KR100295714B1 - 탄화수소혼합물로부터방향족탄화수소를분리시키기위한단일탑추출증류법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 증류탑에서 방향족 선택성 용매로서 폴리알켄 글리콜 또는 술폴란계 용매를 사용하여 방향족 및 비방향족 탄화수소를 함유하는 원료 스트림으로부터 고순도의 방향족 탄화수소를 분리시키는 방법에 관한 것이다.

Description

탄화수소 혼합물로부터 방향족 탄화수소를 분리시키기 위한 단일탑 추출 증류법

제1도는 방향족 선택성 용매가 술폴란인 본 발명에 의한 공정 계통도.

제2도는 방향족 선택성 용매가 테트라에틸렌 글리콜 및 메톡시트리글리콜 에테르의 혼합물인 본 발명에 의한 공정 계통도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50, 120 : 라인 75, 30la : 상부 분류 대역

76, 30lb : 중간 분류 대역 77, 30lc : 저부 분류 대역

201, 301 : 추출 증류탑 202 : 제1 사이클론 분리기

203, 305': 수 냉각기 204, 305 : 분리 용기

207, 306 : 제2 사이클론 분리기 211, 310 : 제1 열교환기

307 : 제2 열교환기 309 : 제3 열교환기

접촉 개질물, 수소화 열분해 가솔린 등을 포함한 다양한 탄화수소 원료 스트림으로부터 벤젠, 톨루엔, 및 크실렌(BTX) 등의 방향족 탄화수소를 고순도로 회수하는 방법중 한가지 유형은 1차 분리 단계로서의 액체-액체 추출법에 의한 방향족 탄화수소의 추출에 방향족 선택성 용매를 사용하는 방법이다. 전형적으로, 이와 같은 방법을 실시함에 있어서, 탄화 수소 원료 혼합물은 추출 대역에서 탄화 수소원료로부터 방향족 성분들을 선택적으로 추출하는 방향족 선택성 용매와 접촉시킴으로써 1종 이상의 비방향족 탄화수로로 이루어진 추출 잔류물(raffinate) 상과 방향족 성분들이 용해되어 있는 용매로 이루어진 추출물상을 형성한다.

방향족 탄화수소는 전형적으로 추출물상으로부터 회수되며, 다시 말해서 방향족 선택성 용매로부터 분리되고, 1회 이상의 증류 단계를 거침으로써 더 정제된다. 상기 용매로부터 방향족 탄화수소를 회수하는 것을 보조하기 위해 종종 추출증류 및(또는) 수증기 증류가 사용되는데, 이는 두 방법 모두 단순 증류와 같은 다른 분리 방법과 비교해서 특히 효과적이기 때문이다.

다수의 액체-액체 추출법에 있어서, 추출 대역으로부터의 추출 잔류물상은 수세(水洗)에 의해 정제된다. 전형적으로, 추출 잔류물상을 세척하기 위해 사용되는 물은 효율적이고 통합된 물 순환 고리를 제공하기 위해서 추출물상의 수증기 증류탑으로부터 얻어진 탑정(overhead) 또는 사이드 드로우(side draw) 증류물의 수성상, 즉 응축 수증기로부터 얻는다. 이어서, 용매의 농도가 낮은 수성상은 1개 이상의 추출 잔류물 세척탑으로 보내지며, 여기서 잔류 방향족 추출 용매가 추출 잔류물상으로부터 회수된다. 소비된 추출 잔류물 세척수는 전형적으로 수증기 생성기로 보내지거나, 또는 그렇지 않을 경우 상기한 바와 같이 공정에 존재할 수 있는 임의의 다른 용매 함유 물 스트림과 함께 증발되어 추출물상의 증류탑으로 도입되는 스트리핑 수증기를 제공한다.

고순도 방향족 화합물을 제조하는 한가지 방법이 미합중국 특허 제3,714,033호에 기재되어 있다. 이 방법은 추출 증류 및 수증기 스트리핑이 모두 일어나는 액체-액체 추출탑 및 단일 증류탑을 사용한다. 이 특허는 고순도 방향족 생성물을 제공할 수 있는 폴리알킬렌 글리콜 용매의 바람직한 용도를 기재하고 있다.

고순도 방향족 화합물을 제조하기 위한 다른 방법이 미합중국 특허 제4, 058, 454호에 기재되어 있다. 이 방법에서는 액체-액체 추출탑 및 별도의 탑에서의 추출 및 수증기 증류를 사용하고 있다. 이 특허에 따라 사용하기에 특히 적당한 용매군은 통상적으로 고순도 방향족 생성물을 제공할 수 있는 소위 술폴란계 용매들이다.

고순도 방향족 화합물을 제조하기 위한 또다른 방법이 미합중국 특허 제 4,081,355호에 기재되어 있다. 이에 따르면 후배치된 추출 증류와 조합시킨 액체-액체 추출법에 의해 방향족 물질 이외에 다량의 비방향족 물질을 함유하는 탄화수소 혼합물로부터 고순도의 방향족 물질을 회수하는 방법이 제공되며, 이 방법에 의하면 출발 탄화수소 혼합물의 액체-액체 추출을 수행하여 추출물을 얻고, 이 추출물을 이 추출물의 추가 분리를 위해 후배치된 추출 증류 단계로 도입시킴으써 형성된 섬프(sump) 생성물(추출물상)을 빼내어 후배치된 증류탑으로 도입시키고, 여기서, 추출 증류의 탑정 생성물(추출 잔류물상)은 액체-액체 추출용 추출기의 저부로 다시 도입시키면서 방향족 및 용매 유분을 분리시키는 것으로 되며, 두 추출 단계에서는 모두 선택성 용매로서 모르폴린 및(또는) N-치환 모르폴린과 물의 혼합물을 사용한다.

상기 액체-액체 추출법 이외에도, 1차 분리 단계로서 추출 증류법을 사용하는 방향족 탄화수소와 비방향족 탄화수소의 혼합물로부터 방향족 탄화수소를 분리 시키는 몇가지 방법이 제시되었다. 일반적으로, 추출 증류법은 액체-액체법에 비해 C₈방향족 화합물과 같은 중질의 방향족 탄화수소를 보다 고 회수율로 회수하고 벤젠 등의 경질의 방향족 화합물은 보다 낮은 회수율로 회수한다.

추출 증류는 구성 성분들의 비점에 근거한 단순 증류에 의해서는 분리할 수 없거나 단지 부분적으로만 분리할 수 있는 물질들의 혼합물, 특히 탄화수소의 혼합물의 분리에 광범위하게 실시되고 있는 유용한 방법이다. 이런 종류의 분리에 자주 사용되는 액체-액체 추출법과는 대조적으로, 추출 증류는 장치 구성 및 공정 공학과 관련한 잇점을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 추출 증류법은 전형적으로 단지 2개의 증류탑만을 필요로 한다. 또한, 추출 증류법에서는 액체-액체 추출법에 비해 보다 고온을 사용하기 때문에 용매와 추출할 물질 사이의 물질 이동이 향상 될 수 있다. 이는 개선된 1회 처리량을 제공할 수 있고, 따라서 동일 처리량에 대해 보다 소량의 용매로도 충분할 수 있다. 장치 구성에서 얻을 수 있는 잇점은 액체-액체 추출 설비에 드는 비용보다는 추출 증류 설비 비용이 훨씬 적게 발생될 수 있다. 또한, 운전 비용도 대응하는 액체-액체 추출 설비의 그것보다 저렴할 수 있고, 종종 액체-액체 추출 설비의 운전 비용의 50 %에 불과하다.

액체-액체 추출시 출발 물질의 성공적인 분리를 위한 전제 조건은 2개의 액체상의 형성이다. 이상적으로는, 액체-액체 추출법의 1개 상은 용매 및 추출물의 성분으로 이루어지고, 다른 1개 상은 추출 잔류물의 성분으로 이루어진다. 액체-액체 추출시 선택도를 향상시키고 2개 액체상의 형성을 유리하게 하기 위해 종종 추출 과정에서 물을 첨가하는 것이 유익하다. 물 첨가는 액체-액체 추출 설비의 자본 비용의 증가에 기여할 수 있는 별도의 물 순환계를 필요로하나, 자본 비용은 용매 회수 및 방향족 생성물의 정제에 수증기 증류를 사용하는데 따른 잇점에 의해 종종 현저히 보충된다.

추출 증류법의 사용을 정당화하기 위한 근거가 되는 전제는 완전히 상이하다. 다수의 추출 증류법에서 사용되는 방향족 선택성 용매는 별도의 물 순환계에 대한 필요를 배제하기 위해 무수물이다. 추출 증류의 분리 효과는 용매 존재하에서 분리시키고자 하는 혼합물 내의 개별 성분들의 증기압의 변화를 근거로한다. 이러한 증기압 변화는 추출물 또는 추출 잔류물로 분리되는 성분들 사이의 증기압 차이를 증가시키는 방향으로 발생한다. 따라서, 추출 잔류물은 저 비점 유분으로서 추출 증류탑의 상부에서 증류 제거 될 수 있다. 따라서, 수성계는 불필요하며, 부적절한 것으로 믿어진다.

미합중국 특허 제4,586,986호는 방향족 및 비방향족 유분을 모두 함유하는 탄화수소 혼합물로부터 순수한 방향족 물질을 회수하는 방법을 기재하고 있다. 투입 혼합물은 예비 증류탑이 제공된 추출 단계를 통해서 공급된다. 예비 단계에서, 방향족 함유 물질은 20 bar 이하의 압력 및 300 ℃이하의 온도로 처리한다. 압력은 예비 단계에서의 운전 온도가 추출 단계에서의 온도 및 압력보다 높은 값으로 조정되며, 예비 단계에서 방출되는 증기열은 추출 단계를 가열하는데 사용된다.

미합중국 특허 제4,664,783호는 선택성 용매로서 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 치환체로 N-치환된 모르폴린을 사용하는 추출 증류에 의해 탄화수소 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리시키는 방법을 기재하고 있다. 추출 증류의 상부 생성물로서 생성된 추출 잔류물을 2차 증류시켜 용매 함량이 20-75 중량% 이고 온도가 20-70 ℃인 생성된 섬프 생성물을 분리 용기로 유도하고, 거기에서 중질상과 경질상으로 분리시킨다. 이어서, 중질상은 추출 증류탑으로 재순환시키고, 반면에 경질상은 제2 증류탑으로 재순환시킨다.

미합중국 특허 제4,776,927호는 선택성 용매로서 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 치환제로 N-치환된 모르폴린을 사용한 추출 증류를 통해 탄화수소 혼합물로부터 방향족 화합물을 분리하는 방법을 기재하고 있다. 용매의 일부는 추출 증류탑의 최상부판에 전달되고, 잔여 용매, 바람직하기로는 그 양이 10 내지 40 중량%인 용매는 적어도 2개의 부분 스트림으로 추출 증류탑의 탄화수소 혼합물의 유입구 위쪽의 판에 도입된다. 용매의 각 부분 스트림의 온도는 대응하는 전달판의 온도를 초과하지 않고 또한 전달판의 온도에서 10 ℃ 이상 하강하지 않도록 조정한다.

미합중국 특허 제4,997,547호는 선택성 용매로서 7개 이상의 탄소 원자를 갖는 치환제로 N-치환된 모르폴린을 사용한 추출 증류를 통해 탄화수소 혼합물로부터 연료 블렌드 성분으로서 적당한 방향족 농축물을 제조하는 방법을 기재하고 있다. 엠리치(Emmrich) 등은 105 ℃ 이하의 낮은 비점을 갖는 탄화수소와 105-106 ℃의 범위의 비점을 갖는 탄화수소의 2종의 탄화수소 스트림의 제조 방법을 교시하고 있다. 이 특허는 추가로 물을 희박(lean) 용매에 분사하여 혼합시킴으로써 중질 탄화수소로부터 용매를 제거하는 방법을 기재하고 있다.

미합중국 특허 제4,595,491호는 N-치환제가 7개 이하의 탄소 원자를 함유하는 치환체로 N-치환된 모르폴린을 선택성 용매로 사용하는 추출 증류에 의해 방향족 함량이 변화하는 탄화수소 혼합물로부터 방향족 탄화수소를 분리하는 방법을 기재하고 있다. 공급 물질에 있어서, 경질 비방향족 탄화수소 대 중질 비방향족 탄화수소의 중량비는 적어도 0.4 내지 1 이다. 이 중량비를 조정하는데 필요한 경질 비방향족 탄화수소는 추출 증류탑의 저부에서 직접 도입시키거나 또는 공급물질이 추출 증류탑에 도입되기 전에 공급 물질에 첨가할 수 있다.

상기 비방향족 탄화 수소와의 혼합물로부터 방향족 탄화수소를 분리시키기 위한 2가지 방법, 즉 액체-액체 추출법과 추출 증류법을 검토하여 두 방법의 유리한 점을 조합시킬 수 있는 개선된 방법을 찾게 되었다. 더욱 구체적으로, 비방향족 탄화수소로부터 방향족 탄화수소를 분리시키는데 1차 분리 단계로서 추출 증류를 결합하고, 또한 방향족 추출 용매로부터 방향족 탄화수소를 분리시키는 것을 결합시킨 개선된 방법을 찾게 되었다. 또한 전체 공정이 수세탑 등의 잡기기는 별도로하는 단일 분류탑에서 수행될 수 있는 개선된 방법을 찾게 되었다. 또한, 방향족 선택성 용매를 사용하여 방향족 농축물과 추출 잔류물 농축물을 생산하는 방법이 요구되고 있다.

본 발명에 의하면, 단일 증류탑 내에서 일어나는 방향족 선택성 용매에 의한 추출 증류를 사용한 추출 증류법에 의해 방향족 및 비방향족 탄화수소를 함유하는 원료 스트림으로부터 방향족 탄화수소를 회수하여 방향족 화합물 및 추출 증류탑으로 재순환될 수 있는 재생된 희박 용매 스트림을 제공하는 방법이 제공된다. 본 발명의 방법은

(a) 원료 스트림을, 비방향족 탄화수소로부터 방향족 탄화수소를 분리시키는데 효과적인 증류 조건으로 유지시킨 재비등 추출 증류탑으로 보내어 이 탑내에서 원료 스트림을 방향족 선택성 용매로 이루어진 냉각된 희박 용매 스트림 및 물로 이루어진 스트리핑 매질과 접촉시키는 단계,

(b) 상기 탑의 탑정부로부터 비방향족 탄화수소와 물로 이루어진 추출 잔류물 스트림을 회수하는 단계,

(c) 상기 탑의 중간 분류 대역으로부터 방향족 탄화수소, 물 및 미량의 방향족 선택성 용매로 이루어진 사이드 스트림(side stream)을 회수하는 단계,

(d) 증류탑의 저부 분류 대역으로부터 방향족 선택성 용매로 이루어진 고온의 희박 용매 스트림을 회수하는 단계, 및

(e) 상기 사이드 스트림을 사이클론 분리기에 통과시킴으로써 방향족 풍부탑정 스트림, 및 미량의 방향족 선택성 용매와 물로 이루어진 제1 수성 스트림을 얻는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일면에서, 본 발명의 방법은 희박 용매 스트림을 원료 스트림과 간접 열교환시켜 냉각시킴으로써 원료 스트림을 추출 증류탑에 통과시키기 전에 부분적으로 증발시키는 단계, 방향족 풍부 탑정 스트림을 응축시켜 방향족 생성물 및 제 2 수성상을 얻는 단계, 방향족 풍부 탑정 스트림을 응축시켜 방향족 생성물 및 제 2 수성상을 얻는 단계, 추출 잔류물 수성상, 탑정 수성상 또는 사이드 드로우상 중 적어도 1종을 적어도 일부 함유하는 스트리핑 수 스트림과 간접 열교환시켜 고온의 희박 용매 스트림을 냉각시키는 단계 및 고온 희박 용매 스트림을 원료 스트림과 간접 열교환시켜 더 냉각시키는 단계 등의 가열 및 냉각 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 일면에서, 본 발명의 방법은 추가로 추출 잔류물 스트림을 제2 사이클론 분리기에 통과시킴으로써 이 분리기에서, 추출 잔류물 스트림을 탑정 수성상 중 적어도 일부와 접촉시켜 연행된 미량의 방향족 선택성 용매를 제거하고 추출 잔류물 스트림을 제공하는 단계 및 탑정 추출 잔류물 스트림을 냉각 및 응축시킴으로써 추출 잔류물 생성물 및 탑정 수성상을 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방향족 선택성 용매로서는 본질적으로 추출 증류탑의 추출 증류단계를 수행하는데 효과적인 모든 용매가 사용될 수 있다. 바람직한 용매로는 테트라에틸렌 글리콜 등의 폴리알켄 글리콜이 단독으로 사용되거나 또는 메톡시트리 글리콜 에테르 등의 글리콜 에테르 및 술폴란계 용매와의 혼합물이 사용된다. 본 발명에 사용하기에 가장 바람직한 용매는 테트라에틸렌 글리콜과 메톡시트리글리콜 에테르가 혼합된 다른 적당한 용매에 비해 향상된 결과, 즉, 실질적으로 보다 낮은 에너지 소모 및 보다 높은 처리 용량(원료에 대한 용매의 비율이 보다 낮음)을 제공하는 술폴란이다.

본 발명의 방법에 사용하기에 적당한 탄화수소 원료 스트림으로는 별도의 생성물 스트림으로서 방향족 탄화수소의 회수를 경제적으로 정당화하기에 실질적으로 충분히 고농도의 방향족 탄화수소를 갖는 다수의 상이한 방향족-비방향족 혼합물이 포함된다. 일반적으로, 본 발명은 약 15-90 중량%의 방향족 탄화수소를 함유하는 탄화수소 원료 혼합물에 적용될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적당한 전형적인 방향족 원료 스트림은 약 55-90 용적%의 방향족 탄화수소를 함유하며, 경우에 따라서는 약 95 % 정도의 고농도의 방향족 탄화수소 농도가 적합하다. 탄화수소 원료 스트림의 적당한 탄소수 범위는 분자당 약 5개 내지 약 20개의 탄소, 바람직하기로는 분자당 5 내지 10개의 탄소수이다.

탄화수소 원료 스트림의 한가지 적당한 공급원은 나프타 원료 스트림의 개질을 위한 통상적인 접촉 개질 처리 장치로부터 얻어지는 유출물의 탈펜탄화(depentanized) 유분이다. 원료 스트림의 다른 적당한 공급원은 수소화 반응시켜 올레핀 및 디올레핀을 포화시키므로써 본 명세서에 기재된 분리 기술에 적당한 방향족 탄화수소 풍부 원료 스트림이 생성되는 가솔린 열분해 장치로부터 얻어지는 액체 부산물이다.

본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 원료 스트림은 접촉 개질 장치로부터 회수된 것이며, 이것은 접촉 개질 장치로부터의 생성물에 존재하는, 대응하는 비점 범위의 파리핀 및 나트탈렌이 혼합된 C₆-C₁₂의 단일 고리 방향족 탄화수소로 이루어진다.

본 발명의 실시에 사용될 수 있는 용매 조성물은 방향족 탄화수소에 고선택성을 갖는 용매군으로부터 선택된 것이다. 이들 방향족 선택성 용매는 일반적으로 분자 내에 하나 이상의 극성 기(예, 히드록실, 아미노, 시아노, 카르복실 또는 니트로기)를 함유하는 1종 이상의 유기 화합물을 함유한다. 효과적인 방향족 선택성을 갖기 위해서, 극성기를 갖는 용매 조성물의 유기 화합물은 그의 선택성 향상을 위해 용매 조성물에 물을 함유시키는 경우 물의 비점보다 높은 비점을 가져야 한다. 일반적으로, 방향족 선택성 용매는 탄화수소 원료 혼합물로부터 추출되는 방향족 성분의 최종 비점 보다 높은 비점을 가져야 한다.

방향족 선택성 용매 조성물의 일부로서 사용하기에 적당한 유기 화합물은 지방족 및 시클릭 알코올, 시클릭 단량체 술폰, 글리콜 및 글리콜 에테르, 및 글리콜 에스테르 및 글리콜 에테르 에스테르를 포함한 유기 화합물의 군으로부터 선택된 것이 바람직하다. 알킬렌기가 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 모노 및 폴리알킬렌 글리콜(예를 들면 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 트리프로필렌 글리콜), 및 글리콜 히드록실기의 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 에테르, 및 그의 아세트산 에스테르는 본 발명에 유용한 방향족 선택성 용매 조성물로서 물과 함께 혼합하기에 유용한 만족할만한 유기 용매의 군을 구성한다.

일부 방향족 선택성 용매는 다른 공용매와 혼합시킬 경우, 목적하는 특성을 갖는 혼합 용매를 제공할 수 있으며, 이는 본 발명의 방향족 선택성 용매로서 유용하다. 이와 같은 혼합 용매는 일성분으로서 하기 일반식

HO-[CHR₁-(CHR₂R₃)_n-O]_m-H

(식 중, n은 1 내지 5의 정수, 바람직하기로는 1 또는 2의 정수이고, m은 1 이상의 정수, 바람직하기로는 약 2 내기 약 20의 정수, 가장 바람직하기로는 약 3내지 약 8의 정수이고, R₁, R₂및 R₃은 수소, 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴이고, 바람직하기로는 수소 및 탄소수 1 내지 약 10의 알킬, 가장 바람직하기로는 수소임)의 저분자량 폴리알킬렌 글리콜을 함유한다. 본 명세서에서 사용할 수 있는 폴리알킬렌 글리콜 용매의 예는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,5-펜타에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물 등이 있다. 바람직한 용매는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 및 가장 바람직한 테트라에틸렌 글리콜이다. 이와 같은 공용매 성분은 하기 일반식

R₄O-[CH₅-(CHR₆)_x-O]_y-R₇

(식 중, R₄, R₅, R₆및 R₇은 수소, 알킬, 아릴, 아랄킬, 알킬아릴 및 이들의 혼합물이되, 단 R₄또는 R₇은 모두 수소는 아니다)의 글리콜 에테르로 이루어져 있다. x값은 1 내지 5의 정수, 바람직하기로는 1 또는 2이고, y는 1 내지 10의 정수, 바람직하기로는 2 내지 7이고, 가장 바람직하기로는 2 내지 5일수 있다. R₄, R₅, R₆및 R₇은 바람직하게는 수소 및 탄소수 1 내지 약 10의 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되되, 단 R₄및 R₇은 모두 수소는 아니고, 가장 바람직하기로는 R₄는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, R₅, R₆및 R₇은 수소이다. 용매 및 공용매의 혼합물은 적어도 1종의 용매 및 1종의 공용매가 혼합 용매를 형성하도록 선택된다. 공용매는 일반적으로 혼합 용매의 전체 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 99 중량%, 바람직하기로는 약 0.5 내지 약 80 중량%, 더욱 바람직하기로는 약 5 내지 약 60중량%로 이루어진다. 본 명세서에서 사용될 수 있는 글리콜 에테르의 예로서는 메톡시트리글리콜, 에톡시트리글리콜, 부톡시트리글리콜, 메톡시테트라글리콜 및 에톡시테트라글리콜 및 이들의 혼합물이 있다. 상기 혼합 용매는 미합중국 특허 제4,498,980호에 충분히 기재되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고로 인용되고 있다.

본 발명의 실시에 사용하기에 특히 바람직한 통상적인 방향족 추출법에 사용되는 다른 전형적인 방향족 선택성 용매는 술폴란(테트라히드로티오펜, 1,1-디옥시드)이라 칭하며, 하기 식

을 갖는다.

또한 하기 일반식

(식 중, R₁, R₂, R₃및 R₄는 수소, 약 1 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기, 약 7 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 아랄킬기 및 약 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다)에 해당하는 술폴란 유도체가 적당하다. 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 다른 용매는 하기 식

을 갖는 2-술폴렌 또는 3-술폴렌 등의 술폴렌이다.

비방향족 탄화수소로부터 방향족 탄화수소를 분리시키기 위한 고선택성을 가지며 본 발명의 범위 내에서 처리될 수 있는 다른 전형적인 용매는 2-메틸술폴란, 2,4-디메틸술폴란, 메틸-2-술포닐 에테르, N-아릴-3-술포닐아민, 2-술포닐 아세테이트, 디메틸술폭시드, N-메틸 피롤리돈 등이 있다.

용매의 방향족 선택성은 통상적으로 물을 용매에 첨가하여 향상될 수 있다. 바람직하기로는, 본 발명의 실시예에 사용되는 용매는 방향족 탄화수소에 대한 용매의 가용성을 실질적으로 감소시킴 없이 방향족 탄화수소에 대한 용매의 선택성을 증가시키기 위해 소량의 물을 함유한다. 따라서, 본 발명의 용매 조성물은 바람직하기로는 사용된 특정 용매 및 추출 증류탑이 운전되는 공정 조건에 따라서 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 더욱 바람직하기로는 약 0.5 중량% 내지 약 10중량%의 물을 함유한다.

상기 원료 스트림에 함유된 방향족 탄화수소는 원료 스트림을 비방향족 탄화수소로부터 방향족 탄화수소의 분리를 촉진시키는데 효과적인 조건을 유지하고 있는 추출 증류탑에서 접촉시킴으로써 비방향족 탄화수소로부터 분리된다. 증류탑, 바람직하기로는 재비등 추출 증류탑에 사용되는 정확한 조건은 추출 증류 조건이 일반적으로 93.3-204.4 ℃(200-400 ℉)의 온도 및 103 내지 690 kPa(15 내지 100psia)의 압력을 포함하는 것이 바람직하기는 하나 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에 의해 결정될 수 있다.

또한, 추출 증류탑은 바람직한 분리를 수행하는데 효과적인 적당한 수의 트레이(tray) 또는 기타 충전 재료를 함유한다. 이러한 트레이 및 충전재의 상세내용은 당업계의 숙련자들에게 공지되어 있으므로 본 명세서에서 더 논의될 필요는 없다.

전형적인 추출 증류 공정의 운전에 있어서, 탑정 및 사이드 드로우 생성물은 미량의 오염물을 함유할 수 있다. 이 미량의 오염물은 방향족 선택성 용매로 이루어진 연행된 액체 소적 형태이다.

탑정 및 사이드 드로우 스트림의 미량의 방향족 선택성 용매는 트레이, 또는 추출 증류탑에 재료를 충전시키는 과정에서 발생되는 기계적 손실의 결과이다. 전형적으로, 연행된 용매는 수세 또는 일련의 냉각 및 경사 단계를 이용한 추출에 의해 액상 추출 잔류물 및(또는) 방향족 풍부 생성물로부터 제거된다. 연행된 용매 소적을 제거하기 위해 사이클론 분리기 또는 유사한 기계적 분리 장치 등의 증기상 분리법을 사용하는 경우, 상기 액상 분리 단계, 및 그의 운전에 소요되는 에너지 비용을 배제시켜 단일 추출 증류탑에서 수행될 수 있는 보다 효율적인 공정을 초래한다.

바람직하기로는, 원료 스트림은 추출 증류탑의 상부에 도입된다. 추출 증류탑에 있어서, 원료 스트림은 증류탑의 상부의 상단에 도입되는 것이 바람직한 방향족 선택성 용매로 이루어진 희박 용매 스트림과 접촉한다. 비방향족 탄화수소 및 미량의 연행된 방향족 선택성 용매로 이루어진 추출 잔류물 스트림은 증류탑의 상부 분류 대역으로 부터 회수된다. 이 추출 잔류물 스트림은 탑정 사이클론 분리기에 보내지며, 여기에서, 증기 추출 잔류물 스트림은 물로 이루어진 스트림과 접촉함으로써 탄화수소로부터 미량의 방향족 선택성 용매가 제거되고 탑정 사이클론 분리기의 상단에서 회수되는 탑정 사이클론 분리기 증기 스트림을 제공한다. 탑정 사이클론 분리기 증기 스트림은 바람직하게는 적어도 부분적으로 응축되어 탑정 탄화수소상 및 탑정 수성상이 제공된다. 탑정 탄화수소상은 추출 잔류물 부산물로서 회수되며, 수성상의 적어도 일부는 접촉 매질을 제공하는 탑정 사이클론 분리기에 보내져서 사이클론 분리기 내 증기 스트림으로부터 연행된 용매의 분리가 향상 된다. 수성상의 잔류물은 추출 증류탑에 반송되어 추출 증류 컬럼의 하부에서 매질이 스트리핑된다. 방향족 선택성 용매와 물로 이루어진 스트림은 탑정 사이클론 분리기의 하부에서 회수되며 스트리핑 매질로서 추출 증류탑의 저부로 반송된다. 미량의 방향족 선택성 용매, 방향족 탄화수소 및 물로 이루어진 사이드 스트림은 증류탑의 중간부에서 증기 사이드 드로우로서 회수된다.

이어서, 추출 증류탑으로부터 얻은 사이드 스트림은 방향족 탄화수소로부터 연행된 방향족 선택성 용매를 분리시키는데 효과적인 조건을 유지하고 있는 사이 클론 분리기에 보내진다. 사이클론 분리기에 사용되는 정확한 조건은 65.6-260 ℃(150-500 ℉)의 온도 및 7 내지 690 kPa(1 내지 100 psia)의 압력을 포함하는 것이 바람직하나 당 업계의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 결정될 수 있다.

사이클론 분리기에서, 증기상 물질과 연행된 미세 분할 고체 또는 액체 소적으로 이루어진 현탁액은 소용돌이 또는 원심 분리 및 와동 운동을 제공하기 위해 접선 공급 방식으로 분리기 내에 수평으로 도입된다. 이 원심 분리 운동은 액체 소적을 수집 대역으로의 하방 이동을 위해 사이클론 분리기의 다른 벽으로 투사시킨다. 연행된 액으로부터 원심 분리된 증기는 현탁액 접선 유입구의 저부 평면으로부터 사이클론 분리기의 상단을 통해 윗쪽으로 연장된 중앙 단부 통로에 의해 제거된다.

본 발명에 사용될 수 있는 사이클론 분리기의 변화는 접선 공급 분리기로서 공지된 원심 분리기의 사용을 포함한다. 접선 공급 분리기에서 원뿔형 저부는 접시형 또는 편평한 헤드로 대체되며, 저부 헤드의 액체는 분리 액체를 용기의 저부로 보내는 수평판에 의해 분리기의 볼륨으로부터 단리된다. 사이클론 분리기 및 접선 공급 분리기의 모두에 있어서, 유입구 내 액체의 조악한 분무의 도입은 증기 스트림으로부터 연행된 액체의 제거 효율을 개선시킬 수 있다. 보다 용이하게 수집되는 대형 소적은 미세 소적과 충돌하며, 이 때 이 소적들은 분리기의 벽을 향해 이동하면서 가스를 일소시킨다. 몇몇 경우에는 소용돌이가 보조 분리를 방해한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "희박 용매"는 적어도 부분적으로 재생된, 즉 방향족 탄화수소에 대한 선택 능력을 가지며, 감소된 농도의 방향족 탄화수소를 갖는 본 발명의 방향족 선택성 용매를 의미한다.

사이클론 분리기에서 방향족 풍부 사이드 드로우는 탄화수소로부터 연행된 용매를 분리시키고 사이클론 분리기의 상단으로부터 회수되는 제1 사이클론 분리기 탑정 스트림을 제공하기 위해 물과 접촉된다. 사이클론 분리기 탑정 스트림은 바람직하게는 적어도 부분적으로 응축됨으로써 사이드 스트림 탄화수소상 및 사이드 스트림 수성상을 제공한다. 사이드 스트림 탄화수소상은 농축 방향족 탄화수소 생성물로서 회수된다. 미량의 방향족 선택성 용매 및 물로 이루어진 사이클론 분리기의 저부 스트림은 추출 증류탑으로 반송된다. 사이드 스트림 수성상의 적어도 일부분은 사이클론 분리기에 반송되어 추출 증류탑으로 반송된다. 사이드 스트림 수성 상의 적어도 일부는 사이클론 분리기용 접촉 매질을 제공하기 위해 사이클론 분리기에 반송된다.

고온 희박 용매로 이루어진 스트림은 추출 증류탑의 저부로부터 회수되며, 그의 적어도 일부는 냉각후 상기 추출 증류탑의 상부로 보내진다. 잔여 증기는 재비등되고 탑의 저부로 반송된다.

일반적으로, 추출 증류탑에서 분리를 성취하기 위해서 추출 용매 대 탄화수소 원료의 비율은 추출 용매 약 1 내지 약 15 중량부 대 원료 1 중량부의 범위이며, 약 2:1 내지 약 10:1의 비율이 바람직하며, 약 2:1 내지 약 6:1의 비율이 가장 바람직하다. 방향족 선택성 용매 대 탄화수소의 비율의 폭넓은 범위는 특정용매, 방향족 선택성 용매 중의 물의 양 등에 따라 확대될 수 있다. 최적 용매대 원료의 비율은 또한 즉석 공정으로 고회수율 및 고순도를 얻을 수도 있지만 고회수율(수율) 또는 고순도(품질)가 요구되는지 여부에 좌우된다.

또한, 본 발명의 추출 증류 공정에 포함되는 혼합의 개념은 방향족 생성물로부터 회수된 벤젠 생성물의 적어도 일부, 바람직하기로는 5 내지 15 %의 벤젠 생성물을 추출 증류탑의 원료와 혼합시키는 것이다. 원료와 혼합된 벤젠 생성물의 정확한 비율은 원료의 조성에 따라 다소 다르다. 본질적으로 순수한 벤젠의 첨가는 원료 스트림을 희석시키며 용매 중 원료 스트림의 가용성을 개선시킨다. 추출 증류업계에서는 2개 액상과 1개 증기상을 생성하는 상부 분류 대역 내에 존재하는 조건에서 제2 액상의 형성이 가능한 것으로 공지되어 있다. 벤젠 생성물 중 적어도 일부와 원료의 혼합은 제2 액상 형성 가능성을 최소화시키는 작용을 하며 또한 원료 스트림으로부터 방향족의 회수를 향상시킨다. 원료에 대한 벤젠의 첨가는 원료의 방향족 함량이 30 용적 % 미만인 경우가 바람직하다. 벤젠 생성물 재순환의 운전상의 이점은 추가 자본 및 운전 비용 보다 중요하다.

본 발명의 방법의 추가 상세한 설명은 첨부된 도면 제1도 및 제2도와 관련하여 제시된다. 이들 도면은 본 발명의 바람직한 일면을 나타내고 있으며 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 일반적인 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 부득이 밸브, 펌프, 분리기, 열 교환기, 재비등기 등을 포함한 외부 잡기기 부속물들은 제외하였다. 본 발명의 방법을 완성하고 명백히 이해하는데 필요한 용기 및 라인들만을 예시하였다.

제1도는 술폴란 용매가 용매로서 사용된 본 발명의 일면의 공정 계통도를 예시하고 있다.

방향족 및 비방향족 탄화수소를 함유하는 C₆-C₁₂의 탈펜탄화 개질물을 27 ℃(80 ℉) 및 207 kPa(30 psia)의 온도의 라인(50)에 의해 열교환기(211)에 통과시키고, 여기서, 개질물을 라인(74)의 희박 용매 스트림(이것의 공급원은 이후 설명됨)과의 간접 열교환에 의해 99 ℃(210 ℉)의 온도까지 가열 및 부분적으로 증발시키고, 이를 라인(51)에 의해 추출 증류탑(201)의 상부 분류 대역(75)의 상단으로 보낸다. 추출 증류는 상부 분류 대역(75), 중간 분류 대역(76) 및 저부 분류 대역(77)로 이루어져 있다. 비방향족 탄화수소, 미량의 연행된 방향족 선택성 용매 및 물로 이루어진 증발 추출 잔류물 스트림을 61 ℃(142 ℉)의 온도의 증류탑(201)의 상부 분류 대역(75)의 상단으로부터 회수하고 이를 라인(53)에 의해 제1사이클론 분리기(202)로 보낸다. 제1 사이클론 분리기에서, 추출 잔류물(53)은 물로 이루어진 스트림(66)과 접촉시키고 추출 잔류물의 증기 부분은 액체 부분(즉, 스트림(69) 내에 남아 있는 증기 스트림 및 스트림(62) 내에 남아 있는 용매로 이루어진 액체 부분)으로부터 분리된다. 증기 스트림(69)는 수 냉각기(203)에 보내져서 여기서 43 ℃(142 ℉)로 냉각되며 라인(71)에 의해 분리 용기(204)로 보내져 여기서 추출 잔류물 탄화수소상 및 추출 잔류물 수성상이 형성된다. 추출 잔류물 탄화수소상 또는 추출 잔류물 부산물은 라인(58)에 의해 회수된다. 추출 증류탑은 172 kPa(25 psia)의 평균 압력에서 유지된다. 희박 용매 스트림은 166 ℃(330 ℉)의 온도의 라인(56)에 의해 증류탑(201)의 저부로부터 회수되며 그의 일부분은 재비등기(209)에서 가열되고 라인(73)으로 증류탑에 반송된다.

희박 용매 스트림의 잔여부는 라인(57)에 의해 제2 열교환기(210)으로 보내지며, 여기서 스트리핑 매질 스트림(65)(이것의 공급원은 본 명세서에서 이후 설명됨)과 열교환시킴으로써 희박 용매는 121 ℃(250 ℉)의 온도로 냉각되고 라인(55)에 의해 추출 증류탑(201)의 저부 분류 대역(77)로 보내지기 전 스트리핑 매질 스트림(65)는 적어도 부분적으로 증발된다. 냉각된 희박 용매는 상기 스트림(74)로부터 회수된다.

방향족 탄화수소 생성물, 미량의 연행된 방향족 선택성 용매 및 물로 이루어진 증발된 사이드 스트림(54)는 추출성 증류탑(201)의 중간 분류 대역(76)으로부터 회수되며, 이는 제2 사이클론 분리기 수단(207)로 보내지고, 여기서, 스트림 (54)는 수 스트림(67)(이것의 공급원은 이하 설명됨)과 접촉한다. 탄화수소 방향 족 생성물 및 물로 이루어진 증기상 스트림은 라인(70)으로 제2 사이클로 분리기 수단(207)의 상단으로부터 회수된다. 액상은 라인(64)로 제2 사이클론 분리기의 저부로부터 회수된다. 라인(70)의 증기 스트림은 제2 수 냉각기(206)으로 보내지고 여기서 43 ℃(110 ℉)로 냉각되고 라인(72)에 의해 분리 용기(205)로 보내지며, 여기서, 탄화수소 방향족 생성물상은 라인(59)에 의해 회수되고, 수성상은 라인(68)로 회수된다. 물을 포함하는 라인(68)의 적어도 일부분은 라인(67)에 의해 제2 사이클론 분리기(207)로 보내지고 잔여 부분은 라인(63)에 의해 추출 증류탑(201)의 스트리핑 매질로서 사용되는 라인(65)로 보내진다. 방향족 선택성 용매 및 물로 이루어진 라인(64)의 액상의 적어도 일부분은 라인(65)에 보내진다.

계속해서, 라인(59)에 의해 탄화수소 방향족 생성물은 일련의 2개의 분류 탑(도시되지 않음)으로 보내져서 벤젠, 톨루엔 및 크실렌으로 분리된다. 제1 탑은 상단 생성물로서 벤젠을 분리시키며, 제2 탑은 톨루엔 및 크실렌으로 이루어진 제1탑의 저부 생성물을 처리시켜 상단 생성물로서 톨루엔을 생성하고 저부 생성물로서 크실렌 및 보다 중질의 탄화수소를 생성한다. 스트림(78)의 벤젠 생성물의 적어도 일부분은 원료(50)과 혼합되어 추출 증류탑(201)로 보내진다.

이어서, 수성 스트림의 적어도 일부, 즉 라인(61, 62, 63 및 64)의 스트림은 합쳐져서 스트리핑 매질로서 라인(65)에 의해 열교환기(210)으로 보내지고, 여기서, 스트리핑 매질은 116 ℃(241 ℉)의 온도로 가열되고 적어도 부분적으로 증발되고 라인(55)에 의해 추출 증류탑(201)의 저부로 보내진다. 필요할 경우 라인(65)에서 스트리핑 매질과의 혼합에 의해 보충수를 첨가시킬 수 있다.

제2도에는 테트라에틸렌 글리콜 및 메톡시글리콜의 혼합물이 용매로서 사용되는 본 발명에 따른 공정 계통도를 예시하고 있다.

방향족 및 비방향족 탄화수소를 함유하는 C₆-C₁₂탈펜탄화 개질물을 27 ℃(80 ℉)의 온도 및 207 kPa(30 psia)의 압력의 라인(80)에 의해 열교환기(310)을 통과시키고, 여기서 개질물은 라인(130)의 희박 용매 스트림(이것의 공급원은 이하 설명됨)과 간접 열교환시켜 107 ℃(224 ℉)의 온도로 가열 및 부분 증발시키고, 이어서, 라인(81)에 의해 추출 증류탑(301)의 상부 분류 대역(301a)로 보내진다. 추출 증류탑은 상부 분류 대역(301a), 중간 분류 대역(301b) 및 저부 분류 대역(301c)로 이루어져 있다. 비항향족 탄화수소 및 물로 이루어진 부분 증발 추출 잔류물 스트림은 101 ℃(214 ℉)의 증류탑(301)의 상부 분류 대역(301b)로부터 회수되며 라인(84)에 의해 사이클론 분리기(302)로 보내지고, 여기서, 추출 잔류물은 물로 이루어진 스트림(96)과 접촉하고 추출 잔류물의 증기 부분은 액체 부분으로부터 분리된다(즉, 증기 스트림은 스트림(99) 내에 남아 있고 액체 부분은 스트림(92) 내에 남아 있는 용매로 이루어져 있음). 증기 스트림(99)는 수 냉각기 (303)으로 보내지며, 여기서 38 ℃(110 ℉)로 냉각되고 라인(121)에 의해 분리 용기(30)으로 보내지고, 여기서 추출 잔류물 탄화수소상 또는 추출잔류물 부산물 및 추출 잔류물 수성상이 형성된다. 추출 잔류물 부산물은 라인(88)에 의해 회수된다. 추출 잔류물 수성상은 스트림(90)으로서 회수된다. 추출 잔류물 수성상의 적어도 일부분은 사이클론 분리기에서의 분리 효율을 개선하기 위해 스트림(96)으로 사이클론 분리기에 반송된다. 증기(91)의 수성상의 잔여 부분은 스트림(92)와 합쳐지고 스트리핑 매질로서 추출 증류탑으로 반송된다.

방향족 탄화수소 생성물, 미량의 연행된 방향족 선택성 용매 및 물로 이루어진 증기 사이드 스트림(85)는 추출 증류탑(301)의 중간 분류 대역(301b)로부터 회수되며, 이는 제2 사이클론 분리기(306)으로 보내지고, 여기서, 스트림(85)는 수스트림(97)(이것의 공급원은 이하 설명됨)과 접촉한다. 탄화수소 방향족 생성물 및 물로 이루어진 증기상 스트림은 라인(120)으로 제2 사이클론 분리기(306)의 상단으로부터 회수된다. 액상은 수반된 용매를 포함하는 라인(94)로 제2 사이클론 분리기 수단의 저부로부터 회수된다. 라인(70)의 증기 스트림은 제2 수 냉각기(305')으로 보내지고, 여기서, 43 ℃(110 ℉)로 냉각되고 라인(122)에 의해 분리용기(305)로 보내지며, 여기서, 탄화수소 방향족 생성물 상은 라인(89)에 의해 회수되고, 수성상은 라인(98)로 회수된다. 물을 포함하는 라인(98)의 적어도 일부분은 라인(97)에 의해 제2 사이클론 분리기 수단(306)으로 보내지고 잔여부분은 라인(93)에 의해 라인(95)로 보내져, 추출 증류탑(301)의 스트리핑 매질로서 사용된다. 용매 및 물로 이루어진 라인(94)의 액상은 라인(95)에 보내진다.

이어서, 라인(89) 내의 탄화수소 방향족 생성물은 일련의 2개의 분류탑(도시되지 않음)으로 보내져서 벤젠, 톨루엔 및 크실렌으로 분리된다. 제1 탑은 상단생성물로서 벤젠을 분리시키며, 제2 탑은 톨루엔 및 크실렌으로 이루어진 제1 탑의 저부 생성물을 처리시켜 상단 생성물로서 톨루엔을 생성하고 저부 생성물로서 크실렌 및 보다 중질의 방향족 탄화수소를 생성한다. 벤젠 생성물 스트림(126)의 적어도 일부분은 원료(80)과 혼합되어 추출 증류탑(301)로 보내진다.

추출 증류탑은 172 kPa(25 psia)의 평균 압력에서 유지된다. 희박 용매 스트림은 171 ℃(340 ℉)의 온도의 라인(123)에서 증류탑(301)의 저부 분류 대역(301c)로 부터 회수되며 그의 일부는 비등기(308)에서 가열되며 라인(124)에 의해 증류탑으로 반송된다.

희박 용매의 잔여 부분은 라인(125)에 의해 제2 열 교환기(307)로 보내어지고, 여기서, 라인(125)의 희박 용매는 중간 대역의 일 지점(이 지점의 아래에서는 증기 사이드 드로우가 회수됨)의 탑 내 액체 스트림(127)의 일부분과 교차 열교환하여 7 ℃(45 ℉) 내지 146 ℃(295 ℉)로 냉각된다. 냉각기의 탑 액은 스트림(28)에 의해 탑으로 반송된다. 냉각기의 희박 용매 스트림은 스트림(87)에 의해 제3 열교환기(309)로 보내어지고 여기서 희박 용매는 스트림(95)의 스트리핑 매질을 부분적으로 증발시키고, 탑(301)로 적어도 부분적으로 증발된 스트리핑 매질을 라인(86)을 통해 저부 분류 대역(301c)로 반송하므로써 추가로 136 ℃(277 ℉)의 온도로 냉각된다. 2회 냉각된 희박 용매는 상기한 바와 같이 제1 열교환기(310)로 보내어지고, 3회 냉각된 희박 용매는 스트림(82)에 의해 제4 열교환기(311)로 보내지며, 여기서 추출 증류탑(301)의 상단으로 보내지기 전 물을 사용하여 98 ℃(209 ℉)의 온도로 냉각된다.

수성 스트림, 즉 라인(91, 92, 93 및 94)는 합쳐지고 스트리핑 매질로서 라인(95)에 의해 열교환기(309)로 보내지고, 여기서 스트리핑 수는 117 ℃(243 ℉)의 온도로 가열되고 적어도 부분적으로 증발되고 라인(86)에 의해 탑(301)의 저부분류 대역(301c)로 보내진다. 추출 잔류물 세척을 위한 세척수 공급이 요구되는 경우 보충수를 첨가할 수 있다.

하기 표 1은 제1도 및 제2도와 관련하여 기재된 원료 스트림의 분석 결과이다. 표 2는 제1도 및 제2도와 관련하여 기재된 2개 공정을 기초로한 컴퓨터 모사의 결과이다.

상기 실시예 결과로부터 모사된 두 용매 모두는 본 발명에 따른 용도에 적당한 것임을 알 수 있다. 용매 혼합물 케이스들은 물을 함유하지 않는 기본 중량으로 테트라에틸렌 글리콜 중 5 내지 30 중량%의 메톡시트리글리콜 에테르를 함유하였다. 표 2는 본 발명의 운전을 증명하기 위해 다음과 같은 3가지 케이스를 예시하고 있다.

케이스 A : 술폴란 용매

케이스 B : 저벤젠 회수율을 갖는 메톡시트리글리콜과 테트라에틸렌 글리콜로 이루어진 혼합 추출 용매.

케이스 C : 개선된 벤젠 회수율을 갖는 케이스 B의 혼합 추출 용매.

벤젠이 회수되고 순도가 실질적으로 동일한 케이스 A 및 C에 있어서, 술폴란용매를 사용한 공정의 에너지 소모는 테트라에틸렌 글리콜 및 메톡시트리글리콜 에테르로 이루어진 용매 혼합물보다 실질적으로 작았다. 더욱 구체적으로, 술폴란에 있어서 방향족의 kj/kg(Btu/lb)로 표시한 1회 처리량은 상기 혼합 용매의 경우의 1회 처리량의 단지 48 %, 다시 말해서 1582 kj/kg(680 Btu/lb) 대 3315 kj/kg(1425 Btu/lb)이었다. 또한, 술폴란에 있어서의 용매 대 원료의 비율은 혼합 용매의 경우에서 요구되는 용매 대 원료의 비율의 단지 약 72 % 다시 말해서 1.85 대 11.3이었다. 보다 낮은 용매 대 원료의 비율은 보다 높은 용매 대 원료의 비율에서 운전할 경우, 처리량 또는 처리 용량이 보다 더 커질 수 있기 때문에 더욱 유리하다. 따라서, 동일 용매 순환율 및 회수율에서 술폴란 용매는 제2도의 용매 대 원료의 비율에 근거할 때 약 2배 정도 많은 원료량을 처리할 수 있다.

케이스 B는 케이스 A의 술폴란 용매의 혼합 추출 용매로의 직접 대체를 나타내고 있다. 케이스 B와 C의 차이는 혼합 추출 용매를 사용하는 경우 공정의 벤젠 회수율을 개선시키기 위해 희박 용매 냉각에 추가 장치 및 열교환 단계가 필요함을 설명하고 있다. 추가 희박 오일 냉각 단계 및 탑 열교환기이 사용은 생성 방향족 1 lb당 소요되는 총 열량을 기준으로 총 운전 에너지 소요량을 약 12 % 감소시켰다.

Claims (5)

1. (a) 원료 스트림(50)을, 비방향족 탄화수소로부터 방향족 탄화수소를 분리시키는데 효과적인 추출 증류 조건으로 유지시킨 재비등 추출 증류탑(76)의 상부 분류 대역(75)으로 보내어, 이 증류탑 내에서 원료 스트림을 상기 상부 분류 대역(75)의 상단에 도입되는 방향족 선택성 용매로 이루어진 냉각된 희박 용매 스트림(52) 및 저부 분류 대역(77)에 도입되는 물로 이루어진 스프리핑 매질스트림과 접촉시키고,

   (b) 상기 증류탑의 상부 분류 대역으로부터 비방향족 탄화수소 및 물로 이루어진 추출 잔류물 스트림(53)을 회수하고,

   (c) 상기 증류탑의 중간 분류 대역으로부터 방향족 탄화수소, 물 및 미량의 방향족 선택성 용매로 이루어진 사이드 스트림(54)을 증기 사이드 드로우로서 회수하고,

   (d) 상기 증류탑의 저부 분류 대역으로부터 방향족 선택성 용매로 이루어진 고온의 희박 용매 스트림(56)을 회수하고,

   (e) 사이드 스트림(54)을 제 1 사이클론 분리기(207)로 보내어 방향족 풍부 탑정 스트림(70) 및 제1 수성 스트림(64)을 얻고,

   (f) 방향족 풍부 탑정 스트림(70)을 제1 응축기(206) 및 제1 상 분리기 (205)로 보내어 방향족 생성물(59) 및 제2 수성상(68)을 얻고,

   (g) 추출 잔류물 스트림(53)을 제2 사이클론 분리기(202)로 보내어 탑정 추출 잔류물 스트림(69) 및 제3 수성상(62)를 얻고,

   (h) 탑정 추출 잔류물 스트림(69)을 냉각 및 응축시켜 추출 잔류를 부산물(58) 및 제4 수성상(60)을 얻고,

   (i) 제1, 제2, 제3 및 제4 수성상 중 적어도 일부분을 합쳐서 스트리핑 매질 스트림(65)을 얻고,

   (j) 상기 고온의 희박 용매 스트림(56)을 냉각시켜 냉각된 희박 용매 스트림(52)을 얻는 것으로 이루어진, 방향족 및 비방향족 탄화 수소를 함유하는 원료스트림으로부터 방향족 탄화수소를 분리시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고온의 희박 용매 스트림(56)의 냉각 공정이 상기 증류탑(76)의 저부 분류 대역(77)으로 보내기 전에 적어도 부분적으로 증발시킨 스트리핑 매질 스트림(65)과의 간접 열교환(210)을 포함하는 방법.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 방향족 선택성 용매가 폴리알켄 글리콜 또는 술폴란계 용매로 이루어지는 것인 방법.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 추가로 방향족 생성물(59)의 벤젠 부분 5내지 15용적%를 추출 증류탑에 도입시키기 전에 원료 스트림과 혼합시키는 것을 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 방향족 선택된 용매가 폴리알켄 글리콜 또는 술폴란계 용매로 이루어지는 것인 방법.