WO2016182234A1 - 이성질화 반응을 이용한 노말부텐의 분리방법 및 노말부텐을 분리하기 위한 공정시스템 - Google Patents

이성질화 반응을 이용한 노말부텐의 분리방법 및 노말부텐을 분리하기 위한 공정시스템 Download PDF

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recovering
distillation column
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황수환
이종구
이정석
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Definitions

  • the present invention relates to a separation process for easy recovery of normal butenes from olefinic fractions comprising isobutene, isobutane, 1-butene, 2-butene and normal butane and a separation process system for separating normal butenes.
  • 1-butene has a demand growth rate of 3-4% annually, and is used as a monomer for copolymerization of high densicy polyethylene (HDPE) or linear low density polyethylene (LLDPE). Recently, the price has risen due to supply-demand imbalance of 1-butene due to higher naphtha price and lower utilization rate of naphtha cracking process.
  • HDPE high densicy polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • the C4 residue from the naphtha cracking process usually consists of butadiene, isobutene, 1-butene, 2-butene, normal butane, and isobutane, and the fraction of butadiene separated from the C4 residue is converted to C4 residue oil I (isobutene, 1-butene, 2-butyne, butane, isobutane mixture).
  • C4 residue oil I isobutene, 1-butene, 2-butyne, butane, isobutane mixture
  • isobutene is reacted with methanol to produce methyl tertiary butyl ether (MTBE), and the separated oil is referred to as C4 residue oil II (1-butene, 2-butene, butane, isobutane mixture).
  • C4 residue oil 2.5 the fraction in which the trace amount of butadiene was removed by introducing C4 residue II into the selective hydrogenation reactor was referred to as C4 residue 2.5.
  • 1-butene is made by separating isobutane from the C4 residue oil 2.5 and introducing the remaining oil to the distillation column to obtain 1-butene having a purity of 99% or more as a column top, and the bottom of 1-butene C4 residue oil III is obtained, which is a mixture of 2-butene and normal butane.
  • C4 residue oil III is produced in LPG through hydrogenation with the tower oil of the isobutane distillation column.
  • C4 residue oil III is used to prepare MEK (methyl ethyl ketone) after the separation of olefins and paraffins to concentrate 98 wt% or more, or 1,3-butadiene with oxidative dehydrogenation.
  • 1-butene and 2-butene may be used to produce propylene through an interchange reaction, or may be used to produce ethylene and hexene through an interchange reaction.
  • C4 residue II and C4 residue III it is necessary to recover 1-butene and 2-butene as much as possible from the residue (C4 residue II and C4 residue III), but within the residue
  • the boiling points of isobutene and 1-butene contained are so similar that it is impossible to separate them by distillation unless a great deal of means is used.
  • many studies have been conducted in relation to the separation process of isobutene and 1-butene, and as a representative example, a method using isomerization of 1-butene and 2-butene has been introduced.
  • the conventional separation process is an isomerization reactor (R1), a distillation column (S1), a condenser (C1), a reflux drum (D1), and a pump ( Separation was performed through a process system including P1) and reboiler (B1).
  • R1 isomerization reactor
  • S1 distillation column
  • C1 condenser
  • D1 reflux drum
  • B1 reboiler
  • an olefinic fraction comprising isobutene, 1-butene, 2-butene and the like is fed to the isomerization reactor (R1) via reactant feed line (F1) to convert some of the 1-butene to 2-butene
  • F1 reactant feed line
  • the reaction product is fed to the distillation column (S1) through the oil fraction transfer line (L1).
  • the supplied reaction product is separated in the distillation column (S1) and the upper fraction containing isobutene is transferred to the condenser (C1) through the top discharge line (L2) and condensed, and then refluxed through the reflux line (D3) (D1). Inflow).
  • the liquid phase of the upper fraction in the reflux drum (D1) is reintroduced to the distillation column (S1) through the reflux line 5 (L4), the gas phase is discharged through the recovery line (L5).
  • Patent Document 1 JP2000-0029848 A
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, consisting of 1-butene and 2-butene from an olefin-based fraction comprising isobutene, isobutane, 1-butene, 2-butene and normal butane It is an object to provide a separation method for easily recovering normal butenes.
  • Another object of the present invention is to provide a separation process system for easily recovering normal butenes from olefinic fractions.
  • the present invention comprises the steps of introducing an olefin-based fraction in a distillation column equipped with at least one isomerization reaction zone (step 1); Recovering an upper fraction comprising isobutene and isobutane from the top of the distillation column, and recovering a lower fraction comprising normal butene from the bottom of the distillation column (step 2); Compressing at least a portion of the upper fraction to heat exchange with at least a portion of the lower fraction (step 3); And reintroducing at least a portion of the heat exchanged upper fraction and at least a portion of the lower fraction into the upper and lower portions of the distillation column (step 4), respectively.
  • the present invention is a supply unit for supplying a reactant containing an olefin-based oil;
  • a treatment unit connected to the supply unit and having a distillation column having at least one isomerization reaction zone; And a recovery part connected to the treatment part and recovering a reaction product, wherein the distillation column of the treatment part includes a top discharge line and a bottom discharge line, and the recovery part includes an upper fraction recovery part and a bottom discharge line connected to the top discharge line.
  • a separation process system for recovering normal butenes from olefinic fractions comprising linked bottom fraction recovery is provided.
  • Separation method for separating normal butene from the olefin-based oil can easily convert 1-butene contained in the olefin-based oil to 2-butene can be effectively separated and recovered normal butene through fractional distillation. By reducing or eliminating the use of a reflux system using a refrigerant, etc., each recovered fraction can be easily refluxed, thereby improving economic efficiency and increasing separation efficiency.
  • Figure 1 schematically shows a process system for separating normal butenes from a conventional general olefin fraction.
  • Figure 2 schematically shows a separation process system for separating normal butenes from olefinic fractions according to one embodiment of the present invention.
  • the present invention provides a separation method for recovering normal butene from an olefin-based fraction which can maximize the recovery rate of normal butene while reducing the economic cost.
  • normal butenes (1-butene and 2-butene) can be used for the production of propylene or for the production of ethylene and hexene, in particular 1-butene as the monomer for the copolymerization of HDPE or LLDPE.
  • Such normal butene can be recovered from the C4 residue oil obtained from the naphtha decomposition process and the like.
  • the C4 residue oil contains isobutene, isobutane, etc.
  • the present invention converts 1-butene to 2-butene in an olefin-based fraction containing isobutene, isobutane, 1-butene and 2-butene using a distillation column equipped with an isomerization reaction zone, and simultaneously fractionates
  • a distillation column equipped with an isomerization reaction zone equipped with an isomerization reaction zone, and simultaneously fractionates
  • a separation method that can easily recover normal butene from the fraction by distillation.
  • the separation method comprises the steps of introducing an olefin-based fraction in a distillation column equipped with at least one isomerization reaction zone (step 1); Recovering an upper fraction comprising isobutene and isobutane from the top of the distillation column, and recovering a lower fraction comprising normal butene from the bottom of the distillation column (step 2); Compressing at least a portion of the upper fraction to heat exchange with at least a portion of the lower fraction (step 3); And reintroducing at least a portion of the heat exchanged top fraction and at least a portion of the bottom fraction into the top and bottom of the distillation column, respectively (step 4).
  • the separation method for recovering the normal butene may be a manufacturing method of the normal butene, wherein the normal butene may include some 1-butene, but 2-butene may be the main component.
  • Step 1 is to facilitate separation of isobutene by converting 1-butene contained in the olefinic fraction into 2-butene and fractional distillation, and distillation tower having an isomerization reaction zone of the olefinic fraction. Introducing to.
  • the olefin-based fraction may be one containing isobutene, isobutane, 1-butene, 2-butene and normal butane.
  • the olefin-based fraction may be a C4 residue oil obtained from a naphtha decomposition process, C4 residue oil I, C4 residue oil II, C4 residue oil 2.5, C4 residue oil III or these from which butadiene is removed from the C4 residue oil. It can be a combination of.
  • the olefin-based oil may include less than 60% by weight of butadiene relative to the total weight of the oil, the content of 1-butene in the olefin-based oil may be 1% to 500% by weight compared to 2-butene. have.
  • the isomerization reaction region may be a region for converting at least a portion of 1-butene in the olefin-based fraction to 2-butene.
  • the isomerization reaction region may be a region where a selective position isomerization reaction occurs, and the selective position isomerization reaction means an isomerization reaction where regioselective conversion of one isomer into another isomer occurs. It may be. That is, the isomerization reaction region according to the present invention may be a region in which at least a part of 1-butene is converted to 2-butene through a selective position isomerization reaction.
  • the term “at least a portion” means at least a portion or more, for example, at least a portion of 1-butene may represent a portion of 1-butene, at least a portion of 1-butene or all of 1-butene. .
  • the isomerization reaction zone according to an embodiment of the present invention may be provided with an isomerization reaction catalyst, and the isomerization reaction catalyst may be used without particular limitation as long as it is known in the art, for example, ruthenium (Ru ), Rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), aluminum (Al), tantalum ( It may be at least one metal selected from the group consisting of Ta), niobium (Nb), molybdenum (Mo), vanadium (V), rhenium (Re), and gallium (Ga).
  • the catalyst can be used using the metal itself or attached to a separate support.
  • the support is one or more selected from the group consisting of alumina, silica-alumina, silica, zeolite, activated carbon, clay, alumina based cementite, rare earth metal oxide and alkaline earth metal oxide Can be.
  • the catalyst may be purchased and used in the art, or may be manufactured and used. Examples of commercially available catalysts include E-144 SDU (BASF), E-445 SDU (BASF), and the like.
  • the distillation column according to an embodiment of the present invention is provided with an isomerization reaction zone therein, and has an isomerization reaction zone and a distillation zone at the same time. That is, the isomerization reaction and fractional distillation may occur simultaneously in the same physical space, and the catalyst provided in the isomerization reaction zone is not only in contact with the olefin-based oil introduced before the isomerization reaction, but also reintroduced into the upper part of the distillation column. It may also be in contact with at least a portion of the upper fraction and in contact with at least a portion of the lower fraction which is reintroduced to the bottom of the column.
  • the isomerization reaction zone may be located at the middle point of the distillation column for smooth circulation of reactants (eg, olefin-based fraction, reintroduced upper fraction and lower fraction) in the distillation column, and specifically, the total height of the distillation column may be increased. It can be located at a point higher than the middle point as a reference. More specifically, the isomerization reaction zone may be located at the top 5% to 50% of the distillation column based on the total height of the distillation column.
  • reactants eg, olefin-based fraction, reintroduced upper fraction and lower fraction
  • reaction conditions in the isomerization reaction zone may be associated with fractional distillation conditions in the distillation zone.
  • the pressure of the entire distillation column may be fixed the same and the temperature conditions may be different for each region.
  • the distillation zone of the top of the distillation column may have a temperature condition of 0 °C to 190 °C under a pressure condition of 0.001 kgf / cm 2 to 20 kgf / cm 2
  • the isomerization reaction zone is 0.001 kgf / cm 2 to It may be one having a temperature condition of 5 °C to 200 °C under a pressure condition of 20 kgf / cm 2 .
  • the activity of the catalyst may be lowered so that the isomerization reaction may not occur smoothly. This may not be switched enough.
  • the separation method according to an embodiment of the present invention may include the step of introducing hydrogen to the distillation column as necessary before performing the isomerization reaction in step 1).
  • the separation method may further include separating hydrogen from the recovered upper fraction, and the separated hydrogen may be reused.
  • Step 2 is a step for recovering the upper fraction and the lower fraction separated through a distillation column equipped with the isomerization reaction zone.
  • the top fraction may comprise isobutene and isobutane and may be recovered from the top of the distillation column.
  • the upper fraction may include some unreacted 1-butene in addition to isobutene and isobutane, the content of unreacted 1-butene included in the upper fraction is 0 compared to the total flow rate (kg / hr) of the upper fraction % To 10%.
  • the unreacted 1-butene may be reintroduced into the distillation column through steps 3 and 4 described below.
  • the bottom fraction may comprise normal butenes and may be recovered from the bottom of the distillation column.
  • the normal butene may include some 1-butene, and the main component may be 2-butene.
  • the content of 1-butene in the bottom fraction recovered from the bottom may be 0% to 5% relative to the bottom fraction total flow rate (kg / hr).
  • the lower fraction may include some isobutene and isobutane in addition to the normal butene, the content of isobutene and isobutane contained in the lower fraction is 0% to 5% relative to the total flow rate of the lower fraction (kg / hg) It may be.
  • Step 3 is a step of condensing at least a portion of the upper fraction and vaporizing at least a portion of the lower fraction to reintroduce at least a portion of each of the upper and lower fractions recovered in step 2 to the distillation column.
  • step 4 is to re-introduce at least a portion of the upper fraction condensed through the step 3 and at least a portion of the vaporized lower fraction to the top and the bottom of the distillation column, respectively, to rejoin the reaction.
  • the upper fraction recovered from the top may include a portion of unreacted 1-butene
  • the lower fraction recovered from the bottom may include some isobutene and isobutane. Therefore, there is a need to reduce the 1-butene consumed by reintroducing the unreacted 1-butene contained in the upper fraction, and isobutene and isobutane in the lower fraction by reintroducing isobutene and isobutane included in the lower fraction. It is necessary to increase the purity of normal butene in the lower fraction by reducing the content of.
  • the upper fraction condenses the upper fraction recovered through a condenser using a refrigerant, etc., and is reintroduced back into the distillation column, and the lower fraction is vaporized by heating the lower fraction recovered through the reboiler.
  • Re-introduction into the distillation column was used (see FIG. 1).
  • a large amount of refrigerant is required for the condensation, the price of the refrigerant is expensive, and there is a problem of inferior economics, and re-boiling also has a problem of high cost to provide high heat.
  • the method through step 3 can perform a process for achieving the above object without using a separate condenser and reboiler, thereby reducing the economic cost.
  • Step 3 may be performed by compressing at least a portion of the recovered upper fraction and exchanging heat with at least a portion of the lower fraction. That is, the heat exchange according to an embodiment of the present invention may be performed by a difference between a temperature of at least a portion of the upper fraction and a temperature of at least a portion of the lower fraction, and at least a portion and a lower portion of the upper fraction before the heat exchange. At least a portion of the fraction may be one having a temperature difference of 5 ° C to 200 ° C.
  • At least a portion of the upper fraction before the heat exchange may be one having a temperature of 0 °C to 400 °C.
  • at least a part of the upper fraction before heat exchange may be a compression process through a compressor.
  • at least a portion of the upper fraction may be subjected to a step of supplying heat to prevent condensation before it is compressed.
  • the heat may be supplied by a conventional method known in the art, for example, a heat exchanger may be used.
  • At least a portion of the lower fraction before heat exchange may be one having a temperature of 5 °C to 200 °C.
  • At least a portion of the top fraction may be condensed through the heat exchange and at least a portion of the condensed top fraction may be reintroduced to the top of the distillation column as reflux.
  • the re-introduction ratio (reflux ratio) of at least a portion of the upper fraction reintroduced into the distillation column may be 50% to 99% of the total fraction flow rate (kg / hr).
  • the bottom fraction may be heated to vaporize through the heat exchange and at least a portion of the vaporized bottom fraction may be reintroduced to the bottom of the distillation column as reflux.
  • the reintroduction ratio (reflux ratio) of at least a portion of the lower fraction reintroduced into the distillation column may be 50% to 99% of the total flow rate of the lower fraction (kg / hr).
  • the separation method converts 1-butene to 2-butene using a distillation column equipped with an isomerization reaction zone and performs fractional distillation at the same time, thereby isobutene without using a separate isomerization reactor.
  • 1-butene can be easily separated, and at least part of the upper fraction can be condensed through heat exchange using the temperature difference between the recovered upper fraction and the lower fraction, and at least part of the lower fraction can be reintroduced into the distillation column. have.
  • the process can be simplified and the economic efficiency can be increased.
  • the recovered bottom fraction may separate 1-butene and 2-butene through separate isomerization reaction and fractional distillation.
  • the isomerization reaction and fractional distillation method can be carried out by conventional methods known in the art.
  • the recovered bottom fraction is introduced into a distillation column equipped with an isomerization reaction zone to convert a part of 2-butene in the bottom fraction into 1-butene and fractional distillation to recover 1-butene from the column top and 2-butene from the bottom.
  • the isomerization reaction zone may be provided with a catalyst capable of regioselectively converting 2-butene to 1-butene.
  • the present invention also provides a separation process system for recovering normal butenes from olefinic fractions.
  • the separation process system can be used to perform the separation process through the above separation method.
  • the separation process system is a supply unit for supplying a reactant containing an olefin-based oil;
  • a treatment unit connected to the supply unit and having a distillation column having at least one isomerization reaction zone; And a recovery part connected to the treatment part and recovering a reaction product, wherein the distillation column of the treatment part includes a top discharge line and a bottom discharge line, and the recovery part includes an upper fraction recovery part and a bottom discharge line connected to the top discharge line. And a connected lower fraction recovery part.
  • the supply unit may include a supply line 10 connected to the treatment unit and supplying a reactant including an olefin-based oil to the treatment unit.
  • the supply line may be connected to a stream in which the C4 residue oil is recovered in a naphtha cracking process.
  • the supply unit may further include a storage tank, if necessary, the storage tank is disposed in the middle of the feed line and the stream in which the C4 residue is recovered in the debris decomposition process to control the flow rate of the reactant supplied to the treatment unit Can be.
  • the reactant including the olefin-based oil fed through the supply line may include isobutene, isobutane, 1-butene, 2-butene and normal butane.
  • the olefin-based fraction may be as described above, and may be, for example, C4 residue oil obtained from a naphtha decomposition process, C4 residue oil I, C4 residue oil II, C4 residue oil from which butadiene is removed from the C4 residue oil. 2.5, C4 residue III or a combination thereof.
  • the supply unit may further include a hydrogen supply line for supplying hydrogen to the processing unit.
  • the treatment unit may include a distillation column 30 having an isomerization reaction zone 31, and the distillation column 30 may be connected to a supply line 10 to which a reactant is supplied.
  • the supply line 10 may be connected to an intermediate point in the height direction of the distillation column 30, or may be connected to a point where an isomerization reaction region 31 is provided.
  • the isomerization reaction region 31 may be a region where a selective isomerization reaction for converting at least a part of 1-butene into 2-butene in the reactant introduced through the supply line 10 is performed. 31 may be provided with an isomerization catalyst. In this case, the isomerization catalyst may be as described above.
  • the isomerization reaction zone is not particularly limited, but may be provided at the top 5% to 50% of the total height of the distillation column for a smooth isomerization reaction. That is, the isomerization reaction region 31 may be located at a point more than an intermediate point in the height direction of the distillation column 30.
  • the distillation column 30 of the treatment unit may include a top discharge line 11 for discharging the separated upper fraction separated and a bottom discharge line 20 for discharging the lower fraction.
  • the recovery unit is connected to the treatment unit to recover the reaction product separated through the distillation column 30 of the treatment unit, the upper fraction recovery unit connected to the top discharge line 11 and the bottom discharge line 20 and
  • the upper fraction recovery part and the lower fraction recovery part may each include a first reflux line and a second reflux line for reintroducing at least a portion of each fraction into the treatment part.
  • the first reflux line includes a reflux line 1 (12), reflux line 2 (13), reflux line 4 (14) and reflux line 5 (18) to be described later as a transfer line for refluxing the upper fraction.
  • the second reflux line may include a reflux line 3 (21) and a reflux line 6 (22) to be described below as a transfer line for refluxing the lower fraction.
  • the recovery unit may be a compressor 33, the heat exchanger 36 and the reflux drum 34, is connected to the compressor 33, the heat exchanger 36 and the reflux drum 34, the upper portion It may comprise a number of lines for conveying fractions or subfractions.
  • the upper fraction recovery part may include an upper fraction recovery line 19 for recovering the upper fraction transferred from the overhead discharge line 11 and a plurality of reflux lines for reintroducing at least a portion of the fraction into the treatment part.
  • the overhead discharge line 11 may be connected to the reflux drum 34 of the upper fraction recovery part, and the upper fraction may be transferred into the reflux drum 34 through the overhead discharge line 11.
  • at least a portion of the upper fraction may be transferred to the compressor 33 through the reflux line 1 (12) connected to the overhead discharge line (11).
  • the upper fraction conveyed through the top discharge line 11 may be heated through a heat exchanger and then transferred to the reflux drum 34 or the compressor 33.
  • the reflux drum 34 may be connected to the reflux line 4 (14), at least a portion of the upper fraction condensed through the reflux line 4 (14) may be transferred to the reflux drum (34). Meanwhile, at least a portion of the upper fraction transferred to the compressor 33 may be compressed and transferred to the heat exchanger 36 through reflux line 2 13 connected to the heat exchanger 36.
  • the lower fraction recovery unit may include a lower fraction recovery line 23 for recovering the lower fraction transferred from the bottom discharge line 20 and a plurality of reflux lines for reintroducing at least a portion of the lower fraction into the treatment unit.
  • the lower fraction may be discharged to the lower fraction recovery line 23 through the bottom discharge line 20 and recovered, and at least a portion of the lower fraction may be returned to the heat exchanger through reflux line 3 21 connected to the heat exchanger 36. Can be transported.
  • the heat exchanger 36 may be operated by heat exchange between at least a portion of the upper fraction conveyed through reflux line 2 (13) and at least a portion of the lower fraction conveyed through reflux line 3 (21), thereby At least a portion of the upper fraction may be condensed and at least a portion of the lower fraction may be vaporized.
  • At least a portion of the condensed top fraction may be conveyed to the reflux drum 34 through reflux line 4 14 as described above.
  • the reflux drum 34 includes at least a portion of an upper fraction of the gaseous phase transferred from the top discharge line 11 and an upper fraction of the liquid phase transferred through the reflux line 4 (14). 34) the liquid phase and the gas phase are separated so that at least a portion of the upper fraction of the liquid phase is reintroduced to the treatment section via reflux line 5 (18), and the upper fraction of the gas phase is discharged through the upper fraction recovery line 19 to be recovered. Can be.
  • vaporized bottom fraction may be reintroduced to the treatment unit via reflux line 6 (22).
  • the separation process system facilitates 1-butene and isobutene by isomerizing 1-butene to 2-butene through a treatment unit in which a distillation column having an isomerization reaction zone is disposed. Not only can it be easily separated, but each fraction can be efficiently refluxed to the treatment section without using separate reflux systems (eg, condensers and reboilers), thereby increasing process efficiency and reducing economic costs.
  • a distillation column having an isomerization reaction zone is disposed.
  • the following examples and comparative examples simulated the separation method according to the present invention using a commercial process simulation program ASPEN PLUS.
  • the constants required for the simulations include values embedded in the program, values described in the literature, and values obtained from existing C4 separation and manufacturing processes.
  • the theoretical stage was set to 100 stages and the isomerization reaction zone was set between 20 and 40 stages, and the upper pressure was fixed at 4 kgf / cm 2 G, and the top of the distillation column was set at 39 ° C.
  • the temperature of the isomerization reaction zone was adjusted to 46 ° C. to 51 ° C.
  • the selectivity of the catalyst provided in the isomerization zone is assumed to be 100%.
  • the reactant olefinic fraction contained 0.5 wt% propylene, 25.0 wt% isobutane, 20.0 wt% isobutene, 15.0 wt% 1-butene, 31.0 wt% 2-butene, 8.0 wt% normal butane and 0.5 wt% normalpentane.
  • the composition was set to the total flow rate was set to 10,000 kg / hr.
  • the reflux ratios of the upper and lower fractions refluxed were adjusted to 96.37% and 95.76%, respectively, and the results of the process are shown in Table 1 below.
  • the heat duty was 0 Gcal / hr and the cooling duty was -1.14 Gcal / hr.
  • the simulation was carried out through the process system as shown in FIG. 2, and the process was performed by setting the same conditions as in the above example except that the isomerization reactor conditions were separately set. At this time, the isomerization reactor was set at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 4.8 kgf / cm 2 G. The results are shown in Table 2 below, the heat duty was 10.06 Gcal / hr and the cooling duty was ⁇ 10.01 Gcal / hr.
  • the amount of unreacted 1-butene in the upper fraction separated through the separation process of the above example was reduced to a level of about 1/12 compared with the separation process through the comparative example, and the amount of isobunten in the lower fraction was Compared to the separation process through the comparative example, the level was reduced to about 1/13.
  • the separation process according to the embodiment according to an embodiment of the present invention by converting 1-butene to 2-butene and fractional distillation by using a distillation column equipped with an isomerization reaction zone.
  • the isobutene and 1-butene can be easily separated in a simplified process, and cost is reduced by not using a separate reflux system.
  • the separation method according to an embodiment of the present invention can easily reflux the upper fraction and the lower fraction without using a separate reflux system.
  • the separation method and the separation process system for recovering normal butene from the olefinic fraction according to the present invention are isobutene from an olefinic fraction including isobutene, isobutane, 1-butene and 2-butene, etc. in a simplified process. It can effectively separate and 1-butene to recover high purity normal butenes, and at the same time it is possible to reflux each of the recovered upper fraction and the lower fraction without using condenser and reboiler separately, reducing the cost while separating Can be further increased.

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Abstract

본 발명은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 용이하게 회수하기 위한 분리방법 및 이를 이용한 분리공정 시스템에 관한 것이다. 이에 따른, 상기 분리방법은 올레핀계 유분 내 포함된 1-부텐을 2-부텐으로 용이하게 전환시킬 수 있어 분별증류를 통해 노말부텐을 효과적으로 분리회수할 수 있으며, 냉매제 등을 사용한 환류시스템의 사용을 줄이거나 배제하고도 회수된 각 분획을 용이하게 환류시킬 수 있어 경제성이 향상됨과 동시에 분리 효율을 높일 수 있다.

Description

이성질화 반응을 이용한 노말부텐의 분리방법 및 노말부텐을 분리하기 위한 공정시스템
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2015년 05월 13일자 한국 특허 출원 제10-2015-0066867호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 용이하게 회수하기 위한 분리방법 및 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템에 관한 것이다.
1-부텐은 매년 3~4%의 수요 성장율을 나타내고 있으며, HDPE(high densicy polyethylene) 또는 LLDPE(linear low density polyethylene)의 공중합을 위한 단량체로 사용되고 있다. 최근 고유가로 인한 납사 가격 상승 및 납사 분해공정의 가동률하락 등으로 1-부텐의 수급 불균형으로 인해 가격이 상승하고 있다.
보통 납사 분해 공정으로부터 나오는 C4 잔사유는 부타디엔, 이소부텐, 1-부텐, 2-부텐, 노말부탄, 이소부탄으로 이루어져 있으며, C4 잔사유로부터 부타디엔을 분리한 유분을 C4 잔사유 I(이소부텐, 1-부텐, 2-부틴, 부탄, 이소부탄 혼합물)이라 한다. 이 중 이소부텐을 메탄올과 반응시켜 MTBE(methyl tertiary butyl ether)를 제조하고 난 후에 분리된 유분을 C4 잔사유 II(1-부텐, 2-부텐, 부탄, 이소부탄 혼합물)라 한다. 또한, C4 잔사유 II를 선택적 수첨 반응기에 도입하여 미량의 부타디엔을 제거시킨 유분을 C4 잔사유 2.5라 한다.
일반적으로, 1-부텐의 생산은 상기 C4 잔사유 2.5로부터 이소부탄을 분리하고 나머지 유분을 증류탑에 도입하여 탑정으로 99% 이상의 순도를 갖는 1-부텐을 얻는 방식으로 이루어지며, 탑저로 1-부텐, 2-부텐, 노말부탄의 혼합물인 C4 잔사유 III을 얻는다. C4 잔사유 III은 이소부탄 증류탑의 탑상유분과 함께 수첨반응을 통하여 LPG로 제조된다. 또한, C4 잔사유 III는 올레핀과 파라핀으로 분리하여 올레핀을 98 wt% 이상 농축시킨 후 MEK(methyl ethyl ketone)을 제조하거나 산화탈수소로 1,3-부타디엔을 제조하는데 사용된다. 또한, 1-부텐 및 2-부텐은 상호교환반응을 통하여 프로필렌을 생성하는데 이용되거나, 상호교환반응을 통해 에틸렌 및 헥센을 생성하는데 이용될 수 있다. 이때, C4 잔사유 II와 C4 잔사유 III를 경제적으로 활용하기 위해서는 상기 잔사유(C4 잔사유 II 및 C4 잔사유 III)로부터 1-부텐 및 2-부텐을 최대한 회수할 수 있어야 하나 상기 잔사유 내에 함유된 이소부텐과 1-부텐의 비등점이 매우 유사하여 상당히 많은 수단을 사용하지 않는 한 증류에 의해 분리하는 것은 불가능하다. 이에, 이소부텐과 1-부텐의 분리공정과 관련하여 많은 연구가 수행되고 있으며, 대표적인 예로는 1-부텐 및 2-부텐의 이성질화 반응을 이용한 방법이 소개되고 있다.
이하, 도 1을 참고하여 종래의 공정 방법을 설명하면, 도 1에 나타낸 바와 같이 종래 분리공정은 이성질화 반응기(R1), 증류탑(S1), 응축기(C1), 환류드럼(D1), 펌프(P1) 및 재비기(B1)를 포함하는 공정시스템을 통하여 분리공정을 수행하였다. 예를 들어, 이소부텐, 1-부텐 및 2-부텐 등을 포함하는 올레핀계 유분은 반응물 공급라인(F1)을 통하여 이성질화 반응기(R1)에 공급되어 1-부텐의 일부가 2-부텐으로 전환된 후 반응 생성물 유분 이송라인(L1)을 통하여 증류탑(S1)으로 공급된다. 공급된 반응 생성물은 증류탑(S1)에서 분리되어 이소부텐을 포함하는 상부 분획은 탑정 배출라인(L2)를 통해 응축기(C1)로 이송되어 응축된 후 환류라인 4(L3)을 통해 환류드럼(D1)으로 유입된다. 환류드럼(D1) 내 상부 분획 중 액상은 환류라인 5(L4)를 통해 증류탑(S1)으로 재도입되고, 기상은 회수라인(L5)를 통해 배출된다. 그리고 노말부텐을 포함하는 하부 분획은 탑저 배출라인(L6)를 통해 회수라인(L8)으로 이송되어 배출되거나 재비기(B1)에 이송되어 증기화된 후 환류라인 6(L7)을 통해 증류탑(S1)으로 재도입된다. 상기와 같은 종래방법은 이성질화 반응기를 별도로 구비해야 할 뿐만 아니라 응축기와 재비기를 사용할 필요성이 있어 공정이 다소 번거롭고 경제적 효율이 좋지 못한 단점이 있다.
따라서, 분리 회수 효율이 우수하면서 경제적 효율을 높일 수 있는 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐 및 2-부텐을 포함하는 반응 혼합물로부터 노말부텐을 용이하게 회수할 수 있는 공정이 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) JP2000-0029848 A
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 올레핀계 유분으로부터 1-부텐 및 2-부텐으로 구성된 노말부텐을 용이하게 회수하기 위한 분리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 용이하게 회수하기 위한 분리공정 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 올레핀계 유분을 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑에 도입시키는 단계(단계 1); 상기 증류탑의 탑정으로부터 이소부텐 및 이소부탄을 포함하는 상부 분획을 회수하고, 상기 증류탑의 탑저로부터 노말부텐을 포함하는 하부 분획을 회수하는 단계(단계 2); 상기 상부 분획의 적어도 일부를 압축하여 상기 하부 분획의 적어도 일부와 열교환시키는 단계(단계 3); 및 상기 열교환된 상부 분획의 적어도 일부와 하부 분획의 적어도 일부를 각각 증류탑 상부 및 하부로 재도입시키는 단계(단계 4)를 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 올레핀계 유분을 포함하는 반응물을 공급하는 공급부; 상기 공급부와 연결되고, 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑이 배치된 처리부; 및 상기 처리부와 연결되고, 반응 생성물을 회수하는 회수부를 포함하고, 상기 처리부의 증류탑은 탑정 배출라인과 탑저 배출라인을 포함하며, 상기 회수부는 탑정 배출라인과 연결된 상부 분획 회수부와 탑저 배출라인과 연결된 하부 분획 회수부를 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리공정 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리방법은 올레핀계 유분 내 포함된 1-부텐을 2-부텐으로 용이하게 전환시킬 수 있어 분별증류를 통해 노말부텐을 효과적으로 분리 회수할 수 있으며, 냉매제 등을 사용한 환류시스템의 사용을 줄이거나 배제하고도 회수된 각 분획을 용이하게 환류시킬 수 있어 경제성이 향상됨과 동시에 분리 효율을 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래의 일반적인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 공정 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 발명으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 경제적 비용을 절감하면서 노말부텐의 회수율을 최대화할 수 있는 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법을 제공한다.
일반적으로, 노말부텐(1-부텐 및 2-부텐)은 프로필렌의 제조에 사용되거나 에틸렌 및 헥센을 생산하는데 사용될 수 있으며, 특히 1-부텐은 HDPE 혹은 LLDPE의 공중합을 위한 단량체로 사용된다. 이러한 노말부텐은 납사 분해공정으로부터 얻어진 C4 잔사유 등으로부터 회수하여 사용할 수 있다. 그러나, C4 잔사유 등에는 1-부텐 및 2-부텐의 노말부텐 외에 이소부텐, 이소부탄 등이 포함되어 있고, 상기 1-부텐(-6.24℃)과 이소부텐(-6.9℃)의 경우 비등점이 매우 유사하여 이를 단순히 분별증류만으로 분리하는 것은 거의 불가능하고, 이를 분리하기 위해서는 복잡한 공정이 필요하며 경제적 효율이 좋지 못한 문제가 있다. 따라서, 노말부텐(1-부텐 및 2-부텐)의 경제적 활용성을 높이기 위해서는 이소부텐과 1-부텐을 용이하게 분리할 수 있어야 한다. 이에, 본 발명은 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑을 이용하여 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐 및 2-부텐을 포함하고 있는 올레핀계 유분 내에 1-부텐을 2-부텐으로 전환시키고, 동시에 분별증류시킴으로써 상기 유분으로부터 노말부텐을 용이하게 회수할 수 있는 분리방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분리방법은 올레핀계 유분을 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑에 도입시키는 단계(단계 1); 상기 증류탑의 탑정으로부터 이소부텐 및 이소부탄을 포함하는 상부 분획을 회수하고, 상기 증류탑의 탑저로부터 노말부텐을 포함하는 하부 분획을 회수하는 단계(단계 2); 상기 상부 분획의 적어도 일부를 압축하여 상기 하부 분획의 적어도 일부와 열교환시키는 단계(단계 3); 및 상기 열교환된 상부 분획의 적어도 일부와 하부 분획의 적어도 일부를 각각 증류탑 상부 및 하부로 재도입시키는 단계(단계 4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법은 노말부텐의 제조방법일 수 있으며, 이때 노말부텐은 1-부텐을 일부 포함할 수 있으나 2-부텐이 주성분인 것일 수 있다.
상기 단계 1은 올레핀계 유분 내에 포함되어 있는 1-부텐을 2-부텐으로 전환시키고 분별증류함으로써 이소부텐과의 분리가 용이하게 이루어지게 하기 위한 것으로, 올레핀계 유분을 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑에 도입하는 단계이다.
상기 올레핀계 유분은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 올레핀계 유분은 납사 분해공정으로부터 얻어진 C4 잔사유일 수 있고, 상기 C4 잔사유 중에서 부타디엔이 제거된 C4 잔사유 I, C4 잔사유 II, C4 잔사유 2.5, C4 잔사유 III 또는 이들의 조합일 수 있다. 이때, 상기 올레핀계 유분은 상기 유분 총 중량 대비 60 중량% 미만의 부타디엔을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 올레핀계 유분 내 1-부텐의 함량은 2-부텐 대비 1 중량% 내지 500 중량%인 것일 수 있다.
상기 이성질화 반응 영역은 올레핀계 유분 내 1-부텐의 적어도 일부를 2-부텐으로 전환시키는 영역일 수 있다. 구체적으로, 상기 이성질화 반응 영역은 선택적 위치 이성질화 반응이 일어나는 영역일 수 있으며, 상기 선택적 위치 이성질화 반응은 하나의 이성질체가 다른 이성질체로 위치선택적(regioselective)인 변환이 일어나는 이성질화 반응을 의미하는 것일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 상기 이성질화 반응 영역은 1-부텐의 적어도 일부가 선택적인 위치 이성질화 반응을 통해 2-부텐으로 변환되는 영역일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 “적어도 일부”는 최소 일부분 이상을 의미하는 것으로, 예컨대 1-부텐의 적어도 일부는 1-부텐의 일부, 1-부텐의 일부 이상 또는 1-부텐의 전부를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이성질화 반응 영역은 이성질화 반응 촉매가 구비되어 있는 것일 수 있고, 상기 이성질화 반응 촉매는 당업계에 공지된 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 예컨대 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 탄탈럼(Ta), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 레늄(Re) 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다. 상기 촉매는 상기 금속 자체를 사용하거나 혹은 별도의 지지체 상에 부착된 상태로 사용될 수 있다. 상기 촉매가 지지체 상에 부착된 상태로 사용될 경우, 상기 지지체는 알루미나, 실리카-알루미나, 실리카, 제올라이트, 활성탄, 점토, 알루미나계 시멘튼, 희토류 금속 산화물 및 알칼리 토금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 촉매는 당업계에 시판중인 것을 구입하여 사용하거나, 제조하여 사용할 수 있다. 상기 시판되는 촉매의 예로는 E-144 SDU(BASF), E-445 SDU(BASF) 등이 있다.
한편, 상기 촉매를 제조하여 사용할 경우에는 특별히 제한되지 않고 당업계에 공지된 방법을 통하여 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 증류탑은 내부에 이성질화 반응 영역이 구비된 것으로, 이성질화 반응 영역과 증류 영역을 동시에 가지고 있다. 즉, 동일한 물리적 공간에서 이성질화 반응과 분별증류가 동시에 발생할 수 있으며, 이성질화 반응 영역에 구비된 상기 촉매는 이성질화 반응 전 도입된 올레핀계 유분과 접촉할 뿐아니라 증류탑 상부로 재도입되어 하강하는 상부 분획의 적어도 일부와 접촉하고 증류탑 하부로 재도입되어 상승하는 하부 분획의 적어도 일부와도 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 증류탑 내의 반응물(예컨대, 올레핀계 유분, 재도입된 상부 분획 및 하부 분획)의 원활한 순환을 위하여 상기 이성질화 반응 영역은 증류탑 중간 지점에 위치하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 증류탑 전체 높이를 기준으로 중간 지점보다 높은 지점에 위치할 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 이성질화 반응 영역은 증류탑 전체 높이를 기준으로 상부 5% 내지 50%지점에 위치하는 것일 수 있다.
또한, 상기 이성질화 반응 영역 내의 반응 조건은 증류 영역의 분별증류 조건과 연관될 수 있다. 예컨대, 증류탑 전체의 압력을 동일하게 고정하고 각 영역별로 온도 조건을 다르게 하는 것일 수 있다. 구체적으로, 증류탑 상부의 증류 영역은 0.001 kgf/cm2 내지 20 kgf/cm2의 압력조건 하 0℃ 내지 190℃의 온도 조건을 갖는 것일 수 있고, 상기 이성질화 반응 영역은 0.001 kgf/cm2 내지 20 kgf/cm2의 압력 조건 하 5℃ 내지 200℃의 온도조건을 갖는 것일 수 있다.
이때, 상기 이성질화 반응 영역 내의 이성질화 반응은 상기 온도가 5℃ 미만일 경우에는 촉매의 활성이 저하되어 이성질화 반응이 원활하게 일어나지 못할 수 있으며, 200℃를 초과할 경우에는 평형에 의해 1-부텐이 충분히 전환되지 못할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방법은 상기 단계 1)에서 이성질화 반응을 수행하기 전 필요에 따라 증류탑에 수소를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 분리방법은 회수된 상부 분획으로부터 수소를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있고, 분리된 수소는 재사용할 수 있다.
상기 단계 2는 상기 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑을 통해 분리된 상부 분획과 하부 분획을 회수하기 위한 단계이다.
상기 상부 분획은 이소부텐 및 이소부탄을 포함할 수 있으며, 증류탑의 탑정으로부터 회수될 수 있다. 이때, 상기 상부 분획은 이소부텐 및 이소부탄 이외에 미반응된 1-부텐을 일부 포함할 수 있으며, 상부 분획에 포함된 미반응된 1-부텐의 함량은 상부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 0% 내지 10%일 수 있다. 상기 미반응된 1-부텐은 후술하는 단계 3 및 단계 4를 통하여 증류탑에 재도입될 수 있다.
상기 하부 분획은 노말부텐을 포함할 수 있으며, 증류탑의 탑저로부터 회수될 수 있다. 상기 노말부텐은 1-부텐을 일부 포함할 수 있으며, 주성분은 2-부텐일 수 있다. 상기 탑저로부터 회수된 하부 분획 내 1-부텐의 함량은 하부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 0% 내지 5%일 수 있다. 이때, 상기 하부 분획은 노말부텐 이외에 이소부텐 및 이소부탄을 일부 포함할 수 있으며, 하부 분획에 포함된 이소부텐 및 이소부탄의 함량은 하부 분획 총 유량(kg/hg) 대비 0% 내지 5%인 것일 수 있다.
상기 단계 3은 상기 단계 2에서 회수된 각 상부 분획 및 하부 분획의 적어도 일부를 증류탑에 재도입시키기 위하여 상부 분획의 적어도 일부를 응축시키고 하부 분획의 적어도 일부를 증기화시키는 단계이다. 또한, 상기 단계 4는 상기 단계 3을 통해 응축된 상부 분획의 적어도 일부와 증기화된 하부 분획의 적어도 일부를 각각 증류탑 상부 및 하부로 재도입시켜 반응에 다시 참여시키는 단계이다.
상기 전술한 바와 같이 탑정으로부터 회수된 상부 분획은 미반응된 1-부텐 일부를 포함하고 있고, 탑저로부터 회수된 하부 분획은 이소부텐 및 이소부탄을 일부 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 상부 분획에 포함된 미반응된 1-부텐을 재도입시켜 소비되는 1-부텐을 줄일 필요성이 있으며, 하부 분획에 포함된 이소부텐 및 이소부탄을 재도입시켜 하부 분획 내에 이소부텐 및 이소부탄의 함량을 줄여 하부 분획 내 노말부텐의 순도를 높일 필요성이 있다.
종래는 상기와 같은 목적 달성을 위하여, 상부 분획은 냉매제 등을 사용한 응축기를 통해 회수된 상부 분획을 응축시켜 다시 증류탑으로 재도입시키고, 하부 분획은 재비기를 통해 회수된 하부 분획을 가열하여 증기화시켜 다시 증류탑으로 재도입시키는 방법을 사용하였다(도 1 참고). 그러나, 상기 응축을 위해서는 다량의 냉매제가 필요하고, 냉매제의 가격이 비싸 경제성일 떨어지는 문제가 있으며, 재비기 역시 높을 열을 제공하기 위해서는 많은 비용이 소비되는 문제가 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단계 3을 통한 방법은 별도의 응축기 및 재비기를 사용하지 않고도 상기의 목적 달성을 위한 공정을 수행할 수 있으며, 이에 경제적 비용이 절감되는 효과가 있다.
상기 단계 3은 회수된 상부 분획의 적어도 일부를 압축하여 상기 하부 분획의 적어도 일부와 열교환시켜 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열교환은 상부 분획의 적어도 일부가 갖는 온도와 하부 분획의 적어도 일부가 갖는 온도의 차이에 의하여 수행되는 것일 수 있으며, 상기 열교환 전 상부 분획의 적어도 일부와 하부 분획의 적어도 일부는 5℃ 내지 200℃의 온도 차이를 갖는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 열교환 전 상부 분획의 적어도 일부는 0℃ 내지 400℃의 온도를 갖는 것일 수 있다. 이때, 상기 열교환 전 상부 분획의 적어도 일부는 압축기를 통해 압축과정을 거친 것일 수 있다. 또한, 상기 상부 분획의 적어도 일부는 압축되기 전에 응축되는 것을 방지하기 위하여 열을 공급하는 단계를 거칠 수 있다. 이때, 상기 열은 당업계에 공지된 통상적인 방법으로 공급할 수 있으며, 예컨대 열교환기를 이용할 수 있다.
또한, 상기 열교환 전 하부 분획의 적어도 일부는 5℃ 내지 200℃의 온도를 갖는 것일 수 있다.
상기 상부 분획의 적어도 일부는 상기 열교환을 통하여 응축될 수 있으며, 상기 응축된 상부 분획의 적어도 일부는 환류물로서 증류탑 상부로 재도입될 수 있다. 이때, 상기 증류탑 상부로 재도입되는 상부 분획의 적어도 일부의 재도입비율(환류비율)은 상부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 50% 내지 99%인 것일 수 있다.
또한, 상기 하부 분획의 적어도 일부는 상기 열교환을 통하여 가열되어 증기화될 수 있으며, 상기 증기화된 하부 분획의 적어도 일부는 환류물로서 증류탑 하부로 재도입될 수 있다. 이때, 상기 증류탑 하부로 재도입되는 하부 분획의 적어도 일부의 재도입비율(환류비율)은 하부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 50% 내지 99%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분리방법은 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑을 이용하여 1-부텐을 2-부텐으로 전환시키고 동시에 분별증류를 수행함으로써 별도의 이성질화 반응기를 사용하지 않고도 이소부텐과 1-부텐을 용이하게 분리시킬 수 있으며, 회수된 상부 분획과 하부 분획이 갖는 온도 차이를 이용한 열교환을 통해 상부 분획의 적어도 일부를 응축시키고 하부 분획의 적어도 일부 증기화 시켜 증류탑에 재도입시킬 수 있다. 따라서, 공정이 단순화될 수 있으며 경제적 효율이 증가할 수 있다.
한편, 상기 회수된 하부 분획은 별도의 이성질화 반응 및 분별증류를 통해 1-부텐과 2-부텐을 분리할 수 있다. 이때, 상기 이성질화 반응과 분별증류 방법은 당업계에 알려진 통상적인 방법에 의하여 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 회수된 하부 분획을 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑에 도입시켜 하부 분획 내 2-부텐의 일부를 1-부텐으로 전환시키고 분별증류하여 탑정으로부터 1-부텐을 회수하고 탑저로부터 2-부텐을 회수합으로써 1-부텐과 2-부텐을 분리할 수 있다. 이때, 상기 이성질화 반응 영역은 2-부텐을 1-부텐으로 위치선택적으로 변환시킬 수 있는 촉매가 구비된 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리공정 시스템을 제공한다. 상기 분리공정 시스템은 상기의 분리방법을 통한 분리공정을 수행하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분리공정 시스템은 올레핀계 유분을 포함하는 반응물을 공급하는 공급부; 상기 공급부와 연결되고, 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑이 배치된 처리부; 및 상기 처리부와 연결되고, 반응 생성물을 회수하는 회수부를 포함하고, 상기 처리부의 증류탑은 탑정 배출라인과 탑저 배출라인을 포함하며, 상기 회수부는 탑정 배출라인과 연결된 상부 분획 회수부와 탑저 배출라인과 연결된 하부 분획 회수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분리공정 시스템을 설명한다. 이때, 상기 분리공정 시스템의 장치 배치, 설계 및 구조 이외의 내용은 전술한 분리방법에서 설명한 바와 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 공급부는 처리부와 연결되고, 상기 처리부로 올레핀계 유분을 포함하는 반응물을 공급하는 공급라인(10)을 포함할 수 있다. 상기 공급라인은 납사 분해공정에서 C4 잔사유가 회수되는 스트림과 연결된 것일 수 있다. 또한, 상기 공급부는 필요에 따라 저장탱크를 더 포함할 수 있으며, 상기 저장탱크는 잡사 분해공정에서 C4 잔사유가 회수되는 스트림과 공급라인의 중간에 배치되어 처리부에 공급되는 반응물의 유량을 제어할 수 있다. 상기 공급라인을 통해 공급되는 올레핀계 유분을 포함하는 반응물은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 올레핀계 유분은 전술한 바와 같을 수 있으며, 예컨대 납사 분해공정으로부터 얻어진 C4 잔사유일 수 있고, 상기 C4 잔사유 중에서 부타디엔이 제거된 C4 잔사유 I, C4 잔사유 II, C4 잔사유 2.5, C4 잔사유 III 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 상기 공급부는 처리부로 수소를 공급하는 수소 공급라인을 더 포함할 수 있다.
상기 처리부는 이성질화 반응 영역(31)이 구비된 증류탑(30)을 포함할 수 있으며, 상기 증류탑(30)은 반응물이 공급되는 공급라인(10)이 연결될 수 있다. 상기 공급라인(10)은 상기 증류탑(30)의 높이 방향으로 중간 지점에 연결되거나, 이성질화 반응 영역(31)이 구비된 지점에 연결될 수 있다.
상기 이성질화 반응 영역(31)은 공급라인(10)을 통해 도입된 반응물 내 1-부텐의 적어도 일부를 2-부텐으로 전환시키는 선택적 이성질화 반응이 수행되는 영역일 수 있으며, 상기 이성질화 반응 영역(31)은 이성질화 촉매가 구비되어 있는 것일 수 있다. 이때, 상기 이성질화 촉매는 전술한 바와 같을 수 있다.
상기 이성질화 반응 영역은 특별히 제한되는 것은 아니나, 원활한 이성질화 반응을 위하여 증류탑 전체 높이의 상부 5% 내지 50% 지점에 구비되어 있는 것일 수 있다. 즉, 상기 이성질화 반응 영역(31)은 증류탑(30) 높이 방향의 중간 지점 이상의 지점에 위치하는 것일 수 있다.
또한, 상기 처리부의 증류탑(30)은 분별증류되어 분리된 상부 분획을 배출하기 위한 탑정 배출라인(11)과 하부 분획을 배출하기 위한 탑저 배출라인(20)을 포함할 수 있다.
상기 회수부는 상기 처리부와 연결되어, 상기 처리부의 증류탑(30)을 통해 분리된 반응 생성물을 회수하기 위한 것으로, 상기 탑정 배출라인(11)과 연결된 상부 분획 회수부와 상기 탑저 배출라인(20)과 연결된 하부 분획 회수부를 포함할 수 있고, 상기 상부 분획 회수부 및 하부 분획 회수부 각각은 상기 각 분획의 적어도 일부를 처리부로 재도입시키기 위한 제1 환류라인 및 제2 환류라인을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제1 환류라인은 상부 분획을 환류시키기 위한 이송라인으로 후술하는 환류라인 1(12), 환류라인 2(13), 환류라인 4(14) 및 환류라인 5(18)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 환류라인은 하부 분획을 환류시키기 위한 이송라인으로 후술하는 환류라인 3(21) 및 환류라인 6(22)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 회수부는 압축기(33), 열교환기(36) 및 환류드럼(34)이 배치되어 있을 수 있고, 상기 압축기(33), 열교환기(36) 및 환류드럼(34)과 연결되어 상부 분획 또는 하부 분획을 이송시키는 다수의 라인을 포함할 수 있다.
상기 상부 분획 회수부는 상기 탑정 배출라인(11)으로부터 이송된 상부 분획을 회수하는 상부 분획 회수라인(19)과 상기 분획의 적어도 일부를 처리부로 재도입시키기 위한 다수의 환류라인을 포함할 수 있다. 상기 탑정 배출라인(11)은 상부 분획 회수부의 환류드럼(34)과 연결될 수 있으며, 상기 상부 분획은 상기 탑정 배출라인(11)을 통해 환류드럼(34) 내로 이송될 수 있다. 또한, 상기 상부 분획의 적어도 일부는 상기 탑정 배출라인(11)과 연결된 환류라인 1(12)을 통해 압축기(33)로 이송될 수 있다. 이때, 상기 탑정 배출라인(11)을 통해 이송되는 상부 분획은 열교환기를 통해 가열된 후 환류드럼(34)으로 이송되거나 압축기(33)로 이송될 수 있다. 또한, 상기 환류드럼(34)은 환류라인 4(14)와 연결될 수 있으며, 상기 환류라인 4(14)를 통해 응축된 상부 분획의 적어도 일부가 환류드럼(34)로 이송될 수 있다. 한편, 상기 압축기(33)로 이송된 상부 분획의 적어도 일부는 압축되어 열교환기(36)와 연결된 환류라인 2(13)를 통해 열교환기(36)로 이송될 수 있다.
또한, 상기 하부 분획 회수부는 상기 탑저 배출라인(20)으로부터 이송된 하부 분획을 회수하는 하부 분획 회수라인(23)과 상기 하부 분획의 적어도 일부를 처리부로 재도입시키기 위한 복수의 환류라인을 포함할 수 있다. 상기 하부 분획은 탑저 배출라인(20)을 통해 하부 분획 회수라인(23)으로 배출되어 회수될 수 있으며, 하부 분획의 적어도 일부는 열교환기(36)와 연결된 환류라인 3(21)을 통해 열교환기로 이송될 수 있다.
상기 열교환기(36)는 상기 환류라인 2(13)를 통해 이송된 상부 분획의 적어도 일부와 환류라인 3(21)을 통해 이송된 하부 분획의 적어도 일부 간의 열교환에 의하여 작동될 수 있으며, 이에 상기 상부 분획의 적어도 일부는 응축되고 상기 하부 분획의 적어도 일부는 증기화될 수 있다.
상기 응축된 상부 분획의 적어도 일부는 전술한 바와 같이 환류라인 4(14)를 통해 상기 환류드럼(34)으로 이송될 수 있다. 상기 환류드럼(34) 내에는 상기 탑정 배출라인(11)으로부터 이송된 기상의 상부 분획과 상기 환류라인 4(14)를 통해 이송된 액상의 상부 분획의 적어도 일부가 포함되어 있으며, 상기 환류드럼(34)을 통해 액상과 기상이 분리되어 액상의 상부 분획의 적어도 일부는 환류라인 5(18)를 통해 처리부로 재도입되고, 기상의 상부 분획은 상부 분획 회수라인(19)을 통해 배출되어 회수될 수 있다.
또한, 상기 증기화된 하부 분획의 적어도 일부는 환류라인 6(22)을 통해 처리부로 재도입될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리공정 시스템은 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑이 배치된 처리부를 통해 1-부텐을 2-부텐으로 이성질화 함으로써 1-부텐과 이소부텐을 용이하게 분리할 수 있을 뿐 아니라 별도의 환류 시스템(예컨대, 응축기 및 재비기)을 사용하지 않고도 효과적으로 각 분획을 처리부로 환류시킬 수 있어 공정 효율을 높임과 동시에 경제적 비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예는 상용 공정모사 프로그램 ASPEN PLUS를 이용하여 본 발명에 따른 분리방법을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션에 필요한 상수는 상기 프로그램상에 내장되어 있는 값, 문헌상에 기재된 값 및 기존 C4 분리 및 제조 공정에서 얻어진 값 등을 사용하였다.
실시예
이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑은 이론단수를 100단으로 설정하고 이성질화 반응 영역을 20단에서 40단 사이로 설정하였으며, 상부 압력을 4 kgf/cm2G으로 고정하고, 증류탑 상부는 39℃로 조절하였으며, 이성질화 반응 영역의 온도는 46℃~51℃가 되도록 조절하였다. 이성질화 반응 영역에 구비된 촉매의 선택도는 100%로 가정하였다. 반응물인 올레핀계 유분은 프로필렌 0.5 중량%, 이소부탄 25.0 중량%, 이소부텐 20.0 중량%, 1-부텐 15.0 중량%, 2-부텐 31.0 중량%, 노말부탄 8.0 중량% 및 노말펜탄 0.5 중량%을 포함하는 조성으로 설정하였으며 총 유량은 10,000 kg/hr로 설정하였다. 환류되는 상부 분획 및 하부 분획의 환류비율은 각각 96.37% 및 95.76%로 조절하였으며, 공정 수행 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, heat duty는 0 Gcal/hr이고 cooling duty는 -1.14 Gcal/hr이었다.
Figure PCTKR2016004459-appb-T000001
비교예
도 2에 나타낸 바와 같은 공정 시스템을 통하여 시뮬레이션을 실시하고, 이성질화 반응기 조건을 별도로 설정한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 조건을 설정하여 공정을 수행하였다. 이때, 상기 이성질화 반응기는 50℃의 온도 및 4.8 kgf/cm2G의 압력으로 설정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, heat duty는 10.06 Gcal/hr이고 cooling duty는 -10.01 Gcal/hr이었다.
Figure PCTKR2016004459-appb-T000002
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 실시예를 통한 분리공정의 경우에는 회수된 상부 분획 내 미반응된 1-부텐의 조성 비율이 0.3 중량%인 반면 비교예를 통한 분리공정의 경우에는 회수된 상부 분획 내 미반응된 1-부텐의 조성 비율이 3.74 중량%이었다. 또한, 상기 실시예에 따른 분리공정의 경우에는 회수된 하부 분획 내 이소부텐의 조성 비율이 0.16 중량%인 반면 비교예를 통한 분리공정의 경우에는 회수된 하부 분획 내 이소부텐의 조성 비율이 3.74 중량%이었다. 즉, 상기 실시예를 통한 분리공정을 통해 분리된 상부 분획 내 미반응된 1-부텐의 양은 비교예를 통한 분리공정과 비교하여 약 1/12의 수준으로 감소하였으며, 하부 분획 내 이소분텐의 양은 비교예를 통한 분리공정과 비교하여 약 1/13의 수준으로 감소하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 실시예를 통한 분리공정의 경우에는 상부 분획 및 하부 분획 각각을 환류시키기 위한 별도의 환류시스템(응축기 및 재비기)을 사용하지 않고 상부 분획과 하부 분획의 온도차이를 이용하여 상기 두 분획 간의 열교환을 통하여 상부 분획은 응축시켜 환류시키고, 하부 분획은 증기화 시켜 환류시킴으로써, 별도의 환류시스템을 사용한 비교예의 분리공정에 비하여 heat duty가 100% 절감되었으며, cooling duty가 약 88% 절감되었다.
상기 결과로 확인한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 실시예를 통한 분리공정의 경우에는 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑을 이용함으로써 1-부텐을 2-부텐으로 전환시킴과 동시에 분별증류를 수행함으로써 공정이 단순화된 공정으로 이소부텐과 1-부텐을 용이하게 분리할 수 있으며, 별도의 환류시스템을 사용하지 않음으로써 비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 상기 상부 분획 및 하부 분획의 조성비율을 통해 알 수 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 분리방법은 별도의 환류시스템을 사용하지 않고도 상부 분획과 하부 분획 각각을 용이하게 환류시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법 및 분리공정 시스템은 단순화된 공정으로 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐 및 2-부텐 등을 포함하는 올레핀계 유분으로부터 이소부텐과 1-부텐을 효과적으로 분리해 낼 수 있어 고순도의 노말부텐을 회수할 수 있으며, 동시에 응축기와 재비기의 별도의 사용 없이도 회수된 상부 분획과 하부 분획 각각을 환류시킬 수 있어 비용을 절감하면서 분리 효율을 더 높일 수 있다.
[부호의 설명]
10, F1: 공급라인
11, L2: 탑정 배출라인
20, L6: 탑저 배출라인
12: 환류라인 1
13: 환류라인 2
14, L3: 환류라인 4
18, L4: 환류라인 5
19, L5: 상부 분획 회수라인
21: 환류라인 3
22, L7: 환류라인 6
23, L8: 하부 분획 회수라인
L1: 반응 생성물 유분 이송라인
30, S1: 증류탑
31: 이성질화 반응 영역
33: 압축기
34, D1: 환류드럼
35, P1: 펌프
36: 열교환기
R1: 이성질화 반응기
C1: 응축기
B1: 재비기

Claims (29)

1) 올레핀계 유분을 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑에 도입시키는 단계;
2) 상기 증류탑의 탑정으로부터 이소부텐 및 이소부탄을 포함하는 상부 분획을 회수하고, 상기 증류탑의 탑저로부터 1-부텐 및 2-부텐을 포함하는 하부 분획을 회수하는 단계;
3) 상기 상부 분획의 적어도 일부를 압축하여 상기 하부 분획의 적어도 일부와 열교환시키는 단계; 및
4) 상기 열교환된 상부 분획의 적어도 일부와 하부 분획의 적어도 일부를 각각 증류탑 상부 및 하부로 재도입시키는 단계를 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 올레핀계 유분은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐 및 노말부탄을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 1)의 이성질화 반응 영역은 올레핀계 유분 내 1-부텐의 적어도 일부를 2-부텐으로 전환시키는 영역인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 1)의 이성질화 반응 영역은 이성질화 촉매가 구비되어 있는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 3에 있어서,
상기 이성질화 촉매는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 탄탈럼(Ta), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 레늄(Re) 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 열교환 전 상부 분획의 적어도 일부와 하부 분획의 적어도 일부는 5℃ 내지 200℃의 온도 차이를 갖는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 열교환 전 상부 분획의 적어도 일부는 0℃ 내지 400℃의 온도를 갖는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 열교환에 의하여 상기 상부 분획의 적어도 일부가 응축되는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 4)의 증류탑 상부로 재도입되는 상부 분획의 적어도 일부는 액상인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 재도입되는 상부 분획의 재도입비율은 상부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 50% 내지 99%인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 열교환 전 하부 분획의 적어도 일부는 5℃ 내지 200℃의 온도를 갖는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 열교환에 의하여 상기 하부 분획의 적어도 일부가 가열되어 증기화되는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 4)의 재도입되는 하부 분획의 적어도 일부는 증기상인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 재도입되는 하부 분획의 재도입비율은 하부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 50% 내지 99%인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 3)의 압축 전에 상기 상부 분획의 적어도 일부에 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 이성질화 반응은 0.001 kgf/cm2 내지 20 kgf/cm2의 압력 조건 하, 5℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행되는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 분리방법은 단계 1)의 증류탑에 수소를 도입하는 단계; 및
상기 회수된 상부 분획으로부터 수소를 분리하는 단계를 더 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 1)의 올레핀계 유분은 상기 유분 총 유량(kg/hr) 대비 60% 미만의 부타디엔을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 1)의 올레핀계 유분 내 1-부텐의 함량은 상기 유분 총 유량(kg/hr) 대비 1% 내지 70%인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 탑저로부터 회수된 하부 분획 내 1-부텐의 함량은 상기 하부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 0% 내지 5%인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 탑저로부터 회수된 하부 분획 내 이소부텐 및 이소부탄의 함량은 하부 분획 총 유량(kg/hr) 대비 0% 내지 5%인 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리방법.
올레핀계 유분을 포함하는 반응물을 공급하는 공급부;
상기 공급부와 연결되고, 적어도 하나의 이성질화 반응 영역이 구비된 증류탑이 배치된 처리부; 및
상기 처리부와 연결되고, 반응 생성물을 회수하는 회수부를 포함하고,
상기 처리부의 증류탑은 탑정 배출라인과 탑저 배출라인을 포함하며,
상기 회수부는 탑정 배출라인과 연결된 상부 분획 회수부와 탑저 배출라인과 연결된 하부 분획 회수부를 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 22에 있어서,
상기 올레핀계 유분은 이소부텐, 이소부탄, 1-부텐, 2-부텐, 노말부탄을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 22에 있어서,
상기 공급부는 처리부로 반응물을 이송시키는 공급라인을 포함하고,
상기 공급라인은 납사 분해공정에서 C4 잔사유가 회수되는 스트림과 연결된 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 22에 있어서,
상기 공급부는 처리부로 수소를 공급하는 수소공급라인을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 22에 있어서,
상기 이성질화 반응 영역은 증류탑 전체 높이의 상부 5% 내지 50% 지점에 구비되어 있는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 22에 있어서,
상기 상부 분획 회수부는 적어도 일부의 상부 분획을 처리부로 재도입시키는 제1 환류라인을 포함하고,
상기 하부 분획 회수부는 적어도 일부의 하부 분획을 처리부로 재도입시키는 제2 환류라인을 포함하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 회수하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 27에 있어서,
상기 제1 환류라인은 압축기, 열교환기, 환류드럼 및 처리부와 순차적으로 연결되고,
상기 제2 환류라인은 상기 열교환기 및 처리부와 순차적으로 연결되는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
청구항 27에 있어서,
상기 열교환기는 제1 환류라인을 통해 이송된 적어도 일부의 상부 분획과 제2 환류라인을 통해 이송된 적어도 일부의 하부 분획 간의 열교환을 수행하는 것인 올레핀계 유분으로부터 노말부텐을 분리하기 위한 분리공정 시스템.
PCT/KR2016/004459 2015-05-13 2016-04-28 이성질화 반응을 이용한 노말부텐의 분리방법 및 노말부텐을 분리하기 위한 공정시스템 Ceased WO2016182234A1 (ko)

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