WO2022019734A1 - 올리고머 제조장치 - Google Patents

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WO2022019734A1
WO2022019734A1 PCT/KR2021/095071 KR2021095071W WO2022019734A1 WO 2022019734 A1 WO2022019734 A1 WO 2022019734A1 KR 2021095071 W KR2021095071 W KR 2021095071W WO 2022019734 A1 WO2022019734 A1 WO 2022019734A1
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line
point
shut
discharge line
valve
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PCT/KR2021/095071
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송종훈
이정석
이홍민
황문섭
선민호
육경석
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주식회사 엘지화학
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    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00247—Fouling of the reactor or the process equipment

Definitions

  • the present invention relates to an oligomer production apparatus, and more particularly, to an oligomer production apparatus for preventing plugging in a line (pipe) from which a product is discharged during production of an oligomer.
  • Alpha-olefins are widely used commercially as important materials used as comonomers, detergents, lubricants, and plasticizers.
  • 1-hexene and 1-octene increase the density of polyethylene in the production of linear low-density polyethylene (LLDPE). It is widely used as a comonomer for control.
  • LLDPE linear low-density polyethylene
  • Alpha olefins such as 1-hexene and 1-octene are typically prepared through oligomerization of ethylene.
  • the ethylene oligomerization reaction is performed by an oligomerization reaction (trimerization reaction or tetramerization reaction) of ethylene in the presence of a catalyst using ethylene as a reactant, and the product produced through the reaction is the desired 1-hexene and
  • a problem in which a small amount of wax and polymer materials are generated during the catalytic reaction as well as a multi-component hydrocarbon mixture containing 1-octene, and these materials are attached to the line where the product is discharged, causing a plugging phenomenon in which the pipe is clogged there is
  • the problem to be solved in the present invention is to prevent the occurrence of plugging in the line in which the product is discharged from the reactor in order to solve the problems mentioned in the technology that is the background of the invention, and furthermore, when plugging occurs in the product discharge line
  • An object of the present invention is to provide an oligomer manufacturing apparatus that can further include a line for washing, and furthermore, can operate continuously without stopping the operation, thereby solving the problem of reduced production and reducing the cost of the washing process. do it with
  • the present invention is a reactor in which a monomer stream and a solvent stream are supplied to perform an oligomerization reaction; a product discharge line provided on the lower side of the reactor; a washing solution supply line connected to a first point of the product discharge line; and a washing solution discharge line extending from a second point of the product discharge line, wherein the product discharge line includes a branch point branching into two or more lines and a confluence point at which each branched line joins, the product
  • the discharge line provides an oligomer manufacturing apparatus that is equipped with a pressure control device in each of the two or more branched lines.
  • the oligomer manufacturing apparatus of the present invention in the product discharge line, branched into two or more lines, and a pressure control device is provided in each branched line to prevent precipitation of a polymer material from the product discharge stream, and the branching By alternately using each line, the operation cycle can be extended.
  • the present invention provides a washing solution supply line and a washing solution discharge line for supplying and discharging the washing solution to each of the branched lines, so that the polymer material fouled in the pressure regulating device provided in each of the branched lines can be easily removed can be washed
  • the present invention provides a line for washing each branched line while continuously operating the reactor without stopping the operation, thereby solving the problem of reduced production and reducing the cost of the washing process.
  • FIG. 1 is a process flow diagram of an oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a process flow diagram of an oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a process flow diagram for washing an oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a process flow diagram of an oligomer manufacturing apparatus for simultaneously performing manufacturing of an oligomer and washing of a pressure control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a process flow diagram of an oligomer manufacturing apparatus for simultaneously performing manufacturing of an oligomer and washing of a pressure control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a process flow diagram of an oligomer manufacturing apparatus according to a comparative example.
  • the term 'stream' may mean a flow of a fluid in a process, and may also mean a fluid itself flowing in a moving line (pipe). Specifically, the 'stream' may mean both the fluid itself and the flow of the fluid flowing within a pipe connecting each device.
  • the fluid may include any one or more of a gas (gas), a liquid (liquid), and a solid (solid).
  • an oligomer manufacturing apparatus As the oligomer production apparatus, a reactor 100 to which a monomer stream and a solvent stream are supplied to perform an oligomerization reaction; a product discharge line 200 provided on the lower side of the reactor; a washing solution supply line 400 connected to a first point 410 of the product discharge line 200; and a washing solution discharge line 500 extending from the second point 510 of the product discharge line 200, wherein the product discharge line 200 includes a branch point 210 that branches into two or more lines and the branch It provides an oligomer manufacturing apparatus that includes a confluence point 220 where each of the lines is joined, and the product discharge line is provided with a pressure control device 300 in each of the two or more branched lines.
  • the reactor 100 may be for preparing an oligomer by oligomerizing a monomer in the presence of a catalyst and a solvent.
  • the reactor 100 may be a reactor 100 suitable for a continuous process.
  • the reactor 100 may include one or more reactors selected from the group consisting of a continuous stirred-tank reactor, a plug flow reactor, and a bubble column reactor. may include This makes it possible to continuously produce oligomeric products.
  • the monomer may include ethylene.
  • a monomer stream comprising ethylene monomer may be fed to reactor 100 to undergo an oligomerization reaction to produce the desired alpha olefin product.
  • the oligomerization reaction is performed in the lower to middle region of the reactor 100, and the oligomerization reaction of the monomer may be performed in a liquid state dissolved in a solvent in the presence of a catalyst and a cocatalyst.
  • the oligomerization reaction may refer to a reaction in which a monomer is polymerized. Depending on the number of monomers to be polymerized, trimerization and tetramerization are called, and these are collectively called multimerization.
  • the alpha olefin is widely used commercially as an important material used as a comonomer, detergent, lubricant, plasticizer, etc.
  • 1-hexene and 1-octene are used to control the density of polyethylene in the production of linear low-density polyethylene (LLDPE). It is widely used as a comonomer.
  • the alpha olefins such as 1-hexene and 1-octene may be prepared through, for example, a trimerization reaction or a tetramerization reaction of ethylene.
  • the oligomerization reaction of the monomer is a homogeneous liquid phase reaction in the presence or absence of a solvent by applying a conventional contact technique with the reaction system, in which the catalyst is partially or not completely dissolved. It can be carried out as a slurry reaction, a two-phase liquid/liquid reaction, or a bulk phase reaction or gas phase reaction in which the product acts as the main medium.
  • the catalyst may include a transition metal source.
  • the transition metal source may be, for example, chromium(III) acetylacetonate, chromium(III) chloride tetrahydrofuran, chromium(III) 2-ethylhexanoate, chromium(III) tris(2,2,6,6).
  • chromium (III) benzoylacetonate chromium (III) hexafluoro-2,4-pentaindionate
  • chromium (III) acetate hydroxide chromium (III) It may be a compound including at least one selected from the group consisting of acetate, chromium(III) butyrate, chromium(III) pentanoate, chromium(III) laurate, and chromium(III) stearate.
  • the promoter is, for example, trimethyl aluminum (trimethyl aluminum), triethyl aluminum (triethyl aluminum), triisopropyl aluminum (triisopropyl aluminum), triisobutyl aluminum (triisobutyl aluminum), ethyl aluminum sesquichloride (ethylaluminum sesquichloride) , at least one selected from the group consisting of diethylaluminum chloride, ethyl aluminum dichloride, methylaluminoxane, modified methylaluminoxane and borate may include
  • a branch point 210 that branches into two or more lines in the product discharge line 200 from which the product is discharged from the reactor 100 and a junction point 220 at which each branched line joins and by providing a pressure control device 300 in each branched line to prevent precipitation of the polymer in the product discharge stream, it is possible to prevent the plugging of the product discharge line 200, and the branched By alternately using each line, the operating cycle can be extended.
  • washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 it is possible to easily wash fouling at the inlet of the pressure control device 300 formed in each of the branched lines, and further, the reactor It is possible to wash the pipe and the pressure control device 300 formed in each of the branched lines without stopping the operation of ( 100 ).
  • the monomer stream and the solvent stream may be supplied to perform an oligomerization reaction.
  • the monomer stream may be supplied to the reactor 100 through a monomer stream supply line provided under the reactor 100 . At this time, the monomer may be supplied to the reactor 100 in a gaseous state. Specifically, a monomer stream including a vapor phase monomer may be supplied to the reactor 100 , and the vapor phase monomer may be dissolved in a solvent supplied to the reactor 100 and the oligomerization reaction may proceed in a liquid phase.
  • the monomer stream may be supplied from a Naphtha Cracking Center (NCC).
  • the naphtha pyrolysis process includes the steps of performing pyrolysis in each pyrolysis furnace by introducing naphtha, C2 and C3 hydrocarbon compounds and propane as feedstocks, respectively; cooling the pyrolysis gas that is pyrolyzed in each pyrolysis furnace and contains hydrogen, C1, C2 and C3 or more hydrocarbon compounds; compressing the cooled pyrolysis gas; and purifying the pyrolysis compressed stream comprising hydrogen, C1, C2 and C3 or more hydrocarbon compounds.
  • the monomer stream may be a stream comprising ethylene (C2) separated from naphtha pyrolysis.
  • the solvent stream may be supplied to the reactor 100 through a solvent stream supply line provided on the lower side of the reactor 100 .
  • the solvent is n-pentane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, octane, cyclooctane, decane, dodecane, benzene, xylene, 1,3,5-trimethylbenzene, toluene, ethylbenzene , may include at least one selected from the group consisting of chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene.
  • the solvent may be used as a mixture of two types. Through this, the gas phase ethylene monomer can be liquefied at a higher temperature, and the dissolution rate at which the gas phase ethylene monomer is dissolved in the solvent can be improved.
  • the reactor 100 may further include an unreacted monomer discharge line for discharging a stream containing unreacted monomers that are not dissolved in the solvent and do not participate in the oligomerization reaction.
  • the stream comprising the unreacted monomer may be in a gaseous state.
  • the unreacted monomer can be reused in the oligomerization reaction by later separating and recovering the unreacted monomer from the stream containing the unreacted monomer in the gas phase discharged through the unreacted monomer discharge line and re-supplying it to the reactor 100 .
  • the oligomerization reaction performed by supplying the monomer stream and the solvent stream supplied to the reactor 100 may be performed at a temperature of 10 °C to 180 °C, 30 °C to 150 °C, or 50 °C to 120 °C .
  • the oligomerization reaction may be performed under a pressure of 10 bar to 70 bar.
  • the oligomerization reaction may be performed under a pressure of 10 bar to 70 bar, 20 bar to 65 bar, or 30 bar to 60 bar.
  • the liquid stream including the oligomer product through the oligomerization reaction is provided at a lower side of the reactor 100, for example, in a direction opposite to the lower side of the reactor 100 where the solvent supply line is formed. It can be discharged through (200).
  • the product discharge line 200 may be formed at the same height as the solvent supply line.
  • the product discharge line 200 may be connected to a subsequent process such as a separate storage tank or a purification unit, and the product discharge stream discharged from the reactor 100 may be transferred to a subsequent process.
  • a water level control valve may be formed in an area adjacent to the reactor 100 .
  • the pressure of the high-pressure product discharge stream discharged to the product discharge line 200 is reduced while passing through the water level control valve. can occur
  • a pressure control device 300 to maintain the pressure of the product discharge stream to be similar to the operating pressure of the reactor 100, the above problem is solved.
  • the product discharge line 200 may include a branch point 210 branching into two or more lines and a junction point 220 at which each branched line joins. Specifically, the product discharge line 200 may be branched into two or more lines after the branch point 210 , and each branched line may be joined as one line at the joining point 220 . For example, the product discharge line 200 may be divided into n lines after the branch point 210 . In this case, n may be 2 to 5, 2 to 3, or 2.
  • the product discharge line 200 may be branched into two lines, that is, a first line L1 and a second line L2, after the branch point 210, and the branched first The line L1 and the second line L2 may be joined as one line at the junction 220 .
  • the branch point 210 may be formed in an area adjacent to the reactor 100 compared to the merging point 220 .
  • a pressure regulating device 300 may be provided in each of the two or more lines branched between the branch point 210 and the merging point.
  • the pressure control device 300 may include, for example, a back pressure regulator (BPR) and a pressure control valve.
  • BPR back pressure regulator
  • the pressure control device 300 may be to control the pressure of the stream supplied to the pressure control device 300 or to control the pressure of the stream discharged from the pressure control device 300 .
  • the pressure control device 300 adjusts the pressure of the stream supplied to the pressure control device 300 , and a counter pressure regulator may be used.
  • the pressure control device 300 may be installed in an area adjacent to the subsequent process.
  • the pressure control device 300 may maintain the pressure of the product discharge stream discharged from the reactor 100 at a level similar to the operating pressure of the reactor 100 .
  • the pressure passing through the pressure control device 300 may be maintained to have a difference between the operating pressure of the reactor 100 and the operating pressure of 0 bar to 10 bar, 0 bar to 5 bar, or 1 bar to 3 bar.
  • the pressure decreases when passing the water level control valve of the high-pressure product discharge stream, so that the gas phase and the liquid phase are separated It is possible to prevent precipitation of a high-adhesive polymer material.
  • the remaining lines may be blocked.
  • the product discharge line 200 when any one of the two or more branched lines is opened, the remaining lines may be blocked.
  • the product discharge line 200 is branched into a first line and a second line at a branch point 210 , and the branched lines are joined at the joining point 220 , the first line When this line is open, the second line may be blocked, and when the first line is blocked, the second line may be opened.
  • an operation stop period for cleaning fouling of the pressure control device 300 may be extended.
  • the fouling of the pressure regulating device 300 provided in each of the plurality of lines formed between the branch point 210 and the merging point 220 is prevented.
  • a washing pipe for washing may be provided.
  • a washing solution supply line 400 and a washing solution discharging line 500 for supplying the washing solution to the product discharging line 200 may be provided.
  • any one or more of the two or more branched lines is washed using the washing solution supplied to the washing solution supply line, and the washing solution discharging line is formed. It is possible to wash the fouling of the pipe and the pressure control device 300 by discharging through it.
  • the washing solution supply line 400 is provided to be connected to a first point 410 of the product discharge line 200
  • the washing solution discharge line 500 is a second point of the product discharge line 200 . It may be provided to extend from the 510 .
  • the first point 410 may be formed in an area adjacent to the reactor 100 rather than the branch point 210 .
  • the pressure control device 300 by supplying the washing solution to an area adjacent to the reactor 100 rather than the branch point 210. ), since it is possible to supply the cleaning solution in the direction from the inlet to the outlet, it can be easy to clean the fouling of the inlet of the pressure control device 300 together with the pipe.
  • the second point 510 may be formed in a region farther from the reactor 100 than the merging point 220 . Through this, it is possible to easily discharge the cleaning solution that has washed the pipe and the pressure control device 300 between the first point 410 and the second point 510 .
  • the formation positions of the first point 410 , the second point 510 and the valve may be controlled.
  • the product discharge line 200 includes a first shut-off valve BV1 formed in an area adjacent to the reactor 100 than the first point 410 and a second shut-off valve BV1 formed in an area farther from the reactor than the second point 510 .
  • a shut-off valve BV2 is included, the cleaning solution supply line 400 includes a third shut-off valve BV3 formed in an arbitrary area, and the washing liquid discharge line 500 is a fourth shut-off valve formed in an arbitrary area (BV5) may be included, and by controlling the valves, the product discharge line 200 may be washed.
  • the first shut-off valve BV1 and the second shut-off valve BV2 are opened to discharge the product discharge stream from the reactor 100 ( thick solid line) is transferred through the product discharge line 200 , and the third shut-off valve BV3 and the fourth shut-off valve BV4 are blocked, from the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 . It is possible to prevent the washing liquid (dotted line) from flowing in or the product discharge stream from flowing out into the washing liquid supply line 400 and the washing liquid discharge line 500 .
  • the product discharge line 200 may further include a shut-off valve on both sides of the pressure regulating device 300 provided in each branched line.
  • the shut-off valves provided on both sides of the pressure regulating device 300 may be equally opened or blocked for each line.
  • the pressure of the branched first line L1 of the product discharge line 200 in order to transfer the product through the product discharge line 200 during the operation of the reactor 100 , as shown in FIG. 1 , the pressure of the branched first line L1 of the product discharge line 200 .
  • the second line (L2) line, the first line L1 can be selected to convey the product effluent stream (bold solid line).
  • the shut-off valves provided on both sides of the pressure regulating device 300 of the branched second line L2 of the product discharge line 200 are opened, and the remaining lines, that is, the first line ( By blocking the shutoff valves provided on both sides of the pressure control device 300 of the line L1), the second line L2 may be selected to transport the product discharge stream (bold solid line).
  • the first shut-off valve BV1 and the second shut-off valve BV2 are shut off from the reactor 100 .
  • the first shutoff valve (BV1) by blocking the transfer of the discharged product discharge stream (bold solid line) and supplying a washing liquid (dotted line) by opening the third shutoff valve (BV3) and the fourth shutoff valve (BV4)
  • the pipe and the pressure control device 300 of the product discharge line 200 between the second shutoff valve BV2 may be washed.
  • the product discharge stream of the reactor 100 is cut off, and the pressure control device 300 of both the first line L1 and the second line L2 of the product discharge line 200 .
  • each of the first point 410 and the second point 510 is formed in each of two or more branched lines.
  • each of the first point 410 and the second point 510 is formed in each of two or more branched lines, so that two or more lines branched between the branching point 210 and the merging point 220 . may be individually washed. More specifically, when passing the product effluent stream through any one of the two or more branched lines, the remaining lines may be washed.
  • the first point 410 may be formed in a region between the branch point 210 and a point where the pressure control device 300 is provided. Specifically, the first point 410 to which the washing liquid is supplied is formed in a region between the branch point 210 and the point at which the pressure control device 300 is provided, so that in the direction from the inlet to the outlet of the pressure control device 300 . Since it is possible to supply the cleaning solution, it may be easy to clean the pipe and the inlet of the pressure control device 300 for fouling.
  • the second point 510 may be formed in a region between the point at which the pressure control device 300 is provided and the point of confluence 220 .
  • the formation positions of the first point 410 , the second point 510 and the valve may be controlled.
  • an n-1 th shut-off valve formed on both sides of the pressure regulating device 300 as a center may be included.
  • the n-1 th shut-off valve may be installed, for example, at the front end and at the rear end with respect to the pressure control device 300 , and in this case, the front end is the reactor 100 centered on the pressure control device 300 . It means an area adjacent to , and the rear end may mean an area far from the reactor 100 .
  • a first point 410 and a second point 510 may be formed between each of the n-1 th shut-off valves and the pressure control device 300 , respectively.
  • a first point 410 may be formed between the pressure regulating device 300 and the n-1 th shut-off valve installed at the front end of the pressure regulating device 300
  • the pressure regulating device 300 and the A second point 510 may be formed between the n-1 th shut-off valve installed at the rear end of the pressure regulating device 300 .
  • it may include an n-2 th shut-off valve formed in an arbitrary area of the cleaning solution supply line 400 and the cleaning solution discharge line 500 connected to the first and second points 410 and 510, respectively. And, by controlling the valves, the product discharge line 200 can be washed.
  • n modes can be possible, so that the reactor 100 can be continuously operated without stopping.
  • the n-2 th shut-off valve formed in an arbitrary area of each of the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 connected to the first point 410 and the second point 510 may be blocked.
  • the n-1 th shut-off valve of the remaining lines is blocked, and the cleaning solution supply line 400 is connected to the first point 410 and the second point 510 of the line in which the n-1 th shut-off valve is blocked. and an n-2 th shut-off valve formed in an arbitrary area of the washing solution discharge line 500 may be opened.
  • the n-th line may mean any one of 2 to 5, 2 to 3, or a line branched into two lines.
  • the reactor 100 is operated in the first mode Alternatively, it may be alternately operated in the second mode.
  • the 1-1 shut-off valves BV1-1 respectively formed on both sides of the pressure control device 300 provided in the first line L1 are opened, and the reactor
  • the product discharge stream (bold solid line) discharged from (100) may be conveyed using a first line (L1).
  • the first 1- formed in an arbitrary area of each of the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 connected to the first point 410 and the second point 510 of the first line L1.
  • the shut-off valve (BV1-2) is blocked so that the washing solution flows from the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 into the first line L1, or the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line ( 500), it is possible to prevent the product discharge stream of the first line (L1) from flowing out.
  • the remaining lines that is, the 2-1 shutoff valves BV2-1 formed on both sides of the pressure control device 300 provided in the second line L2, respectively, are blocked, and the product discharged from the reactor 100 It is possible to block the discharge stream from being sent to the second line (L2).
  • the second 2-2 formed in an arbitrary area of each of the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 connected to the first point 410 and the second point 510 of the second line L2.
  • the shut-off valve BV2 - 2 is opened to selectively wash the second line L2 while circulating a washing liquid (dotted line) in the second line L2 .
  • the 2-1 shut-off valve BV2-1 formed on both sides of the pressure regulating device 300 provided in the second line L2 is opened.
  • the product discharge stream (bold solid line) discharged from the reactor 100 may be transferred using the second line L2.
  • the shut-off valve (BV2-12) is blocked so that the washing solution flows into the second line (L2) from the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500, or the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 ), it is possible to prevent the product discharge stream of the second line L2 from flowing out.At the same time, the remaining lines, that is, the first The -1 shutoff valve BV1-1 may be shut off to block the product discharge stream discharged from the reactor 100 from being transferred to the first line L1.
  • first and second shutoff valves BV1-2 formed in an arbitrary area of each of the cleaning solution supply line 400 and the cleaning solution discharge line 500 connected to the point 410 and the second point 510 are opened to open the first The first line L1 may be selectively washed while circulating the washing solution (dotted line) in the first line L1.
  • the first mode and the second mode may be alternately operated with a period of 0.1 to 12 hours.
  • the first mode and the second mode may be alternately operated with a cycle of 0.1 hours to 12 hours, 0.5 hours to 6 hours, or 1 hour to 4 hours.
  • the reactor 100 when the reactor 100 is operated in the first mode, the product discharge stream is transferred through the first line (L1), and the second line (L2) is washed, and at this time, about 12 to 72 hours During operation, a polymer material may accumulate at the inlet of the pressure control device 300 of the first line L1. In this case, the first line L1 is washed by switching to the second mode, and the second line By passing the product effluent stream through (L2), the reactor 100 can be operated continuously without shutdown.
  • a cooling pipe (not shown) for controlling the oligomerization reaction temperature inside the reactor 100 may be further included. Cooling water may be supplied to the cooling pipe (not shown). Through this, it is possible to remove some heat generated in the reaction so that the oligomerization reaction of the reactant in the reactor 100 can be performed at a constant temperature, and entrained with the unreacted monomer to include the unreacted monomer. It is possible to reduce the amount of liquid low-boiling olefins and solvents withdrawn with the stream.
  • the oligomer manufacturing apparatus may further include additional devices necessary for manufacturing the oligomer, such as a valve, a condenser, a reboiler, a pump, a separator, a compressor, and a mixer, if necessary.
  • additional devices necessary for manufacturing the oligomer such as a valve, a condenser, a reboiler, a pump, a separator, a compressor, and a mixer, if necessary.
  • the oligomer manufacturing apparatus was operated.
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • shut-off valves provided on both sides of the pressure regulating device 300 of the branched first line L1 of the product discharge line 200 are opened, and the pressure regulating device 300 of the second line (L2) line is opened. ), the first line (L1) was selected to convey the product discharge stream (bold solid line) by shutting off the shut-off valves respectively provided on both sides of it.
  • the oligomer manufacturing apparatus was operated.
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • shutoff valves provided on both sides of the pressure regulating device 300 of the branched second line L2 of the product discharge line 200 are opened, and the pressure regulating device 300 of the first line (L1) line is opened. ), the second line (L2) was selected to convey the product discharge stream (bold solid line) by shutting off the shutoff valves respectively provided on both sides of it.
  • the oligomer manufacturing apparatus was washed.
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • the first shutoff valve (BV1) and the second shutoff valve (BV2) are closed to block the transfer of the product discharge stream (bold solid line) discharged from the reactor 100, and the third shutoff valve (BV3) and a pipe and pressure control device ( 300) was washed.
  • the shut-off valves provided on both sides of the pressure control device 300 of both the first line (L1) and the second line (L2) of the product discharge line 200, all lines were washed at once. .
  • the oligomer manufacturing apparatus was operated in the first mode.
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • the 1-1 shut-off valves BV1-1 formed on both sides of the pressure control device 300 provided in the first line L1 are opened, respectively, and the reactor 100 is The product discharge stream (bold solid line) discharged from the was transferred using the first line (L1).
  • the shut-off valve (BV1-2) is blocked so that the washing solution flows from the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 into the first line L1, or the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line ( 500) to prevent the outflow of the product outlet stream of the first line (L1).
  • the 2-1 shut-off valves BV2-1 respectively formed on both sides of the pressure control device 300 provided in the second line L2 are blocked, so that the product discharge stream discharged from the reactor 100 is first
  • the transfer to line 2 (L2) was blocked.
  • the second 2-2 formed in an arbitrary area of each of the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 connected to the first point 410 and the second point 510 of the second line L2.
  • the shut-off valve BV2-2 was opened to selectively wash the second line L2 while circulating the washing liquid (dotted line) in the second line L2.
  • the oligomer manufacturing apparatus was operated in the second mode.
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • the 2-1 shut-off valves BV2-1 formed on both sides of the pressure regulating device 300 provided in the second line L2 are opened, respectively, to open the reactor 100 .
  • the product discharge stream (bold solid line) discharged from the was transferred using the second line (L2).
  • the shut-off valve (BV2-12) is blocked so that the washing solution flows into the second line (L2) from the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500, or the washing solution supply line 400 and the washing solution discharge line 500 ) to prevent the product discharge stream of the second line L2 from flowing out.
  • the first line (L1) was selectively washed while circulating (dotted line).
  • an alpha olefin was prepared by supplying a gaseous ethylene monomer stream to the lower portion of the reactor 100 and supplying a solvent stream to the lower side to oligomerize the ethylene monomer.
  • a high-pressure product discharge stream is discharged through the product discharge line 200, the pressure is lowered as the product discharge stream passes through the water level control valve, and the pressure drops while being transferred to a subsequent process operated at a lower pressure than the reactor. Due to this, there is a problem in that the gas phase and the liquid phase are separated, and at this time, there is a problem that fouling occurs in the pipe as a polymer material having adhesiveness is precipitated.

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Abstract

본 발명은 올리고머 제조장치에 관한 것으로, 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 올리고머화 반응을 실시하는 반응기; 상기 반응기 하부 측면에 구비된 생성물 배출라인; 상기 생성물 배출라인의 제1 지점으로 연결되는 세척액 공급라인; 및 상기 생성물 배출라인의 제2 지점으로부터 연장되는 세척액 배출라인을 포함하고, 상기 생성물 배출라인은 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점을 포함하며, 상기 생성물 배출라인은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치가 구비되어 있는 것인 올리고머 제조장치.

Description

올리고머 제조장치
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2020년 07월 24일자 한국특허출원 제10-2020-0092456호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 올리고머 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 올리고머 제조 시, 생성물이 배출되는 라인(배관)에 플러깅 현상을 방지하기 위한 올리고머 제조장치에 관한 것이다.
알파 올레핀(alpha-olefin)은 공단량체, 세정제, 윤활제, 가소제 등에 쓰이는 중요한 물질로 상업적으로 널리 사용되며, 특히 1-헥센과 1-옥텐은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 제조 시, 폴리에틸렌의 밀도를 조절하기 위한 공단량체로 많이 사용되고 있다.
상기 1-헥센 및 1-옥텐과 같은 알파 올레핀은 대표적으로 에틸렌의 올리고머화 반응을 통해 제조되고 있다. 상기 에틸렌 올리고머화 반응은 에틸렌을 반응물로 사용하여 촉매의 존재 하에 에틸렌의 올리고머화 반응(삼량체화 반응 또는 사량체화 반응)에 의하여 수행되는 것으로, 상기 반응을 통해 생성된 생성물은 목적하는 1-헥센 및 1-옥텐을 포함하는 다성분 탄화수소 혼합물뿐 아니라 촉매 반응 중 왁스(wax) 및 고분자 물질이 소량 생성되며, 이러한 물질이 생성물이 배출되는 라인에 부착되어 배관이 막히는 플러깅(plugging) 현상이 발생하는 문제가 있다.
상기 반응기의 생성물 배출라인에 플러깅이 발생하는 경우 이를 세척하기 위해 반응기의 운전을 중단(shut down)해야 하기 때문에 운전 시간 감소에 따른 생산량 감소뿐만 아니라 세척 과정에서 소요되는 비용이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 반응기에서 생성물이 배출되는 라인 내 플러깅이 발생하는 것을 방지하고, 나아가 상기 생성물 배출라인 내 플러깅 발생 시 세척을 위한 라인을 더 구비하고, 더욱 나아가, 운전을 정지하지 않고, 연속적으로 운전할 수 있어, 생산량 감소 문제를 해결하고, 세척 과정에서 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 올리고머 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 올리고머화 반응을 실시하는 반응기; 상기 반응기 하부 측면에 구비된 생성물 배출라인; 상기 생성물 배출라인의 제1 지점으로 연결되는 세척액 공급라인; 및 상기 생성물 배출라인의 제2 지점으로부터 연장되는 세척액 배출라인을 포함하고, 상기 생성물 배출라인은 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점을 포함하며, 상기 생성물 배출라인은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치가 구비되어 있는 것인 올리고머 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 올리고머 제조장치에 따르면, 생성물 배출라인에 있어서, 둘 이상의 라인으로 분기시키고, 상기 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치를 구비하여 생성물 배출 스트림으로부터 고분자 물질이 석출되는 것을 방지하고, 상기 분기된 각각의 라인을 교대로 사용함으로써, 운전 주기를 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 분기된 각각의 라인으로 세척액을 공급하고 배출시키기 위한 세척액 공급라인 및 세척액 배출라인을 두어, 상기 분기된 각각의 라인에 구비된 압력 조절 장치에 파울링된 고분자 물질을 용이하게 세척할 수 있다.
또한, 본 발명은 반응기의 운전을 정지하지 않고 연속 운전 하면서, 상기 분기된 각각의 라인을 세척하기 위한 라인을 제공함으로써, 생산량 감소 문제를 해결하고, 세척 과정에서 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 제조장치의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 제조장치의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 제조장치를 세척하기 위한 공정 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머의 제조 및 압력 조절 장치의 세척을 동시에 수행하는 올리고머 제조장치의 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머의 제조 및 압력 조절 장치의 세척을 동시에 수행하는 올리고머 제조장치의 공정 흐름도이다.
도 6은 비교예에 따른 올리고머 제조장치의 공정 흐름도이다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 이동 라인(배관) 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 '스트림'은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas), 액체(liquid) 및 고체(solid) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 하기 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 올리고머 제조장치가 제공된다. 상기 올리고머 제조장치로서, 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 올리고머화 반응을 실시하는 반응기(100); 상기 반응기 하부 측면에 구비된 생성물 배출라인(200); 상기 생성물 배출라인(200)의 제1 지점(410)으로 연결되는 세척액 공급라인(400); 및 상기 생성물 배출라인(200)의 제2 지점(510)으로부터 연장되는 세척액 배출라인(500)을 포함하고, 상기 생성물 배출라인(200)은 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점(210) 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점(220)을 포함하며, 상기 생성물 배출라인은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치(300)가 구비되어 있는 것인 올리고머 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응기(100)는 촉매 및 용매의 존재 하에서 단량체를 올리고머화 반응시켜 올리고머를 제조하기 위한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응기(100)는 연속 공정에 적합한 반응기(100)일 수 있다. 예를 들어, 상기 반응기(100)는 연속흐름 완전혼합　반응기(continuous stirred-tank reactor), 관 흐름 반응기(plug flow reactor) 및 기포탑　반응기(bubble column　reactor)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응기를 포함할 수 있다. 이로 인해 연속적으로 올리고머 생성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단량체는 에틸렌을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에틸렌 단량체를 포함하는 단량체 스트림이 반응기(100)로 공급되어 올리고머화 반응을 걸쳐 목적하는 알파 올레핀 생성물을 제조할 수 있다. 이 때, 상기 올리고머화 반응은 반응기(100)의 하부 내지 중부 영역에서 수행되며, 촉매 및 조촉매의 존재 하에 용매에 용해된 액체 상태로 단량체의 올리고머화 반응이 수행될 수 있다. 상기 올리고머화 반응은, 단량체가 소중합되는 반응을 의미할 수 있다. 중합되는 단량체의 개수에 따라 삼량화(trimerization), 사량화(tetramerization)라고 불리며, 이를 총칭하여 다량화(multimerization)라고 한다.
상기 알파 올레핀은 공단량체, 세정제, 윤활제, 가소제 등에 쓰이는 중요한 물질로 상업 적으로 널리 사용되며, 특히 1-헥센과 1-옥텐은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 제조 시, 폴리에틸렌의 밀도를 조절하기 위한 공단량체로 많이 사용된다. 상기 1-헥센 및 1-옥텐과 같은 알파 올레핀은 예를 들어, 에틸렌의 삼량체화 반응 또는 사량체화 반응을 통해 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단량체의 올리고머화 반응은, 상기 반응 시스템과 통상의 접촉 기술을 응용하여 용매의 존재 또는 부재 하에서 균질 액상 반응, 촉매가 일부 용해되지 않거나 전부 용해되지 않는 형태인 슬러리 반응, 2상 액체/액체 반응, 또는 생성물이 주 매질로 작용하는 벌크상 반응 또는 가스상 반응으로 수행될 수 있다.
상기 촉매는 전이금속 공급원을 포함할 수 있다. 상기 전이금속 공급원은 예를 들어, 크로뮴(III) 아세틸아세토네이트, 크로뮴(III) 클로라이드 테트라하이드로퓨란, 크로뮴(III) 2-에틸헥사노에이트, 크로뮴(III) 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인디오네이트), 크로뮴(III) 벤조일아세토네이트, 크로뮴(III) 헥사플루오로-2,4-펜테인디오네이트, 크로뮴(III) 아세테이트하이드록사이드, 크로뮴(III) 아세테이트, 크로뮴(III) 부티레이트, 크로뮴(III) 펜타노에이트, 크로뮴(III) 라우레이트 및 크로뮴(III) 스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 화합물일 수 있다.
상기 조촉매는 예를 들어, 트리메틸 알루미늄(trimethyl aluminium), 트리에틸 알루미늄(triethyl aluminium), 트리이소프로필 알루미늄(triisopropyl aluminium), 트리이소부틸 알루미늄(triisobutyl aluminum), 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드(ethylaluminum sesquichloride), 디에틸알루미늄 클로라이드(diethylaluminum chloride), 에틸 알루미늄 디클로라이드(ethyl aluminium dichloride), 메틸알루미녹산(methylaluminoxane), 개질된 메틸알루미녹산(modified methylaluminoxane) 및 보레이트(Borate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이와 같이, 촉매 및 용매의 존재 하에 단량체를 올리고머화시키는 과정에서는 올리고머 생성물 외에 왁스, 고분자 등의 부산물이 생성된다. 이러한 부산물이 올리고머 생성물과 함께 배관을 통해 배출되는 경우, 상기 고분자의 점착성으로 인해 배관 내벽 및 밸브 내부에 부착되어 배관 및 밸브를 막히게 하는 문제가 있다.
이에 대해, 본 발명에서는, 상기 반응기(100)에서 생성물이 배출되는 생성물 배출라인(200)에 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점(210) 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점(220)을 형성하고, 상기 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치(300)를 구비함으로써, 생성물 배출 스트림 내 폴리머의 석출을 방지함으로써, 생성물 배출라인(200)의 플러깅 현상을 방지할 수 있으며, 상기 분기된 각각의 라인을 교대로 사용함으로써, 운전 주기를 연장시킬 수 있다. 이와 더불어, 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)을 구비함으로써, 상기 분기된 각각의 라인에 형성된 압력 조절 장치(300)의 입구에 파울링을 용이하게 세척할 수 있고, 나아가, 반응기(100)의 운전 정지 없이, 상기 분기된 각각의 라인에 형성된 배관 및 압력 조절 장치(300)를 세척할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응기(100)에서는 상기 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 올리고머화 반응을 실시할 수 있다.
상기 단량체 스트림은 반응기(100) 하부에 구비된 단량체 스트림 공급라인을 통해 반응기(100)로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 단량체는 기체 상태로 반응기(100)에 공급될 수 있다. 구체적으로, 기상의 단량체를 포함하는 단량체 스트림은 반응기(100)로 공급될 수 있으며, 상기 기상의 단량체는 반응기(100)로 공급되는 용매에 용해되어 액상으로 올리고머화 반응이 진행될 수 있다.
상기 단량체 스트림은 나프타 열분해 공정(Naphtha Cracking Center, NCC)에서 공급되는 것일 수 있다. 상기 나프타 열분해 공정은, 나프타, C2 및 C3 탄화수소 화합물 및 프로판 등을 각각 공급 원료로 투입하여, 각각의 열분해로에서 열분해를 실시하는 단계; 각각의 열분해로에서 열분해되어 수소, C1, C2 및 C3 이상의 탄화수소 화합물을 포함하는 열분해 가스를 냉각하는 단계; 냉각된 열분해 가스를 압축하는 단계; 및 수소, C1, C2 및 C3 이상의 탄화수소 화합물을 포함하는 열분해 압축 스트림을 정제하는 단계를 포함하여 실시될 수 있다. 이 때, 상기 단량체 스트림은 나프타 열분해로부터 분리되는 에틸렌(C2)을 포함하는 스트림일 수 있다.
상기 용매 스트림은 반응기(100) 하부 측면에 구비된 용매 스트림 공급라인을 통해 반응기(100)로 공급될 수 있다. 상기 용매는 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 옥탄, 시클로옥탄, 데칸, 도데칸, 벤젠, 자일렌, 1,3,5-트리메틸벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 및 트리클로로벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 용매는 경우에 따라서 2종을 혼합하여 사용할 수 있다. 이를 통해 보다 높은 온도로 기상의 에틸렌 단량체를 액화시킬 수 있으며, 기상의 에틸렌 단량체가 용매에 용해되는 용해율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용매에 용해되지 않아 올리고머화 반응에 참여하지 못한 미반응 단량체를 포함하는 스트림을 배출시키기 위한 미반응 단량체 배출라인을 반응기(100) 상부에 더 포함할 수 있다. 상기 미반응 단량체를 포함하는 스트림은 기체 상태일 수 있다. 상기 미반응 단량체 배출라인을 통해 배출되는 기상의 미반응 단량체를 포함하는 스트림으로부터 상기 미반응 단량체는 추후 분리 회수하여 반응기(100)로 재공급함으로써, 올리고머화 반응에 재사용할 수 있다.
상기 반응기(100)에 공급된 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 수행되는 올리고머화 반응은, 10 ℃ 내지 180 ℃, 30 ℃ 내지 150 ℃ 또는 50 ℃ 내지 120 ℃의 온도 하에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 올리고머화 반응은 10 bar 내지 70 bar의 압력 하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 올리고머화 반응은 10 bar 내지 70 bar, 20 bar 내지 65 bar 또는 30 bar 내지 60 bar의 압력 하에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위 및 압력 범위 내에서 에틸렌을 올리고머화 반응시킬 때, 원하는 알파 올레핀에 대해 선택도가 우수할 수 있고, 부산물의 양이 저감될 수 있으며, 연속 공정의 운용상 효율을 상승시키고 비용을 절감할 수 있다.
상기 올리고머화 반응을 통한 올리고머 생성물을 포함하는 액상의 스트림은 반응기(100) 하부 측면, 예를 들어, 상기 용매 공급라인 형성되는 반응기(100) 하부 측면과 대향되는 방향에 이격되어 구비된 생성물 배출라인(200)을 통해 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 생성물 배출라인(200)은 용매 공급라인과 동일한 높이에 형성될 수 있다. 또한, 상기 생성물 배출라인(200)은 별도의 보관 탱크(tank)나 정제부와 같은 후속 공정으로 연결되어, 상기 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림을 후속 공정으로 이송시킬 수 있다.
상기 반응기(100) 내 촉매 반응을 일정하게 유지하기 위해서는 액상의 수위를 조절해야 한다. 이를 위해, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 반응기(100)와 인접한 영역에는 수위 조절 밸브가 형성될 수 있다. 상기 생성물 배출라인(200)으로 배출되는 고압의 생성물 배출 스트림은 수위 조절 밸브를 통과하면서 압력이 감소하게 되고, 이 때, 기상과 액상이 분리되면서 접착성이 높은 고분자 물질이 석출되면서 배관에 플러깅이 발생할 수 있다. 이에 대해, 본 발명에서는 압력 조절 장치(300)를 두어, 생성물 배출 스트림의 압력을 반응기(100)의 운전 압력과 유사하게 유지함으로써, 상기 문제점을 해결하였다.
상기 생성물 배출라인(200)은 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점(210) 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점(220)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 생성물 배출라인(200)은 상기 분기 지점(210) 이후로 둘 이상의 라인으로 분기되고, 상기 분기된 각각의 라인은 상기 합류 지점(220)에서 하나의 라인으로 합류될 수 있다. 예를 들어, 생성물 배출라인(200)은 상기 분기 지점(210) 이후로, n개의 라인으로 분리될 수 있다. 이 때, 상기 n은 2 내지 5, 2 내지 3 또는 2일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 생성물 배출라인(200)은 상기 분기 지점(210) 이후로, 2개의 라인 즉, 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)으로 분기될 수 있고, 상기 분기된 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)은 합류 지점(220)에서 하나의 라인으로 합류될 수 있다. 이 때, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 분기 지점(210)은 합류 지점(220) 대비 반응기(100)와 인접한 영역에 형성될 수 있다.
상기 분기 지점(210)과 합류 지점 사이에 분기된 둘 이상의 라인 각각에는 압력 조절 장치(300)가 구비될 수 있다. 상기 압력 조절 장치(300)는 예를 들어, 역압력 조절기(Back Pressure Regulator, BPR) 및 압력 조절 밸브(Pressure control valve)를 포함할 수 있다.
상기 압력 조절 장치(300)로 공급되는 스트림의 압력을 조절하거나, 상기 압력 조절 장치(300)에서 배출되는 스트림의 압력을 조절하는 것일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 압력 조절 장치(300)는 상기 압력 조절 장치(300)로 공급되는 스트림의 압력을 조절하는 것으로서, 역압력 조절기를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 압력 조절 장치(300)는 후속 공정과 인접한 영역에 설치될 수 있다.
상기 압력 조절 장치(300)는 상기 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림의 압력을 반응기(100)의 운전 압력과 유사한 수준으로 유지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 조절 장치(300)를 통과한 압력은 반응기(100)의 운전 압력과 0 bar 내지 10 bar, 0 bar 내지 5 bar 또는 1 bar 내지 3 bar 내의 차이를 갖도록 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 압력 조절 장치(300)를 이용하여 후속 공정까지 생성물 배출 스트림을 이송하는데 있어, 상기 고압의 생성물 배출 스트림의 수위 조절 밸브를 통과할 때 압력이 감소하여, 기상과 액상의 분리가 일어나면서 점착성이 높은 고분자 물질이 석출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 둘 이상으로 분기된 각각의 라인 중 어느 하나의 라인을 개방시킬 때, 나머지 라인은 차단시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 생성물 배출라인(200)을 분기 지점(210)에서 제1 라인 및 제2 라인으로 분기시키고, 상기 분기된 각각의 라인을 합류 지점(220)에서 합류시킬 경우, 상기 제1 라인이 개방되어 있을 때, 제2 라인은 차단시킬 수 있고, 상기 제1 라인이 차단되어 있을 때, 제2 라인은 개방시킬 수 있다. 이와 같이, 생성물 배출라인(200)을 복수의 라인으로 분기하여 교대 사용함으로써, 상기 압력 조절 장치(300)의 파울링을 세척하기 위한 운전 정지 주기가 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 분기 지점(210)과 합류 지점(220) 사이에 형성된 복수 개의 라인에 각각 구비된 압력 조절 장치(300)의 파울링을 세척하기 위한 세척 배관이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 생성물 배출라인(200)으로 세척액을 공급하기 위한 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)이 구비될 수 있다. 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)을 구비함으로써, 상기 세척액 공급라인으로 공급되는 세척액을 이용하여 상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인 중 어느 하나 이상의 라인을 세척하고 세척액 배출라인을 통해 배출시키는 방법으로 배관 및 압력 조절 장치(300)의 파울링을 세척할 수 있다.
구체적으로, 상기 세척액 공급라인(400)은 상기 생성물 배출라인(200)의 제1 지점(410)으로 연결되도록 구비되고, 상기 세척액 배출라인(500)은 상기 생성물 배출라인(200)의 제2 지점(510)으로부터 연장되도록 구비될 수 있다.
하나의 예로서, 하기 도 1 내지 도 3과 같이, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 제1 지점(410)은 분기 지점(210)보다 반응기(100)와 인접한 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 지점(410)을 통해 세척액이 생성물 배출라인(200)으로 공급될 때, 상기 분기 지점(210)보다 반응기(100)와 인접한 영역으로 세척액을 공급함으로써, 압력 조절 장치(300)의 입구에서 출구 방향으로 세척액 공급이 가능하기 때문에, 배관과 더불어 압력 조절 장치(300) 입구의 파울링 세척이 용이할 수 있다.
이 때, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 제2 지점(510)은 합류 지점(220)보다 반응기(100)와 먼 영역에 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 지점(410)과 제2 지점(510) 사이의 배관 및 압력 조절 장치(300)를 세척한 세척액을 용이하게 배출시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 생성물 배출라인(200)을 세척하기 위해 제1 지점(410), 제2 지점(510) 및 밸브의 형성 위치를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 생성물 배출라인(200)은 제1 지점(410)보다 반응기(100)와 인접한 영역에 형성된 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 지점(510)보다 반응기와 먼 영역에 형성된 제2 차단 밸브(BV2)를 포함하고, 상기 세척액 공급라인(400)은 임의의 영역에 형성된 제3 차단 밸브(BV3)를 포함하며, 상기 세척액 배출라인(500)은 임의의 영역에 형성된 제4 차단 밸브(BV5)를 포함할 수 있으며, 상기 밸브들을 제어함으로써, 생성물 배출라인(200)을 세척할 수 있다.
예를 들어, 하기 도 1 또는 도 2와 같이 상기 반응기(100)의 운전 시, 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2)를 개방하여 반응기(100)로부터 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 생성물 배출라인(200)을 통해 이송하고, 상기 제3 차단 밸브(BV3) 및 제4 차단 밸브(BV4)를 차단하여, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로부터 세척액(점선)이 유입되거나, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로 생성물 배출 스트림이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 각각의 라인에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 차단 밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브는 라인 별로 동일하게 개방 또는 차단될 수 있다. 예를 들어, 반응기(100) 운전 시, 상기 생성물 배출라인(200)을 통해 생성물을 이송시키기 위하여, 하기 도 1과 같이, 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 제1 라인(L1)의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브를 개방시키고, 나머지 라인 즉, 제2 라인(L2) 라인의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브를 차단시킴으로써, 제1 라인(L1)을 선택하여 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 이송시킬 수 있다. 또한, 하기 도 2와 같이, 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 제2 라인(L2)의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브를 개방시키고, 나머지 라인 즉, 제1 라인(L1) 라인의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브를 차단시킴으로써, 제2 라인(L2)을 선택하여 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 반응기(100)의 생성물 배출 스트림을 차단하고, 생성물 배출라인(200)을 세척할 시, 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2)를 차단하여, 반응기(100)로부터 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)의 이송을 차단하고, 상기 제3 차단 밸브(BV3) 및 제4 차단 밸브(BV4)를 개방하여 세척액(점선)을 공급함으로써, 상기 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2) 사이의 생성물 배출라인(200)의 배관 및 압력 조절 장치(300)를 세척할 수 있다. 구체적으로, 하기 도 3과 같이, 반응기(100)의 생성물 배출 스트림을 차단하고, 상기 생성물 배출라인(200)의 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2) 모두의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 구비된 차단 밸브를 개방시킴으로써, 모든 라인을 한꺼번에 세척할 수 있다.
다른 하나의 예로서, 하기 도 4 및 도 5와 같이, 상기 생성물 배출라인(200)에 있어서, 제1 지점(410) 및 제2 지점(510) 각각은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 지점(410) 및 제2 지점(510) 각각이 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 형성됨으로써, 상기 분기 지점(210)과 합류 지점(220) 사이에 분기된 둘 이상의 라인을 개별적으로 세척이 가능할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 분기된 둘 이상의 라인 중 어느 하나의 라인을 통해 생성물 배출 스트림을 이송할 때, 나머지 라인은 세척할 수 있다.
또한, 상기 제1 지점(410)은 분기 지점(210)과 압력 조절 장치(300)가 구비된 지점 사이의 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 세척액이 공급되는 제1 지점(410)이 분기 지점(210)과 압력 조절 장치(300)가 구비된 지점 사이의 영역에 형성됨으로써, 압력 조절 장치(300)의 입구에서 출구 방향으로 세척액 공급이 가능하기 때문에, 배관과 더불어 압력 조절 장치(300) 입구의 파울링 세척이 용이할 수 있다.
이 때, 상기 제2 지점(510)은 압력 조절 장치(300)가 구비된 지점과 합류 지점(220) 사이의 영역에 형성될 수 있다. 이를 통해, 분기된 둘 이상의 라인 중 어느 하나의 라인 및 상기 라인에 구비된 압력 조절 장치(300)를 세척한 세척액을 용이하게 배출시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 생성물 배출라인(200)을 세척하기 위해 제1 지점(410), 제2 지점(510) 및 밸브의 형성 위치를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 생성물 배출라인(200)의 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 있어서, 압력 조절 장치(300)를 중심으로 양쪽에 각각 형성된 제n-1 차단 밸브를 포함할 수 있다. 상기 제n-1 차단 밸브는 예를 들어, 압력 조절 장치(300)를 중심으로 전단 및 후단에 2기 설치될 수 있으며, 이 때, 전단이란 압력 조절 장치(300)를 중심으로 반응기(100)에 인접한 영역을 의미하고, 후단이란 반응기(100)와 먼 영역을 의미할 수 있다. 또한, 상기 각각의 제n-1 차단 밸브와 압력 조절 장치(300) 사이에는 각각 제1 지점(410)과 제2 지점(510)이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 압력 조절 장치(300)와 상기 압력 조절 장치(300) 전단에 설치된 제n-1 차단 밸브 사이에 제1 지점(410)이 형성될 수 있고, 상기 압력 조절 장치(300)와 상기 압력 조절 장치(300) 후단에 설치된 제n-1 차단 밸브 사이에 제2 지점(510)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 각각의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)에 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브를 포함할 수 있으며, 상기 밸브들을 제어함으로써, 생성물 배출라인(200)을 세척할 수 있다.
이 경우에는 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 둘 이상의 라인을 개별적으로 운전하거나, 세척할 수 있기 때문에, n가지 모드로 교대 운전이 가능할 수 있어, 반응기(100)를 운전 정지 할 필요 없이 연속적으로 운전할 수 있다. 구체적으로, 제n 모드로 운전 시, 상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 있어서, 제n 라인의 제n-1 차단 밸브가 개방되는 경우, 상기 제n-1 차단 밸브가 개방되어 있는 라인의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브는 차단될 수 있다. 또한, 나머지 라인의 제n-1 차단 밸브가 차단되고, 상기 제n-1 차단 밸브가 차단되어 있는 라인의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브는 개방될 수 있다. 이 때, 상기 제n 라인은 2 내지 5, 2 내지 3 또는 2개의 라인으로 분기된 라인 중 어느 하나의 라인을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 생성물 배출라인(200)이 분기 지점(210)에서 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)으로 분기된 경우를 예로 들어 설명하면, 상기 반응기(100)는 제1 모드 또는 제2 모드로 교대 운전될 수 있다.
하기 도 4와 같이, 제1 모드로 운전 시에는 상기 제1 라인(L1)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제1-1 차단 밸브(BV1-1)가 개방되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 제1 라인(L1)을 이용하여 이송시킬 수 있다. 이 때, 상기 제1 라인(L1)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제1-2 차단 밸브(BV1-2)는 차단되어 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로부터 세척액이 제1 라인(L1)으로 유입되거나, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로 제1 라인(L1)의 생성물 배출 스트림이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 나머지 라인, 즉, 제2 라인(L2)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제2-1 차단 밸브(BV2-1)는 차단되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림이 제2 라인(L2)으로 이송되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 제2 라인(L2)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제2-2 차단 밸브(BV2-2)는 개방되어 상기 제2 라인(L2)에 세척액(점선)을 순환시키면서 제2 라인(L2)을 선택적으로 세척할 수 있다.
또한, 하기 도 5와 같이, 상기 제2 모드로 운전 시에는 상기 제2 라인(L2)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제2-1 차단 밸브(BV2-1)가 개방되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 제2 라인(L2)을 이용하여 이송시킬 수 있다. 이 때, 상기 제2 라인(L2)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제2-2 차단 밸브(BV2-12는 차단되어 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로부터 세척액이 제2 라인(L2)으로 유입되거나, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로 제2 라인(L2)의 생성물 배출 스트림이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 나머지 라인, 즉, 제1 라인(L1)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제1-1 차단 밸브(BV1-1)는 차단되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림이 제1 라인(L1)으로 이송되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 제1 라인(L1)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제1-2 차단 밸브(BV1-2)는 개방되어 상기 제1 라인(L1)에 세척액(점선)을 순환시키면서 제1 라인(L1)을 선택적으로 세척할 수 있다.
상기 제1 모드 및 제2 모드는 0.1 시간 내지 12 시간의 주기를 가지며 교대 운전되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 모드 및 제2 모드는 0.1 시간 내지 12 시간, 0.5 시간 내지 6 시간 또는 1 시간 내지 4 시간의 주기를 가지며 교대 운전될 수 있다. 이를 통해, 반응기(100)로부터 배출되는 생성물 배출 스트림 내 포함된 점착성을 가진 고분자 물질로 인해 압력 조절 장치(300)의 입구가 막히는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 반응기(100)가 제1 모드로 운전될 경우에는 제1 라인(L1)을 통해 생성물 배출 스트림을 이송하고, 제2 라인(L2)은 세척하며, 이 때, 약 12 시간 내지 72 시간 동안 운전 시, 제1 라인(L1)의 압력 조절 장치(300)의 입구에 고분자 물질이 축적될 수 있으며, 이 경우, 제2 모드로 전환하여 제1 라인(L1)은 세척하고, 제2 라인(L2)을 통해 생성물 배출 스트림을 이송함으로써, 운전 정지 없이 반응기(100)를 연속적으로 운전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응기(100) 내부의 올리고머화 반응 온도를 제어하기 위한 냉각관(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 냉각관(미도시)에는 냉각수를 공급할 수 있다. 이를 통해, 반응기(100) 내에서 이루어지는 반응물의 올리고머화 반응을 일정한 온도에서 수행할 수 있도록 반응에서 발생하는 일부의 열을 제거할 수 있으며, 미반응 단량체와 함께 비말동반되어 미반응 단량체를 포함하는 스트림과 함께 배출되는 액상의 저비점 올레핀 및 용매의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 올리고머 제조장치는 필요한 경우, 밸브, 응축기, 재비기, 펌프, 분리 장치, 압축기 및 혼합기 등 올리고머 제조에 필요한 장치를 추가적으로 더 설치할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 올리고머 제조장치를 기재 및 도면에 도시하였으나, 상기의 기재 및 도면의 도시는 본 발명을 이해하기 위한 핵심적인 구성만을 기재 및 도시한 것으로, 상기 기재 및 도면에 도시한 공정 및 장치 이외에, 별도로 기재 및 도시하지 않은 공정 및 장치는 본 발명에 따른 올리고머 제조장치를 실시하기 위해 적절히 응용되어 이용될 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
하기 도 1에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 운전하였다.
구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2)를 개방하여 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 생성물 배출라인(200)을 통해 이송하는데 있어, 제3 차단 밸브(BV3) 및 제4 차단 밸브(BV4)를 차단하여, 세척액(점선)이 생성물 배출라인(200)으로 공급되는 것을 차단하였다.
또한, 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 제1 라인(L1)의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 구비된 차단 밸브를 개방시키고, 제2 라인(L2) 라인의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 구비된 차단 밸브를 차단시킴으로써, 제1 라인(L1)을 선택하여 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 이송시켰다.
실시예 2
하기 도 2에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 운전하였다.
구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2)를 개방하여 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 생성물 배출라인(200)을 통해 이송하는데 있어, 제3 차단 밸브(BV3) 및 제4 차단 밸브(BV4)를 차단하여, 세척액(점선)이 생성물 배출라인(200)으로 공급되는 것을 차단하였다.
또한, 상기 생성물 배출라인(200)의 분기된 제2 라인(L2)의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 구비된 차단 밸브를 개방시키고, 제1 라인(L1) 라인의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 구비된 차단 밸브를 차단시킴으로써, 제2 라인(L2)을 선택하여 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 이송시켰다.
실시예 3
하기 도 3에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 세척하였다.
구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2)를 차단하여, 반응기(100)로부터 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)의 이송을 차단하고, 상기 제3 차단 밸브(BV3) 및 제4 차단 밸브(BV4)를 개방하여 세척액(점선)을 공급함으로써, 상기 제1 차단 밸브(BV1) 및 제2 차단 밸브(BV2) 사이의 생성물 배출라인(200)의 배관 및 압력 조절 장치(300)를 세척하였다. 이 때, 상기 생성물 배출라인(200)의 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2) 모두의 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 구비된 차단 밸브를 개방시킴으로써, 모든 라인을 한꺼번에 세척하였다.
실시예 4
하기 도 4에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 제1 모드로 운전하였다.
구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 제1 모드로 운전 시에는 상기 제1 라인(L1)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제1-1 차단 밸브(BV1-1)를 개방하여, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 제1 라인(L1)을 이용하여 이송시켰다. 이 때, 상기 제1 라인(L1)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제1-2 차단 밸브(BV1-2)는 차단되어 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로부터 세척액이 제1 라인(L1)으로 유입되거나, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로 제1 라인(L1)의 생성물 배출 스트림이 유출되는 것을 방지하였다. 동시에, 상기 제2 라인(L2)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제2-1 차단 밸브(BV2-1)는 차단되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림이 제2 라인(L2)으로 이송되는 것을 차단하였다. 또한, 상기 제2 라인(L2)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제2-2 차단 밸브(BV2-2)는 개방되어 상기 제2 라인(L2)에 세척액(점선)을 순환시키면서 제2 라인(L2)을 선택적으로 세척하였다.
실시예 5
하기 도 5에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 제2 모드로 운전하였다.
구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 제2 모드로 운전 시에는 상기 제2 라인(L2)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제2-1 차단 밸브(BV2-1)를 개방하여, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 제2 라인(L2)을 이용하여 이송시켰다. 이 때, 상기 제2 라인(L2)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제2-2 차단 밸브(BV2-12는 차단되어 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로부터 세척액이 제2 라인(L2)으로 유입되거나, 상기 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500)으로 제2 라인(L2)의 생성물 배출 스트림이 유출되는 것을 방지하였다. 동시에, 상기 제1 라인(L1)에 구비된 압력 조절 장치(300)의 양쪽에 각각 형성된 제1-1 차단 밸브(BV1-1)는 차단되어, 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림이 제1 라인(L1)으로 이송되는 것을 차단하였다. 또한, 상기 제1 라인(L1)의 제1 지점(410) 및 제2 지점(510)과 연결되는 세척액 공급라인(400) 및 세척액 배출라인(500) 각각의 임의의 영역에 형성된 제1-2 차단 밸브(BV1-2)는 개방되어 상기 제1 라인(L1)에 세척액(점선)을 순환시키면서 제1 라인(L1)을 선택적으로 세척하였다.
비교예
비교예 1
하기 도 6에 도시된 공정 흐름도와 같이, 올리고머 제조장치를 운전하였다. 구체적으로, 반응기(100) 하부로 기상의 에틸렌 단량체 스트림을 공급하고, 하부 측면으로 용매 스트림을 공급하여 에틸렌 단량체를 올리고머화 반응시켜 알파 올레핀을 제조하였다.
이 때, 상기 반응기(100)에서 배출되는 생성물 배출 스트림(굵은 실선)을 생성물 배출라인(200)을 통해서 배출시켰다.
이 경우, 생성물 배출라인(200)을 통해 고압의 생성물 배출 스트림이 배출되고, 상기 생성물 배출 스트림이 수위 조절 밸브를 통과하면서 압력이 낮아지고, 반응기보다 저압으로 운전되는 후속 공정으로 이송되면서 압력 강하로 인하여 기상 및 액상이 분리되는 문제가 있고, 이 때, 접착성을 가진 고분자 물질이 석출되면서 배관에 파울링이 발생하게 되는 문제가 있었다.

Claims (14)

  1. 단량체 스트림 및 용매 스트림이 공급되어 올리고머화 반응을 실시하는 반응기;
    상기 반응기 하부 측면에 구비된 생성물 배출라인;
    상기 생성물 배출라인의 제1 지점으로 연결되는 세척액 공급라인; 및
    상기 생성물 배출라인의 제2 지점으로부터 연장되는 세척액 배출라인을 포함하고,
    상기 생성물 배출라인은 둘 이상의 라인으로 분기되는 분기 지점 및 상기 분기된 각각의 라인이 합류되는 합류 지점을 포함하며,
    상기 생성물 배출라인은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 압력 조절 장치가 구비되어 있는 것인 올리고머 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생성물 배출라인에 있어서, 상기 분기 지점은 합류 지점 대비 반응기와 인접한 영역에 형성된 것인 올리고머 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분기 지점에서 생성물 배출라인은 n개의 라인으로 분기되며, 상기 n은 2 내지 5인 올리고머 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인 중 어느 하나의 라인을 개방시킬 때, 나머지 라인은 차단시키는 것인 올리고머 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성물 배출라인은 분기 지점으로부터 제1 라인 및 제2 라인으로 분기되고, 상기 분기된 각각의 라인은 합류 지점에서 합류되는 것인 올리고머 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압력 조절 장치를 통과한 스트림의 압력은 반응기의 운전 압력과 0 bar 내지 10 bar 내의 차이를 갖도록 유지되는 것인 올리고머 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세척액 공급라인으로 공급되는 세척액을 이용하여 상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인 중 어느 하나 이상의 라인을 세척하고 세척액 배출라인을 통해 배출시키는 것인 올리고머 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생성물 배출라인에 있어서, 상기 제1 지점은 분기 지점보다 반응기와 인접한 영역에 형성되고, 제2 지점은 합류 지점 보다 반응기와 먼 영역에 형성되는 것인 올리고머 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 생성물 배출라인은 제1 지점보다 반응기와 인접한 영역에 형성된 제1 차단 밸브 및 제2 지점보다 반응기와 먼 영역에 형성된 제2 차단 밸브를 포함하고,
    상기 세척액 공급라인은 임의의 영역에 형성된 제3 차단 밸브를 포함하며,
    상기 세척액 배출라인은 임의의 영역에 형성된 제4 차단 밸브를 포함하는 것인 올리고머 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 생성물 배출라인을 통해 생성물 이송 시, 제1 차단 밸브 및 제2 차단 밸브를 개방하고, 상기 제3 차단 밸브 및 제4 차단 밸브를 차단하며,
    상기 생성물 배출라인의 세척 시, 제1 차단 밸브 및 제2 차단 밸브를 차단하고, 상기 제3 차단 밸브 및 제4 차단 밸브를 개방하는 것인 올리고머 제조장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지점 및 제2 지점 각각은 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 형성되고,
    상기 제1 지점은 분기 지점과 압력 조절 장치가 구비된 지점 사이의 영역에 형성되며,
    상기 제2 지점은 압력 조절 장치가 구비된 지점과 합류 지점 사이의 영역에 형성되는 것인 올리고머 제조장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 있어서, 압력 조절 장치를 중심으로 양쪽에 각각 형성된 제n-1 차단 밸브를 포함하고,
    상기 각각의 제n-1 차단 밸브와 압력 조절 장치 사이에는 각각 제1 지점과 제2 지점이 형성되어 있고,
    상기 각각의 제1 지점 및 제2 지점에 연결되는 세척액 공급라인 및 세척액 배출라인의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브를 포함하는 것인 올리고머 제조장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반응기는 n가지 모드로 교대 운전되고,
    제n 모드로 운전 시, 상기 둘 이상으로 분기된 각각의 라인에 있어서, 제n 라인의 제n-1 차단 밸브가 개방되는 경우, 상기 제n-1 차단 밸브가 개방되어 있는 라인의 제1 지점 및 제2 지점과 연결되는 세척액 공급라인 및 세척액 배출라인의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브는 차단되고,
    나머지 라인의 제n-1 차단 밸브가 차단되며, 상기 제n-1 차단 밸브가 차단되어 있는 라인의 제1 지점 및 제2 지점과 연결되는 세척액 공급라인 및 세척액 배출라인의 임의의 영역에 형성된 제n-2 차단 밸브는 개방되는 것인 올리고머 제조장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 단량체는 에틸렌을 포함하고, 올리고머는 알파 올레핀을 포함하는 것인 올리고머 제조장치.
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