KR20230051699A - 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법 및 플랜트 - Google Patents

벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법 및 플랜트 Download PDF

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라훌 칸델왈
조셉 씨. 젠트리
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술저 매니지멘트 에이지
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Abstract

본 발명은 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a) 상기 조 탄화수소 스트림 및 단계 d)에서 재순환되는 추가 벤젠 포함 스트림을 용매 기반 추출 처리를 하여 벤젠 농축 방향족 스트림 및 벤젠 감소 비-방향족 스트림을 생성하는 단계,
b) 상기 단계 a)에서 획득한 상기 벤젠 농축 방향족 스트림을 수소화탈황하여 탈황된 방향족 스트림을 획득하는 단계,
c)상기 단계 b)에서 획득한 상기 탈황된 방향족 스트림을 증류하여 정제된 벤젠 스트림과 100 중량% 미만과 공비 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지는 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하는 단계; 및
d)상기 단계 c)에서 획득한 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 단계 a)로 적어도 부분적으로 재순환하는 단계를 포함한다.

Description

벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법 및 플랜트
본 발명은 벤젠을 포함하는 조(crude) 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법 및 플랜트에 관한 것이다.
벤젠(benzene)은 에틸 벤젠, 쿠멘(cumene), 사이클로헥센(cyclohexene), 니트로 벤젠 등과 같은, 여러 가지 화합물의 합성을 위한 중요한 출발 물질이다. 이들 화합물은 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-고무, 폴리아미드 및 에폭시 수지와 같은 중합체의 중요한 전구체인, 스티렌, 페놀, 아세톤, 사이클로헥산올(cyclohexanol) 및 아닐린(aniline)과 같은 다른 화합물, 알킬벤젠 술폰산(alkylbenzene sulfonic acids)과 같은 세척 활성 물질, 용매, 살충제, 착색제 등의 합성을 위한 출발 물질이다. 이러한 이유로 벤젠은 실제 세계에서 가장 많이 생산되는 화학 물질 중의 하나다.
촉매 개질법(catalytic reforming), 증기 분해법(steam cracking), 톨루엔의 수소화 탈알킬화(HAD: hydrodealkylation), 톨루엔 불균등화(TDP: toluene disproportionation), 코크스 오븐 경유(COLO: Coke Oven Light Oil) 추출, 엘피지 시클라(LPG Cyclar), 가스 투 아로마틱(Gas to Aromatics) 등과 같은 몇 가지 공지된 벤젠 생산 방법이 있다. 그러나 주요 생산 경로는 증기 분해법 및 촉매 개질법이다. 이러한 생산 경로 중 어느 하나에 있어서, 용매 기반 추출 장치가 증기 분해로부터 나오는 열분해 가솔린(pygas라고도 함) 또는 촉매 개질에서 유래하는 개질체(reformate)로부터 석유화학 등급(grade) 벤젠을 추출하는 데 사용된다. 정제업체들 사이에서 유동 촉매 분해 (FCC: Fluid Catalytic Cracking) 가솔린으로부터 벤젠과 같은 방향족 화합물을 추출하는 추세가 증가하고 있다. 이 추세는 정제 연료 수요의 감소 또는 정체와는 반대로 석유화학제품의 성장이 예상되는 것에 기인한다. 전통적으로 가솔린 벤젠 관리를 위해서, FCC 가솔린에 포함된 벤젠은 FCC 가솔린 상의 나프타 스플리터에서 나온 벤젠 하트 커트(heart cut)로 간주되었다. 벤젠이 풍부한 커트(benzene rich cut)는 전용 벤젠 포화 장치로 보내지든지 혹은 경질 나프타 이성질체화(isomerization) 또는 촉매 개질 장치로 보내진다. 이들 접근 방식에는 두 가지 주요 단점이 있다. 첫째로, 벤젠이 풍부한 하트 커트(benzene rich heart cut)는 나프타 이성질체화 또는 촉매 개질 장치의 업스트림(upstream)인 나프타 수소 처리기로 보내질 때 포화되는 상당한 양의 고옥탄가 올레핀을 가진다. 대신 전용 벤젠 포화 장치로 보내진다면 옥탄가 손실도 발생한다. 이 옥탄가 손실은 이성질체화, 개질화, 알킬화 등과 같은 정제 옥탄 생산 장치(refinery octane producing units)에 의해 보상되어야 한다. 또한, 벤젠의 존재는 경질 나프타 이성질체화 공급원에서 반갑지 않은 특성이다. 둘째로, 이성질체화나 벤젠 포화 등과 같은 경로에 있어서, 석유화학 제품으로서의 벤젠의 가치가 상실된다.
따라서, 위에서 언급한 현존하는 벤젠 관리 방법의 단점과 정제 연료에 대한 석유화학 제품의 예상된 증가 추세로 인해 정제업체는 이제 FCC 가솔린에서 벤젠과 같은 방향족 화합물을 추출하는 옵션에 관심을 갖고 있는데, 이는 동시에 고옥탄가 올레핀의 포화로 인한 옥탄 손실을 방지한다. 그러나 이것은 단순하고 간단하지만은 않다. 개질유 또는 pygas와 달리 FCC 가솔린은 나프텐, 사이클릭 올레핀(cyclic olefins) 및 올레핀이 많이 존재하기 때문에 용매 추출용으로는 까다로운 공급 원료다. 이들 화합물은 그들의 극성, 근접한 끓는점 및 공비 형성 거동(azeotrope formation behavior)으로 인해 방향족 화합물로부터 분리하기 어렵다. 벤젠 풍부 또는 C6-C8-FCC 나프타 커트(benzene rich or C6-C8-FCC naphtha cut)는 용매 기반 추출 증류기로 공급될 때는 다음의 스트림으로 된다: 첫째로, 대부분의 황(sulfur)이 추출되었기 때문에 혼합을 위해 가솔린 풀(pool)로 직접 보낼 수 있는 올레핀이 풍부한 라피네이트, 둘째로 벤젠 또는 황 종(sulfur species)을 포함하는 방향족 화합물(벤젠, 톨루엔 및 혼합 자일렌(xylenes))이 풍부한 추출물.
벤젠과 같은 추출된 방향족 화합물의 경우, 석유화학 등급 사양을 충족하려면 1ppmw(중량 기준으로 백만분의 일) 미만의 총 황 사양(sulfur specification) 및 1ppmw 미만의 총 질소 사양이 요구된다. 톨루엔 및 혼합 자일렌과 같은 방향족 화합물의 경우, 황 사양은 상대적으로 덜 엄격하고, 다운스트림 적용에 따라 일반적으로 10ppmw 미만이다. 위에서 설명한 바와 같이 FCC 가솔린으로부터 방향족 화합물을 추출하면 티오펜>디설파이드(disulfide)>메르캅탄의 순서로 메르캅탄, 디설파이드 및 티오펜과 같은 황 종도 함께 제거된다. 수소화탈황(HDS; hydrodesulfurization) 장치 블록(unit block)은 추출된 방향족 화합물의 다운스트림(downstream)에 배치되어 필요한 황 및 질소 사양을 충족한다. 이 HDS 장치를 설계하는 동안에는, 업스트림 추출 증류 장치의 적절한 설계 및 용매 선택과 함께 촉매 및 압력 및 온도와 같은 동작 조건의 적절한 선택을 포함하는 몇 가지 주요 설계 사항을 고려할 필요가 있다. 이런 필요성은 다음과 같은 이유에서 비롯된다: 첫째, 벤젠이 사이클로헥산(cyclohexane)으로 포화되는 것(고리 손실(ring loss))과 같이 방향족 화합물 포화가 최소화될 필요가 있으며, 그렇게 되지 않으면 다운스트림 벤젠 생성물 순도가 비가역적으로 영향을 받을 것인데 이는 시스템에서 벤젠 순도를 복원하는 다른 방법이 없기 때문이다. 일반적으로 0.1 wt% 고리 손실 보다 작도록 제한되는 설계값(design value) 보다 높은 벤젠 고리 손실이 실제 작업에서 발생한다면, 단지 재추출(re-extraction) 또는 다량의 개질체(reformate)나 pygas추출 벤젠 풀(pool)로 희석한 용액 또는 후속(downstream) 개질 장치로의 이송이 정제업체에서 사용할 수 있는 수단이다. 이러한 접근 방식은 추가 자본 및 유틸리티 소모를 수반하거나(재추출의 경우) 또는 정제 벤젠의 전체 순도에 영향을 미치거나(희석 용액의 경우) 또는 중질 나프타 개질기 공급 원료의 추가 처리량을 독려하여 벤젠 생산을 촉진하는 데 사용할 수 있었던 추가 생산 능력(capacity)을 차지하여 사용하기 때문에(개질기 라우팅의 경우), 정제업체에게 경제적 손실을 초래한다. 두번째로, HDS 촉매는 사이클 길이인 실행 시작(SOR:start-of-run)에서 시작하여 실행 종료(EOR;end-of-run)까지가는 동작 엔벌로프(operating envelope)를 가진다. SOR 상태에서는, 고리 손실이 설계 값보다 낮을 수 있다. 그러나 촉매가 오래되면 촉매 활성 손실을 보상하기 위해 반응기의 인입 온도가 증가한다. 온도 상승은 다시 설계 값보다 높은 고리 손실을 유발하고 이는 벤젠 순도에 영향을 미칠 수 있다. 세 번째로, 오늘날 정제업체는 잔류 유동 촉매 분해(RFCC: resid fluid catalytic cracking) 또는 유동 촉매 분해(FCC: fluid catalytic cracking) 장치에서 더 무겁고 까다로운 공급 원료를 처리하고 있다. 이것은 HDS 반응기 인입부에서 예상보다 높은 황 함량을 초래하는데 이는 다시 설계 값 이상의 고리 손실을 발생시킨다. 넷째, 올레핀 함량은 HDS 반응기 인입부에서 최소화되어야 한다. 이것은 적절한 용매 선택 및 업스트림 추출 장치의 설계를 통해 주로 달성된다. 1ppmw 미만과 같은 황 사양을 충족하는 동안 HDS에 걸쳐서 올레핀 포화가 이루어지고 발열이 발생한다. 발열은 다시 예상보다 높은 고리 손실로 이어질 수있다. 마지막으로, 추출된 방향족 화합물에 미량의 C6-사이클릭 올레핀(예: 사이클로헥센(cyclohexene) 또는 메틸사이클로펜텐(methylcyclopentene))이 존재하면 다시 벤젠 순도 문제가 발생할 수 있다. C6-사이클릭 올레핀은 업스트림 추출 섹션에서 주로 제거된다. 그러나 용매 기반 추출 증류 시스템에서는 이들 화합물이 방향족 화합물로부터 분리되기 어렵기 때문에 추출물로의 약간의 슬립(slippage)이 발생할 수 있다. 이들 사이클릭 올레핀은 필요한 황 사양을 충족하면서 HDS에 걸쳐 C6-나프텐(사이클로헥산(cyclohexane) 또는 메틸사이클로펜탄(methyl cyclopentane))으로 포화될 것이다. 따라서 C6 시이클릭 올레핀이 업스트림 추출 증류 장치 블록에서 추출물로 슬립되기 때문에 벤젠 순도가 영향을 받을 수 있다.
상기 관점에서 보면, 본 발명의 목적은 벤젠(특히 FCC 가솔린의 또는 COLO의 C6-커트(cut) 또는 C6-C8-커트 등)을 포함하는 조(crude) 탄화수소 스트림(hydrocarbon stream)으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 방법 및 플랜트를 제공하는 것으로, 용매 기반 추출 단계 및 수소화탈황 단계를 포함하여 전술한 바와 같은 요인으로 인해 수소화탈황 단계 동안에 예상보다 높은 벤젠 고리 손실이 발생하더라도 고순도 벤젠 제품을 안정적으로 확보하도록 하는데, 여기서 벤젠의 고순도는 업스트림 추출 섹션으로부터의 C6-사이클릭 올레핀 또는 C7-이소-올레핀의 슬립(slippage)의 경우에도 영향을 받지 않는다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법을 제공함으로써 충족되며, 하기 단계들을 포함한다:
a) 조 탄화수소 스트림 및 단계 d)에서 재순환되는 추가 벤젠 포함 스트림(further benzene containing stream)을 용매 기반 추출을 하여 벤젠 농축(enriched) 방향족 스트림 및 벤젠 감소(depleted) 비-방향족 스트림을 생성하는 단계,
b) 상기 단계 a)에서 획득한 상기 벤젠 농축 방향족 스트림을 수소화탈황하여 탈황된(desulfurized) 방향족 스트림을 획득하는 단계,
c) 상기 단계 b)에서 획득한 상기 탈황된 방향족 스트림을 증류하여 정제된 벤젠 스트림과 100 중량% 미만과 공비(azeotropic) 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도(concentration)를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하는 단계; 및
d) 상기 단계 c)에서 획득한 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 단계 a)로 적어도 부분적으로 재순환하는 단계
상기 용어 “100 중량% 미만과 공비 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림”은 본 발명에 따른 스트림을 의미하는 것으로, 상기 스트림은 100 중량% 미만의 벤젠과 상기 추가 벤젠 포함 스트림에 포함된 화합물의 기액 평형(vapor-liquid equilibrium)에 의해 결정된 것으로서(as dictated) 최종 공비 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지며, 상기 추가 벤젠 포함 스트림은 벤젠과 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄(methylcyclopentane), 2,3 디메틸 펜탄(dimethyl pentane) 및 2,4 디메틸 펜탄(dimethyl pentane) 중의 적어도 하나를 포함한다. 즉, 추가 벤젠 포함 스트림이 오직 벤젠과 사이클로헥산을 포함할 때, 상기 공비 벤젠 농도는 이 두 가지 성분으로 구성된 공비 혼합물(azeotrope), 즉 벤젠과 사이클로헥산의 공비 혼합물에서의 벤젠 농도이다. 상기 추가 벤젠 포함 스트림이 벤젠, 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄을 포함할 때, 상기 공비 벤젠 농도는 이들 세가지 성분으로 구성된 공비 혼합물, 즉 벤젠, 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄의 공비 혼합물에서의 벤젠 농도이다. 이후에 언급되는 모든 "벤젠과 사이클로헥산 포함 스트림"은 사실상 100 중량% 미만과 공비 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림을 의미하며, 여기서 추가 벤젠 포함 스트림은 벤젠과 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 적어도 하나를 포함한다. 따라서, 상기 추가 벤젠 포함 스트림은 벤젠과 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄의 적어도 하나를 포함하는 스트림이다.
단계 b)의 수소화탈황에서 획득한 상기 탈황된 방향족 스트림이 정제된 벤젠 스트림과 벤젠 외에도 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 적어도 하나를 가지며, 위에서 언급된 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림으로 분리하도록 단계 c)에서 증류함으로써, 추가 벤젠 포함 스트림을 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 전적으로 단계 a)의 용매 기반 추출로 재순환시킴으로써, 추가 벤젠 포함 스트림에 포함된 벤젠이 손실되지 않으며 또는 만약에 있더라도 아주 적은 양의 벤젠만이 손실된다. 더욱 구체적으로, 만약에 있다면, 거의 모든 벤젠이 용매에 의해 벤젠 농축 방향족 스트림으로 추출될 때, 라피네이트 (또는 벤젠 감소 비-방향족 스트림, 각각)로의 용매 기반 추출이 되는 동안에 추가 벤젠 포함 스트림에 포함된 무시할 수 있는 만큼의 양의 벤젠이 손실될 수 있다. 용매 기반 추출 후에 상기 벤젠 농축 방향족 스트림을 수소화탈황하여 탈황된 방향족 스트림을 획득하고 그것을 증류함으로써, 예상된 고리 손실보다 큰 손실(예를 들면 0.4 wt% 실제 작업 대 0.1 wt% 설계값)이 상기 수소화탈황 단계 도중에 발생하더라도 최종 벤젠 제품의 순도는 그대로 유지된다. 또한, C6사이클릭 올레핀 및/또는 C7-이소-올레핀이 용매 기반 추출 단계에서 벤젠 농축 방향족 스트림으로 슬립하는 일이 생기더라도, 이들 화합물은 또한 벤젠으로부터 확실히 분리되는데, 이것은 이들 화합물의 포화된 상태(C6-나프텐 또는 C7-이소-파라핀)가 수소화탈황단계에서 형성되기에 벤젠과 함께 공비 혼합물을 형성하기 때문이다. 본 발명의 방법의 또 다른 중요한 특징은 증류 단계 c)에서 최종 공비 조성물을 가지는 추가 벤젠과 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 적어도 하나를 포함하는 스트림을 생산할 필요가 없다는 것이다. 대신, 공비 혼합물 조성물에 대해서 벤젠 농도와 관련하는 성향을 보이는 추가 벤젠과 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 적어도 하나를 포함하는 스트림만으로도 목적달성을 위해서 충분하다. 즉, 0.4wt%의 높은 고리 손실의 경우, 증류 환경설정, 수소화탈황의 다운스트림은 52 wt%(이것은 벤젠과 사이클로헥산의 공비 혼합물에서의 벤젠 농도다) 대신 약 95 wt%의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하도록 설계될 수 있는데, 이는 수소화탈황 단계의 다운스트림에서 나오는 스트림에서의 전체 벤젠 양의 약 5%를 나타낸다. 따라서, 전체 플랜트 자본 및 유틸리티 소모에 대한 추가 벤젠 포함 스트림의 재순환 영향은 최소이며, 여기서 플랜트는 상기 용매 기반 추출 장치, 상기 수소화탈황 장치와 상기 (공비) 증류 장치의 연합체(combination)를 나타낸다. 특히, 이들 유용한 효과는 FCC 가솔린 또는 COLO의 C6-커트 또는 C6-C8-커트가 공정의 공급 원료로 사용될 때 획득된다. 또한, 이들 유용한 효과는, 촉매의 온도 엔벨로프(temperature envelope)를 작동시키는 실행시작(start-of-run)에서부터 실행종료(end-of-run)를 포함하는 매우 긴 작동 시간의 경우, 예상보다 무거운 공급 원료(feedstock)가 FCC, RFCC 또는 COLO에 공급되는 경우, 또는 용매 기반 추출 단계에서 획득한 벤젠 농축(enriched) 방향족 스트림으로 C6-사이클릭 올레핀 및/또는 C7-이소-올레핀이 슬립(slippage)되는 경우에도 얻어진다. 보다 구체적으로, 획득된 정제 벤젠 스트림은 전형적으로 99.8%를 초과하는 순도 및 1 ppmw 미만의 황 포함 화합물 및 질소 포함 화합물의 함량을 갖는다. 획득한 벤젠 제품은 석유 화학 등급에 대한 자격을 갖추고 있어서 대량의 pygas 또는 개질체(reformate) 벤젠 풀(pool)로 재추출 또는 희석되는 것과 같은, 추가 처리과정을 필요로 하지 않는다.
위에서 설명한 바와 같이, 단계 c)에서는 상기 단계 b)에서 획득된 탈황된 방향족 스트림이 증류되어 정제된 벤젠 스트림과 100 중량% 미만과 공조 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림을 생성한다. 바람직하게는, 단계 b)에서 증류가 수행되어서 정제된 벤젠 스트림과 99 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 98 중량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 97 중량% 미만, 보다 더욱 더 바람직하게는 96 중량%와 공조 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도, 예를 들어 90 내지 96 중량%의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림이 생성된다. 다른 것으로서 바람직한 것은 단계 b)에서 증류가 수행되어 정제된 벤젠 스트림과 90 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 80 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 최대한 70 중량%의 벤젠 농도, 예를 들어 70 내지 90 중량%의 벤젠 농도를 가지는 추가 벤젠 포함 스트림을 생성한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 특별히 유용한 것은 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법은, FCC 또는 RFCC 나프타 또는 COLO와 같은, 특히 C6-커트 또는 C6-C8-커트로부터, 필적하는 낮은 벤젠 함량을 가지는 조 탄화수소 스트림을 제조하는 것에 특히 적합하다는 것이다. 그렇지만 조 탄화수소 스트림이, 100 중량%에 기초하여, 예를 들어 적어도 20 부피%, 더욱 바람직하게는 적어도 30 부피%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50 부피%의 벤젠과 같은, 더 많은 양의 벤젠을 포함할 때도 양호한 결과가 획득된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 조 탄화수소 스트림에서 높은 수율로 고도로 정제된 벤젠를 획득할 수 있게 하며, 여기서 상기 조 탄화수소 스트림은 방향족 화합물에 더하여, 100 중량%에 기초하여, i) 20 내지 60 부피%, 바람직하게는 30 내지 50 부피%의 파라핀, ii) 10 내지 50 부피%, 바람직하게는 20 내지 30 부피%의 올레핀 및 iii) 5 내지 40 부피%, 바람직하게는 10 내지 25 부피%의 나프텐을 포함한다.
본 발명에 따른 공정으로 공급되는 조 탄화수소 스트림이 유동 촉매 분해 나프타로부터의 C6-커트 또는 C6-C8-커트 또는 코크 오븐 경유(coke oven light oil)로부터의 C6-커트 또는 C6-C8-커트 일 때, 특별히 좋은 결과가 획득된다.
본 발명에 따르면, 상기 조 탄화수소 스트림과 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림이 용매 기반 추출되어서 벤젠 농축 방향족 스트림과 벤젠 감소 비-방향족 스트림을 생성한다. 따라서 이것은, 본 발명에 따르면 용매 기반 추출을 수행하는 상기 용매 기반 추출 장치로 공급되기 이전에, 상기 조 탄화수소 스트림 및, 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림이 용매 기반 추출 장치, 예를 들면 용매 기반 추출 증류 장치로 각자 분리 공급되거나 또는 상기 조 탄화수소 스트림, 및 상기 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림이 서로 혼합되어 결합된 공급 스트림이 됨을 의미한다.
따라서, 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 따르면, 단계 a)에서, 상기 조 탄화수소 스트림은 단계 d)에서 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림과 혼합되어 공급 스트림을 획득하며, 이것은 용매 기반 추출 적용을 받는다. 상기 조 탄화수소 스트림은 혼합기, 예를 들어 정적 혼합기 및/또는 동적 혼합기를 사용함으로써 또는 조 탄화수소 스트림을 가지는 하나의 라인을 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 가지는 다른 하나의 라인에 간단히 결합함으로써 특정 혼합 장치가 없이 하나의 라인으로 하여, 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림과 혼합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 조 탄화수소 스트림 및 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림은 각자 분리되어 용매 기반 추출 장치, 예를 들어 추출 증류탑(extractive distillation column)으로 공급된다. 예를 들어, 탄화수소 스트림이 추출 증류탑의 하단부로 공급되고, 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림이 상기 추출 증류탑의 상부로 공급될 수 있으며 또는 그와 반대로 공급될 수 있다.
본 발명은 단계 a)에서 수행된 용매 기반 추출의 유형과 관련하여 특별히 제한되는 것은 아니다. 따라서, 원칙적으로 용매 기반 추출은 패킹 없이 또는 패킹 예를 들어 구조화된 패킹 및/또는 임의의 패킹을 사용하거나 또는 일측의 용매와 다른 일측의 조 탄화수소 스트림과 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림 사이의 접촉 영역을 최적화하기 위한 트레이를 사용함으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는 상기 용매 기반 추출은 트레이를 포함하는 추출탑에서 수행된다.
조 탄화수소 스트림과 d) 단계에서 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림이 a) 단계에서 추출 증류될 때 특히 좋은 결과가 획득된다. 추출 증류에 있어서, 증류탑의 탑정(overhead)에서는 벤젠 감소 비-방향족 스트림이 획득되는 반면, 증류탑 바닥에서는 방향족 화합물과 용매를 포함하는 스트림이 획득된다. 방향족 화합물과 용매를 포함하는 스트림은 제2 증류탑으로 안내될 수 있으며, 여기서 방향족 화합물 (C6-커트가 사용된다면 주로 벤젠, 또는 탄화수소 공급 스트림에 포함된 황 종과 함께 C6-C8-커트가 사용된다면 벤젠, 톨루엔 그리고 혼합된 자일렌의 혼합물)은 용매로부터 분리되어 상기 용매는 일반적으로 용매 회수탑이라 불리는 상기 제2 증류탑의 바닥에서 획득되고, 벤젠 농축 방향족 스트림은 상기 증류탑의 탑정에서 획득된다. 상기 용매 회수탑은 바람직하게는 일부분에서는 패킹을 포함하고 다른 일부분에서는 트레이를 포함한다.
단계 a)의 용매 기반 추출하는 동안에 상기 방향족 화합물을 비-방향족 화합물로부터 완전히 분리하기 위해서, 본 발명의 개념을 더욱 발전시키는 것으로 단계 a)에서 비교적 높은 극성 및 비교적 높은 비점을 갖는 용매를 사용하는 것이 제안된다. 이러한 용매는 벤젠 및 다른 방향족 화합물에 대한 용해도가 높기 때문에, 용매 기반 추출 상태에 있는 벤젠과 다른 방향족 화합물을 비-방향족 화합물로부터 우수하게 분리할 수 있게 해주나, (용매 기반 추출에서의 고리 손실 또는 사이클로헥센(cyclohexene) 슬립(slippage) 및 수소화탈황이 이루어진 동안의 포화로부터 발생할 수 있는) 사이클로헥산, (용매 기반 추출에서의 메틸사이클로펜탄 슬립 및 수소화탈황이 이루어지는 동안의 포화로부터 발생할 수 있는) 메틸사이클로펜탄, 및 용매 기반 추출로부터의 (C7-이소-올레핀 슬립 및 수소화탈황이 이루어지는 동안의 포화로부터 발생할 수 있는) 2,3 디메틸 펜탄과 2,4 디메틸 펜탄과 같은, 종(species)에 대해 높은 거부 거동(rejection behavior)을 보인다. 더욱이, 상기 용매가 높은 올레핀(사이클릭 올레핀 포함) 거부 거동을 나타내어 수소화탈황 반응기의 다운스트림 인입부가 최소의 올레핀 함량을 갖는 것이 유리하다. 이것이 유리한 것은, 수소화탈황 반응기에 올레핀이 존재하면 포화로 인한 발열이 발생할 수 있기 때문이다. 발열은 설계된 것 보다 높은 벤젠 고리 손실을 유발시킬 수 있다.
상기 단계 a)에서 사용된 용매가 술포란(sulfolane), 3-메틸술포란(methylsulfolane), 2,4-디메틸술포란(dimethylsulfolane), 3-에틸술포란(ethylsulfolane), N- 메틸피롤리돈(methyl pyrrolidone), 2-피롤리돈, N-에틸 피롤리돈, N-프로필 피롤리돈, N-포르밀 모르폴린(formyl morpholine), 디메틸술폰(dimethylsulfone), 디에틸술폰(diethylsulfone), 메틸에틸술폰, 디프로필술폰(dipropylsulfone), 디부틸술폰(dibutylsulfone), 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 디메틸렌 글리콜(dimethylene glycol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 및 이들 중 두개 이상으로 된 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 때, 특히 좋은 결과가 획득된다.
본 발명의 더욱 특정한 바람직한 실시예에 따르면, 단계 a)에서 사용된 용매는 3-메틸술포란, N- 포르밀 모르폴린, 2- 피롤리돈, 디프로필술폰, 테트라에틸렌 글리콜, 물, FCC 가솔린으로부터 나온 중유황 잔류물 또는 공용매로서의 이들의 혼합물과 결합된 술포란을 포함한다.
본 발명은 본 발명에 따른 방법의 b) 단계에서 수행된 수소화탈황의 유형에 관하여 특별히 제한되는 것은 아니다. 따라서 상기 수소화탈황은 종래기술에서 공지되어 통상적으로 사용되는 것으로 수행될 수 있다. 상기 벤젠 농축 방향족 스트림이 b) 단계에서 수소와 함께 200 내지 500 ℃의 온도에서 코발트와 몰리브덴을 포함하거나 니켈과 몰리브덴을 포함하는 합금 및 화합물로 구성된 그룹에서 선택된 촉매에 처리될 때, 특별히 좋은 결과가 획득된다. 더욱 바람직하게는, 상기 온도는 245 ℃ (SOR) 내지 300 ℃ (EOR)이며, 상기 수소화탈황이 이루어지는 동안의 압력은 25 bara이며, 여기서 수소 분압은 바람직하게는 5 내지 7 bara 범위이다. 또한, 수소화탈황 장치는 바람직하게는 벤젠 농축 방향족 스트림에 포함된 질소 종도 제거하여 생성된 탈황된 방향족 스트림이 총 질소 사양을 충족하도록 한다.
본 발명의 사상을 더욱 발전시키는 것에 있어서 탈황된 방향족 스트림이 단계 c)에서 하나 이상의 증류 단계를 거치는 것이 제안되며, 여기서 적어도 하나의 증류 단계는 5 내지 100의 이론단(theoretical stages)을 갖는 증류탑으로 수행된다. 하지만 단계 c)에서 탈황된 방향족 스트림을 정제된 벤젠 스트림과 추가 벤젠 함유 스트림으로 확실하게 분리하기 위해, 탈황된 방향족 스트림이 단계 c)에서 종래기술에서 통상되는 것보다 많은 이론단을 가지는 적어도 하나의 증류 단계를 거치는 것이 더욱 바람직하다. 상기 탈황된 방향족 스트림이 단계 c)에서 하나 이상의 증류 단계를 거칠 때 특별히 좋은 결과가 획득되는데, 상기 적어도 하나의 증류 단계는 5 내지 100의 이론단, 바람직하게는 10 내지 80의 이론단을 가지는 증류탑으로 수행된다. 단계 c)에서 적어도 하나의 증류 단계는 15 내지 60, 보다 바람직하게는 20 내지 60, 가장 바람직하게는 30 내지 60의 이론단을 갖는 증류탑으로 수행될 때, 최상의 결과가 획득된다.
일반적으로 증류탑은 바닥 부분에 있는 리보일러(reboiler)와 탑정 부분(overhead portion)에 있는 콘덴서(condenser)를 가진다. 상단 격벽탑(top divided wall column)이 사용되는 경우, 탑정 부분의 각 측면에 하나씩 2개의 콘덴서가 제공된다.
위에서 설명한 바와 같이, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계 c)에서 정제된 벤젠 스트림과 추가 벤젠 포함 스트림으로 분리된다. 조 탄화수소 스트림의 조성물에 따라서, 벤젠에 덧붙여 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 오직 하나, 또는 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 두 개, 또는 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄 중의 세 개 또는 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3 디메틸 펜탄 및 2,4 디메틸 펜탄의 전부가 상기 추가 벤젠 포함 스트림에 포함될 수 있다.
바람직하게는, 단계 c)에서의 증류는 0.01 내지 1.0 MPa, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.5 MPa, 더욱 더 바람직하게는 0.13 내지 0.17 MPa, 가장 바람직하게는 0.10 내지 0.20 MPa, 예컨대 약 0.15 MPa의 압력에서 수행된다.
또한, 단계 c)의 증류는 80 내지 180 ℃, 보다 바람직하게는 90 내지 160 ℃, 더욱 더 바람직하게는 90 내지 140 ℃, 가장 바람직하게는 90 내지 100 ℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 더욱 특별한 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계c)에서 하나 이상의 증류 단계를 거치며, 여기서 적어도 하나의 증류 단계는 격벽탑(divided wall column), 즉 벽이 종방향(vertical direction)으로 수직으로 뻗어있는 탑(column)을 써서 수행된다. 적어도 하나의 증류 단계가 상단 격벽탑으로 수행될 때, 특별히 좋은 결과가 획득된다. 기존 3컷 탑(column)과 비교하면, 플랜트에 대해서 전체적으로 동일한 전체 결과를 달성하기 위해 상단 격벽탑은 동일한 총 이론단의 수의 경우에 높이가 감소되며 에너지 소비를 줄이는 이점을 제공한다. 이론단의 총 수 관점에서 비교하는 동안 벽의 양쪽에 있는 단(stage)은 벽 아래의 단(stage) 함께 계산되야 함이 주목된다. 유동 촉매 분해 나프타의 C6-커트 또는 C6-C8커트 혹은 코크스 오븐 경유의 C6-커트 또는 C6-C8커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용할 때, 본 실시예는 특히 바람직하다.
이 실시예의 제1 변형에 따르면, 단계 c)에서 하나의 증류 단계가 수행되며 상단 격벽탑의 벽은 상단 격벽탑의 상단부로부터 아래쪽으로 상단 격벽탑의 높이의 20 내지 70%, 바람직하게는 20 내지 50%의 위치에 연장되어 있다. 이 실시예에서, 격벽탑의 탑정 좌측에 수소, 황화수소, 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 저분자량 탄화수소를 함유하는 오프-가스(off-gas) 스트림이 얻어지고, 분리벽 탑의 탑정 우측에서 추가 벤젠 함유 스트림이 얻어지고 격벽탑의 바닥에서 정제된 벤젠 스트림이 얻어진다. 유체 촉매로 분해된 나프타로부터 얻은 C6-커트 또는 코크스 오븐 경유에서 얻은 C6-커트를 조 탄화수소 스트림으로서 사용할 때 이 실시예가 특히 적합하다.
상기 제1 변형예는 또한 유동 촉매 분해된 나프타로부터 얻은 C6-C8-커트 또는 코크스 오븐 경유로부터 얻은 C6-C8-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용할 때 특히 적합하다. 이 경우에 있어서, 상기 격벽탑의 바닥에는 정제된 벤젠 스트림이 획득되는 것이 아니라(즉, C6-스트림이 아님) 정제된 C6-C8-방향족 화합물 스트림이 획득된다. 상기 C6-C8-방향족 화합물 스트림은 이후 예를 들어 종래의 증류탑으로써 용이하게 처리되어, C6-C8-방향족 화합물 스트림이 정제된 벤젠 스트림과 하나 이상의 다른 방향족 스트림으로 분리된다.
본 발명의 다른 실시예, 유동 촉매 분해된 나프타 또는 코크 오븐 경유로부터 얻은 C6-C8-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용할 때 특별히 적합한 경우에는, 단계 b)에서 얻은 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계 c)에서 두번의 증류 단계를 거친다. 이 경우에 있어서는 상기 단계 b)에서 획득된 탈황된 방향족 스트림이 제1증류탑에서 제1 증류 단계를 거쳐서 상기 제1 증류탑의 탑정에서(overhead) 저분자량 탄화수소, 즉 수소, 황화수소, 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 C1-C4-탄화수소가 획득되고 제1 증류탑의 바닥에서는 나머지 화합물 스트림을 가지는 액체가 획득되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 이 액체 스트림은 제2 증류탑에서 제2 증류 단계를 거치게 되어 제2 증류탑의 측면 스트림으로서 정제된 벤젠 스트림을 얻고, 제2 증류탑의 탑정에서 상기 추가 벤젠 함유 스트림을 얻으며, 상기 제2 증류탑의 바닥에서 C7+-스트림을 얻는다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계c)에서 2회의 증류 단계를 거치는데, 여기서 상기 탈황된 방향족 스트림은 제1 증류탑에서 제1 증류 단계를 거쳐서 증류탑의 탑정에서 수소, 황화수소, 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 저분자량 탄화수소를 포함하는 오프-가스 스트림을 획득하는 반면 상기 제1 증류탑의 바닥에서 나머지 화합물 스트림을 가지는 액체를 획득한다. 바람직하게는, 이 액체 스트림은 2차 격벽탑에서 2차 증류 단계를 거쳐서, 제2 증류탑의 제1 측면 스트림으로서의 정제된 벤젠 스트림을, 제2 증류탑의 제2 측면 스트림으로서 톨루엔 풍부 스트림을, 제2 증류탑의 탑정에서 추가 벤젠 포함 스트림을 얻으며, 제2 증류탑의 바닥에서 자일렌이 농축된 스트림을 얻는다. 바람직하게는, 상기 제2 격벽탑은 중간(middle) 격벽탑으로서, 상기 탑(column)에서 벽은 종방향으로(vertical) 수직으로 뻗어 있다. 바람직하게는 상기 벽은 상기 제2 증류탑의 바닥에서부터 탑정(overhead)쪽으로 보았을 때 상기 제2증류탑 바닥으로부터 탑정까지의 거리의 10 내지 30%에 위치하는 지점으로부터 상기 2차 증류탑의 바닥에서 탑정까지 거리의 70 내지 90%에 위치하는 지점에 걸쳐 뻗어 있다.
바람직하게는, 단계 c)에서 얻은 상기 추가 벤젠 포함 스트림 대 상기 정제된 벤젠 스트림의 비율은 1 내지 50 부피%, 바람직하게는 2 내지 30 부피%, 더 바람직하게는 2 내지 20 부피%, 더욱 더 바람직하게는 3 내지 10 부피%, 가장 바람직하게는 5 내지 10 부피%이다.
본 발명에 따르면, 단계 d)에 있어서 단계 c)에서 얻은 추가 벤젠 포함 스트림은 단계 a), 즉 용매 기반 추출단계로 적어도 부분적으로 재순환된다. 더욱 바람직하게는, 단계 d)에서 적어도 50 부피%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 80 부피%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 90 부피%, 가장 바람직하게는 단계 c)에서 얻어진 추가 벤젠 포함 스트림 모두가 단계 a)로 즉, 용매 기반 추출단계로 재순환된다.
본 발명의 또 다른 양태는 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림을 정제하기 위한 플랜트에 관한 것이며, 상기 플랜트는 아래의 것을 포함한다;
i) 적어도 하나의 인입 라인 (inlet line) 및 벤젠 농축 방향족 스트림을 위한 배출 라인(outlet line)을 갖는 용매 기반 추출 장치,
ii) 상기 용매 추출 기반 장치의 상기 배출 라인에 연결된 인입 라인 및 탈황된 방향족 스트림을 위한 배출 라인을 가지는 수소화탈황 장치,
iii) 상기 수소화탈황 장치의 배출 라인에 연결된 인입 라인, 정제된 벤젠 스트림을 위한 배출 라인 및 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 배출 라인을 가지는 증류 장치, 및
iv) 상기 증류 장치의 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 상기 배출 라인을 상기 용매 기반 추출 장치의 상기 적어도 하나의 인입 라인 중 하나에 연결하는 재순환 라인.
바람직하게는, 상기 플랜트는 조 탄화수소 스트림과 상기 재순환 라인을 통해서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 혼합하기 위한 혼합 장치를 더 구비하며, 여기서 상기 혼합 장치는 조 탄화수소 스트림을 위한 인입 라인, 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 인입 라인 및 상기 조 탄화수소 스트림과 상기 추가 벤젠 포함 스트림의 혼합을 위한 것으로, 여기서는 공급 스트림으로 불리는, 배출 라인을 가진다.
본 발명의 아이디어를 더욱 개발하면, 상기 증류 장치는 5 내지 100, 바람직하게는 10 내지 80, 더 바람직하게는 15 내지 60, 보다 더 바람직하게는 20 내지 60 및 가장 바람직하게는 바람직하게는 30 내지 60의 이론단을 가지는 오직 하나의 증류탑을 구비한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플랜트의 상기 증류탑은 상단 격벽탑(top divided wall column)인 것이 바람직하다.
상단 격벽탑의 벽이 상단 격벽탑의 상단부로부터 아래쪽으로 상단 격벽탑의 높이의 20 내지 70%, 바람직하게는 20 내지 50%의 위치에 걸쳐서 뻗어 있을 때 특히 좋은 결과가 얻어지는데, 여기서 상기 격벽탑의 높이는 상기 증류탑의 바닥에서 탑정(overhead)까지의 거리이다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 증류 장치는 2개의 증류탑을 포함하는 것이 바람직하며, 여기서 2개의 증류탑 중 하나는 5 내지 100, 바람직하게는 10 내지 80, 보다 바람직하게는 15 내지 60, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 60 및 가장 바람직하게는 30 내지 60의 이론단을 가진다.
바람직하게, 상기 2개의 증류탑 중의 제1 증류탑은 상기 수소화탈황 장치의 배출 라인에 연결된 인입 라인, 5 내지 30, 바람직하게는 15 내지 20의 이론단과 바닥에 액체 스트림을 위한 배출 라인을 가지고 있으며, 상기 2개의 증류탑 중의 제2 증류탑은 상기 제1 증류탑의 액체 스트림을 위한 배출 라인에 연결된 인입 라인과 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 배출 라인을 가지고 있다.
제2 증류탑이 중간 격벽탑인 것이 특히 바람직하다. 상기 중간 격벽탑의 벽이, 상기 제2 증류탑의 바닥에서부터 제2 증류탑의 탑정쪽으로 보았을 때, 상기 제2증류탑 바닥으로부터 제2 증류탑의 탑정까지의 거리의 10 내지 30%에 위치하는 지점으로부터 상기 2차 증류탑의 바닥에서 탑정까지 거리의 70 내지 90%에 위치하는 지점에 걸쳐 뻗어 있을 때 특히 좋은 결과가 얻어진다.
본 발명에 따른 특정 실시예들에 대해서는 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 1a는 종래 기술에 따라서 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 플랜트의 일부인 용매 기반 추출 장치의 개략 상세도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따라서 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따라서 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따라서 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 1a 및 1b에 도시된 종래 기술에 따른 플랜트(10)는 용매 기반 추출 장치(12), 수소화탈황 장치(14)와 증류 장치(16)를 포함한다. 상기 용매 기반 추출 장치(12)는 조 탄화수소 스트림을 상기 용매 기반 추출 장치(12)로 공급하기 위한 인입 라인(18), 벤젠 농축(enriched) 방향족 스트림을 위한 배출 라인(20)과 벤젠 감소(depleted) 비-방향족 스트림을 위한 배출 라인(22)을 구비한다. 상기 벤젠 농축 방향족 스트림을 위한 배출 라인(20)은 또한 상기 수소화탈황 장치(14)를 위한 인입 라인이며, 수소화탈황 장치는 또한 수소를 위한 인입 라인(23)과 탈황된 방향족 스트림을 위한 배출 라인(24)을 구비한다. 상기 탈황된 방향족 스트림을 위한 배출 라인(24)은 상기 증류 장치(16)를 위한 인입 라인이며, 상기 증류 장치는 정제된 벤젠 스트림을 위한 배출 라인(26)과 오프-가스를 위한 배출 라인(28)을 구비한다. 상기 증류 장치(16)는 16의 이론단(theoretical stages)을 가지는 하나의 증류탑(16')을 구비한다.
상기 용매 기반 추출 장치(12)는 도 1b에 더욱 상세히 도시되었으며, 제 1 증류탑(30)과 제2 증류탑(32)을 구비한다. 조 탄화수소 스트림을 공급하기 위한 상기 인입 라인(18)은 상기 제 1 증류탑(30)의 중간 부분에 연결된다. 또한, 용매(재순환) 라인(34)은 제1 증류탑(30)의 상부로 이어진다. 증류되는 동안에, 벤젠 감소 비-방향족 스트림이 탑정 스트림(overhead stream)으로 생성되고, 배출 라인(22)을 통해 제1 증류탑(30)으로부터 인출된다. 상기 제 1 증류탑(30)의 바닥에서는 용매와 벤젠 농축 방향족 스트림의 혼합물이 얻어지고, 이것은 라인(36)을 통해서 상기 제 1 증류탑(30)으로부터 인출되고, 제 2 증류탑(32)으로 공급되어, 상기 용매는 벤젠 농축 방향족 스트림으로부터 분리된다. 재생된 용매가 제2 증류탑(32)의 바닥에서 용매(재순환)라인(34)을 통해 제1 증류탑(30)의 상부로 되돌려지는 동안, 벤젠 농축 방향족 스트림은 라인(20)을 통해 제2 증류탑(32)의 탑정으로부터 인출되어, 수소화탈황 장치(14)로 공급된다.
플랜트(10)가 동작하는 동안에, 상기 벤젠 농축 방향족 스트림은 라인(20)을 통해 공급되고 수소는 인입 라인(23)을 통해서 수소화탈황 장치(14)로 공급되고, 거기서 불순물인 황 함유 화합물은 비황화합물과 황화수소로 탈황된다. 상기 수소화탈황 장치는 또한 생성된 탈황된 방향족 스트림이 총 질소 규격(사양)을 충족하도록 보장하기 위해 벤젠 농축 방향족 스트림에 포함된 질소 종을 제거한다. 상기 생성된 탈황된 방향족 스트림은 라인(24)을 통해서 증류탑(16')으로 공급된다. 증류가 이루어지는 동안 탑정 생산물로서 획득되고 C1-C5-탄화수소, 특히 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 수소(수소화탈황 이후에 남음) 및 황화수소(수소화탈황 동안 생성됨)와 같은 저분자량 탄화수소를 함유하는 것인 오프-가스 스트림은, 배출 라인(28)을 통해 증류탑(16')으로부터 회수되는 반면, 하부 생성물로서 수득된 정제된 벤젠 스트림은 배출 라인(26)을 통해 증류탑(16')으로부터 회수된다.
그에 반해, 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명에 따른 플랜트(10)에서 수행되는 공정은 정제된 벤젠 스트림 및 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하기 위해 상기 수소화탈황 장치(14)에서 얻은 상기 탈황된 방향족 스트림을 증류하는 단계, 및 이렇게 얻어진 추가 벤젠 포함 스트림을 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체를 상기 용매 기반 추출 장치(12)로 재순환시키는 단계를 포함한다. 이를 위해, 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명에 따른 플랜트(10)는 증류 장치(16)에서 얻어진 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 재순환 라인(38)을 포함하며, 여기서 상기 재순환 라인(34)은 증류 장치(16)와 탄소 기반 추출 장치(12)를 연결한다. 더욱이, 증류 장치(16)는 이러한 목적을 위해 적합한 다수의 이론단을 갖는 적어도 하나의 증류 탑을 포함하여서 수소화탈황 장치(14)에서 얻어진 탈황된 방향족 스트림이 증류 되는 동안에 정제 벤젠 스트림과 추가 벤젠 포함 스트림으로 분리된다. 바람직하게는, 이 증류탑의 이론단은 5 내지 100, 보다 바람직하게는 10 내지 80, 더욱 바람직하게는 15 내지 60, 더욱 바람직하게는 20 내지 60, 가장 바람직하게는 30 내지 60이다.
단계 b)의 수소화탈황 단계에서 얻은 탈황된 방향족 스트림이 정제된 벤젠 스트림과 추가 벤젠 포함 스트림으로 분리되도록 단계 c)에서 증류를 수행함으로써, 추가 벤젠 포함 스트림에 불순물로서 함유된 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3디메틸 펜탄 및 2,4디메틸 펜탄 중 적어도 하나는 정제된 벤젠 스트림으로부터 확실하게 거의 완전히 분리되어, 따라서 예를 들어 적어도 99.8 부피%의 매우 높은 순도를 갖는 벤젠 스트림을 생성해 낸다. 추가 벤젠 함유 스트림이 단계 a)의 용매 기반 추출 단계로 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 재순환되기 때문에, 추가 벤젠 함유 스트림에 포함된 벤젠의 손실이 없거나 또는 있다고 해도 아주 적은 양이 된다. 이는 추가 벤젠 포함 스트림이 상기 용매 기반 추출 단계 a)에서 벤젠 풍부 방향족 스트림과 벤젠 고갈 비방향족 스트림으로 분해되기 때문이다, 즉 상기 추가 벤젠 포함 스트림에 포함된 벤젠과 다른 방향족 화합물이, 불순물로서 포함된 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 2,3디메틸펜탄 및 2,4디메틸펜탄 중 적어도 하나 또는 올레핀, 파라핀, 나프텐 및 기타 비방향족 화합물 형태의 다른 불순물로부터 분리되기 때문이다. 탈황된 방향족 스트림을 얻기 위해 용매 기반 추출 후에 상기 벤젠 농축 방향족 스트림을 수호화탈황함으로써, 정제된 벤젠 스트림과 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하기 위해 상기 탈황된 방향족 스트림을 증류시킴으로써, 추가 벤젠 포함 스트림을 통해 증류단계에서 용매 기반 추출 단계로 재순환된 벤젠이 실제로 회수된다. 대체로, 본 발명에 따른 방법은 조 탄화수소 스트림 포함 벤젠으로부터 예를 들면 적어도 99.8부피%의 벤젠 농도를 가지며, 예를 들어 총 황으로 최대 1ppmw을 가지는 황 화합물 불순물의 최소량, 그리고 1ppmw 미만의 총 질소 함량을 가지는, 정제된 조성물을 신뢰성 있고, 높은 수율로 제조할 수 있도록 한다. FCC 가솔린의 C6-커트 또는 C6-C8-커트 또는 COLO의 C6-커트 또는 C6-C8-커트가 공정의 원료로 사용될 때 특히 이런 유용한 효과가 획득된다. 또한 이들 유용한 효과는, 촉매의 온도 엔벨로프(temperature envelope)를 작동시키는 실행시작(start-of-run)에서부터 실행종료(end-of-run)를 포함하는 매우 긴 작동 시간의 경우, 예상보다 무거운 공급 원료(feedstock)가 FCC, RFCC 또는 COLO에 공급되는 경우, 또는 용매 기반 추출 단계에서 획득한 방향족 스트림으로 C6-사이클릭 올레핀 및/또는 C7-이소 올레핀이 슬립(slippage)되는 경우에 획득된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 상기 증류 장치(16)은 바람직하게는 5 내지 100개의 이론단을 갖는 하나의 증류탑(16')을 포함하고, 여기서 증류는 바람직하게는 0.15 MPa와 같은 0.1 내지 0.2 MPa의 압력과 95℃와 같은 90 내지 100℃의 온도에서 수행된다. 이 실시예는 유동 촉매 분해된 나프타 또는 코크스 오븐 경유로부터의 C6-커트를 공급원료로 사용할 때 특히 적합하다.
도 3에 도시된 실시예는 증류 장치(16)가 격벽탑(17), 보다 구체적으로는 상단 격벽탑(17)을 포함한다는 점에서 도 2에 도시된 것과 다르다. 바람직하게는, 상단 격벽탑(17)의 벽은 상기 상단 격벽탑(17)의 상단부로부터 아래쪽으로 수직으로 상단 격벽탑의 높이의 20 내지 70%, 바람직하게는 20 내지 50%의 위치에 걸쳐서 뻗어 있다. 이 실시예에서, 격벽탑(17)의 탑정 좌측에 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄, 수소 및 황화수소와 같은 저분자량 탄화수소를 포함하는 오프-가스(off-gas) 스트림이 획득되고, 분리벽 탑(17)의 탑정 우측에서 추가 벤젠 포함 스트림이 획득되고, 격벽탑(17)의 바닥에서는 정제된 벤젠 스트림이 획득된다. 바람직하게는, 상단 격벽탑(17)은 5 내지 100의 이론단을 가지며, 여기서 증류는 바람직하게는 0.1 내지 0.2 Mpa의 압력, 예를 들어 0.15 Mpa, 그리고 90 내지 100 ℃의 온도, 예를 들 어95 ℃에서 수행된다. 격벽탑(17)을 사용함으로써 격벽탑(17)은 격벽탑이 없는 증류탑에 비해 동일한 분리 결과를 얻기 위해 필요한 높이를 낮출 수 있으며, 격벽이 없는 기존의 증류탑보다 적은 동작 에너지를 필요로 하는 이점을 가진다. 본 실시예는 유동 촉매 분해된 나프타로부터의 C6-커트 또는 코크스 오븐 경유로부터의 C6-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용할 때 특히 적합하다.
도 3에 도시된 플랜트는 또한 조 탄화수소 스트림으로서 유동 촉매 분해된 나프타로부터의 C6-C8-커트 또는 코크스 오븐으로부터의 C6-C8-커트를 사용할 때 특히 적합하다. 이 경우, 격벽 증류탑(17)의 바닥에서 정제된 벤젠 스트림 (즉, C6-스트림이 아님)이 얻어지지 않고, 정제된 C6-C8-방향족 화합물 스트림이 얻어진다. 이 C6-C8-방향족 화합물 스트림은 예를 들면 기존의 증류탑에서 용이하게 처리될 수 있어서, C6-C8-방향족 화합물 스트림을 정제된 벤젠 스트림과 하나 이상의 다른 방향족 화합물 스트림으로 분리한다.
도 4에 도시된 실시예에서, 증류 장치(16)는 두 개의 증류탑(40, 42)을 구비한다. 상기 제 1 증류탑(40)은 바람직하게 5 내지 30의 이론단을 가지고, 제 2 증류탑(42)은 바람직하게 5 내지 100의 이론단을 가진다. 제1증류탑(40)에서의 증류는 0.1 내지 0.2Mpa 압력, 예를 들어 0.15MPa, 그리고 온도 90 내지 100℃, 예를 들어 95℃에서 수행되는 것이 바람직하고, 제2증류탑(42)에서의 증류는 바람직하게는 0.2 내지 0.3 Mpa의 압력, 예를 들어 0.25 Mpa 및 90 내지 140℃의 온도에서 수행된다. 증류가 제1증류탑(40) 내에서 이루어지는 동안에는 저분자량 탄화수소, 즉 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 C1-C4-탄화수소, 수소 및 황화수소를 함유하는 오프-가스 스트림이 제1증류탑의 탑정에서 얻어지고, 배출 라인(28)을 통해 회수되는 반면, 나머지 화합물 스트림을 갖는 액체는 제1 증류 칼럼(40)의 바닥에서 얻어진다. 이 액체 스트림은 액체 라인(43)을 통해 제2 증류탑(42)으로 공급되고 제2 증류탑(42)에서 증류되어, 제2증류탑(42)의 측면 스트림으로서 배출 라인(26)을 통해 회수되는 정제된 벤젠 스트림과 제 2 증류탑(42)의 탑정에서 재순환 라인(38)을 통해 용매 기반 추출 장치로(12)으로 재순환되는 추가 벤젠 함유 스트림을 얻으며, 제2 증류탑(42)의 하부에서 배출 라인(44)을 통해 회수되는 C7+-스트림을 얻는다. 본 실시예는 유동 촉매 분해된 나프타 또는 코크스 오븐 경유로부터 C6-C8-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용하는 경우에 특히 적합하다.
도 5에 도시된 실시예는 증류 장치(16)가 제2 증류탑(42)으로서 격벽탑, 보다 구체적으로는 중간 격벽탑을 구비하는 점에서 도 4에 도시된 것과 상이하다. 바람직하게는, 상기 중간 격벽탑(42)의 벽은, 상기 제2 증류탑의 바닥에서부터 탑정쪽으로 보았을 때, 상기 제 2 증류탑 바닥으로부터 탑정까지의 거리의 10 내지 30%에 위치하는 지점으로부터 상기 2차 증류탑의 바닥에서 탑정까지 거리의 70 내지 90% 에 위치하는 지점에 걸쳐 뻗어 있다. 제1 증류탑(40)은 바람직하게는 5 내지 30의 이론단을 가지는 한편 제 2 증류탑(42)은 바람직하게 5 내지 100의 이론단을 가진다. 제 1 증류탑(40)에서의 증류는 0.1 내지 0.2 Mpa의 압력, 예를 들어 0.15 MPa, 그리고 90 내지 100 ℃의 온도, 예를 들어 95 ℃에서 증류하는 것이 바람직하며, 한편 제 2 증류탑(42)에서의 증류는 바람직하게는 0.2 내지 0.3 MPa의 압력, 예를 들면 0.25 MPa 그리고 90 내지 160 ℃의 온도에서 수행된다. 제1 증류탑(40)에서 증류가 수행되는 동안에, 제1 증류탑의 탑정에서는 저분자량 탄화수소, 즉 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 C1-C4-탄화수소, 수소 및 황화수소를 함유하는 오프-가스 스트림이 얻어지며 이는 배출 라인(28)을 통해 회수되는 한편, 제1 증류탑(40)의 바닥에서 잔류 화합물 스트림을 갖는 액체가 얻어진다. 이 액체 스트림은 액체 라인(43)을 통해 제2 증류탑(42)으로 공급되어 제2 증류탑(42)에서 증류되어서, 배출 라인(26)을 통해 회수되는 제2 증류탑(42)의 제1 측면 스트림으로서 정제된 벤젠 스트림, 제2 증류탑(42)의 제2 사이드 스트림으로서 배출 라인(46)을 통해 회수되는 톨루엔 풍부 분획, 제2 증류탑(42)의 탑정에서 재순환 라인(38)을 통해 용매 기반 추출 장치(12)로 재순환되는 추가 벤젠 함유 스트림, 제2 증류탑(42)의 바닥에서 배출 라인(48)을 통해 회수되는 혼합 자일렌이 풍부한 스트림(stream rich in mixed xylenes)을 얻는다. 본 실시예는 유동 촉매 분해된 나프타 또는 코크스 오븐 경유로부터 C6-C8-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용하는 경우에 특히 적합하다.
이후에서, 본 발명은 예를 들어서 설명되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예
유동 촉매 분해된 나프타의 C6-커트를 조 탄화수소 스트림으로 사용하여 소프트웨어 ASPEN HYSYS를 써서 공정이 시뮬레이션되었으며 이는 도 3에 도시된 플랜트에서 수행되었다. 고리 손실은 0.1wt%의 설계값 보다 높은 0.4wt%로 가정하였다. 또한, 용매 기반 추출 단계에서 99% 이상의 벤젠 복구를 가정했으며, 99.9wt% 이상의 벤젠 순도를 목표로 설정하였다.
상단 격벽 증류탑(17)에서 증류가 이루어지는 동안에 온도 조건, 압력 조건 및 기타 매개변수뿐만 아니라 탈황된 방향족 스트림의 조성물, 추가 벤젠 포함 스트림의 조성물이 아래 표에 나와 있다.
비교예
도 1에 도시된 것과 같은 플랜트에서 수행된 각 공정이, 조 탄화수소 스트림으로서 동일한 유동 촉매 분해된 나프타의 C6-커트를 사용하여 시뮬레이션되었다.
증류탑(16')에서 증류하는 동안 온도 조건, 압력 조건 및 기타 매개변수뿐만 아니라 탈황된 방향족의 스트림의 조성물이 아래 표에 표시된다.
표 1: 조성물, 탈황된 방향족 스트림의 온도 및 압력
비교예 실시예
압력 (bara) 20.5 20.5
온도 (℃) 150 150
화합물 Kg/h Kg/h
벤젠 9604.2 10230.3
사이클로헥산 45,2 48.6
메틸사이클로펜탄 0.1 0.1
메탄 0.0 0.0
이산화탄소 0.0 0.0
암모니아 0.1 0.1
프로판 0.0 0.0
이소부탄 0.2 0.2
n-부탄 4.9 4.9
티오펜 0.0 0.0
톨루엔 3.2 3.2
수소 1.5 1.5
황화수소 2.8 2.8
실시예에서, 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림을 포함하기 때문에 공급원이 더 높다는 점에 주목해야 한다.
표 2: c) 단계의 증류에 사용되는 증류탑의 매개변수 및 제품 특성
비교예 실시예
이론단 No 16 7(벽의 좌측), 7(벽의 우측), 13 벽이 없는 부분
탑 상단 압력 (bara) 1.5 1.5 (벽의 좌측), 1.5 (벽의 우측)
탑 바닥 압력 (bara) 1.66 1.7
탑 상단 트레이 온도(℃) 91.8 92.22 (좌측 벽)/ 92.96 (우측 벽)
탑 바닥 트레이 온도 (℃) 96.85 97.9
탑정 콘덴서 냉각 온도
(Overhead Cond Process Side Cooled Temperature )(℃)		 40 40 (좌측 콘덴서)/ 60(우측 콘덴서)
콘덴서 압력 강하
(Cond Pressure Drop )(bara)		 0.5 0.5 (좌측 콘덴서)/0.3(우측 콘덴서)
리보일러 듀티
(Reboiler Duty) (Kcal/h)		 20451.3 2706005.7
공급 위치(Feed location) 상단에서부터 6번째 단(stage) 벽의 좌측 측면 상의 3 단
벤젠 순도 (wt%) 99.49% 99.80%
탑 바닥 생성물 흐름 (Column Bottoms Product flow) (kg/h) 9631 9616
표 3: 실시예의 단계 c)의 증류에 의해 수득된 추가 벤젠 포함 스트림의 조성물, 온도 및 압력
압력 (bara) 1.2
온도 (℃) 60
화합물 Kg/h
벤젠 593.2
사이클로헥산 32.1
메틸사이클로펜탄 0.1
메탄 0.0
이산화탄소 0.0
암모니아 0.0
프로판 0.0
이소부탄 0.0
n-부탄 0.0
티오펜 0.0
톨루엔 0.0
수소 0.0
황화수소 0.00
10 플랜트
12 용매 기반 추출 장치
14 수소화탈황 장치
16 증류 장치
16’증류탑
17 (상단) 격벽 증류탑
18 조 탄화수소 스트림용 인입 라인
20 벤젠 농축 방향족 스트림용 라인
22 벤젠 감소 비-방향족 스트림용 배출 라인
23 산소용 인입 라인
24 탈황된 방향족 스트림용 라인
26 정제된 벤젠 스트림용 배출 라인
28 오프-가스용 배출 라인
30 용매 기반 추출 장치의 제1 증류탑
32 용매 기반 추출 장치의 제2 증류탑
34 용매 (재순환)라인 34
36 용매 및 벤젠 농축 방향족 스트림의 혼합용 라인
38 추가 벤젠 포함 스트림용 재순환 라인
40 증류 장치의 제1 증류탑
42 증류 장치의 제2 증류탑
43 액체 라인
44 C7+-스트림용 배출 라인
46 톨루엔 풍부 분획용 배출 라인
48 혼합된 자일렌용 배출 라인

Claims (15)

  1. 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림으로부터 정제된 벤젠 조성물을 제조하는 방법으로서,
    a) 상기 조 탄화수소 스트림 및 단계 d)에서 재순환되는 추가 벤젠 포함 스트림을 용매 기반 추출 처리를 하여 벤젠 농축 방향족 스트림 및 벤젠 감소 비-방향족 스트림을 생성하는 단계,
    b) 상기 단계 a)에서 획득한 벤젠 농축 방향족 스트림을 수소화탈황하여 탈황된 방향족 스트림을 획득하는 단계,
    c) 상기 단계 b)에서 획득한 탈황된 방향족 스트림을 증류하여 정제된 벤젠 스트림과 100 중량% 미만과 공비 벤젠 농도 사이의 벤젠 농도를 가지는 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 생성하는 단계; 및
    d) 상기 단계 c)에서 획득한 추가 벤젠 포함 스트림을 단계 a)로 적어도 부분적으로 재순환하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 조 탄화수소 스트림은, 100 중량% 기준으로, 적어도 20 부피%, 바람직하게는 적어도 30 부피%, 더욱 바람직하게는 50 부피%의 벤젠을 포함하는 것인, 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 조 탄화수소 스트림은, 100 중량% 기준으로, i) 20 내지 60 부피%, 바람직하게는 30 내지 50 부피%의 파라핀, ii) 10 내지 50 부피%, 바람직하게는 20 내지 30 부피%의 올레핀 및 iii) 5 내지 40 부피%, 바람직하게는 10 내지 25 부피%의 나프텐을 포함하는 것인, 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조 탄화수소 스트림은 유동 촉매 분해된 나프타로부터 나온 C6-커트 또는 C6-C8-커트 또는 코크스 오븐 경유로부터 나온 C6-커트 또는 C6-C8-커트인 것인, 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 a)에서 상기 조 탄화수소 스트림은 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림에 혼합되어 상기 용매 기반 추출 처리를 받을 공급 스트림을 획득하는 것인, 방법.
  6. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서, 상기 조 탄화수소 스트림과 단계 d)에서 재순환된 상기 추가 벤젠 포함 스트림은 서로 개별적으로 상기 용매 기반 추출로 공급되는 것인, 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조 탄화수소 스트림과 단계 d)에서 재순환된 추가 벤젠 포함 스트림은 단계 a)에서 증류 추출을 거치는 것인, 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 사용된 용매는 술포란, 3메틸 술포란, 2,4-디메틸 술포란, 3-에틸 술포란, N-메틸피롤리돈, 2-피롤리돈, N-에틸 피롤리돈, N-프로필 피롤리돈, N-포르밀 모르폴린, 디메틸술폰, 디에틸술폰, 메틸에틸술폰, 디프로필술폰, 디부틸술폰, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디메틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 이들 중 두개 이상으로 된 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계 c)에서 하나 또는 그 이상의 증류 단계를 거치며, 상기 적어도 하나의 증류 단계는 상단 격벽탑(17)을 사용하여 수행되며, 바람직하게는 단계 c)에서 하나의 증류 단계가 수행되며, 상기 상단 격벽탑(17)의 벽은 상단 격벽탑(17)의 상단부로부터 하향 수직으로 상단 격벽탑(17)의 높이의 20 내지 70%, 바람직하게는 20 내지 50%에 걸쳐 연장되어 있는 것인, 방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계c)에서 2회의 증류 단계를 거치며, 상기 탈황된 방향족 스트림은 제1 증류탑(40)에서 제1 증류 단계를 거쳐서 상기 제1 증류탑(40)의 탑정에서 C1-C7-탄화수소, 수소 및 황화수소를 포함하는 오프-가스 스트림을 획득하고, 상기 제1 증류탑(40)의 바닥에서 나머지 화합물을 포함하는 액체 스트림을 획득하며, 상기 액체 스트림이 제2 증류탑(42)에서 제2 증류 단계를 거쳐서 제2 증류탑(42)의 측면 스트림으로서 상기 정제된 벤젠 스트림을 획득하고, 상기 제2 증류탑(42)의 탑정에서 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 획득하고, 상기 제2 증류탑(42)의 바닥에서 C7+-스트림을 획득하는 것인, 방법.
  11. 청구항 1 내지 9의 어느 한 항에 있어서, 상기 탈황된 방향족 스트림은 단계c)에서 2회의 증류 단계를 거치며, 상기 탈황된 방향족 스트림은 제1 증류탑(40)에서 제1 증류 단계를 거쳐서 상기 제1 증류탑(40)의 탑정에서 C1-C7-탄화수소, 수소 및 황화수소를 포함하는 오프-가스 스트림을 획득하고 상기 제1 증류탑(40)의 바닥에서 나머지 화합물을 포함하는 액체 스트림을 획득하며, 상기 액체 스트림이 제2 중간 격벽탑(42)에서 제2 증류 단계를 거쳐서 제1 측면 스트림으로서 상기 정제된 벤젠 스트림을 획득하고, 제2 측면 스트림으로서 톨루엔 풍부 스트림을 획득하고, 상기 제2 증류탑(42)의 탑정에서 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 획득하고, 상기 제2 증류탑(42)의 바닥에서 자일렌에 농축된 스트림을 획득하는 것인, 방법.
  12. 적어도 10 부피%의 벤젠을 포함하는 조 탄화수소 스트림을 정제하기 위한 플랜트(10)로서,
    i) 적어도 하나의 인입 라인 (18) 및 벤젠 농축 방향족 스트림을 위한 배출 라인(20)을 갖는 용매 기반 추출 장치(12),
    ii) 상기 용매 추출 기반 장치(12)의 상기 배출 라인(20)에 연결된 인입 라인(20) 및 탈황된 방향족 스트림을 위한 배출 라인(24)을 가지는 수소화탈황 장치(14),
    iii) 상기 수소화탈황 장치(14)의 상기 배출 라인(24)에 연결된 인입 라인(24), 정제된 벤젠 스트림을 위한 배출 라인(26) 및 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 배출 라인을 가지는 증류 장치(16), 및
    iv) 상기 증류 장치(16)의 상기 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 상기 배출 라인을 상기 용매 기반 추출 장치(12)의 상기 적어도 하나의 인입 라인 중 하나(18)에 연결하는 재순환 라인(38)을 포함하는, 플랜트(10).
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 증류 장치(16)는 5 내지 100, 바람직하게는 10 내지 80, 더 바람직하게는 15 내지 60, 보다 더 바람직하게는 20 내지 60, 가장 바람직하게는 30 내지 60의 이론단을 갖는 단 하나의 증류탑(16')인, 플랜트(10).
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 증류탑(16')은 상단 격벽탑(17)이며, 바람직하게는 상기 상단 격벽탑(17)의 벽은 상단 격벽탑(17)의 상단으로부터 아래쪽으로 상단 격벽탑(17) 높이의 20 내지 70%, 바람직하게는 20 내지 50%에서 연장되어 있는 것인, 플랜트(10).
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 증류 장치(16)는 두개의 증류탑(40, 42)을 구비하며, 상기 두개의 증류탑 중 하나(42)는 5 내지 100, 바람직하게는 10 내지 80, 더 바람직하게는 15 내지 60, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 60, 가장 바람직하게는 30 내지 60 이론단을 갖으며, 바람직하게는 상기 2개의 증류탑의 제1 증류탑(40)은 상기 수소화탈황 장치(14)의 상기 배출 라인(24)에 연결된 인입 라인을 가지며, 5 내지 30, 바람직하게는 15 내지 20의 이론단을 가지고, 액체 스트림을 위한 배출 라인을 그의 바닥에 가지고 있으며, 상기 2개의 증류탑의 제2 증류탑(42)은 상기 제1 증류탑(40)의 액체 스트림을 위한 상기 배출 라인과 연결된 인입 라인을 가지며, 정제된 벤젠 스트림을 위한 상기 배출 라인(26) 및 추가 벤젠 포함 스트림을 위한 상기 배출 라인(38)을 가지는 것인, 플랜트(10).
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