은 조 메탄올과 같은 조 생성물에 둘 다 함유된 더 무거운 성분으로부터 더 휘발성인 성분을 분리하기 위한 것이다.
"휘발성 성분" 또는 "휘발성 물질"은 저온에서 쉽게 휘발하는 성분 또는 물질을 의미한다. 휘발성은 또한 증기가 액체나 고체로 응축하는 경향을 설명할 수 있다. 휘발성이 적은 물질은 휘발성이 높은 물질보다 증기로부터 더 쉽게 응축할 것이다. 증기압은 주어진 온도에서 응축된 상이 얼마나 쉽게 증기를 형성하는지에 대한 척도이다. 처음 진공에서(내부에 공기가 없음) 밀봉 용기에 담긴 물질은 빈 공간을 증기로 빠르게 채울 것이다. 시스템이 평형에 도달하고 더 이상 증기가 형성되지 않게 되면 증기압이 측정될 수 있다. 온도가 증가하면 형성되는 증기의 양이 증가하고, 따라서 증기압도 증가한다. 혼합물에서 각 물질은 혼합물의 전체 증기압에 기여하며, 더 휘발성이 화합물은 더 많이 기여한다. 비등점은 액체의 증기압이 주변 압력과 같아지는 온도이며, 액체는 빠르게 증발하거나 비등한다. 이것은 증기압과 밀접하게 관련되며 압력에 의존한다. 통상 비등점은 대기압에서의 비등점이지만, 더 높거나 더 낮은 압력에서도 기록될 수 있다.
"상부 스트림" 또는 "탑 스트림"은 V0, V1, V2 및 V3와 같은 칼럼의 상부 섹션으로부터 얻어지거나 회수된 스트림을 의미한다.
바람직한 실시형태
(1) 메탄올의 증류를 위한 방법으로서,
(i) 압력 P0에서 안정화 칼럼 V0에서 조 메탄올 스트림 A를 전처리하여 휘발성 성분들을 분리하여 V0의 상부 섹션으로부터 경질 가스 스트림 L 및 V0의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B0을 얻는 단계,
(ii) 다음에 B0를 압력 P1에서 농축 칼럼 V1으로 보내는 단계,
(iii) V1의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T1을 열 교환기 E2에서 응축하여 농축 칼럼 V2에 에너지를 공급하는 단계,
(iv) 단계 (iii)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C1으로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V1의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(v) V1의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B1을 회수하여 압력 P2에서 V2로 전달하는 단계,
(vi) V2의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T2를 2개의 분리된 스트림으로 분할하며(S), 하나의 스트림은 열 교환기 E0에서 응축하여 V0에 에너지를 공급하고, 다른 스트림은 열 교환기 E3에서 응축하여 농축 칼럼 V3에 에너지를 공급하는 단계,
(vii) 단계 (vi)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C2로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V2의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(viii) V2로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B2를 회수하여 압력 P3에서 V3으로 전달하는 단계,
(ix) V3의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T3을 응축하고, 응축된 메탄올의 일부는 생성물 C3으로 보내고, 나머지 부분은 V3의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(x) V3으로부터 고급 알코올 및 다른 미량의 부산물을 포함하는 하나 이상의 사이드 스트림 H를 회수하고, V3으로부터 액체 스트림 B3을 인출하는 단계
를 포함하며,
여기서
- 칼럼 V1, V2 및 V3은 P1 > P2 > P3가 되는 감소하는 압력에서 작동하고,
- P0 > 0 barg 및 P3 > 0 barg이고,
- 각 칼럼 V0, V1, V2 및 V3은 동일 칼럼을 위한 리보일러인 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3와 상응하여 연계되고,
- 열 교환기 E0 및 E3는 칼럼 V2를 위한 응축기이고,
- 열 교환기 E2는 칼럼 V1을 위한 응축기이며,
여기서
- P3 < 2 barg이고; 및
- 열 교환기 E1이 외부 에너지원에 의해 공급된다.
(2) 실시형태 1에 있어서, V2의 가장 차가운 부분의 온도가 V3 및 V0의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 높고, V1의 가장 차가운 부분의 온도는 V2의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 높은 방법.
(3) 선행 실시형태에 있어서, V2의 가장 차가운 부분의 온도가 V3 및 V0의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 바람직하게 4℃ 더 높고, V1의 가장 차가운 부분의 온도는 V2의 가장 따뜻한 부분은 온도보다 바람직하게 4℃ 더 높은 방법.
(4) 선행 실시형태에 있어서, P1과 P0 사이의 차이가 7.7 bar 이상인 방법.
(5) 선행 실시형태에 있어서, P1은 9.7 bar(g)보다 높고, P2는 6.9 내지 13 bar(g)인 방법.
(6) 선행 실시형태에 있어서, P1은 바람직하게 17 bar(g)이고, P2는 바람직하게 9 bar(g)이고, P3은 바람직하게 0.98 bar(g)인 방법.
(7) 선행 실시형태에 있어서, E0의 열 듀티는 E1의 듀티보다 적어도 30% 더 적은 방법.
(8) 선행 실시형태에 있어서, B3은 순환하는 스트림으로부터 제거된 물을 포함하고, V3의 하부 섹션으로부터 회수되는 방법.
(9) 선행 실시형태에 있어서, 증류될 조 생성물은 에탄올 또는 다른 적합한 생성물인 방법.
(10) 상응하여 감소하는 압력 P1, P2 및 P3의 적어도 3개의 증류 칼럼 V1, V2 및 V3과 직렬 연결된 압력 P0의 안정화 칼럼 V0를 포함하는 메탄올 증류 장치로서, 여기서 각 칼럼은 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3과 연계되고, 상기 열 교환기는 해당 칼럼을 위한 리보일러이며, 여기서
a) 열 교환기 E0 및 E3는 칼럼 V2의 응축기이고;
b) 열 교환기 E2는 칼럼 V1의 응축이기고;
c) E1은 상기 장치 외부의 유입 열 스트림을 가지고;
d) P3 < 2 barg이다.
(11) 실시형태 10에 있어서, E1으로의 외부 열 스트림은 증기 또는 현열을 함유하는 합성 가스인 장치.
(12) 실시형태 10 및 11에 있어서, 증류될 조 생성물은 에탄올 또는 다른 적합한 생성물인 장치.
(13) 실시형태 10-11에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는, 실시형태 1-9에 따른 메탄올의 증류를 위한 플랜트로서, 여기서 E1에 필요한 증기의 양이 생성물 메탄올 kg당 1.3 kg 미만인 플랜트.
(14) 실시형태 1-9에 따른 메탄올의 증류를 위한, 실시형태 13에 따른 플랜트에서 실시형태 10-11에 따른 장치의 사용.
(15) 압력 P0의 안정화 칼럼 V0에 연결된 감소하는 압력 P1 > P2 > P3 및 최하 Pn을 갖는 N개의 농축 칼럼 V1, V2, V3 및 최대 Vn을 포함하는 실시형태 1-13에 따른 방법, 장치 및 플랜트의 사용으로서, 여기서
A: 조 메탄올 공급물;
B0 내지 Bn: 칼럼 V0 내지 Vn의 하부 섹션으로부터 회수된 메탄올을 포함하는 액체 스트림;
C1 내지 Cn: 생성물, 예컨대 액체 증류된 메탄올;
E0 내지 En: 에너지 스트림, 특히 열 교환기;
T0 내지 Tn: 칼럼 V0 내지 Vn의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림;
L: 안정기로부터의 경질 기체상 스트림;
H: 최종 농축 칼럼 Vn으로부터 회수된 중질 사이드 스트림;
S: 스트림 Tn-1의 2개의 분리된 서브스트림으로의 분할, 하나의 서브스트림은 열 교환기 E0에서 응축되어 에너지를 V0에 공급하고, 다른 서브스트림은 열 교환기 En에서 응축되어 에너지를 농축 칼럼 Vn에 공급한다,
V0: 안정화 칼럼;
V1 내지 Vn: 농축 칼럼
이고,
- 칼럼 V1, V2 및 최대 Vn은 P1 > P2 및 최하 Pn가 되는 감소하는 압력에서 작동하고,
- P0 > 0 barg 및 Pn > 0 barg이고,
- 각 칼럼 V0, V1, V2 및 최대 Vn은 동일 칼럼을 위한 리보일러인 열 교환기 E0, E1, E2 및 최대 En과 상응하여 연계되고,
- 열 교환기 E0 및 En은 칼럼 Vn-1을 위한 응축기이고;
- 열 교환기 E2는 칼럼 V1을 위한 응축기이며,
- Pn < 2 barg이고;
- 열 교환기 E1은 외부 에너지원에 의해 공급된다.
Claims (12)
- 메탄올 증류 방법으로서,
(i) 압력 P0에서 안정화 칼럼 V0에서 조 메탄올 스트림 A를 전처리하여 휘발성 성분들을 분리하여 V0의 상부 섹션으로부터 경질 가스 스트림 L 및 V0의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B0을 얻는 단계,
(ii) 다음에 B0를 압력 P1에서 농축 칼럼 V1으로 보내는 단계,
(iii) V1의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T1을 열 교환기 E2에서 응축하여 농축 칼럼 V2에 에너지를 공급하는 단계,
(iv) 단계 (iii)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C1으로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V1의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(v) V1의 하부 섹션으로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B1을 회수하여 압력 P2에서 V2로 전달하는 단계,
(vi) V2의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T2를 2개의 분리된 스트림으로 분할하며(S), 하나의 스트림은 열 교환기 E0에서 응축하여 V0에 에너지를 공급하고, 다른 스트림은 열 교환기 E3에서 응축하여 농축 칼럼 V3에 에너지를 공급하는 단계,
(vii) 단계 (vi)에서 얻어진 응축된 메탄올의 일부를 생성물 C2로 보내고, 응축된 메탄올의 나머지 부분은 V2의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(viii) V2로부터 메탄올을 포함하는 액체 스트림 B2를 회수하여 압력 P3에서 V3으로 전달하는 단계,
(ix) V3의 상부 섹션으로부터 회수된 기체상 스트림 T3을 응축하고, 응축된 메탄올의 일부는 생성물 C3으로 보내며, 나머지 부분은 V3의 상부 섹션에 첨가하여 환류 흐름으로 사용하는 단계,
(x) V3으로부터 고급 알코올 및 다른 미량의 부산물을 포함하는 하나 이상의 사이드 스트림 H를 회수하고, V3으로부터 액체 스트림 B3을 인출하는 단계
를 포함하며,
여기서
- 칼럼 V1, V2 및 V3은 P1 > P2 > P3가 되는 감소하는 압력에서 작동하고,
- P0 > 0 barg 및 P3 > 0 barg이고,
- 각 칼럼 V0, V1, V2 및 V3은 동일 칼럼을 위한 리보일러인 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3와 상응하여 연계되고,
- 열 교환기 E0 및 E3는 칼럼 V2를 위한 응축기이고,
- 열 교환기 E2는 칼럼 V1을 위한 응축기이며,
여기서
- P3 < 2 barg이고; 및
- 열 교환기 E1이 외부 에너지원에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서, V2의 가장 차가운 부분의 온도가 V3 및 V0의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 높고, V1의 가장 차가운 부분의 온도는 V2의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, V2의 가장 차가운 부분의 온도가 V3 및 V0의 가장 따뜻한 부분의 온도보다 바람직하게 4℃ 더 높고, V1의 가장 차가운 부분의 온도는 V2의 가장 따뜻한 부분은 온도보다 바람직하게 4℃ 더 높은 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, P1과 P0 사이의 차이가 7.7 bar 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, P1은 9.7 bar(g)보다 높고, P2는 6.9 내지 13 bar(g)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, P1은 바람직하게 17 bar(g)이고, P2는 바람직하게 9 bar(g)이고, P3은 바람직하게 0.98 bar(g)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, E0의 열 듀티는 E1의 듀티보다 적어도 30% 더 적은 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, B3은 순환하는 스트림으로부터 제거된 물을 포함하고, V3의 하부 섹션으로부터 회수되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상응하여 감소하는 압력 P1, P2 및 P3의 적어도 3개의 증류 칼럼 V1, V2 및 V3과 직렬 연결된 압력 P0의 안정화 칼럼 V0를 포함하는 메탄올 증류 장치로서, 여기서 각 칼럼은 열 교환기 E0, E1, E2 및 E3과 연계되고, 상기 열 교환기는 해당 칼럼을 위한 리보일러이며, 여기서
a) 열 교환기 E0 및 E3는 칼럼 V2의 응축기이고;
b) 열 교환기 E2는 칼럼 V1의 응축이기고;
c) E1은 상기 장치 외부의 유입 열 스트림을 가지고;
d) P3 < 2 barg
인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 9 항에 있어서, E1으로의 외부 열 스트림은 증기 또는 현열을 함유하는 합성 가스인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 메탄올의 증류를 위한 플랜트로서, 여기서 E1에 필요한 증기의 양이 생성물 메탄올 kg당 1.3 kg 미만인 플랜트.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 메탄올의 증류를 위한, 제 11 항에 따른 플랜트에서 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 장치의 사용.
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