KR20180077736A - Method for producing conjugated diene - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부타디엔의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 희석기체로 부탄을 사용하여, 극저온 냉매보다 낮은 냉매를 사용하더라도, 부타디엔을 제외한 C4 혼합물 및 가스 생성물을 용이하게 분리할 수 있게 되어, 에너지 및 원료비 절감, 생산성의 향상 등 공정의 경제성과 고순도의 부타디엔을 확보할 수 있는 부타디엔의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 효과가 있다.The present invention relates to a method and an apparatus for producing butadiene. According to the present invention, even if butane is used as a diluent gas and a refrigerant lower than a cryogenic refrigerant is used, C4 mixture and butane product except for butadiene can be easily separated Thus, it is possible to provide an economical process such as reduction of energy and raw material costs, improvement of productivity, and a manufacturing method and apparatus for producing butadiene which can secure high purity butadiene.
Description
본 발명은 부타디엔의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 및 원료비 절감, 생산성의 향상 등 공정의 경제성과 고순도의 부타디엔을 확보할 수 있는 부타디엔 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing butadiene, and more particularly, to a process for producing butadiene, which is capable of securing high purity butadiene, such as reduction of energy and raw material costs, improvement of productivity, and the like.
부타디엔(Butadiene)은 석유화학 시장에서 많은 석유화학 제품의 중간체로서 이용되며, 현재 석유화학 시장에서 가장 중요한 기초유분 중 하나로서 그 수요와 가치가 점차 증가하고 있다.Butadiene is used as an intermediary for many petrochemical products in the petrochemical market. It is one of the most important basic oil in the petrochemical market and its demand and value are gradually increasing.
부타디엔을 제조하는 방법으로는 납사 크래킹을 통한 C4 유분으로부터 추출하는 방법, 부텐(butene)의 직접 탈수소화 반응, 부텐의 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 반응을 통한 방법 등이 있다. Butadiene can be produced by extraction from C4 oil through naphtha cracking, direct dehydrogenation of butene, and oxidative dehydrogenation of butene.
이 중 부텐의 산화적 탈수소화 반응을 통해 부타디엔을 제조하는 방법은 반응물로 산소를 이용하여 부텐으로부터 2개의 수소를 제거하여 부타디엔을 생성하는 반응을 이용한 것으로, 생성물로 안정한 물이 생성되므로 열역학적으로 매우 유리하며, 직접 탈수소화 반응과 달리 발열 반응이기 때문에 직접 탈수소화 반응에 비하여 낮은 반응온도에서도 높은 수율의 부타디엔을 얻을 수 있다. 따라서, 부텐의 산화적 탈수소화 반응을 통한 부타디엔의 제조방법은 늘어나는 부타디엔 수요를 충족시킬 수 있는 효과적인 생산 공정이 될 수 있다.The method of preparing butadiene through the oxidative dehydrogenation reaction of butenes uses the reaction of removing two hydrogen from butene by using oxygen as a reactant to produce butadiene. Since the product is stable water, it is thermodynamically And it is an exothermic reaction unlike the direct dehydrogenation reaction, so that a higher yield of butadiene can be obtained even at a lower reaction temperature than the direct dehydrogenation reaction. Thus, the production of butadiene by oxidative dehydrogenation of butene can be an effective production process to meet the increasing demand for butadiene.
한편, 상기와 같은 부텐의 산화적 탈수소화 방법은, 산소로 인한 폭발 위험성을 줄이고, 반응열 제거를 위해 원료 이외에 주로 질소, 수증기(steam) 등을 희석용 기체로 사용하고 있으나, 희석용 기체 및 가벼운 기체류(COx, O2 등), 탄화수소류 등이 포함된 반응생성물로부터 탄화수소류를 분리시 용매를 이용하여 반응생성물 내 탄화수소류를 흡수하는 방법과 반응생성물을 냉각하여 탄화수소류를 액화하는 방법 중 주로 흡수방법이 이용되고 있는 실정이다. 이는 반응생성물을 액화하여 분리하는 방법이 반응생성물 내 존재하는 희석기체 및 가벼운 기체류 등으로 인해 액화시 극저온의 냉매가 필요하며 이는 장치비, 운전비 등을 증가시키는 요인으로 공정의 경제성을 확보하기가 어렵기 때문이다Meanwhile, in the oxidative dehydrogenation process of butene, nitrogen, steam and the like are used as a diluting gas in addition to raw materials in order to reduce the risk of explosion due to oxygen and to remove reaction heat. However, dilution gas and light A method of absorbing hydrocarbons in a reaction product by using a solvent to separate hydrocarbons from a reaction product containing gas streams (COx, O 2, etc.), hydrocarbons, etc., and a method of liquefying hydrocarbons by cooling a reaction product The absorption method is mainly used. This is because the method of liquefying and separating the reaction product requires a cryogenic refrigerant when liquefied due to a dilution gas present in the reaction product and a light gas stream or the like, which makes it difficult to secure the economical efficiency of the process due to an increase in equipment cost and operating cost Because
이와 관련하여 도 1은 종래의 부타디엔 제조장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다. In this regard, FIG. 1 is a view for explaining a conventional butadiene producing apparatus and method.
도 1을 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(N2)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(110)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 C4 혼합물과 가스 생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(120); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 부타디엔 혹은 부타디엔을 포함한 C4 혼합물 및 탄화수소류를 분리하는 흡수분리부(130); 및 상기 흡수분리부(130)에서 분리된 부타디엔이 포함된 스트림(stream)에서 부타디엔을 분리하는 정제부(140);를 포함하고, 상기 흡수분리부(130)에서는 탄화수소를 전체 혹은 선택적으로 흡수할 수 있는 용매를 사용하여 상기 COx, O2, 일부 n-부탄 및 희석기체로 사용되는 N2를 제외한 탄화수소를 선택 흡수하거나 혹은 전체 흡수할 수 있다. 1, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam, and diluent gas (N 2 ) is passed through an oxidative
상기 산화탈수소화 반응부(110)는 부텐, 산소(O2), 수증기(steam), 희석기체(N2) 및 상기 정제부에서 회수된 미반응 부텐류가 포함된 기체를 반응원료를 페라이트계 촉매 또는 비스무스 몰리브데이트계 촉매를 사용하여 등온 또는 단열 조건하에 구동되는 것일 수 있다. The oxidative
상기 냉각분리부(120)는 급냉의 직접 냉각방식(quencher) 또는 간접 냉각방식으로 구동되는 것일 수 있다. The
하기 도 1은 상기 흡수분리부(130)에서 부타디엔만을 선택적으로 흡수분리하는 예이나 상기 흡수분리부(130)는 물이 제거된 반응생성물에서 부타디엔만을 선택적으로 흡수하거나 C4 혼합물을 포함한 탄화수소류 전체를 흡수할 수 있는 용매를 사용하는 흡수 방식으로 구동되는 것일 수 있다. 선택적 흡수용매는 일례로 ACN(Acetonitrile), NMP(N-methylpyrrolidone), 및 DMF(Dimethyl formamide)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 전체 흡수 용매로는 일례로 톨루엔, 자일렌 또는 이들의 혼합이 사용될 수 있다.1, only the butadiene is selectively absorbed and separated in the
상기 흡수분리부(130)에서 분리된 COx, O2, 희석기체로 사용되는 N2 등은 전체 소각처리하거나 경우에 따라 일부는 반응부로 회수하여 재사용되고 일부는 소각 처리된다.The COx, O 2 , and N 2 used as the diluent gas separated from the
상기 정제부(140)는 통상의 부타디엔 정제 장치로 일례로 ACN(Acetonitrile)공정, 상NMP(N-methylpyrrolidone) 공정, 또는 DMF(Dimethyl formamide) 공정 등일 수 있으며 필요에 따라 상기 공정의 일부가 변형된 형태로 구동되어 부타디엔을 정제할 수 있다.The purifier 140 may be an ordinary butadiene purifier, for example, an ACN (Acetonitrile) process, a NMP (N-methylpyrrolidone) process, a DMF (Dimethylformamide) process, Butadiene can be purified.
그러나, 일반적으로 흡수분리공정(130)에서 희석기체로 사용되는 N2와, COx와 O2 등의 기체류를 포함한 탄화수소 혼합물에서 탄화수소를 흡수하기 위해서는 탄화수소의 분압이 낮기 때문에 용매가 많이 필요하며, 이를 회수하는 과정과 정제부(140)에서 부타디엔을 회수 및 정제하는 과정에서 많은 양의 에너지가 사용된다. 또한 흡수분리공정을 응축공정으로 대체하더라도 극저온의 냉매가 요구되어 원료비, 생산성 등 공정의 경제성을 확보할 수 없기에 이를 개선할 수 있는 관련 기술의 개발이 절실한 실정이다. However, in order to absorb hydrocarbons from a hydrocarbon mixture containing N 2 , which is a diluent gas in general, and a gas stream such as CO x and O 2 , the hydrocarbon is generally required to have a low partial pressure, A large amount of energy is used in the process of recovering and recovering butadiene from the purifier 140. Also, even if the absorption separation process is replaced with a condensation process, a cryogenic refrigerant is required and economical efficiency of the process such as raw material cost and productivity can not be secured.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 부텐의 산화탈수소화 반응을 통한 부타디엔 제조시 희석기체로 질소 대신 부탄을 사용하여, 종래 질소 사용시 반응생성물로부터 부타디엔을 분리할 때 사용하던 흡수방법 대신 저온 냉매 혹은 냉각수를 사용하여 부타디엔을 액화하여 분리하는 응축방법을 채택한다. 특히 응축공정에서 분리된 COx와 O2, n-부탄 등이 포함된 배출흐름과 함께 배출되는 목적생성물(부타디엔을 지칭함)의 손실을 최소화하기 위하여 응축공정의 상부 흐름으로부터 유효성분(부타디엔을 포함한 모든 탄화수소류를 지칭함) 중 목적생성물을 선택적으로 회수하여 에너지 및 원료비 절감, 생산성의 향상 등 공정의 경제성을 확보할 수 있는 부타디엔 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention relates to an absorption method used for separating butadiene from reaction products during the use of conventional nitrogen using butane instead of nitrogen as a diluent gas in the production of butadiene through oxidative dehydrogenation of butene Instead, a condensation method is used in which the butadiene is liquefied and separated using low temperature refrigerant or cooling water. In order to minimize the loss of the desired product (referred to as butadiene) to be discharged together with the effluent stream containing COx, O 2 , n-butane and the like separated in the condensation process, the active ingredient (including all butadiene) (Hereinafter referred to as " hydrocarbons "), which is capable of reducing the energy and raw material costs and improving the productivity, and securing the economical efficiency of the process.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.These and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object,
부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부로 통과시켜 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 생성하는 단계와, Passing a reaction raw material including butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas through an oxidative dehydrogenation reaction unit to produce an oxidative dehydrogenation reaction product comprising butadiene,
상기 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 냉각분리부로 통과시키면서 물을 분리하는 단계와, Separating the water while passing the oxidative dehydrogenation reaction product containing the butadiene through the cooling separator,
상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물을 응축분리부로 통과시키면서 탄화수소류를 응축하는 단계와, Condensing the hydrocarbons while passing the oxidative dehydrogenation reaction product in which the water is separated to the condensation separation unit,
상기 응축분리부에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 흡수분리부로 통과시키면서 COx와 O2를 분리하는 단계와, Separating COx and O 2 while passing the oxidative dehydrogenation reaction product containing hydrocarbons not condensed in the condensation separator to the absorption separator,
상기 응축분리부에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를, 정제부로 통과시키면서 부타디엔을 분리하거나 혹은 탈기부로 통과시켜 COx와 O2를 추가로 분리한 다음 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 정제부로 통과시키면서 부타디엔을 분리하는 단계를 포함하고, The crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene condensed in the condensing and separating section are separated from the butadiene while being passed through the purification section, or passed through the deaeration section to further separate COx and O 2. Then, n-butane and butene And separating the butadiene while passing the crude hydrocarbon containing the butadiene through the purification section,
상기 정제부에서 분리된 부타디엔을 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되고, The n-butane-containing gas except the butadiene separated in the purifying section is re-introduced into the oxidative dehydrogenation reaction section,
상기 정제부에서 부타디엔이 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부로 투입되되, 상기 희석기체는 부탄인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법을 제공한다. Wherein the butadiene is separated from the refining part and the remaining butane-containing discharge stream is mixed with the raw butene and introduced into the oxidative dehydrogenation reaction part, wherein the diluent gas is butane.
또한, 본 발명은 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화하여 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 얻는 산화탈수소화 반응부;The present invention also provides an oxidative dehydrogenation reaction unit for obtaining an oxidative dehydrogenation reaction product comprising butadiene by oxidative dehydrogenation of a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas;
상기 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부; A cooling separator for separating water from the oxidative dehydrogenation reaction product comprising butadiene obtained from the oxidative dehydrogenation reaction;
상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부; A condensation separator for condensing hydrocarbons from the oxidized dehydrogenation reaction product in which the water is separated;
상기 응축분리부에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 COx와 O2를 분리하는 흡수분리부; 및 An absorption separator for separating COx and O 2 from the oxidative dehydrogenation reaction product containing hydrocarbons not condensed in the condensation separation unit; And
상기 응축분리부에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부;를 포함하고, And a purifier for separating butadiene from crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene condensed in the condensation separator,
상기 정제부에서 분리된 부타디엔을 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되고, The n-butane-containing gas except the butadiene separated in the purifying section is re-introduced into the oxidative dehydrogenation reaction section,
상기 정제부에서 부타디엔이 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름은, 프레쉬 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부로 투입되되, 상기 희석기체는 부탄인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치를 제공한다. Wherein the butadiene is separated from the refining part and the remaining butane-containing discharge stream is mixed with fresh butene, and the diluted gas is introduced into the oxidative dehydrogenation reaction part, wherein the diluent gas is butane.
본 발명에 따르면 부텐의 산화탈수소화 반응을 통한 부타디엔 제조시 희석기체로 질소 대신 부탄을 사용하여, 종래 질소 사용시 반응생성물로부터 부타디엔을 분리할 때 사용하던 흡수방법 대신 저온 냉매 혹은 냉각수를 사용해 부타디엔을 액화하여 분리하는 응축분리방법과 응축분리 후 상부 흐름으로 유출되는 탄화수소류에서 목적생성물(부타디엔)을 선택적으로 흡수하여 회수하는 흡수분리방법을 통해 부타디엔의 손실을 최소화하여 원료비, 에너지 및 생산비 절감 등으로 공정의 경제성과 고순도의 부타디엔을 확보할 수 있는 부타디엔의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, instead of nitrogen, butane is used to prepare butadiene through oxidative dehydrogenation reaction of butene, butadiene is liquefied using a low-temperature refrigerant or cooling water instead of the absorption method used for separating butadiene from the reaction product during the conventional nitrogen use (Butadiene) from the hydrocarbons flowing out to the upper stream after the condensation separation, and the absorption separation method of recovering the objective product (butadiene) by minimizing the loss of butadiene, thereby reducing the raw material cost, energy and production cost And to provide a method for producing butadiene which can secure the economical efficiency and high purity of butadiene.
도 1은 종래의 부타디엔 제조장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 6은 본 발명에 따른 부타디엔 제조장치와 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a conventional butadiene producing apparatus and method.
2 to 6 are diagrams for explaining an apparatus for producing butadiene and a method for producing the same according to the present invention.
이하 본 발명의 부타디엔 제조방법과 제조장치를 상세하게 설명한다. 본 발명의 부타디엔 제조방법과 제조장치는 부탄을 희석기체로 활용한 응축분리공정 및 응축분리공정의 상부를 통해 외부로 유출되는 배출흐름 내 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리공정을 적용한 것이 특징이다. 이와 같이 부탄을 희석기체로 활용하면 응축분리부에서는 저온의 냉매 또는 냉각수로도 산화탈수소화 반응생성물로부터 탄화수소류를 용이하게 분리할 수 있고 흡수분리부에서는 외부로 유출되는 탄화수소류에서 목적생성물을 선택흡수에 의해 회수하여 계 외부로 유출되는 부타디엔을 최소화하여 경제적으로 부타디엔을 제조할 수 있다.Hereinafter, the butadiene production method and the production apparatus of the present invention will be described in detail. The butadiene producing method and the apparatus of the present invention are characterized in that a condensation separation process using butane as a diluent gas and an absorption separation process for selectively absorbing and recovering hydrocarbons in a discharge stream flowing out to the outside through an upper part of a condensation separation process are applied to be. If the butane is used as a diluting gas, the condensation separation unit can easily separate the hydrocarbons from the oxidative dehydrogenation reaction product by using a low-temperature refrigerant or cooling water, and select the desired product from hydrocarbons flowing out to the absorption separation unit By recovering by absorption, butadiene that flows out of the system is minimized, butadiene can be economically produced.
아래에서 도면을 이용하여 본 발명의 부타디엔 제조방법 및 제조장치에 관하여 보다 상세히 설명한다. 도 2 내지 6은 본 발명에 따른 부타디엔 제조장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다. Hereinafter, the method and apparatus for producing butadiene of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 2 to 6 are views for explaining an apparatus and a method for producing butadiene according to the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(210)로 통과시켜 산화탈수소화 반응생성물로 부타디엔을 포함하는 C4 혼합물과 가스 생성물을 생성하고, 상기 공정에서 배출된 흐름(B1)을 따라서 냉각분리부(220)로 유입된다. 이때, 반응원료는 정제공정에서 정제처리된 후 발생된 n-부탄이 포함된 배출흐름(B7)과 합류하여 산화탈수소화 반응부(210)로 유입되며 상기 정제공정에서 정제처리된 후 발생되는 미반응 부텐류를 포함하는 또 다른 배출흐름(B8)은 원료 부텐과 합류하여 산화탈수소화 반응부(210)로 유입된다. 상기 산화탈수소화 공정에서 배출된 흐름(B1)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2, H2O 등이 포함될 수 있고, 냉각분리부(220)로 유입되어 물이 분리된다. Referring to FIG. 2, first, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluted gas (butane) is passed through the oxidative
상기 냉각분리 후 발생된 배출흐름(B2)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2 등이 포함될 수 있고, 응축분리부(230)로 유입된다.Butane, butene, O 2 , CO 2 and the like may be included in the discharge flow B2 generated after the cooling and separation, and the condensed water is flowed into the
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B3)에는 응축분리 공정에서 냉각수 혹은 저온 냉매 등을 사용하여 탄화수소류를 압축/냉각을 통해 응축시킨 다음 응축되지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물이 포함될 수 있고, 상기 응축분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4)에는 응축분리부(230)에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소를 포함할 수 있고, 정제부(240)에서 부타디엔을 정제할 수 있다. The discharged stream B3 generated after the condensation separation includes the oxidation dehydrogenation reaction product containing condensed hydrocarbons after condensing the hydrocarbons by compression / cooling using cooling water or low temperature refrigerant in the condensation separation process And the other discharge stream B4 generated after the condensation separation may include a crude hydrocarbon containing n-butane, butene and butadiene condensed in the
상기 흡수분리 공정에서 발생된 배출흐름(B5)에는 응축분리부(230)에서 분리된 O2, COx 등을 포함할 수 있고, 상기 흡수분리 공정에서 발생된 또 다른 배출흐름(B6)에는 흡수분리부(250)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 탄화수소류가 용매에 선택흡수된 것을 포함할 수 있으며, 상기 배출흐름(B6)은 응축분리부(230)로 재투입될 수 있다. Generated in the absorption separation process draw stream (B5), the may comprise a separate condensing separating portion (230) O 2, COx and so on, the absorption separation another draw stream (B6) caused by the absorption separation process And a hydrocarbon including n-butane, butene, and butadiene except for COx and O 2 in the
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B4)은 정제부(240)로 통과시켜 부타디엔을 분리할 수 있으며, 상기 정제 후 발생된 배출흐름(B7)에는 잔류한 n-부탄이 풍부하게 포함될 수 있고, 상기 산화탈수소화 반응부(210)로 투입하는 재순환 흐름을 형성하여 희석기체를 공급하여 필요량만큼 농축할 수 있고, 상기 정제부(240)에서 부타디엔이 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름(B8)은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부(210)로 투입되는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우 반응을 연속으로 진행할 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 우수하다. The discharged stream (B4) generated after the condensation separation may be passed through the purifier 240 to separate the butadiene. The discharged stream (B7) generated after the purification may abundantly contain residual n-butane, A diluting gas can be supplied to the oxidizing and
상기 “조질(Crude) 탄화수소”는 이 기술분야에서 통상적으로 사용하는 조질(crude) 탄화수소를 의미하며, 달리 특정하지 않는 한 산화탈수소화 반응생성물로부터 수득되는 부타디엔 등을 포함하는 탄화수소류로서 정제부의 원료를 지칭한다.The term " crude hydrocarbons " means crude hydrocarbons commonly used in this technical field. Unless otherwise specified, hydrocarbons including butadiene and the like obtained from oxidative dehydrogenation reaction products, Quot;
상기 용어 "COx"은 달리 특정하지 않는 한, CO, CO2을 지칭한다.The term " CO x "refers to CO, CO 2 unless otherwise specified.
상기 부텐은 1-부텐, 2-부텐 또는 이들의 혼합일 수 있다. 상기 부텐을 포함하는 원료가스는 일반적으로 부타디엔의 제조에 사용될 수 있는 부텐을 포함하는 원료가스인 경우 특별히 제한되지 않는다. The butene may be 1-butene, 2-butene or a mixture thereof. The raw material gas containing butene is not particularly limited in the case of raw material gas containing butene which can be generally used for the production of butadiene.
일례로 상기 부텐은 고순도의 부텐 가스, 나프타 분해로 부생하는 C4 유분 중 라피네이트(raffinate)-2, 라피네이트(raffinate)-3 등과 같이 부텐류가 포함된 탄화수소 혼합물에서 얻어질 수 있다.For example, the butene can be obtained from a hydrocarbon mixture containing butenes, such as butene gas of high purity, raffinate-2, raffinate-3, and the like among the C4 oils produced by naphtha cracking.
상기 수증기(steam)는 산화탈수소 반응에 있어서, 반응물의 폭발 위험을 줄이는 동시에, 촉매의 코킹(coking) 방지 및 반응열 제거 등의 목적으로 투입되는 기체이다.The steam is a gas which is injected for the purpose of preventing the coking of the catalyst and eliminating the reaction heat while reducing the risk of explosion of the reactant in the oxidative dehydrogenation reaction.
한편, 상기 산소(O2)는 산화제로서 부텐과 반응하여 탈수소반응을 일으킨다.On the other hand, the oxygen (O 2 ) reacts with butene as an oxidizing agent to cause a dehydrogenation reaction.
상기 반응기 내에 충진된 촉매는 부텐을 산화탈수소 반응시켜 부타디엔을 제조할 수 있게 하는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 페라이트계 촉매, 비스무스 몰리브데이트계 촉매, 또는 철 촉매일 수 있다.The catalyst packed in the reactor is not particularly limited as long as it enables the production of butadiene by oxidative dehydrogenation reaction of butene, and may be, for example, a ferrite catalyst, a bismuth molybdate catalyst or an iron catalyst.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 촉매는 페라이트계 촉매일 수 있으며, 그 중에서도 아연 페라이트, 마그네슘 페라이트, 망간 페라이트를 사용하는 것이 부타디엔의 선택도를 높일 수 있다. 상기 반응 촉매의 종류와 양은 반응의 구체적인 조건에 따라 달라질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst may be a ferrite-based catalyst. Among them, use of zinc ferrite, magnesium ferrite, and manganese ferrite may enhance the selectivity of butadiene. The type and amount of the reaction catalyst may vary depending on the specific conditions of the reaction.
상기 희석기체는 부탄일 수 있다.The diluent gas may be butane.
상기 산화탈수소화 반응부(210)는 일례로, 부텐과, 산소(O2)와, 수증기(steam)와, 상기 정제부(240)에서 부타디엔이 분리된 잔류물로서 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되는 n-부탄이 포함된 기체를 반응원료로 하여 페라이트계 촉매 또는 철 촉매를 사용하여 등온 또는 단열 조건 하에 구동되는 것일 수 있다. The oxidation
일례로 상기 반응원료에 포함되는 산소(O2)는 순도 90% 이상, 95% 이상 또는 98% 이상의 가스 형태로 투입될 수 있다.For example, oxygen (O 2 ) contained in the reaction raw material may be introduced in a gas having a purity of 90% or more, 95% or more, or 98% or more.
상기 순도 90% 이상의 가스 형태는 산소(O2)가 공기로부터 투입되지 않고, 산소 순수가스 형태로 투입되는 것을 의미할 수 있으며, 이를 통해, 반응원료에 포함된 유효성분 등의 양을 실시간으로 측정하여 반응기에 투입되는 반응원료 내 포함되는 성분의 양을 개별적으로 조절할 수 있으며, 투입되는 산소의 대부분을 태워 없앨 수 있다. The gas form having a purity of 90% or more may mean that oxygen (O 2 ) is not introduced from the air but is introduced in the form of pure oxygen gas. Thus, the amount of the active ingredient, So that the amount of the components contained in the reaction starting material fed into the reactor can be individually controlled, and most of the supplied oxygen can be burned off.
일례로 상기 산화탈수소화 반응부(210) 내 반응조건은 부텐 : 산소 : 수증기 : 희석기체(n-부탄) = 1 : 0.5~3 : 0.05~20 : 0.05~20의 몰비 일 수 있다.For example, the reaction conditions in the oxidative
구체적인 예로, 산화탈수소화 반응부(210)는 산소:부텐의 몰비 0.5~3:1, 수증기:부텐의 몰비 0.05~20:1, n-부탄:부텐의 몰비 0.05~20:1, 반응압력 상압~10atm, 반응온도 150~650℃의 등온 또는 단열 조건하에 구동되는 것이 바람직하다. As a specific example, the oxidative
상기 냉각분리부(220)는 일례로 급냉의 직접 냉각방식(quencher) 또는 간접 냉각방식으로 구동될 수 있고, 이때 급냉 온도는 물을 냉각하면서 탄화수소류는 냉각되지 않고 상부로 나갈 수 있는 온도로, 일례로 0 ~ 100 ℃일 수 있다. For example, the
상기 응축분리부(230)는 일례로, 1단의 단일압축 구조, 2~10단의 다단압축 구조, 또는 1~2단의 다단압축 구조일 수 있다. 상기의 다단 압축을 하는 이유는 처음 압력에서 목표 압력까지 한 번에 압축 시, 많은 동력이 소요될 뿐만 아니라 기체 압축에 의한 열이 발생되고, 이로 인하여 기체가 팽창하게 되어 압축 효율이 떨어지게 되므로, 이러한 문제를 방지하기 위해 다단 압축을 실시하게 되며, 상기 압축 과정에서 발생된 열은 냉각기를 이용하여 식힐 수 있다. For example, the
상기 응축분리부(230) 내 응축조건은 미반응 산소를 고려하여 해당 흐름이 폭발범위를 벗어나는 범위(폭발상한 이상 또는 한계산소농도 이하)를 가지도록 결정될 수 있다.The condensation condition in the
본 발명의 일 실시예에서, 상기 응축분리부(230) 내 사용되는 냉매는 냉각수, 에틸렌글리콜, 농도 20~100 중량%의 에틸렌글리콜 수용액, 프로필렌글리콜, 농도 30~100 중량%의 프로필렌글리콜 수용액, 및 프로필렌계 용매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 프로필렌계 용매는 일례로 프로필렌 또는 프로필렌을 포함하는 화합물로, -10℃ 이하, 또는 -10 내지 -50℃의 비점을 가지는 물질일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the refrigerant used in the condensing and separating
상기 냉매는 바람직하게는 냉각수, 0 내지 40℃의 냉각수, 또는 5 내지 30℃의 냉각수일 수 있으며, 이 경우 상기 압출 토출 온도가 250℃ 이하, 혹은 50 내지 200℃일 수 있고, 압축 토출 흐름의 냉각 온도가 120℃ 이하, 혹은 20 내지 80 ℃일 수 있다.The refrigerant may be chilled water, cooling water at 0 to 40 ° C or cooling water at 5 to 30 ° C. In this case, the extrusion discharge temperature may be 250 ° C or less, or 50 to 200 ° C. The cooling temperature may be 120 占 폚 or lower, or 20 to 80 占 폚.
종래에는 희석기체로 질소를 사용하여, 응축방법으로 희석기체 및 가벼운 기체류를 분리하고자 하는 경우 극저온의 냉매 사용이 요구되었으나, 본 발명에서는 부탄을 희석기체로 투입함으로써, 보다 낮은 등급의 냉매가 사용 가능하게 되었다.Conventionally, when nitrogen is used as a diluting gas and a diluting gas and a light gas stream are separated by a condensing method, it is required to use a cryogenic refrigerant. In the present invention, however, by introducing butane into a diluting gas, It became possible.
상기 정제부(240)는 부타디엔을 정제하는 통상의 장치를 적용할 수 있으며, 일례로 ACN(Acetonitrile)공정, NMP(N-methylpyrrolidone)공정, 또는 DMF(Dimethyl formamide)공정으로 구성될 수 있다. 상기 정제부(240)에서 사용하는 용매는 흡수분리부(250)에서 사용하는 용매와 같은 용매를 사용할 수도 있고, 필요에 따라서는 다른 용매를 사용할 수 있다. 상기 정제부(240)에서 용매를 분리하여 흡수분리부(250)으로 순환시킬 수 있다(배출흐름 미도시).The purification unit 240 may be a conventional apparatus for purifying butadiene. For example, the purification unit 240 may be an ACN (Acetonitrile) process, an NMP (N-methylpyrrolidone) process, or a DMF (Dimethylformamide) process. The solvent used in the purification unit 240 may be the same as the solvent used in the absorption and
상기 흡수분리부(250)는 일례로 탄화수소류 중 부타디엔, 부텐류 등을 선택흡수할 수 있는 ACN(Acetonitrile), NMP(N-methylpyrrolidone), 또는 DMF(Dimethyl formamide)와 같은 용매를 사용하는 흡수 방식으로 구동될 수 있다. 상기 흡수분리부(250)에서 분리된 COx와 O2는 소각시킬 경우 소각에 의해 발생된 열이 상기 산화탈수소화 반응부(210) 또는 상기 응축분리부(230)에서 재활용될 수 있다. The absorbing and separating
상기 분리단계를 거쳐 얻어진 부타디엔은 정제단계를 통해 용매, 고비점 및 저비점 성분들이 제거됨으로써, 고순도의 부타디엔으로 회수될 수 있다.The butadiene obtained through the separation step can be recovered as highly pure butadiene by removing the solvent, high boiling point and low boiling point components through a purification step.
본 발명의 일실시예에서, 상기 일련의 단계를 통하여 최종적으로 얻을 수 있는 부타디엔의 순도는 95.0 ~ 99.9% 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the purity of finally obtained butadiene through the series of steps may be 95.0 to 99.9%.
도 3은 상기 도 2에서 냉각분리부(220)를 통과하여 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물이 응축분리부(230)와 흡수분리부(250)를 거쳐 정제부(240)로 투입(B4)되는 과정을 탈기부와 용매회수를 포함하여 세분화한 것이다.FIG. 3 is a graph showing the results of the oxidation dehydrogenation reaction product in which water is separated from the
상기 탈기부는 일례로 통상적인 컬럼을 이용한 스트리핑, 혹은 탈기로 구동될 수 있다. The deaeration section may be driven by stripping using a conventional column, or degassing.
도 3을 참조하면, 먼저 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(310)로 통과시켜 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 생성하고, 상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)을 따라서 냉각분리부(320)로 유입된다. 이때, 반응원료는 정제공정에서 정제처리된 후 발생된 n-부탄을 포함하는 기체가 배출흐름(B7)을 따라 산화탈수소화 반응부(310)로 유입되며 정제공정에서 정제처리된 후 발생된 미반응 부텐류는 배출흐름(B8)을 따라 원료 부텐과 합류하여 산화탈수소화 반응부(310)로 유입된다. Referring to FIG. 3, first, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam, and diluted gas (butane) is passed through an oxidative
상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2, H2O 등이 포함될 수 있고, 냉각분리부(320)로 유입되어 물이 분리된다.The
상기 냉각분리 후 발생된 배출흐름(B2)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2 등이 포함될 수 있고, 응축분리부(330)로 유입된다.The exhaust stream B2 generated after the cooling and separation may include butadiene, n-butane, butene, O 2 , CO 2 , and the like, and flows into the condensation separator 330.
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B3)에는 응축분리 공정에서 냉각수 혹은 저온 냉매 등을 사용하여 탄화수소류를 압축/냉각을 통해 응축시킨 다음 응축되지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물이 포함될 수 있다. 상기 응축분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4')에는 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류를 포함할 수 있다. The discharged stream B3 generated after the condensation separation includes the oxidation dehydrogenation reaction product containing condensed hydrocarbons after condensing the hydrocarbons by compression / cooling using cooling water or low temperature refrigerant in the condensation separation process . Another effluent stream B4 'generated after the condensation separation may include condensed n-butane, hydrocarbons including butene and butadiene.
상기 탈기 후 발생된 배출흐름(B11)은 탈기부(360)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 포함하고, 상기 흡수분리부(350)로 투입하여 흡수분리될 수 있고, 상기 탈기 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4”)은 탈기부(360)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 조질 탄화수소일 수 있고 정제부(340)로 투입하여 부타디엔을 정제할 수 있다. A discharge flow (B11) occurs after the stripping can be separated absorbed by introducing further said absorption separation unit 350 includes a COx and O 2, and separated in the
상기 흡수분리 공정에서 발생된 배출흐름(B5)에는 응축분리부(330)에서 분리된 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B3)과, 탈기부(360)에서 분리된 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B11)에, 포함된 부타디엔 혹은 부텐류 등의 탄화수소류를 선택흡수하여 제거하고 남은 O2, COx 등을 포함할 수 있고, 흡수분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B6')에는 흡수분리부(350)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 흡수된 것일 수 있다. Said generated in the absorption separation process draw stream (B5), the discharge flow (B3) containing the O 2, COx and so on away from the condensate separation unit 330, and the O 2, COx and so on away from the
상기 정제부(340)로 통과하여 부타디엔 분리 및 정제 후 발생된 배출흐름(B7)에는 잔류한 n-부탄이 풍부하게 포함될 수 있고, 산화탈수소화 반응부(310)로 투입하는 재순환 흐름을 형성하게 된다. The exhaust stream B7 generated after the butadiene separation and purification passes through the purifier 340 may be abundant in the remaining n-butane and forms a recycle stream to be fed into the
상기 정제부(340)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(350)으로 순환시킬 수 있고(배출흐름(B9)), 부타디엔과 용매가 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름(B8)은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부(310)로 투입되는 단계를 포함하는 것이 반응을 연속으로 진행할 수 있어 바람직하다. The solvent in the refining unit 340 can be separated and circulated to the absorption separator 350 (the discharge stream B9), and the discharge stream B8 in which the butadiene and the solvent are separated and the residual butene is contained, Butene and the like to be mixed with butene, and then introduced into the oxidative
도 4는 상기 도 3에서 탈기 후 발생된 배출흐름(B4")에 또 다른 배출흐름(B4"')를 추가한 것으로, 상기 배출흐름(B4”)에는 탈기부(460)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 조질 탄화수소가 포함될 수 있고, 고비점제거부(470)로 통과시키면서 조질 탄화수소로부터 고비점 성분을 분리하고 상기 고비점제거 공정에서 발생된 배출흐름(B4"')에는 고비점 물질을 제거한 조질 탄화수소가 포함되고, 상기 조질 탄화수소는 정제부(440)에서 부타디엔을 보다 효과적으로 정제할 수 있다. FIG. 4 shows another addition of the discharge flow B4 '' to the discharge flow B4 '' generated after the degassing in FIG. 3, wherein the discharge flow B4 ' The crude hydrocarbons may be included except for COx and O 2 , and the high boiling point component is separated from the crude hydrocarbons while passing through the high boiling point rejection 470, and the high boiling point material (B 4 ''' And the crude hydrocarbons can purify the butadiene more efficiently in the purifying section 440. [
상기 고비점제거부는 일례로 통상적인 증류탑 방식 등으로 구동될 수 있다. The high boiling point remover may be driven by a conventional distillation column method or the like.
상기 고비점 물질은 일례로 퓨란류, 알데히드류, 아세트산, 벤젠, 페놀 등의 방향족 탄화수소, 또는 스타이렌일 수 있다.The high-boiling substance may be, for example, furan, aldehydes, aromatic hydrocarbons such as acetic acid, benzene, phenol, or styrene.
도 4를 참조하면, 먼저 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(410)로 통과시켜 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 생성하고, 상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)을 따라서 냉각분리부(420)로 유입된다. 이때, 반응원료는 정제공정에서 정제처리된 후 희석기체로 사용된 n-부탄이 배출흐름(B7)을 따라 산화탈수소화 반응부(410)로 유입되며 정제처리된 후 미반응 부텐류는 배출흐름(B8)을 따라 원료 부텐과 합류하여 산화탈수소화 반응부(410)로 유입된다. 4, first, a reaction raw material including butene, oxygen (O 2 ), steam, and diluent gas (butane) is passed through an oxidative
상기 산화탈수소화 반응에서 배출된 흐름(B1)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2, H2O 등이 포함될 수 있고, 냉각분리부(420)로 유입되어 물이 분리된다.The
상기 냉각분리 후 발생된 배출흐름(B2)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2 등이 포함될 수 있고, 응축분리부(430)로 유입된다.Butane, butene, O 2 , CO 2 and the like may be included in the discharge flow B2 generated after the cooling and separation, and the condensed water is flowed into the condensation separation unit 430.
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B3)에는 응축분리 공정에서 냉각수 혹은 저온 냉매 등을 사용하여 탄화수소류를 압축/냉각을 통해 응축시킨 다음 응축되지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물이 포함될 수 있고, 상기 응축분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4')에는 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류가 포함될 수 있다.The discharged stream B3 generated after the condensation separation includes the oxidation dehydrogenation reaction product containing condensed hydrocarbons after condensing the hydrocarbons by compression / cooling using cooling water or low temperature refrigerant in the condensation separation process And another effluent stream B4 'generated after the condensation separation may include hydrocarbons including condensed n-butane, butene and butadiene.
상기 탈기 후 발생된 배출 흐름(B11)은 탈기부(460)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 포함할 수 있고, 상기 흡수분리부(450)로 투입하여 탄화수소류가 흡수분리될 수 있다. 상기 탈기 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4”)은 탈기부(460)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소일 수 있고, 고비점제거부(470)로 통과시키면서 조질 탄화수소로부터 고비점 성분을 분리하고, 상기 고비점제거 공정에서 발생된 배출흐름(B4"')에는 고비점 성분이 제거되고 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소가 포함될 수 있고, 상기 조질 탄화수소를 포함한 배출흐름(B4"')을 정제부(440)로 통과하여 부타디엔을 정제할 수 있다. A discharge flow (B11) occurs after the degassing has the hydrocarbons charged into a degassing 460 added may include COx and O 2, the
도 3에서와 마찬가지로, 상기 흡수분리 공정에서 발생된 배출흐름(B5)에는 응축분리부(430)에서 분리된 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B3)과, 탈기부(460)에서 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B11)에, 포함된 부타디엔 혹은 부텐류 등의 탄화수소류를 선택흡수하여 제거하고 남은 O2, COx 등이 포함될 수 있다. 상기 흡수분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B6')에는 흡수분리부(450)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등을 포함하는 조질 탄화수소가 용매에 흡수된 것을 포함하며, 상기 탈기부(460)로 투입된다.As in Figure 3, O 2 in the exhaust stream (B3) and, de-base 460 is, including the separation in the condensate separation unit (430) O 2, COx such as a discharge flow (B5) generated in the absorption separation process , may be included in the discharge flow (B11) including COx and so on, selected absorbent to remove hydrocarbons such as butadiene or a portion included Tenryu and remaining O 2, such as COx. Crude hydrocarbons including the generated separation after absorption Another draw stream (B6 ') include n- butane, except for COx and O 2 on the
상기 정제부(440)로 통과하여 부타디엔 분리 및 정제 후 발생된 배출흐름(B7)에는 잔류한 n-부탄이 풍부하게 포함될 수 있고, 산화탈수소화 반응부(410)로 투입하는 재순환 흐름을 형성하게 된다. 상기 정제부(440)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(450)로 순환시킬 수 있고(배출흐름(B9)), 부타디엔과 용매가 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름(B8)은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부(410)로 투입되는 단계를 포함하는 것이 반응을 연속으로 진행할 수 있어 또한 바람직하다. The discharged stream B7 generated after the butadiene separation and purification after passing through the purifying section 440 may be abundantly contained in the remaining n-butane to form a recycle stream to be fed into the oxidative
도 5는 상기 도 3의 탈기 후 발생된 배출흐름(B11)을 또 다른 배출흐름(B11')로 대체한 것으로, 탈기부(560)에서 분리된 COx와 O2를 흡수분리부(550)로 보내지 않고 응축시스템으로 투입함으로써 탈기 공정 후 배출흐름(B11')에 포함된 탄화수소류를 응축분리부(530)에서 재응축함으로써 흡수분리부(550)에서 필요한 용매량이 감소될 수 있다. FIG. 5 is a view showing a state in which COx and O 2 separated from the
상기 응축시스템은 압축기(531), 열교환기(532) 및 응축분리부(530)을 포함하는 시스템을 일컫는다. The condensing system refers to a system that includes a
도 5를 참조하면, 먼저 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(510)로 통과시켜 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 생성하고, 상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)을 따라서 냉각분리부(520)로 유입된다. 이때, 반응원료는 정제공정에서 정제처리된 후 발생된 희석기체인 n-부탄이 포함된 배출흐름(B7)과 합류하여 산화탈수소화 반응부(510)로 유입되고 상기 정제처리된 후 발생된 미반응 부텐류는 배출흐름(B8)을 따라 원료 부텐과 합류하여 산화탈수소화 반응부(510)로 유입된다. 5, first, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam, and diluted gas (butane) is passed through an oxidative
상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2, H2O 등이 포함될 수 있고, 냉각분리부(520)로 유입되어 물이 분리된다.The
상기 냉각분리 후 발생된 배출흐름(B2)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐 O2, CO2, 등이 포함될 수 있고, 응축분리부(530)로 유입된다.The exhaust stream B2 generated after the cooling and separation may include butadiene, n-butane, butene O 2 , CO 2 , and the like, and is introduced into the condensation separation unit 530.
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B3)에는 응축분리 공정에서 냉각수 혹은 저온 냉매 등을 사용하여 탄화수소류를 압축/냉각을 통해 응축시킨 다음 응축되지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물이 포함될 수 있고, 상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B4')에는 응축된 n-부탄과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류를 포함할 수 있다. The discharged stream B3 generated after the condensation separation includes the oxidation dehydrogenation reaction product containing condensed hydrocarbons after condensing the hydrocarbons by compression / cooling using cooling water or low temperature refrigerant in the condensation separation process And the effluent stream B4 'generated after the condensation separation may include hydrocarbons including condensed n-butane and butadiene.
상기 탈기부(560)로 통과시키면서 COx와 O2를 추가 분리할 수 있다. 상기 탈기 후 발생된 배출 흐름(B11')은 탈기부(560)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 응축시스템으로 투입하여 응축분리부(530)에서 재응축될 수 있고, 상기 탈기 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4”)은 탈기부(560)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소가 포함될 수 있고, 상기 정제부(540)로 투입하여 부타디엔을 정제할 수 있다. COx and O 2 can be further separated while passing through the
상기 흡수분리 공정에서 발생된 배출흐름(B5)에는 응축분리부(530)에서 분리된 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B3)에 포함된 부타디엔 혹은 부텐류 등의 탄화수소류를 선택 흡수하여 제거하고 남은 O2, COx 등이 포함될 수 있고, 상기 흡수분리 공정에서 발생된 또 다른 배출흐름(B6')에는 흡수분리부(550)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 흡수된 것으로, 상기 탈기부(560)로 투입된다.Generated in the absorption separation process draw stream (B5) is removed by selecting the hydrocarbons such as butadiene or part Tenryu included in the discharge flow (B3), including the separation in the condensate separation unit (530) O 2, COx and so on absorption and the remaining O 2, n- butane, butene, butadiene and the like may be included such as COx, another draw stream generated in the absorption separation process (B6 ') is separated from the
상기 정제부(540)로 통과하여 부타디엔 분리 및 정체 후 발생된 배출흐름(B7)에는 잔류한 n-부탄이 풍부하게 포함될 수 있고, 산화탈수소화 반응부(510)로 투입하는 재순환 흐름을 형성하게 된다. 상기 정제부(540)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(550)로 순환시킬 수 있고(배출흐름(B9)), 부타디엔과 용매가 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름(B8)은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부(510)로 투입되는 단계를 포함하는 것이 반응을 연속으로 진행할 수 있어 바람직하다. The discharged stream B7 generated after the butadiene separation and stagnation passing through the purifier 540 may be abundant in the remaining n-butane and forms a recycle flow to be fed into the
도 6은 상기 도 4의 탈기 후 발생된 배출흐름(B11)을 또 다른 배출흐름(B11')로 대체한 것으로, 탈기부(660)에서 분리된 COx와 O2를 흡수분리부(550)로 보내지 않고 응축시스템으로 투입함으로써 배출흐름(B11')에 포함된 탄화수소류를 재응축하여 흡수분리부(650)에서 필요한 용매량을 감소시킬 수 있다.FIG. 6 is a view showing a state in which COx and O 2 separated from the degassing part 660 are separated into the absorption and separation part 550 (FIG. 6) by replacing the discharge flow B11 generated after degassing with another discharge flow B11 ' It is possible to reduce the amount of solvent required in the
상기 응축시스템은 압축기(631), 열교환기(632) 및 응축분리부(630)을 포함하는 시스템을 일컫는다. The condensing system refers to a system including a
도 6을 참조하면, 먼저 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(610)로 통과시켜 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 생성하고, 상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)을 따라서 냉각분리부(620)로 유입된다. 이때, 반응원료는 정제공정에서 정제처리된 후 발생된 희석기체인 n-부탄이 포함된 기체가 배출흐름(B7)을 따라 산화탈수소화 반응부(610)로 유입되며 상기 정제처리된 후 발생된 미반응 부텐류는 배출흐름(B8)을 따라 원료 부텐과 합류하여 산화탈수소화 반응부(610)로 유입된다. 6, first, a reaction raw material including butene, oxygen (O 2 ), steam, and diluent gas (butane) is passed through an oxidative
상기 반응공정에서 배출된 흐름(B1)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2, H2O 등이 포함될 수 있고, 냉각분리부(620)로 유입되어 물이 분리된다.The
상기 냉각분리 후 발생된 배출흐름(B2)에는 부타디엔, n-부탄, 부텐, O2, CO2 등이 포함될 수 있고, 응축분리부로 유입된다.The discharge flow B2 generated after the cooling and separation may include butadiene, n-butane, butene, O 2 , CO 2 , and the like, and is introduced into the condensation separation section.
상기 응축분리 후 발생된 배출흐름(B3)에는 응축분리 공정에서 냉각수 혹은 저온 냉매 등을 사용하여 탄화수소류를 압축/냉각을 통해 응축시킨 다음 응축되지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물이 포함될 수 있고, 응축분리 후 발생된 배출흐름(B4')에는 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류를 포함할 수 있고, 탈기부(660)로 유입된다. The discharged stream B3 generated after the condensation separation includes the oxidation dehydrogenation reaction product containing condensed hydrocarbons after condensing the hydrocarbons by compression / cooling using cooling water or low temperature refrigerant in the condensation separation process And the exhaust stream B4 'generated after condensation separation may contain condensed n-butane, hydrocarbons including butene and butadiene, and is introduced into the deaeration section 660. [
상기 탈기부(660)로 통과시키면서 COx와 O2를 추가 분리할 수 있고 상기 탈기 후 발생된 배출 흐름(B11')은 탈기부(660)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 응축시스템으로 투입하여 응축분리부(630)에서 재응축될 수 있고, 상기 탈기 후 발생된 또 다른 배출흐름(B4”)에는 탈기부(660)에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소가 포함될 수 있고, 고비점제거부(670)로 통과시키면서 조질 탄화수소로부터 고비점 물질을 분리하고, 상기 고비점제거 공정에서 발생된 배출흐름(B4"')에는 조질 탄화수소를 포함할 수 있고, 상기 조질 탄화수소를 정제부(640)로 통과하여 부타디엔을 정제할 수 있다. Was passed through to the degassing (660) may be added to remove the COx and O 2 the discharge flow (B11 ') it occurs after the degassing is added to the COx and O 2 separated further from the degassing (660) to the condensate system and may be re-condensed in a separate condensation unit 630, the degassed and then generating another output flow (B4 "), the n- butane except for COx and O 2 separated by additional degassing at 660, and butene Butadiene, and separates the high boiling point material from the crude hydrocarbons while passing through the high
도 4와 마찬가지로, 상기 흡수분리 공정에서 발생된 배출흐름(B5)에는 응축분리부(630)에서 분리된 O2, COx 등을 포함한 배출흐름(B3)에 포함된 부타디엔 혹은 부텐류 등의 탄화수소류를 선택 흡수하여 제거하고 남은 O2, COx 등이 포함될 수 있고, 상기 흡수분리 후 발생된 또 다른 배출흐름(B6')에는 흡수분리부(650)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 탄화수소류가 용매에 선택흡수된 것을 포함한다. 정제부(640)로 통과하여 부타디엔 분리 및 정제 후 발생된 배출흐름(B7)에는 잔류한 n-부탄이 풍부하게 포함될 수 있고, 산화탈수소화 반응부(610)로 투입하는 재순환 흐름을 형성하게 된다. As with Figure 4, the discharge flow (B5) include hydrocarbons such as butadiene or part Tenryu included in the discharge flow (B3), including the separation in the condensate separation unit (630) O 2, COx generated in the absorption separation process by the selective absorption is removed and can be included such as the remaining O 2, COx, occurs after the absorption separation another draw stream (B6 ') include n- butane, butene, except for COx and O 2 on the
상기 정제부(640)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(650)으로 순환시킬 수 있고(배출흐름(B9)), 부타디엔과 용매가 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름(B8)은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부(610)로 투입되는 단계를 포함하는 것이 반응을 연속으로 진행할 수 있어 또한 바람직하다. The solvent can be separated from the refining section 640 and circulated to the absorption separating section 650 (the discharge flow B9), and the discharge stream B8 containing butadiene and the solvent separated and the residual butene, Butene and mixed with butene to the oxidative
상기 제조방법에 사용된 제조장치의 일례로서 하기 도 2를 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(210)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(220); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부(230); 상기 응축분리부(230)에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리부(250); 상기 응축분리부(230)에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 탄화수소류에서 부타디엔을 분리하는 정제부(240);를 포함하고, 상기 정제부(240)에서 분리된 부타디엔을 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부(210)로 재투입되는 배출흐름(B7)을 갖도록 구성되고, 상기 정제부(240)에서 분리된 부타디엔을 제외한 부텐류를 포함하는 기체는 원료 부텐과 함께 상기 산화탈수소화 반응부(210)로 재투입되는 배출흐름(B8)을 갖도록 구성된다. Referring to FIG. 2, an oxidation
상기 흡수분리부(250)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 선택흡수된 것을 포함하는 배출흐름(B6)은 상기 응축분리부(230)로 공급되도록 구성된다. A discharge flow (B6) is the
또 다른 제조장치의 예로서 하기 도 3을 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(310)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(320); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부(330); 상기 응축분리부(330)에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리부(350); 상기 응축분리부(330)에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류 및 일부 COx, O2를 포함하는 배출흐름에서 COx, O2와, n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류를 분리하는 탈기부(360); 및 상기 탈기부(360)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부(340);를 포함하고, 상기 정제부(340)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(350)으로 순환시키는 배출흐름(B9)와, 부타디엔과 용매를 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부(310)로 재투입되는 배출흐름(B7)을 갖도록 구성되고, 상기 정제부(340)에서 분리된 부타디엔을 제외한 부텐류를 포함한 기체는 원료 부텐과 함께 상기 산화탈수소화 반응부(310)로 재투입되는 배출흐름(B8)을 갖도록 구성된다.3, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas (butane) is passed through the oxidative dehydrogenation reactor 310 to oxidize A cooling separation section (320) for separating water from the oxidative dehydrogenation reaction product containing butadiene obtained from the dehydrogenation reaction; A condensation separator (330) for condensing hydrocarbons from the oxidized dehydrogenation reaction product in which the water is separated; An absorption separator 350 for selectively absorbing and recovering hydrocarbons from the oxidative dehydrogenation reaction product containing hydrocarbons not condensed in the condensation separator 330; And hydrocarbons and some COx, O in the discharge flow containing COx 2, O 2, including the n- butane, butene and butadiene condensed in the condensation separation unit (330), n- butane, butene and butadiene containing A deaerator 360 separating hydrocarbons; In the purification section 340, and includes a; and the degassing unit 360 of n- butane, purification unit 340 for separating butadiene from crude hydrocarbons including butene and butadiene, except for COx and O 2 isolated from A discharge flow B9 in which the solvent is separated and circulated to the absorption separator 350 and a discharge flow B7 in which the gas containing n-butane except for butadiene and solvent is reintroduced into the oxidation dehydrogenation reactor 310 , And the gas including the butenes excluding the butadiene separated by the refining unit 340 is configured to have a discharge flow B8 that is reintroduced into the oxidative dehydrogenation reaction unit 310 together with the raw butene .
상기 탈기부(360)에서 분리된 COx와 O2가 포함된 배출흐름(B11)이 상기 흡수분리부(350)로 순환하고, 상기 흡수분리부(350)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 포함하는 배출흐름(B6')은 상기 탈기부(360)로 재순환하도록 구성된다. Containing the COx and O 2 separated by the
또 다른 제조장치의 예로서 하기 도 4를 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(410)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(420); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부(430); 상기 응축분리부(430)에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리부(450); 상기 응축분리부(430)에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 탄화수소류 및 일부 CO2, O2를 포함하는 배출흐름에서 COx, O2와, n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 탄화수소류를 분리하는 탈기부(460); 상기 탈기부(460)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소에서 고비점 물질을 제거하는 고비점 제거부(470); 및 상기 고비점 제거부(470)에서 고비점 물질이 제거된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부(440);를 포함하고, 상기 정제부(440)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(450)로 순환시키는 배출흐름(B9)과, 상기 정제부(440)에서 부타디엔과 용매를 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부(410)로 재투입되는 배출흐름(B7)을 갖도록 구성되고, 상기 정제부(440)에서 분리된 부타디엔을 제외한 부텐류를 포함한 기체는 원료 부텐과 함께 상기 산화탈수소화 반응부(410)로 재투입되는 배출흐름(B8)을 갖도록 구성된다.4, a reaction material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas (butane) is passed through an oxidative
상기 탈기부(460)에서 분리된 COx와 O2가 포함된 배출흐름(B11)이 상기 흡수분리부(450)으로 순환하고, 상기 흡수분리부(450)에서 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 선택흡수된 것을 포함하는 배출흐름(B6')은 상기 탈기부(460)로 재순환하도록 구성된다. Containing the COx and O 2 separated by the degassing (460) output flow (B11) n- butane, except for COx and O 2 from the absorbing separating
상기 탈기부(460)에서 분리된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소가 포함된 배출흐름(B4”)은 고비점제거부(470)로 투입되며, 상기 고비점제거부(470)에서 고비점 물질이 분리된 조질 탄화수소가 포함된 배출흐름(B4"')이 상기 정제부(440)로 투입되도록 구성된다. The discharge stream B4 "containing the crude hydrocarbons including n-butane, butene and butadiene separated from the deaeration section 460 is introduced into the high boiling point rejection 470, (B4 "') containing crude hydrocarbons from which point material has been separated is injected into the purifying section 440.
또 다른 제조장치의 예로서 하기 도 5를 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(510)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(520); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부(530); 상기 응축분리부(530)에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리부(550); 상기 응축분리부(530)에서 응축된 탄화수소류 및 일부 COx, O2를 포함하는 배출흐름에서 COx와 O2와 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 탄화수소류를 분리하는 탈기부(560); 및 상기 탈기부(560)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부(540);를 포함하고, 상기 정제부(540)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(550)로 순환시키는 배출흐름(B9)와, 부타디엔과 용매를 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부(510)로 재투입되는 배출흐름(B7)을 갖도록 구성되고, 상기 정제부(540)에서 분리된 부타디엔을 제외한 부텐류를 포함한 기체는 원료 부텐과 함께 상기 산화탈수소화 반응부(510)로 재투입되는 배출흐름(B8)을 갖도록 구성된다. 5, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas (butane) is passed through an oxidative
상기 탈기부(560)에서 분리된 COx와 O2가 포함된 배출흐름(B11')이 응축시스템으로 유입되어 응축분리부(530)에서 재응축분리되하고, 상기 흡수분리부(550)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔 등이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 선택흡수된 것을 포함하는 배출흐름(B6')은 상기 탈기부(560)로 재순환하도록 구성된다. Is introduced into the
또 다른 제조장치의 예로서 하기 도 6을 참조하면, 부텐, 산소(O2), 수증기(steam) 및 희석기체(부탄)를 포함하는 반응원료를 산화탈수소화 반응부(610)로 통과시켜 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부(620); 상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부(630); 상기 응축분리부(630)에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 선택흡수하여 회수하는 흡수분리부(650); 상기 응축분리부(630)에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소 및 일부 CO2, O2를 포함하는 배출흐름에서 COx와 O2와, n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 분리하는 탈기부(660); 및 상기 탈기부(660)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소에서 고비점 물질을 제거하는 고비점 제거부(670); 및 상기 고비점제거부(670)에서 고비점 물질이 제거된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부(640);를 포함하고, 상기 정제부(640)에서 용매가 분리되어 흡수분리부(650)로 순환시키는 배출흐름(B9)와, 상기 정제부(640)에서 부타디엔과 용매를 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부(610)로 재투입되는 배출흐름(B7)을 갖도록 구성되고, 상기 정제부(640)에서 분리된 부타디엔을 제외한 부텐류를 포함한 기체는 원료 부텐과 함께 상기 산화탈수소화 반응부(610)로 재투입되는 배출흐름(B8)을 갖도록 구성된다. 6, a reaction raw material containing butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas (butane) is passed through an oxidative
상기 탈기부(660)에서 분리된 COx와 O2가 포함된 배출흐름(B11')이 응축시스템으로 유입되어 응축분리부(630)로 재응축되고, 상기 흡수분리부(650)에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소가 용매에 선택흡수된 것을 포함하는 배출흐름(B6')은 상기 탈기부(660)로 재순환하도록 구성된다. Of the discharge flow (B11 ') separated contain COx and O 2 in the degassing (660) into the condensing system to condense re-separation unit (630) condensed, separated from the absorption separation unit (650) COx and n- butane, the hydrocarbon crude contains a butene and butadiene, except for O 2 is discharged flow (B6 '), comprising a solvent selected in the absorbent is recycled to the de-configured to base 660.
상기 탈기부(660)에서 분리된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소가 포함된 배출흐름(B4")은 고비점제거부(670)으로 투입되고, 상기 고비점제거부(670)에서 고비점 성분이 분리된 조질 탄화수소가 포함된 배출흐름(B4"')은 상기 정제부(640)로 투입되도록 구성된다. The discharge stream B4 "containing the crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene separated from the deaerator 660 is introduced into the high
상기 흡수분리부(250, 350, 450, 550, 650)에서 분리된 COx와 O2, 흡수되지 않은 탄화수소류를 소각시켜 발생된 열이 원료 히트업(heat up), 혹은 정제부(240, 340, 440, 540, 640)에서 재활용되도록 상기 흡수분리부(250, 350, 450, 550, 650)와 상기 산화탈수소화 반응부(210, 310, 410, 510, 610) 사이, 또는 상기 흡수분리부(250, 350, 450, 550, 650)와 상기 응축분리부(240, 340, 440, 540, 640) 사이, 또는 상기 흡수분리부(250, 350, 450, 550, 650)와 상기 산화탈수소화 반응부(210, 310, 410, 510, 610)와 상기 응축분리부(240, 340, 440, 540, 640) 사이에 열교환 수단이 구비될 수 있다. The heat generated by incineration of the COx and O 2 and the unabsorbed hydrocarbons separated from the
지금까지 설명한 본 발명의 부타디엔 제조방법 및 이에 사용되는 제조장치를 이용하면 통상적인 부타디엔 제조공정에서 희석기체로서 질소를 사용하는 제조방법의 단점을 보완하고 처리효과를 높일 수 있으며, 처리공정 에너지 소비를 최소화하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다. 또한 본 발명의 부타디엔 제조방법은 다양한 용도의 물질(전술한 ACN, NMP, DMF 등) 정제/제조에 직접 사용이 가능하므로, 다양한 공정에 응용이 가능하다.By using the butadiene production method of the present invention and the production apparatus used therein, it is possible to complement the disadvantages of the production method using nitrogen as a diluting gas in a conventional butadiene production process and to increase the treatment effect, Thereby maximizing the energy efficiency. Also, since the butadiene production method of the present invention can be directly used for the purification / manufacture of various materials (ACN, NMP, DMF, etc.) described above, it can be applied to various processes.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.
[[ 실시예Example ]]
실시예Example 1 One
하기 도 2의 제조장치를 이용하여 희석기체로 부탄을 사용하고 아래 표 1의 조성을 갖는 라피네이트-3을 원료로 사용하여 페라이트계 촉매 하에 부텐:산소=1:0.9, 부텐:수증기=1:5, 부텐:부탄=1:4의 몰비를 갖는 반응원료를 산화탈수소 반응을 통해 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 얻었고, 이를 냉각분리부에서 물을 제거한 뒤 응축분리부에서 압축 토출온도 80℃, 압력은 6.5KCG, 냉각온도는 40℃, 2단 압축기로 가압하고 냉각수를 이용해 탄화수소류를 응축하였다.Oxygen was 1: 0.9, butene: water vapor = 1: 5, using raffinate-3 having the composition shown in Table 1 below as a raw material, using butane as a diluent gas, , Butene: butane = 1: 4 was obtained by oxidative dehydrogenation reaction. The water was removed from the cooling separator and the condensed water was discharged at a compression discharge temperature of 80 ° C , The pressure was 6.5KCG, the cooling temperature was 40 ° C, and the hydrocarbons were condensed by using a two-stage compressor and using cooling water.
이후 흡수분리부에서 미 응축된 가스에 포함된 부타디엔을 회수하기 위한 용매로 DMF를 이용하여 흡수한 후 배출흐름(B5)으로 나가는 부타디엔 손실을 대략 생산량의 0.5%가 되게끔 용매를 사용하여 최종 부타디엔 수율 97.5%, 순도 99.5 중량%의 부타디엔을 제조하였다.Then, after absorption by using DMF as a solvent for recovering the butadiene contained in the uncondensed gas in the absorption separator, the butadiene loss to the discharge stream (B5) was reduced to about 0.5% A butadiene having a yield of 97.5% and a purity of 99.5% by weight was prepared.
이 때, 산화탈수소화 반응부의 배출흐름은 가스 크로마토그래피로 측정하고, 냉각분리부, 응축분리부, 흡수분리부 및 정제부 각각의 배출흐름(B1~B8)에서의 조성을 공정모사기(AspenPlus)로 계산하여 하기 표 2에 나타내었다.At this time, the discharge flow of the oxidative dehydrogenation reaction part was measured by gas chromatography, and the composition in the discharge flows (B1 to B8) of the cooling separation part, the condensation separation part, the absorption separation part and the purification part was measured by a process simulator (AspenPlus) The results are shown in Table 2 below.
실시예Example 2 2
실시예 1에서 배출흐름(B5)로 나가는 부타디엔 손실을 대략 생산량의 0.1%가 되게끔 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 부텐으로부터 최종 부타디엔 수율 97.9%, 순도 99.5 중량%의 부타디엔을 제조하였다.The yield of final butadiene was 97.9% and the purity was 99.5% by weight from butene under the same conditions as in Example 1, except that the solvent was used so that the butadiene loss to the discharge stream (B5) in Example 1 was 0.1% Butadiene.
비교예Comparative Example 1 One
실시예 1에서 흡수분리하는 공정을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 부텐으로부터 최종 부타디엔 수율 89%, 순도 99.5 중량%의 부타디엔을 제조하였다.Butadiene having a final butadiene yield of 89% and a purity of 99.5% by weight was prepared from butene under the same conditions as in Example 1, except for the step of absorption and separation in Example 1.
비교예Comparative Example 2 2
실시예 1에서 흡수분리하는 공정 및 응축분리 공정에서 냉매를 사용하여 냉각온도를 0℃로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 과 동일한 조건으로 부텐으로부터 최종 부타디엔 수율 96.5%, 순도 99.5 중량%의 부타디엔을 제조하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that the refrigerant was used in the step of absorption separation and separation in Example 1 and the condensation separation step to obtain a final butadiene yield of 96.5% and a purity of 99.5% by weight Butadiene.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에서 부텐으로부터 부타디엔의 제조공정 중 응축분리부와 정제부에서 에너지 사용량과 부타디엔 손실량을 공정모사기(AspenPlus)로 계산하여 하기 표 4에 나타내었다.The amounts of energy consumption and butadiene loss in the condensation separation unit and the purification unit during the production of butadiene from butene in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were calculated by a process simulator (AspenPlus) and are shown in Table 4 below.
상기 표 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1은 부타디엔의 수율이 99.5 중량%로 비교예 1의 89중량%보다 매우 높으며, 응축분리부에서 미응축된 부타디엔 85.6 kg/hr을 흡수분리를 통해 부타디엔을 회수하여 손실을 3.6 kg/hr로 감소시킴으로써 부타디엔 수율이 향상되므로 경제성이 우수하였다. As shown in Tables 2 and 3, in Example 1 of the present invention, the yield of butadiene was 99.5% by weight, which was much higher than that of Comparative Example 1, and 85.6 kg / hr of uncondensed butadiene in the condensation separation portion By recovering butadiene through absorption separation, the yield was improved by reducing the loss to 3.6 kg / hr, so that the economical efficiency was excellent.
흡수공정Condensation process and
Absorption process
흡수공정Condensation process and
Absorption process
(℃)Condensation temperature
(° C)
손실(B5)
(Kg/hr)butadiene
Loss (B5)
(Kg / hr)
분리부condensation
Separating portion
흡수
분리부Condensation and
absorption
Separating portion
분리부condensation
Separating portion
분리부condensation
Separating portion
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 응축분리 후 흡수분리를 진행한 실시예 1 및 2는 흡수분리부로부터 배출되는 흐름(B5)에서 부타디엔의 손실이 현저히 감소됨으로써 경제성이 향상되었다. 또한, 응축온도를 낮춘 비교예 2보다 흡수분리 공정을 실시한 실시예 1 및 2이 부타디엔 손실이 감소되어 부타디엔 회수 효과가 우수하였다.As shown in Table 4, in Examples 1 and 2 in which the absorption and separation were carried out after the condensation separation according to the present invention, the loss of butadiene in the flow B5 discharged from the absorption separation portion was remarkably reduced, thereby improving the economical efficiency. In Examples 1 and 2 in which the absorption and separation processes were performed, the butadiene loss was reduced and the butadiene recovery effect was more excellent than Comparative Example 2 in which the condensation temperature was lowered.
또한, 실시예 1 및 2에서 배출흐름(B5)에서 부타디엔 손실이 비교예 1 및 2에 비해 매우 감소하였으면서도 응축 및 흡수 분리부와 정제부에서 사용된 용매 사용량은 비교예 1 및 2과 비슷한 수준이었다. 이는 실시예 1 및 2에서 흡수분리부에서 부타디엔을 선택흡수한 용매를 포함하는 배출흐름이 응축분리부를 거쳐 정제부로 유입되므로, 정제부에서 필요한 용매 사용량이 감소되었기 때문이다.In Examples 1 and 2, although the butadiene loss in the discharge stream (B5) was much lower than that in Comparative Examples 1 and 2, the amount of solvent used in the condensation and absorption separation portion and the purification portion was similar to that of Comparative Examples 1 and 2 . This is because the exhaust stream containing the solvent that selectively absorbs butadiene in the absorption separator in Examples 1 and 2 flows into the purification unit through the condensation separation unit, and thus the amount of solvent required in the purification unit is reduced.
110, 210, 310, 410, 510, 610: 산화탈수소화 반응부
130, 250, 350, 450, 550, 650: 흡수분리부
120, 320, 420, 520, 620: 냉각 분리부
230, 330, 430, 530, 630: 응축분리부
140, 240, 340, 440, 540, 640: 정제부
360, 460, 560, 660: 탈기부
470, 670: 고비점제거부
531, 631: 압축기
532, 632: 열교환기110, 210, 310, 410, 510, 610: oxidation dehydrogenation reaction unit
130, 250, 350, 450, 550, 650:
120, 320, 420, 520, 620:
230, 330, 430, 530, 630:
140, 240, 340, 440, 540, 640:
360, 460, 560, 660:
470, 670: high boiling point rejection
531, 631: Compressor
532, 632: heat exchanger
Claims (19)
상기 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 냉각분리부로 통과시키면서 물을 분리하는 단계와,
상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물을 응축분리부로 통과시키면서 탄화수소류를 응축하는 단계와,
상기 응축분리부에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물을 흡수분리부로 통과시키면서 COx와 O2를 분리하는 단계와,
상기 응축분리부에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를, 정제부로 통과시키면서 부타디엔을 분리하거나 혹은 탈기부로 통과시켜 COx와 O2를 추가로 분리한 다음 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 정제부로 통과시키면서 부타디엔을 분리하는 단계를 포함하고,
상기 정제부에서 분리된 부타디엔을 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되고,
상기 정제부에서 부타디엔이 분리되고 잔류한 부텐이 포함된 배출흐름은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부로 투입되되, 상기 희석기체는 부탄인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.Passing a reaction raw material including butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas through an oxidative dehydrogenation reaction unit to produce an oxidative dehydrogenation reaction product comprising butadiene,
Separating the water while passing the oxidative dehydrogenation reaction product containing the butadiene through the cooling separator,
Condensing the hydrocarbons while passing the oxidative dehydrogenation reaction product in which the water is separated to the condensation separation unit,
Separating COx and O 2 while passing the oxidative dehydrogenation reaction product containing hydrocarbons not condensed in the condensation separator to the absorption separator,
The crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene condensed in the condensing and separating section are separated from the butadiene while being passed through the purification section, or passed through the deaeration section to further separate COx and O 2. Then, n-butane and butene And separating the butadiene while passing the crude hydrocarbon containing the butadiene through the purification section,
The n-butane-containing gas except the butadiene separated in the purifying section is re-introduced into the oxidative dehydrogenation reaction section,
Wherein the butadiene is separated from the refining part and the remaining butane-containing discharge stream is mixed with the raw butene and introduced into the oxidative dehydrogenation reaction part, wherein the diluent gas is butane.
상기 반응원료에 포함되는 산소(O2)가 순도 90% 이상의 가스 형태로 투입되는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein oxygen (O 2 ) contained in the reaction raw material is introduced in a gas form having a purity of 90% or more.
상기 산화탈수소화 반응부 내 반응조건은 부텐 : 산소 : 수증기 : 희석기체 = 1 : 0.5~3 : 0.05~20 : 0.05~20의 몰비인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the reaction condition in the oxidative dehydrogenation reaction unit is a molar ratio of butene: oxygen: steam: diluent gas = 1: 0.5 to 3: 0.05 to 20: 0.05 to 20.
상기 응축분리는 1단 압축 구조, 1단 내지 2단의 다단압축 구조, 혹은 2단 내지 10단의 다단압축 구조로, 압축 토출온도가 50 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein said condensation separation is a one-stage compression structure, a one-stage to two-stage multi-stage compression structure, or a two-stage to ten-stage multi-stage compression structure, wherein the compression discharge temperature is 50 to 250 ° C.
상기 응축분리에서 사용되는 냉매는 냉각수, 에틸렌글리콜, 농도 20~100 중량%의 에틸렌글리콜 수용액, 프로필렌글리콜, 농도 30~100 중량%의 프로필렌글리콜 수용액 및 프로필렌계 용매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
The refrigerant used in the condensation separation may be at least one selected from the group consisting of cooling water, ethylene glycol, an aqueous solution of ethylene glycol having a concentration of 20 to 100% by weight, propylene glycol, an aqueous propylene glycol solution having a concentration of 30 to 100% ≪ / RTI >
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 상기 흡수분리부로 투입하는 단계와,
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 상기 정제부로 투입하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법. The method according to claim 1,
Introducing COx and O 2 further separated from the deaeration section into the absorption separation section,
The method of butadiene, characterized in that configured the crude hydrocarbon further comprises a n- butane and butadiene, except for COx and O 2 separated in the degassing step to which the input part purified.
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 상기 흡수분리부로 투입하는 단계와,
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 고비점제거부로 통과시키면서 조질 탄화수소를 분리하는 단계와,
상기 고비점제거부에서 분리된 조질 탄화수소는 상기 정제부로 투입하는 단계,로 구성된 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법. The method according to claim 1,
Introducing COx and O 2 further separated from the deaeration section into the absorption separation section,
Separating the crude hydrocarbons while passing the crude hydrocarbons including n-butane, butene and butadiene except for COx and O 2 , which are further separated from the deaeration section, through high boiling point refuse,
And introducing the crude hydrocarbons separated from the high boiling point rejection into the refining section.
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 응축시스템으로 투입하는 단계와,
상기 탈기부에서 추가로 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 상기 정제부로 투입하거나, 고비점제거부로 통과시키면서 조질탄화수소를 분리한 후 상기 정제부로 투입하는 단계,로 구성된 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법. The method according to claim 1,
Comprising the steps of: In the COx and O 2 separated further from the degassing system into condensate,
Separating the crude hydrocarbons while feeding the crude hydrocarbons containing n-butane and butadiene except for COx and O 2 , which are further separated from the deaeration section, into the purifier section or passing them through the high boiling point rejector, and then introducing the crude hydrocarbons into the purifier section; ≪ / RTI >
상기 산화탈수소화 반응부는 부텐과, 산소(O2)와, 수증기(steam)과, 상기 정제부에서 부타디엔이 분리된 잔류물로서 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되는 n-부탄이 포함된 기체를 반응원료로 하여 페라이트계 촉매 혹은 철 촉매를 사용하여 반응온도 150 내지 650℃의 등온 또는 단열 조건하에 구동되는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the oxidative dehydrogenation reaction unit comprises butane, oxygen (O 2 ), steam, and a gas containing n-butane recycled to the oxidative dehydrogenation reaction unit as a residue obtained by separating butadiene from the purification unit Characterized in that it is driven under a isothermal or adiabatic condition at a reaction temperature of 150 to 650 占 폚 using a ferrite catalyst or an iron catalyst as a reaction raw material.
상기 냉각분리부는 급냉의 직접 냉각방식(quencher) 또는 간접 냉각방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the cooling separator is driven by a quencher or an indirect cooling method of quenching.
상기 흡수분리부는 COx와 O2를 분리하기 위한 선택적으로 흡수할 수 있는 용매를 사용하는 흡수 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
The absorption separation method of the butadiene portion, characterized in that driven by absorption method using a solvent capable of selectively absorbing for separating COx and O 2.
상기 탈기부는 일반 컬럼을 이용한 스트리핑, 혹은 탈기로 구동되는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the deaeration section is driven by stripping or degassing using a general column.
상기 흡수분리부는 COx와 O2를 제외한 n-부탄과 부타디엔이 포함된 조질탄화수소가 응축분리부 또는 탈기부로 재투입되는 배출흐름;과 상기 정제부는 용매가 분리되어 흡수분리부로 순환되는 배출흐름을 갖도록 구성되는 것을 하는 부타디엔의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the absorption separator comprises: a discharge flow in which crude hydrocarbons including n-butane and butadiene except for COx and O 2 are re-introduced into a condenser separation unit or a deaeration unit; Wherein the butadiene is formed to have the same structure as the butadiene.
상기 산화탈수소화 반응으로부터 얻어진 부타디엔을 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 물을 분리하는 냉각분리부;
상기 물이 분리된 산화탈수소화 반응생성물에서 탄화수소류를 응축하는 응축분리부;
상기 응축분리부에서 응축하지 않은 탄화수소류를 포함하는 산화탈수소화 반응생성물에서 COx와 O2를 분리하는 흡수분리부; 및
상기 응축분리부에서 응축된 n-부탄, 부텐과 부타디엔을 포함하는 조질 탄화수소에서 부타디엔을 분리하는 정제부;를 포함하고,
상기 정제부에서 분리된 부타디엔을 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 상기 산화탈수소화 반응부로 재투입되고,
상기 정제부에서 부타디엔이 분리되고 잔류한 부텐은, 원료 부텐과 혼합되어 상기 산화탈수소화 반응부로 투입되되, 상기 희석기체는 부탄인 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치.An oxidative dehydrogenation reaction unit for obtaining an oxidative dehydrogenation reaction product containing butadiene by oxidative dehydrogenation of a reaction raw material including butene, oxygen (O 2 ), steam and diluent gas;
A cooling separator for separating water from the oxidative dehydrogenation reaction product comprising butadiene obtained from the oxidative dehydrogenation reaction;
A condensation separator for condensing hydrocarbons from the oxidized dehydrogenation reaction product in which the water is separated;
An absorption separator for separating COx and O 2 from the oxidative dehydrogenation reaction product containing hydrocarbons not condensed in the condensation separation unit; And
And a purifier for separating butadiene from the crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene condensed in the condensation separator,
The n-butane-containing gas except the butadiene separated in the purifying section is re-introduced into the oxidative dehydrogenation reaction section,
Wherein the butadiene is separated from the refining part and the remaining butene is mixed with the raw butene, and is introduced into the oxidative dehydrogenation reaction part, wherein the diluent gas is butane.
상기 흡수분리부에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄과 부타디엔이 포함된 탄화수소류가 탈기부로 공급되는 배출흐름을 포함하는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치. 15. The method of claim 14,
And an exhaust stream to which n-butane and butadiene-containing hydrocarbons except for COx and O 2 separated from the absorption separation section are supplied to the deaeration section.
상기 흡수분리부에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소에서 COx와 O2와, n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 분리하는 탈기부; 및 상기 탈기부에서 분리된 COx와 O2를 상기 흡수분리부로 재투입하는 배출흐름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치. 15. The method of claim 14,
Degassing to remove the n- butane, butene and butadiene and COx and O 2 in the crude hydrocarbon include, n- butane, the hydrocarbon crude contains a butene and butadiene, except for COx and O 2 separated from the absorbing separating section; And an exhaust stream for re-introducing COx and O 2 separated from the deaeration section to the absorption separation section.
상기 흡수분리부에서 분리된 COx와 O2를 제외한 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소에서 COx와 O2와, n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소를 분리하는 탈기부; 및 상기 탈기부에서 분리된 COx와 O2를 응축시스템으로 투입하는 배출흐름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치. 15. The method of claim 14,
Degassing to remove the n- butane, butene and butadiene and COx and O 2 in the crude hydrocarbon include, n- butane, the hydrocarbon crude contains a butene and butadiene, except for COx and O 2 separated from the absorbing separating section; And a discharge flow for introducing COx and O 2 separated from the deaeration section into a condensing system.
상기 탈기부에서 분리된 n-부탄, 부텐과 부타디엔이 포함된 조질 탄화수소에서 고비점 성분을 분리하는 고비점제거부; 및
상기 고비점제거부에서 분리된 조질 탄화수소가 정제부로 투입되는 배출흐름;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치.18. The method according to claim 16 or 17,
A high boiling point rejection for separating high boiling point components from the crude hydrocarbons containing n-butane, butene and butadiene separated from the deaeration section; And
And an exhaust stream to which crude hydrocarbons separated from the high boiling point rejection are introduced into the purification section.
상기 정제부에서 분리된 용매가 흡수분리부로 순환되는 배출흐름;과 부타디엔과 용매를 제외한 n-부탄이 포함된 기체가 산화탈수소화 반응부로 재투입되는 배출흐름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부타디엔의 제조장치. 15. The method of claim 14,
An exhaust stream in which the solvent separated from the purification section is circulated to the absorption and desorption section, and a discharge stream in which n-butane-containing gas excluding butadiene and solvent is reintroduced into the oxidative dehydrogenation reaction section. Manufacturing apparatus.
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0144700B1 (en) * | 1994-02-04 | 1998-07-15 | 윌리엄 에프. 마쉬 | Mixed refrigerant cycle for ethylene recovery |
KR101011769B1 (en) * | 2007-10-23 | 2011-02-07 | 주식회사 엘지화학 | (Meth) acrylic acid recovery method and (meth) acrylic acid recovery device |
KR20120103759A (en) | 2009-08-17 | 2012-09-19 | 루머스 테크놀로지 인코포레이티드 | Process for the production of butadiene |
KR101256247B1 (en) * | 2004-11-12 | 2013-04-22 | 바스프 에스이 | Method for producing butadiene from n-butane |
US20140200381A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-17 | Basf Se | Process for Preparing Butadiene by Oxidative Dehydrogenation of N-Butenes with Monitoring of the Peroxide Content During Work-Up of the Product |
WO2015051028A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Invista Technologies S.A.R.L. | Methods and systems for preparation of 1,3-butadiene |
WO2015076624A1 (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | 주식회사 엘지화학 | Method for recovering absorption solvent in process for preparing butadiene through oxidative dehydrogenation |
KR20150060543A (en) * | 2013-11-25 | 2015-06-03 | 주식회사 엘지화학 | Multi-stage quenching method in process for preparing butadiene |
KR20150105456A (en) * | 2013-01-15 | 2015-09-16 | 바스프 에스이 | Method for producing 1,3-butadiene from n-butenes by oxidative dehydrogenation |
KR20150139428A (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 주식회사 엘지화학 | A preparation method of butadiene using oxidative dehydrogenation |
CN105859502A (en) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | Reaction system and method for preparing ethylene |
KR101655557B1 (en) * | 2013-11-29 | 2016-09-07 | 주식회사 엘지화학 | A method for preparing butadiene using oxidative dehydrogenation |
-
2016
- 2016-12-29 KR KR1020160182382A patent/KR102200814B1/en active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0144700B1 (en) * | 1994-02-04 | 1998-07-15 | 윌리엄 에프. 마쉬 | Mixed refrigerant cycle for ethylene recovery |
KR101256247B1 (en) * | 2004-11-12 | 2013-04-22 | 바스프 에스이 | Method for producing butadiene from n-butane |
KR101011769B1 (en) * | 2007-10-23 | 2011-02-07 | 주식회사 엘지화학 | (Meth) acrylic acid recovery method and (meth) acrylic acid recovery device |
KR20120103759A (en) | 2009-08-17 | 2012-09-19 | 루머스 테크놀로지 인코포레이티드 | Process for the production of butadiene |
KR20150105456A (en) * | 2013-01-15 | 2015-09-16 | 바스프 에스이 | Method for producing 1,3-butadiene from n-butenes by oxidative dehydrogenation |
US20140200381A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-17 | Basf Se | Process for Preparing Butadiene by Oxidative Dehydrogenation of N-Butenes with Monitoring of the Peroxide Content During Work-Up of the Product |
WO2015051028A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Invista Technologies S.A.R.L. | Methods and systems for preparation of 1,3-butadiene |
WO2015076624A1 (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | 주식회사 엘지화학 | Method for recovering absorption solvent in process for preparing butadiene through oxidative dehydrogenation |
KR20150060543A (en) * | 2013-11-25 | 2015-06-03 | 주식회사 엘지화학 | Multi-stage quenching method in process for preparing butadiene |
KR101655557B1 (en) * | 2013-11-29 | 2016-09-07 | 주식회사 엘지화학 | A method for preparing butadiene using oxidative dehydrogenation |
KR20150139428A (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 주식회사 엘지화학 | A preparation method of butadiene using oxidative dehydrogenation |
CN105859502A (en) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | Reaction system and method for preparing ethylene |
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