KR870000182B1 - 탄화수소 혼합물로부터의 노르말 파라핀의 등압분리공정 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

탄화수소 혼합물로부터의 노르말 파라핀의 등압분리공정

병렬로 조작되는 세개의 흡착층을 갖는 본 발명에 따른 장치의 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 가열기 16 : 불자체흡착층

20 : 탈헥산화기 27 : 상분리용기

31 : 노르말탈헥산컬럼

본 발명은 탄화수소 증기공급혼합물내의 비노르말탄화수소로부터 노르말 파라핀을 불리하는 방법에 관한 것이다.

더 상세하게는, 가스오일과 케로젠공급류로 부터 노르말파라핀의 향상된 분리방법에 관한 것이다.

분자당 탄소수가 10-25이며, 노르말 파라핀과 비노르말 탄화수소들의 혼합물을 함유하는 탄화수소증기 공급류로부터 노르말 파라핀을 정압하에 분리하는 방법은 아베리(Avery)의 미국 특허 제3,422,005호에 나타나 있다. 이 공정의 원료에는 분자당 탄소원자수가 16-25인 가스오일과 탄소원자수 10-15인 케로켄, 또는 그것으로 부터의 혼합물이다. 상기 특허에 나타난 바와 같이 그 공정은 (1) 노르말 파라핀의 선택적인 흡착, (2) 비노르말탄화수소와 같은 비흡착 성성분이 고농도로 함유된 증기를 탑층의 말단유출부 또는 상부 유출부로 부터 공간 밖으로 제거시키기 위한 n-헥산과의 병행류 제거, (3) 높은 분자량과 흡착된 노르말 탄화수소가 층이 하부나 공급입구종단근처에서 농축되어지는 탑층으로부터 노르말 탄화수소 흡착제를 탈착시키기 위한 n-헥산과의 역행류 제거들과 같은 단계들을 포함하고 있다. 층의 상부 말단부로부터 제거된 유출물은 냉각되어 액체하부 생성물로 회수된 비노르말탄화수소로부터 비노르말 탈헥산컬럼으로 보내어진다. 탈층의 하부 말단으로부터 떠난 유출물은 냉각되어 노르말 파라핀 탈헥산컬럼으로 보내어지고 이로부터 노르말파라핀이 회수된다. 상기 컬럼으로부터 탑상제품으로 배출되는 n-헥산은 액체상태로 저장기에 보내어지며 가열되어 퍼어지(purge)액으로 사용된다. 퍼어지액으로 n-헥산의 적용과 상대적으로 높은 등압흡착-흡착 압력수준, 상대적으로 낮은 압력으로서 상관관계, 탈착온도 범위의 잇점은 아베리특허에 나와 있다.

아베리특허의 공정은 노르말파라핀의 탄화수소증기 공급류로부터 유익하게 분리되도록 하여주는 바람직한 공정이지만 그 공정을 행하기 위한 보다 향상된 기술, 특히 장치비용을 줄이고 에너지를 보존하여주는 기술의 개발에 관심이 쏟아지고 있다. 이러한 측면에서 볼 때 상기 발명의 한가지 주목할만한 점은 병행류 및 역행류 퍼어지로 쓰이는 n-헥산이다. 그러한 목적으로 n-헥산을 사용하는 잇점은 아베리특허에 명시되어 있다. 아베리의 특허에서 제공된 분리공정에서의 n-헥산의 사용은 매우 바람직하지만 퍼어지(purge)목적으로서의 재증류된 n-헥산순환물질의 사용상 그에 소요되는 장치 및 에너지는 아베리(Avery)방법에 의한 분리공정의 실제적용에 있어서 결코 무시할 수 없는 중요한 비용낭비가 된다. 순환에 근거한 퍼어지를 위한 n-헥산의 사용과 연관된 에너지의 소모 및 장치의 크기에 있어서의 축소는 아베리공정의 실제 상업상 조작에의 총괄적인 기술 및 경제적인 적합성을 보다 향상시켜 줄 것이다.

분리공정은 탄화수소원료의 노점(dew point)이상의 온도에서 행하여져야 하며 응축을 피하기 위해 충분히 온도가 높아야 한다는 사실은 아베리에 의해 발전 보고된 바 있다. 이는 흡착제입자의 공극내의 액면의 형성을 피하기 위해서도 필요하다. 이러한 사전 주의없이는 흡착제공극내의 이성체 응축물은 공통퍼어지 동안이나 여과단계중에도 완전히 제거되지 않으며 흡착되거나 되지않은 성분의 분리는 물론 노르말파라핀의 순도를 총괄증기공정의 경우보다도 낮추게 된다. 조작압력에 대한 원료포화압력(노정압력)의 비를 약 2이상으로 함으로써 모세관응축을 피할 수 있다. 이를 위해 25psia의 압력에서 조작되는 노점이 670℉인 가스오일 원료스톡은 약 730℉에서 분자체(sieve)흡착제와 접촉되어야 한다. 그러나 이 온도에서는 가스오일증기원료의 과도의 크래킹이 일어나고 이 때문에 흡착제의 탈활성화가 빠르게 일어난다. 이러한 이유로 가스오일원료스톡으로 600-700℉ 사이의 온도에서 조작하는 것이 일반적이다. 이러한 관점에서 크래킹과 탈활성화속도는 분자량의 증가에 따라 함께 증가되며, 이 문제는 케로젠원료스톡(feedstocks)을 고려할 경우 덜 심각한 문제이다. 따라서 크래킹과 탈활성화에 관련된 문젯점들이 발생하지 않고 모세관응축을 피하기 위해 충분히 높은 온도에서 가스오일원료스톡의 처리공정을 조작해야 하는 문제가 존재한다.

아베리 특허에서는 충분히 재증류된 n-헥산 퍼어지가스를 가스함유원료에 도입함으로써 최종혼합물의 노점을 낮추고 원하는 조작압력하에서 모세관응축을 피하고 있으며, 700℉ 이하의 온도에서의 조작을 가능케 하고 있다. 흡착제에는 이전의 퍼어지 단계에서 유래된 노르말헥산이 이미 함유되어 있기 때문에 원료에 도입된 n-헥산은 흡착되지 않은 비노르말 탄화수소와 이전에 흡착된 n-헥산과 함께 탑층으로부터 배출된다. 이 유출물은 앞서 언급한 바와 같이 분리되어 탑상생성물 n-헥산은 퍼어지 가스로 쓰이거나 원료물질과 함께 혼합되기 위해 순환된다.

비노르말탄화수소 생산물과 같은 : 이것으로부터 원하는 희석도를 얻는 원료스톡으로 흡착유출물을 순환시키는 방법도 제시되어 있다. 그러한 기술들은 모두 700℉ 이하에서 이용을 가능하게 하면서 모세관응축을 피하여 주는 데에 유용하다. 이들 각각에는 분리공정의 총괄경제성과 효율성을 제한시켜주는 결점들이 동반된다. 따라서 원료스톡 희석용으로의 재증류된 n-헥산의 사용은 사용되는 장치의 크기와 n-헥산순환류 공정중에 소모된 에너지의 증가는 전체조작중의 비용의 증가를 초래한다. 그러한 희석공정중에서의 흡착유출물의 사용은 원료내의 비노르말물질의 양과 생성유출물내의 노르말파라핀의 양을 모두 증가시키는 경향이 있으며, 비노르말탄화수소 생성물의 순도와 n-파라핀물질의 분리 회수는 물론 노르말물질의 양을 감소시킨다. 따라서 탄화수소 혼합물로부터 노르말파라핀을 분리시키는 공정의 개선이 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 탄화수소원료로부터 노르말파라핀을 분리시키는 개선된 공정을 제공하여 주는 것이다.

본 발명은 아울러 탄화수소원료로부터 n-파라핀을 분리하는 공정에 있어서 증류된 n-헥산순환류의 사용과 연관된 에너지 비용 및 장치를 줄이는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한 모세관응축 효과없이 가스오일원료로부터 n-파라핀을 분리하는 개량된 공정 및 700℉ 이하의 온도에서 가스오일 원료로부터의 노르말파라핀의 효율적이고 효과적인 분리공정을 제공하여주는 것도 본 발명의 목적에 속한다.

상기에서 밝힌 발명의 목적은 다음에 상세하게 설명되어 있고, 이것으로부터 새로운 형태는 청구범위에 자세히 표기되어 있다.

이러한 본 발명의 목적들은 역행류의 탁착 퍼어지유출물이 n-헥산을 함유하는 병행류 퍼어지류로 사용되어 소요되는 n-헥산퍼어지 순환류의 양이 줄어지게 되는 등압분리공정에 의해 이루어진다. 이는 장치 크기와 재증류, 펌핑, 증발, 그리고 흡착온도로의 가열, 그리고 n-헥산순환류의 에너지 사용량을 감소시킨다. 역행류-퍼어지유출물과의 공통퍼어징은 그 속의 n-파라핀의 함유의 역행류 퍼어지유출물으로 흡착층에 의한 노르말파라핀의 추가량의 흡착이 이루어진다. 여기서 중요한 것은, 흡착층의 크기는 노르말헥산이 공통퍼어지의 목적으로 사용되었을 경우와 똑같이 유지시킬 수 있다.

역행류 퍼어지 유출물의 일부분 및 병행류퍼어지 유출물의 일부분은 가스오일함유 원료에 대한 n-헥산 함유 희석제로 사용될 수 있다. 그러한 희석제는 상기 유출물 희석류 혼합물의 노점이나 상기 가스오일함유 원료양을 충분히 낮추어 줄 수 있을 정도와 모세관응축을 피하는 데 사용된다. 아울러 노르말 파라핀이 700℉ 이하에서 원하는 조작압력하에 가스오일 원료로부터 분리될 수 있도록 사용된다.

본 발명은 가스오일이나 캐로젠함유 원료가 존재하는 탄화수소증기혼합물로부터 노르말파라핀을 분리하기 위한 개선된 공정을 구성하고 있다.

가스오일은 본 발명 목적에 있어서는 ASTM(American Society of Testing Materials) 초기비점이 400℉ 이상, 그리고 ASTM 최종비점이 700℉ 이하인 탄화수소 혼합물을 개괄적으로 의미한다. 가스오일은 일반적으로 탄소수가 16-25인 10-40%몰의 노르말파라핀이 함유되어 있다.

이들 노르말파라핀은 단백질, 가소제, 그리고 알콜의 합성원료로서 사용되어진다. 그러나 그러한 노르말파라핀을 가스오일원료중에 함유되어 있는 비노르말 탄화수소로부터 분리해 낼 필요가 있다.

비슷한 경우로서, 본 발명은 또한 캐로젠 원료물질에 함유된 비노르말 탄화수소로부터 노르말 파라핀을 분리하는데 이용될 수도 있다. 그러한 캐로젠은 초기비점이 약 275℉, 최종비점이 600℉ 이하인 탄화수소 혼합물로 개괄적으로 정의될 수 있다. 캐로젠은 1분자당 탄소수가 10-15인 10-40몰%의 노르말파라핀을 함유한다.

앞서 이미 언급했던 바와 같이 아베리특허는 (1) 흡착제 위에 노르말파라핀을 흡착시키고, (2) 비노르말 탄화수소의 제거를 위해 흡착층을 n-헥산과 함께 병행류로 퍼어징시키고, (3) 층으로부터 노르말 파라핀을 탈착시키기 위해 그 층을 n-헥산과 함께 역행류로 퍼어징시키는 단계로 구성되는 등압, 또는 정압공정을 다루고 있다. 가스오일함유 공급류가 처리될 경우 가스오일원료를 희석시켜 원료혼합물의 노점을 낮추고 모세관응축을 배제시켜 공정이 700℉ 이하에서 수행되도록하여 가스오일증기 원료의 지나친 크래킹과 코우크의 형성 및 흡착제의 빠른 탈활성화가 일어나지 않도록 추가의 n-헥산이 사용된다.

본 발명에서는 층의 병행류 퍼어지에 사용되는 n-헥산의 원천으로 탈착유출물과 같은 역행류퍼어지 유출물의 사용을 다루고 있다. 그러한 역행류 퍼어지 유출물은 병행류 퍼어지의 재증류에서 얻어지는 n-헥산 대신에 사용된다. 따라서 n-헥산퍼어지순환류에 소모되는 에어지의 양 장치의 크기는 감소된다.

도면을 참조하면 가스오일이나 캐로젠함유 원료는 펌프(11)을 통하여 65psia에서 공정시스템으로 들어오며 그 원료는 열교환기(13)과 가열기(12)에서 600℉로 가열되어 도관(41)을 통해서와 밸브(51a)의 조절로 첫번째 분자체흡착체층(16a)로 들어간다. 그 층에는 1/16인치 입자형태로 칼슘지올라이트 A가 함유되어 있다. 원료증기혼합물은 30psia에서 그로부터의 노르말파라핀의 흡착을 위해 상기 분자거름체층(16a)를 지나 윗쪽으로 간다.

흡착단계 동안에 노르말파라핀은 선택적으로 흡착된 표면흡착 노르말파라핀은 층(16a)의 입구끝 근처에서 형성되어진다. 그 흡착연속체로서, 표면상의 것은 이전의 순환공정내에서 흡착된 덜 강한 n-헥산퍼어지 성분으로 입구끝으로부터 위쪽으로 운동한다. 그 층을 지나는 동안에 원료로부터 흡착되지 않은 주기적이고 파생된 사슬형의 탄화수소와 같은 비노르말탄화수소의 일부는 층(16a)의 상단부를 통하여 첫번째 유출물로서 도관(46)내로 배출된다. 이 유출물에는 재흡착되고 재치환된 n-헥산 퍼어지성분과 탄화수소원료에 대해 희석제로 사용된 n-헥산이 함유되어 있다. 이것은 정확히 알 수 있게 되며 노르말 파라핀표면흡착은 다수의 개별적인 표면과 실제적으로 관련이 있으며 층(16a)내의 분자흡착체상의 특수한 분자흡착에 각기 기인한다. 노르말 파라핀에 있어서는 탄소수가 최소인 분자들이 최소로 강하게 흡착될 것이다. 그러한 분자들은 층내에서 표면에 유도될 것이다. 유도되는 표면 흡착체가 층(16a)내의 예정된 지점에 도달할 때인 예정된 시간 이후가 아주 적당하며, 즉 예를들어 약 5분이 경과한 뒤, 탄화수소원료의 흐름은 인입밸브(51a)를 잠금으로써 중단된다. 약 20% n-헥산을 함유하는 층(16a)로부터의 첫번째 유출물은 조절밸브(56a)를 지나 결합도관(46)에 이르며 이로부터 열교환기(13)을 통과하게 된다.

분별응축을 용이하게 하기 위해 첫번째 유출물은 냉각제에 의해 약 380℉로 탄화수소원료의 형태로 냉각된다. 냉각된 첫번째 유출물은 약 20psia에서 탈헥산컬럼(20)으로 행해진다. 이 컬럼에서 비노르말탄화수소는 분리되고 조절밸브(22)가 있는 도관(21)을 통해 탑저 액체생성물로 회수되어진다. n-헥산은 도관(47)을 통해 탑상제품으로 배출된다. 탈헥산화기(20)은 충분한 수의 이론단을 가진 증류탑을 구성하며 n-헥산은 탑상으로 나오고 탑저에서는 n-헥산이 없이 특정한 비노르말탄화수소 생성물이 나온다. 탈헥산화기(20)에는 탑저부에 재증발기(25)가 있다. 탈헥산화기로부터의 탑상증기는 공냉 또는 수냉응축기(19)에서 응축되어 지며, 저장용기(38)로 저장된다. 이로부터 n-헥산은 펌프(28)에 의해 도관(23)을 지나 환류로서 탈헥산기로 보내어지고 또한 도관(24)을 통하여 열교환기(18)을 지나 이로부터 탈착퍼어지를 위해 가열기(17)과 도관(44)로 지난다.

흡착단계가 끝나면 도관(43)내의 탈착 유출증기의 일부는 도관(42)을 통하여 위쪽으로 방향인 첫번째층(16a)의 단부 입구로 이송된다. 즉, 탄화수소 원료증기로서 이전의 흐름으로 병행류이다. 퍼어지 증기에는 사용되는 n-헥산 퍼어지 순환류와 같은 n-헥산 조성물이 포함되며 상기의 탈착유출물이 순환류 대신에 효과적으로 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 병행류로 흐르는 퍼어지증기는 내부 흡착될 수 있으며, 층에 남아 있는 비노르말 탄화수소류와 함께 흡착후의 층의 비선택성부 위에 남아 있는 잔류원료증기를 효과적으로 제거시켜 준다.

병행류로 흐르는 퍼어지증기는 흡착단계에서의 온도 및 압력하에 첫번째 흡착실(16a)를 통과한다. 그러한 병행류는 층의 상부나 단부유출물에서 고농도의 비흡착성 성분을 함유하는 증기를 없애주는 데 필요하다. 본 발명의 실제시행상 병행류 퍼어지에 대한 흡착유출물의 사용은 상기에서와 같은 유용성이 발견되어 졌으며 재증류, 재순환된 n-헥산 공정의 증가로 각 조작되는 순환은 감소되어졌으며 총괄공정에서 필요로하는 장치와 에너지를 절약한다는 방향으로 결론되어진다.

본 발명에 따른 또 다른 장치에서 공통퍼어지 유출물도관(45)와 조절밸브(55),(55b), 그리고 (55c)들은 공통퍼어지 원료도관(42)와 조절밸브(59),(52a),(52b), 그리고 (52c)대신에 사용된다. 공통퍼어지 증기는 탈착유출물밸브(53a),(53b),(53c)를 통해 직접 공급된다. 이 때 두 탈착유출물 밸브들은 공통퍼어지 단계동안에 언제나 열어둔 채로 둔다. 이 장치에서 공통퍼어지 원료 양은 원료도관에서 보다는 유출물도관에서 조절된다. 공통퍼어지 유출물 또는 그것으로부터의 일부분에 해당하는 장치는 원료희석을 위해 원점으로 전환되며, 공통퍼어지유출물은 도관(46)과 부분적으로 도관(46)으로 향하여진다. 반면에 모든 공통퍼어지 유출물은 공통퍼어지에 의한 원료희석이 이루어지지 않을 경우 도관(46)으로 향하여진다. 공통병행류 퍼어지단계가 끝나면 n-헥산퍼어지증기는 도관(44)와 조절밸브(54a)로부터 역행류 퍼어지흐름에 대한 충분한 온도와 압력에 있는 흡착단계상태인 첫번째층(16a)의 상단부로 도입된다. 이 역행류 퍼어지는 분자체층(16a)로부터 노르말 파라핀 탄화수소흡착체를 탈착시킨다. 이 최종의 혼합물은 조절밸브(53)이 속한 도관(43)을 통하여 보다 아래인 부위로 부터 배출된다. 역행류 퍼어징은 흡착체의 탈착에 사용되는 데 이는 고분자량이 노르말 탄화수소들은 탑층의 원료유입구와 말단부근처에서 더 농축되기 때문이다. 역행류를 이용함에 따라 가장 무거운 파라핀 탄화수소류는 탑층의 상단부로부터 탈착된 가벼운 파라핀 탄화수소와 퍼어지증기 자체의 퍼어징이나 탈착에 이용된다.

n-헥산 80-97%를 함유하는 도관(43)내의 두번째 유출물은 액체 n-헥산에 의해 열교환기(18)내에서 600°-200℉로 냉각되며 2-3개의 단이 있는 상분리용기(27)로 도입된다. 실질적으로, 순수한 n-헥산증기는 그로부터 콘덴서(19)로 보내어진다. 잔류하는 노르말 파라핀-헥산혼합물은 도관(29)을 통해서 약 22psia로 노르말 탈헥산기 컬럼(31)으로 보내어진다. 냉각 및 상분리단계는 분별응축에 의한 노르말파라핀과 n-헥산의 분리를 용이하게 하여 주며 여기서 분리는 2-3개의 트레이(trays)에 의해 향상되어지며 그 헥산의 줄어든 양은 탈헥산기컬럼(31)내에서 공정수행된다. 탈헥산기컬럼(31)에서 증기혼합물은 조절밸브(33)을 가지는 도관(32)을 통해 회수되는 노르말파라핀 탑저생성물과 n-헥산탑 성분으로 분리된다. 비노르말 탈헥산기컬럼(20)과 비슷하게 조작하는 상기 노르말 파라핀탈헥산기컬럼(31)에는 말단부에 재비등기(35)가 있고, n-헥산이 탑상으로부터 얻어질 수 있는 적절한 수의 이론 단수를 가지며, 탑저부에는 특정된 노르말 파라핀 탄화수소 생성물에 적합한 n-헥산기 없는 생성물이 얻어진다.

노르말 탈헥산기컬럼(31)으로부터의 n-헥산 탑상생성물은 응축기(19)로 보내어지며 그로부터 저장용기(38)로 보내어진 비노르말 탈헥산컬럼(20)으로부터 분리되는 탑상생성물 n-헥산도 따라서 경과한다. 상분리기(27)로부터의 n-헥산 탑상제품은 콘덴서(19)에서 응축되어 저장용기(38)로 보내어질 수 있다.

공정이 보충적으로 필요로 하는 n-헥산은 도관(39)를 통해 외부로부터 저장용기(38)로 도입될 수 있다. 퍼어징에 소요되는 n-헥산은 n-헥산펌프(28)에 의해 용기(38)로부터 회수된다. n-헥산은 열교환기(18)을 통해 가열증발되어 상기의 두번째 유출물과 역행류되어 가열기(17)내에서 다시 흡착온도로 가열된다.

최종 뜨거운 n-헥산증기는 첫번째층(16a)의 역행류 퍼어징에 충당되는 시간동안에 조절밸브(54a)와 도관(44)를 통해 지나앞서 언급한 노르말파라핀 흡착제를 탈착시킨다. 상기의 n-헥산은 또한 상기의 시간동안에 병행류 퍼어지에 사용하기 위해, 그리고 실제에 있어 병행류 퍼어지에 대한 n-헥산의 근원으로서 탈착유출물의 사용을 위해 도관(42)의 조절밸브(58)을 통해 순환될 수 있다.

비록 공정이 일련의 흡착, 병행류 퍼어지, 그리고 첫번째층(16a)의 역행류 탈착으로 언급되었지만 턱분야에 기술을 가진 자들에게는 두번째 및 세번째층(16b) 및 (16c)는 분자체흡착체로 충진될 수 있으며 동일한 일련의 단계들을 행할 수 있다는 사실은 명백하다. 대부분의 상업적 조작에서는 연속적인 생산이 요구되기 때문에 흡착층이 하나 이상 이용되는 장치가 더 우선적이다. 그리고 노르말 파라핀과 비노르말 탄화수소 생성물은 하나의 흡착체실 시스템에서 단속적으로만 생성될 수 있다. 이러한 이유로 최소한 3개이상의 흡착층을 지녀야 하며, 한개의 층은 흡착단계로서 또 다른 층은 퍼어징 병류층으로서, 세번째 층은 역행흡 착층으로서 보통 사용되어진다. 이 층들은 3단계의 공정방법에 의한 비노르말 탄화수소와 n-파라핀의 연속생성물로 쓰여진다. 첫번째,두번째, 그리고 세번째 흡착실사이의 흐름은 숙련된 기술로서 잘 알려진 방법내의 사용되는 시간으로 전환시킨다. 두번째와 세번째 흡착실은 (52b),(52c),(54b) 그리고 (54c)인 도관과 조절밸브로서 공정을 수행하며, 첫번째층(16a)의 이용으로 이들 특징에 일치된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한계내에서 다양한 변화와 개량이 이루어질 수 있다. 따라서 흡착-퍼어지-탈착 단계들은 500°-700℉, 대개는 600°-700℉ 범위내에서 수행될 수 있다. 아베리 특허에서 밝혀진 바와 같이 퍼어지와 탈착단계 온도와 압력들은 흡착단계에서 이용되는 것들과 동일하다. 그러한 공정단계들은 거의 정압하에서, 즉 15-65psia 범위에서 상압하에 수행된다.

특히 가스오일함유원료의 처리에 있어서 그 공정이 바람직하지 않은 모세관응축을 피하는 동안 700℉이하에서 수행될 수 있도록 원료의 일부, 또는 병행류 퍼어지를 변환시키는 것도 본 발명의 범위내이다. 본 발명의 장치에 있어서는 유출물의 초기부분에 주로 비노르말 탄화수소가 함유되어 있기 때문에 원료희석물에 대해 초기 병행류 퍼어지 유출물을 사용하지 않는 것이 일반적이다.

총병행류 퍼어지 유출물의 30-70% 보통은 50-70%는 병행류 퍼어지 유출물을 사용하는 일반적인 조작에서 원료희석용으로 사용된다. 병행류 퍼어지 유출물은 그러한 희석액에 대해 n-헥산의 원천으로 이용되며 순환 n-헥산의 처리공정에서 요구되는 에너지 소모와 장치크기를 줄이게 된다. 아울러 병행류퍼어지 유출물에서 노르말 파라핀은 순환되며 탑층에서 흡착되어 병행류 퍼어지 단계동안에 탑으로부터 회수되는 비노르말 탄화수소의 순도나 n-파라핀회수를 감축시킴이 없이 탑층의 유출단부근처로 n-파라핀 흡착전면을 진전시킬 수 있도록 하여준다. 공정의 흡착효율이나 흡착효용은 희석공정에 대한 공통퍼어지 유출물의 사용에 의해 더욱 향상된다.

본 발명의 다른 장치에서는 탈착유출물의 일부는 원료희석을 위한 이것은 공정완료중에 있는 흡착단계층으로부터 탈착만을 위한 사용에 적당하며 상기 유출물은 약 6wt% 이하의 노르말파라핀 내용물을 가지며 일반적으로는 3-4wt%이다. n-헥산의근원으로서 사용될 수 있다. n-헥산의 근원으로서 공통퍼어지 유출물의 사용에 의해 원료를 희석시키는 공정에서의 탈착유출물일부의 사용으로 연료비용과 장치에 있어 상당한 절감이 이루어지며 흡착층의 사용과 흡착조작의 효율은 증진된다.

탑층이 그의 역행류 퍼어지 단계를 끝내는 중에 얻어지는 탈착유출물의 일부 사용은 도면에 보인 세 탑층 시스템에서와 같이 하나 이상의 탑층의 사용에 의해 더욱 용이하게 된다.

노르말 파라핀을 탄화수소 혼합물로부터 분리하기 위한 흡착-퍼어지-탈착공정은 앞서에서 언급되었고, 여기에서 참증으로 하고 있는 아베리특허에서 언급되어 있다. 여러가지 조작압력에서 특정된 가스오일에 대한 모세관 응축온도와 노점사이의 관계에 관한 정보와 공정에 이용하기에 적합한 분자체 흡착체를 포함하는 여러 관점들과 노르말헥산이나 다른 희석제와 가스오일원료의 %희석을 정하기 위한 방법들은 여기에서 되풀이 언급할 필요가 없다. 물론 본 발명의 실시에 있어서 가스오일 함유원료는 n-헥산, 공통퍼어지 유출물, 또는 n-헥산의 근원으로서의 탈착유출물로 희석되어 가스오일원료를 700℉ 이하의 온도에서 처리하는 공정을 가능케 하여 준다.

실험적인 실시에 있어서는 C₇-C₂₆의 분자량이 195이며 노르말 파라핀함량이 20.35%인 원료가 360℃, 25psia에서 처리되었다. 탈착유출물은 병행류퍼지에 사용되었는데, 이는 재증류된 순환 n-헥산 대신에 쓰인 것이다. 병행류 퍼어지에 대해 이용된 탈착유출물에는 4-10중량%의 노르말파라핀 탄화수소가 함유되어 있었다. 원료는 22.6중량%의 n-헥산으로 희석시켰다. 이 실시예 결과 흡착체층의 크기는 병행류 퍼어지에 사용되는 탈착 유출물에 존재하는 도입된 노르말 파라 핀을 흡착하기 위해 증가될 필요가 없다.

재증류된 순환 n-헥산이 병행류 퍼어지로 사용될 경우 이용되는 같은 크기의 탑층은 병행류 퍼어지 물질로의 탈착유출물과의 사용에 아주 만족스러웠다. 병행퍼어지에 대하여 사용시 얻어진 재순환 n-헥산 발명의 실제상에서 얻어진 노르말파라핀 생성물의 순도와 다르지 않다는 것이 입증되어졌다. 그러나 순환 n-헥산의 양과 장치의 비용 및 상기 순환 n-헥산의 처리에 소모되는 에너지는 상당히 감소되었다. 병행류 퍼어지 목적으로 이용되는 탈착유출물의 일부가 원하는 생성물의 순도, 즉 비노르말 성분으로부터의 노르말 파라핀의 분리를 이루는 데 필요하다는 사실은 잘 알 수 있다.

이를 위해 흡착가능한 몇몇 탑층부가 보통 이용된다. 흡착층 크기는 병행류 퍼어지로 사용되는 탈착유출물을 흡착하기 위해 증가될 필요가 없다는 것은 놀라운 사실이다.

탈착유출물로부터 추가로 흡착된 노르말 파라핀은 연속공정 조작에서 연이은 탈착 및 회수에 이용가능한 농도를 증가시켜 준다.

이 분야에 기술을 가진 자이면 500°-800℉ 범위의 온도가 캐로젠원료로부터의 노르말 파라핀 회수를 위한 동압흡착-공통퍼어지-탈착공정에서 사용될 수 있다는 사실을 잘 알 것이다. 또한 700℉까지의 온도는 가스오일함유 원료의 처리에서도 이용될 수 있음을 알게 될 것이다.

이러한 인자들 및 생성물의 원하는 순도, 원료의 특성, 흡착수행 능력등으로부터 이 분야에 기술을 가진 자이면 재증류되는 순환 n-헥산, 병행류 퍼어지 유출물, 또는 탈착유출물의 일부에 의해 모세관응축 효과를 피하면서 700℉ 이하에서 가스오일원료가 처리되도록 가스오일원료의 원하는 희석정도를 쉽게 정할 수 있다.

본 발명은 탄화수소 혼합물로부터의 노르말 탄화수소의 정압 분리공정의 상당한 개선을 제공하여 주고 있다. 본 분리공정의 총괄적인 기술적 경제적인 적용성은 특히 가스오일이 함유된 원료의 처리에 있어서 본 발명에 의해 기존의 분리공정에 뚜렷이 비교될 수 있을 정도로 향상된다.

Claims (12)

1. C₁₀내지 C₂₅를 갖는 노르말 파라핀 10 내지 40몰%와 비노르말탄화수소를 함유하는 공급류내의 비노르말 탄화수소로부터,

   (1) 상기 원료를 분자체(sieve)흡착층을 통과시킴으로써 노르말 파라핀의 선택적인 흡착,

   (2) 탑의 유출단부로부터 그농도의 비노르말 탄화수소를 함유하는 증기를 유출시키기 위한 n-헥산과의 병행류 퍼어지.

   (3) 상기 탑으로부터 노르말 파라핀 흡착체를 탈착시키기 위한 n-헥산과의 역행류 퍼어지.

   (4) 상기 분리된 노르말 파라핀과 비노르말 탄화수소로부터의 n-헥산의 회수.

   그리고,

   (5) 상기 탑층의 퍼어징을 위한 상기 n-헥산의 순환에 의해 노르말 파라핀을 분리하기 위한 등압공정에 있어서, 병행류 퍼어지에 사용되는 상기 n-헥산의 공급원으로서 밀착유출물의 일부를 상기의 역행류 퍼어지 단계로 전환시킴을 특징으로 하는 탄화수소혼합물로부터의 노르말파라핀의 동압 분리공정.
2. 제1항에 있어서, 공급류는 흡착이 모세관응 축없이 700℉보다 낮은데서 수행되도록 n-헥산으로 희석된 개스오일함유 공급류로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 등압은 약 15 내지 약 65psia의 범위이고, 상기 흡착은 약 500 내지 700℉의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, n-헥산의 공급원으로서 개스오일함유공급류를 병행류 퍼어지유출물로 희석시킨 것을 사용함을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 약 30% 내지 70%의 전체 병행류 퍼어지 유출물은 원료희석 목적으로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 약 50% 내지 70%의 전체 병행류 퍼어지 유출물이 원료희석 목적으로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
7. 제2항에 있어서, n-헥산의 공급원으로서 개스오일함유 공급류를 역행류 퍼어지유출물로 희석시킨 것을 사용함을 특징으로 하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 흡착온도가 약 600℉ 내지 약 700℉임을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 공급류가 캐로센으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 등압은 약 20 내지 65psia이고, 흡착은 약 500 내지 800℉의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 병행류퍼어지로 전환된 역행류 퍼어지 유출물의 양은 노르말 파라핀 및 비-노르말 탄화수소의 원하는 분리도를 달성하기 위해 필요한 양임을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 병행류 퍼어지를 위해 사용된 역행류 퍼어지 유출물의 양은 약 2.5 내지 약 5이상 용적공극으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.

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