KR102458887B1 - 산화알킬렌의 생산 방법과 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산화알킬렌의 생산 방법과 시스템에 관한 것이고, 주로 기존 기술에서 고비점 성분 불순물이 누적되어 추출제의 순도 하강, 손실 증가, 산화알킬렌의 수율 하강, 에너지 소모 증가의 문제를 해결한다. 상기 방법은 산화알킬렌과 추출제를 함유하는 물류가 탑(塔) 케틀 재비기를 가지는 분리탑에서 분리하는 단계를 포함하고, 분리탑 탑(塔) 케틀 물류 중 일부분은 추출제 정화기에 진입하여 처리하고, 얻은 기상 저비점 성분은 분리탑에 복귀하고, 액상 고비점 성분은 후속처리를 진행하는 것을 특징으로 한다. 상기 방법은 산화알킬렌의 공업 생산에도 사용 가능하다.

Description

산화알킬렌의 생산 방법과 시스템

본 발명은 산화 알킬렌의 생산 방법과 산화 알킬렌의 생산 시스템에 관한 것이다.

에폭시프로판(PO)는 주로 폴리에테르 폴리올, 프로필렌 글리콜과 프로필렌 글리콜 에테르의 생산에 사용되고, 프로필렌 유도체 중 생산량이 폴리프로필렌 다음으로 많으며, 두번 째로 많은 프로필렌의 유도체이다. 통계에 따르면, 2011년에 전 세계적으로 폴리에테르 폴리올 생산에 사용되는 에폭시프로판은 약 총 소비량의 66%를 차지하고, 프로필렌 글리콜 생산에 사용되는 에폭시프로판은 약 17%를 차지하며, 프로필렌 글리콜 에테르 생산에 사용되는 에폭시프로판은 약 6%를 차지한다. 2011년에 전세계 에폭시프로판의 생산량은 약 882.2만톤이고, 2016년에는 이미 1000만톤을 초과하였다. 2020년에는 에폭시프로판의 생산량은 1200만톤/년에 도달하고 수요량은 1000만톤/년에 도달 할 것으로 예상된다. 장기적으로 볼때, 세계 범위에서 에폭시프로판의 시장 전망은 여전히 낙관적이다.

1,2-에폭시부탄(BO)은 산화에틸렌(EO)과 에폭시프로판(PO)과 동족체이고, 분자식은 C₄H₈O(CAS번호：106-88-7)이고, 삼환계구조를 갖는 물질이며, 화학 성질이 활발하고, 주로 폴리에테르 폴리올 단량체와 기타 합성재료의 중간체로 사용된다. 1,2-에폭시부탄은 또 폼플라스틱, 합성 고무, 비이온형 표면 활성제 등으로도 사용되고, 아세톤 대신 니트로 래커의 희석제로 사용될 수 있으며, 스펙트럼 분석의 기준 물질로도 사용 될 수 있다.

산화알킬렌 제품은 물, 알데히드, 이성질체에 대해 엄격한 요구가 있고, 물은 중합체의 수산기값과 발포성능에 영향을 줄 수 있고, 알데히드는 제품의 이상한 냄새를 초래할 수 있으며 사람들의 건강에 영향을 미치며, 이성질체는 중합 롱체인의 블록킹 에이전트이므로, 국가기준과 기업기준에서 제품의 순도에 대해 엄격한 요구가 있다.

국가기준에서 에폭시프로판 우등품의 품질 순도 요구는 에폭시프로판 ≥99.95%, 물 ≤0.02%, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%，산 ≤0.003% 이다.

BASF기업 기준에서, 1,2-에폭시부탄 합격품의 품질 순도 요구는 에폭시부탄≥99.5%, 에폭시부탄 이성질체 ≤0.2%, 총 알데히드 ≤0.05%, 물 ≤0.03% 이다.

1,2-에폭시부탄 우등품의 품질 순도에 대한 요구는 에폭시부탄 ≥99.9%, 에폭시부탄 이성질체 ≤0.1%，총 알데히드 ≤0.015%, 물 ≤0.005% 이다.

반응을 통하여 생성된 조(crude) 산화알킬렌은 통상적으로 물, 메탄올, 아세톤, 메틸포메이트 등 불순물을 함유하고, 이러한 불순물이 산화알킬렌과 공비 혼합물을 형성하거나 상대 휘발도가 1에 근접하므로, 보통 정류로는 산화 알킬렌 제품의 기준에 도달하기 어렵다.

산화알킬렌의 정화는 통상적으로 C7~C20의 직쇄와 측쇄 알킬류 및/또는 글리콜류를 추출제로 사용한다. 경제성을 고려하여, 산화알킬렌의 정화 과정은 C8 직쇄와 측쇄 알킬렌의 혼합물을 추출제로 사용한다. 추출제의 가입은 아세트 알데히드, 물, 메탄올, 메틸포메이트의 산화알킬렌에 대한 상대 휘발도가 높아지게 하고, 아세트 알데히드, 물, 메탄올, 메틸포메이트는 탑정으로부터 이출되고, 추출제는 회수하여 이용된다.

조 에폭시부탄 중에 물, 메탄올이 함유되고 분리 시 또 물을 넣으므로, 에폭시부탄의 정제 과정에서 아래 반응이 발생한다.

1,2-에폭시부탄은 가수분해 되어 1,2-부탄디올을 생성하고, 1,2-부탄디올의 물에서의 용해도는 1,2-에폭시부탄의 용해도보다 작다.

1,2-에폭시부탄과 메탄올은 반응하여 1-부탄디올 모노메틸 에테르(에테르결합이 말단 에폭시기의 탄소원자에 형성됨)，2-부탄디올 모노메틸 에테르(에테르결합이 2위 에폭시기의 탄소원자에 형성됨)를 생성한다. 또한 1-부탄디올 모노메틸 에테르와 2-부탄디올 모노메틸 에테르는 물에 대한 용해도가 미약하다.

1,2-에폭시부탄은 중합반응이 발생하여 다이머에폭시부탄, 폴리에폭시부탄과 같은 중합체를 생성한다.

1,2-에폭시부탄은 물, 2가알콜 또는 폴리알콜 등 활성수소를 함유한 화합물과 반응하여 폴리1,2-부탄디올 에테르 및 그 유도체를 생성한다. 폴리1,2-부탄디올 에테르 및 그 유도체는 불휘발성 점조 액체로서, 무색 내지 갈색이고, 대부분 케톤, 알코올, 에스테르, 탄화수소류와 할로겐화 탄화수소에 용해되고; 분자양이 비교적 낮은 것은 물에 용해되고, 수용성은 분자양의 증가에 따라 하강되고 온도의 증가에 따라 하강된다.

상기 반응의 부산물 및 유도체는 대부분 물에 용해되기 어렵고 수세방법을 통하여 제거하기 어렵다. 추출정류 방법을 사용하여 에폭시부탄을 정제하는 경우, 이러한 부산물 및 유도체는 추출제에 누적되어 추출제의 추출효과를 저하시킨다. 그러므로, 추출제 중의 이러한 부산물 및 유도체의 농도를 낮추는 것이 아주 필요하다.

예를 들어, 문헌 US4402794는 C7-C9의 탄화수소류를 공개 사용하였으며, 바람직하게는n-옥탄을 추출제로 조 1,2-에폭시부탄 용액에 함유된 물, 메탄올, 아세톤, 메틸포메이트 등 불순물을 1회 추출 정류 분리하였으나 불순물 알데히드류의 분리는 언급하지 않았다. 추출 증류탑 탑정 분상기에서 분층 후 유기층은 정류탑에 이동하여 메탄올, 아세톤 등을 증류분리하고, 추출 증류탑 탑(塔) 케틀 물류는 추출 정류탑으로 송입되고, 추출정류탑 탑(塔) 케틀액은 일부분 밖으로 배출된다. 해당 방법은 일부분 추출제와 고비점 성분을 함유한 탑(塔) 케틀액을 외부로 배출하는 것을 통하여 반응 부산물 및 유도체가 추출제에 누적되는 것을 감소한다. 탑(塔) 케틀 외부 배출 부분의 물류 중 고비점 성분의 함량이 낮으므로, 추출제의 순도를 보증하기 위하여 외부로 대량의 추출제를 배출해야 하므로, 비교적 많은 추출제가 손실된다.

또한 문헌 US4772732은 음이온교환수지와 흡착제를 사용하여 부틸렌산화물을 정화하는 방법을 공개하였다. 음이온교환수지는 산과 탈수소 불순물을 제거하고, 흡착제는 에폭시부탄으로 부터 오는 불순물의 물을 제거한다. 불순물의 함량에 따라, 정화 단계는 단독 또는 조합으로 진행 할 수 있고, 해당 과정은 반응기에서 여러 조로 나누어 진행하거나 탑 또는 칼럼 내에서 연속으로 진행 할 수 있다. 선택한 이온교환수지는 술폰화한 큰 그물 모양의 음이온교환수지이고, 흡착제는 분자체(Molecular sieve)이다. 해당 방법은 원가가 비교적 높고 흡착 분석 과정도 비교적 번거로우며 처리량도 많지 않다.

마찬가지로, 에폭시프로판 체계에서 에폭시프로판은 가수분해하여 1,2-프로필렌글리콜을 생성한다. 1,2-프로필렌글리콜은 물에서의 용해도가 에폭시프로판 보다 작다. 에폭시프로판과 메탄올은 반응하여 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르를 생성한다. 에폭시프로판은 중합반응을 발생하여 다이머에폭시프로판, 폴리 에폴시프로판과 같은 중합체를 생성한다.

에폭시프로판은 물, 2가알콜 또는 폴리알콜 등 활성수소를 함유한 화합물과 반응하여 폴리프로필렌 글리콜 에테르 및 그 유도체를 생성한다. 폴리프로필렌글리콜 에테르 및 그 유도체의 물에서의 용해도와 유기상에서의 용해도는 모두 크지 않다.

종합하면, 기존 기술의 현황은 여전히 추출제의 손실이 적고 순환 추출제의 순도가 높으며 산화알킬렌의 수율이 높고 에너지 소모가 적은 산화알킬렌의 생산 방법이 시급하다.

본 발명은 기존 기술의 상기 결함을 극복하고, 추출제 손실이 작고 산화알킬렌의 수율이 높으며 에너지 소모가 작은 산화알킬렌의 생산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 첫번째 측면은,

1) 산화알킬렌과 추출제 및 글리콜, 알콜 에테르 등 고비점 성분을 함유한 물류를 분리탑에서 정류하여, 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고, 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻는 단계,

2) 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류를 적어도 세 갈래로 나누고, 그 중 제1 갈래 물류는 탑(塔) 케틀 재비기의 가열을 거친 후 탑(塔) 케틀로부터 분리탑으로 복귀하고, 제2 갈래 물류는 순환 추출제로 사용되고, 제3 갈래 물류는 추출제 정화기로 송입되어 정화 처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제 보다 높은 액상 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻는 단계, 및

3) 상기 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 상기 분리탑으로 복귀시키는 단계를 포함하는 산화알킬렌의 생산 방법에 관한 것이다.

본 발명의 두번째 측면은,

1) 산화알킬렌을 함유하는 조제품 물류와 추출제 및 글리콜, 알콜 에테르 등 고비점 성분을 추출 정류탑에 송입하여 추출 정류를 진행하여, 탑(塔) 케틀에서 산화알킬렌과 추출제 및 글리콜, 알콜 에테르 등 고비점 성분을 함유한 물류를 얻고, 여기서, 글리콜, 알콜 에테르는 산화알킬렌을 함유하는 조제품 물류가 반입한 것을 포함하며, 추출 정류탑 분리과정에서 발생한 화학반응 생성물도 포함하며,

2) 산화알킬렌과 추출제 및 글리콜, 알콜 에테르 등 고비점 성분을 함유한 물류를 분리탑에서 증류 분리하여, 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고, 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻으며,

3) 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류를 적어도 세 갈래로 나누고, 그 중 제1 갈래 물류는 탑(塔) 케틀 재비기의 가열을 거친 후 탑(塔) 케틀에서 분리탑으로 복귀되고, 제2 갈래 물류는 순환추출제로서 추출 정류탑에 진입하여 사용되고, 제3 갈래 물류는 추출제 정화기에 송입되어 정화처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻으며,

4) 상기 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 상기 분리탑으로 복귀시키는 것를 포함하는 다른 산화알킬렌의 생산 방법을 제공한다.

본 발명의 세번째 측면은,

1) 탑(塔) 케틀이 탑(塔) 케틀 물류를 상기 분리탑으로 인출할 수 있는 출구를 구비한 분리탑,

2) 상기 분리탑의 하부에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대해 재비등을 진행한 후 분리탑으로 복귀시키는 탑(塔) 케틀 재비기,

3) 상기 분리탑의 공급구 하방에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대해 정화 처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻어 상기 분리탑 탑(塔) 케틀에 복귀하는데 사용되는 추출제 정화기를 포함하는 산화알킬렌의 생산 시스템을 제공한다.

본 발명의 네번째 측면은,

1) 산화알킬렌을 함유한 조제품 물류에 대하여 추출 정류를 진행하는데 사용되는 추출 정류탑,

2) 추출 정류탑으로 부터 온 탑(塔) 케틀 물류를 분리하여 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻는데 사용되는 분리탑,

3) 상기 분리탑의 하부에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대하여 재비등을 진행한 후 분리탑으로 복귀시키는 탑(塔) 케틀 재비기,

4) 상기 분리탑의 공급구 위치의 하방에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류를 접수하여 정화 처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻어 상기 분리탑에 복귀시키는 추출제 정화기를 포함하는 산화알킬렌 생산 시스템을 제공한다.

본 발명이 제공하는 전술한 산화알킬렌의 생산 방법은 아래와 같은 구체적인 유익한 효과가 있다.

본 발명은 기존 분리탑의 저부에 추출제 정화기를 증설하는 것을 통하여 이전에 직접 외부 배출하여 순환 이용하던 분리탑 탑(塔) 케틀 물류 중의 일부분을 추출제 정화기로 인입하여 처리를 진행하여 그 중의 주로 글리콜, 알콜 에테르 등 불순물을 제거한 액상 고비점 성분을 상기 분리탑으로 재 복귀시켜 추출제의 순도를 향상하고 추출제의 보충량을 감소하며 폐액 배출량을 낮춘다. 기존 기술인 추출제 중 불순물의 함량이 일정한 정도에 도달한 후 정기적으로 추출제를 배출하여 추출제 중의 불순물을 통일적으로 집중 처리하는 방식과 비교할 때, 본 발명은 추출제의 손실을 감소하고 산화알킬렌의 수율을 향상 한다. 보다 구체적으로, 추출제 순도는 0.1~2% 향상하였고, 추출제의 손실은 단지 0.01~0.1%일 뿐이고, 산화알킬렌의 수율은 0.5~5% 향상하였다.

또한, 본 발명이 제공하는 전술한 산화알킬렌의 생산 방법은 에너지 소모를 절약할 수 있고, 구체적으로, 본 발명이 제공하는 전술한 산화알킬렌의 생산 방법은 에너지 소모를 1~10% 낮추었다. 본 발명은 상기 "전체를 작은 것으로 나누는" 추출제 정화 방식을 통하여 기존 장치의 기초에서 추출제 정화기를, 바람직하게는 케틀 타입 재비기를 증설하는 것으로서, 기존 장치에 대한 개조가 적고 차지하는 면적이 적으나 효과는 오히려 아주 선명하므로, 아주 좋은 공업 적용 전망이 있다.

도 1은 본 발명의 상기 방법의 바람직한 구체 실시 방법의 공정 표시도이다.
도 2는 기존 기술 문헌 US4402794이 제공하는 방법의 공정 표시도이다.
첨부 도면에서 동일한 부재는 동일한 부호를 사용한다. 첨부 도면은 꼭 실제 비례에 따른 것은 아니다.

본 명세서에서 언급하는 모든 출판물, 특허 출원, 특허와 기타 참고문헌은 모두 인용을 통하여 본 명세서에 병합되었다. 별도의 정의가 없는 한, 본 명세서에서 사용하는 기술과 과학 용어는 본 분야의 기술자가 통상적으로 이해하는 함의를 가진다. 모순이 있는 경우, 본 명세서의 정의를 기준한다.

본 명세서에서 "본 분야의 기술자가 공지", "기존 기술" 또는 기타 유사한 용어로 시작하는 단어로 재료, 물질, 방법, 절차, 장치 또는 부품 등을 언급하는 경우, 해당 단어가 언급하는 대상은 본 발명 제기 당시 본 분야에서 통상적으로 사용하는 것들을 포함하나 현재 아직 자주 사용하지 않으나 본 분야에서 유사한 목적으로 사용된다고 공인하게 될 내용을 포함한다.

본 명세서의 문맥에서 명확하게 설명하지 않은 한, 언급하지 않은 임의의 사안 또는 사항은 본 분야에서 이미 알고 있는 내용을 직접 적용하고 임의의 변동이 필요 없다. 또한, 본 분야의 기술자가 명백하게 불합리한 조합이라고 여기지 않는한, 본 명세서에서 서술하는 임의의 실시 방식은 모두 본 명세서의 한 가지 또는 여러 가지 기타 실시방식과 자유롭게 결합 할 수 있고 이를 통해 형성된 기술방안 또는 기술 사상은 모두 본 발명의 원시 공개 또는 원시 기재의 일부분으로 간주되어야지, 본 명세서에서 공개하지 않았거나 기대하지 않은 새로운 내용으로 간주하여서는 아니 된다.

본 명세서에서 공개하는 범위의 끝점과 임의의 값은 해당 정확한 범위 또는 값에 한정되지 않고 이러한 범위 또는 값은 이러한 범위 또는 값에 인접한 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 데이터값의 범위에 있어서, 매 범위의 끝점값 사이, 매 범위의 끝점값과 단독 점값사이, 및 단독 점값 사이에는 서로 조합하여 하나 또는 복수개의 새로운 데이터 값 범위를 얻을 수 있고 이러한 데이터값 범위는 본 명세서에서 구체적으로 공개한 것으로 간주되어야 한다.

본 발명에서 명확하게 설명하지 않은 상황에서, "제1", "제2", "제3"은 단지 구별하기 위한 것이지 선후 순서를 대표하지 아니 한다. 예를 들어, "제1 갈래 물류"와 "제2 갈래 물류"와 "제3 갈래 물류"에서 "제1"과 "제2"와 "제3"은 단지 이들은 서로 다른 곳으로 송입하는 출처가 동일한 세 부분의 물류를 구분하기 위한 것이다.

설명해야 할 것은, 산화알킬렌의 생산 과정은 산화알킬렌의 반응, 분리, 정제 등 유닛을 포함하고, 본 발명에서는 주로 산화알킬렌의 정제 유닛이 언급되고 특히 추출제의 정화 공정가 언급된다. 본 발명은 산화알킬렌의 생산 공정에서의 산화알킬렌의 정제 유닛이 언급되고 특히는 추출 정류방식을 사용한 산화알킬렌 정제 유닛이 언급된다.

통상적으로, 산화알킬렌의 조제품과 추출제는 추출정류탑에서 추출정류를 진행하고, 산화알킬렌과 추출제를 함유하는 탑(塔) 케틀액은 정류탑에서 배출되고, 바람직하게는 정류탑(塔) 케틀에서 배출되어 분리탑으로 진입하여 산화알킬렌 제품과 추출제를 얻고, 일부분 추출제는 탑(塔) 케틀 재비기를 통하여 분리탑으로 복귀하고, 대부분은 추출제 중의 추출제의 순도/불순물의 농도에 따라 추출제가 직접 순환 이용되거나 정화(재생)를 진행할지를 확정한다. 추출 정류 과정에서, 물과 메탄올이 존재하는 상황에서, 글리콜과 알콜에테르는 지속적으로 생성되고 순환 누적된다. 통상적으로, 추출제 중 불순물 농도가 10 중량%에 도달하는 경우, 추출 능력이 하강되여, 추출정류분리의 효과를 확보하고 분리 과정의 에너지 소모를 낮추기 위하여, 통상적으로 추출제 중 불순물 농도가 2 중량%보다 낮게 제어하고, 즉 추출제 중 불순물 농도가 2 중량%를 초과하는 경우, 추출제를 직접 순환 회수 이용하지 아니 하고 정화처리가 필요하다고 판단한다. 현재 통상적인 공업장치에 대하여 추출제는 약 2-3년동안 대량 보충한다.

본 발명의 발명인은 하나의 소형 추출제 정화기를 증설하는 것을 통하여 일부분 추출제를 정화처리 한 후 다시 분리탑에 복귀시켜 순환 추출제의 순도를 향상 시킬수 있으며 추출제의 소모와 분리 에너지 소모를 낮출 수 있음을 발견하였다. 상기 추출제 정화기는 증류탑 또는 재비기 일 수 있고, 바람직하게는 상기 추출제 정화기는 재비기이고, 더욱 바람직하게는 케틀 타입 재비기이고, 정화 후의 추출제는 동력펌프 등 동력 장치를 추가로 필요 없이도 분리탑에 복귀 할 수 있으므로써 경제성을 대폭 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 방안은 하나의 재비기가 배치되어 있는 통상적인 분리탑의 저부에 하나 또는 복수개의 소형 재비기를 증설하는 것이고, 다시 말하면 분리탑 탑(塔) 케틀부에 두 개 이상의 재비기를 배치하여 신규 장치의 건설에 적합하고 낡은 장치의 업그레이드와 개조에 적합하다. 이는 신규 장치에 있어서 설비의 투자를 절약할 수 있고 동시에 추출제의 손실량을 감소하고 제품의 품질을 향상 할 수 있으며, 특히 낡은 장치의 업그레이드 개조에 적합하고 변경폭이 작고 차지하는 면적이 작으며 투입이 적고 추출제의 손실량을 감소하는 효과가 현저하다.

바람직하게는, 상기 추출제 정화기는 상기 분리탑의 상기 산화알킬렌과 추출제의 물류를 인입하는 입구의 하부로부터 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 사이에 설치한다. 탑(塔) 케틀과 가까운 위치 일수록 산화알킬렌의 함량이 낮고 추출제와 불순물 글리콜, 알콜 에테르 등의 함량은 높으며 추출제의 순도를 향상 시키는데 유리하므로, 본 발명은 바람직하게 상기 추출제 정화기를 상기 분리탑의 공급구 하방에 설치한다. 바람직한 상황에서, 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기는 상기 분리탑 탑(塔) 케틀의 설치 높이와 대응되게 하여 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기 중의 온도차가 ≤5℃가 되도록 한다. 본 발명에서, 상기 추출제 정화기의 주요 기능은 추출제를 정화하는 것이고, 이상적인 상태는 상기 탑(塔) 케틀 재비기 및 상기 추출제 정화기와 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 사이에 온도차이가 없는 것이나, 공업 실제 생산 과정에서의 각종 영향 요인을 감안하여, 본 발명은 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기 중의 온도차가 ≤5℃, 바람직하게는 ≤3℃인 것을 허락한다.

특히, 바람직한 구체 실시 방식에 따르면, 본 발명의 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기는 모두 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀에 설치된다. 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기를 모두 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀에 설치하여 추출제의 순도를 현저히 향상하고 추출제의 손실을 감소하며 산화알킬렌의 수율을 향상할 수 있다.

바람직하게는, 상기 분리탑의 이론 단수는 15~18단이고, 탑정으로부터 탑(塔) 케틀 방향으로 계산 할 때, 상기 추출제 정화기의 공급구 위치는 역순 제 0~4단, 바람직하게는 0~2단 칼럼 단수에 위치한다.

바람직한 상황에서, 상기 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기로서의 재비기의 열교환 면적의 비는 (5~2):1이다. 즉, 상기 탑(塔) 케틀 재비기에 진입하는 물질의 유량과 상기 추출제 정화기로서의 재비기에 진입하는 물질의 유량의 비는 (5~2):1이다.

해당 실시 방식은 기존 산화알킬렌의 생산 장치에 기초하여 하나 또는 복수개의 재비기만 증가 하면 되고, 해당 재비기와 분리탑은 간단한 도관을 통하여 서로 연결하면 되며, 별도로 동력펌으로 정화된 추출제를 분리탑으로 복귀시킬 필요가 없으므로 재건축이 용이하고 차지하는 면적이 적고 투자가 적고 에너지 소모가 낮다.

증설한 재비기는 제3 갈래 물류를 저비점 성분과 비등점이 추출제 보다 높은 고비점 성분으로 나누고, 저비점 성분은 주로 추출제이고 기상 또는 기액 혼합물의 형식으로 분리탑에 복귀하여 순환 이용되고, 비등접이 추출제보다 높은 고비점 성분은 주로 글리콜, 알콜 에테르 등 불순물이고 시스템 외부로 배출된다.

본 발명의 방법의 추출제의 순도를 더 향상하기 위하여, 바람직하게는 상기 제1 부분 물류는 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 물류 총량의 2~20 중량%이다.

바람직하게는, 탑정에서 얻은 주로 산화알킬렌인 물류 중 산화알킬렌의 함량은 99.95 중량%보다 낮지 않고 추출제의 함량은 0.05 중량%보다 높지 않으며, 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류 중 추출제의 함량은 99 중량% 보다 낮지 않고 산화알킬렌의 함량은 1 중량%보다 높지 않다.

바람직하게는, 상기 분리탑의 작업 조건은 탑정 기상 온도는 60~130℃이고 탑정 온도는 30~80℃이며 압력은 0.04~0.40MPaG인 것을 포함한다.

바람직한 상황에서, 산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류 중, 몰비로 계산 하면 상기 추출제와 상기 산화알킬렌의 비는 (2~15):1이고, 더욱 바람직하게는 (3~10):1이며, 보다 더 바람직하게는 (5~7):1이다.

바람직하게는 상기 탑(塔) 케틀 재비기는 열 사이펀식 재비기이고 케틀 타입 재비기와 강제 순환식 재비기 중의 어느 한가지 이다.

바람직하게는 상기 산화알킬렌은 에폭시프로판, 에폭시부탄 또는 에폭시부탄의 이성질체이고, 더욱 바람직 하게는 상기 산화알킬렌은 에폭시부탄이고, 특히 바람직하게는 상기 산화알킬렌은 1,2-에폭시부탄이다.

본 발명에서, 산화알킬렌과 추출제를 함유하는 물류는 올레핀 에폭시화 반응산물을 추출정류한 후 얻은 추출 산물 물류에서 기원한다. 바람직한 상황에서, 해당 물류에서 산화알킬렌의 함량은 5 내지 25 중량%이다.

산화알킬렌의 정화에 사용되는 추출제는 공지된 것이다. 통상적으로 C7~C20직쇄와 측쇄 탄화수소류 및/또는 그리콜류를 추출제로 사용한다. 경제적으로 고려할 때, C8직쇄와 측쇄 알킬렌 혼합물을 추출제로 사용하고 예를 들어 n-옥탄, 이소옥탄, 2-메틸헵탄이다. 추출제의 원가를 낮추는 측면에서 고려할 때, 혼합물을 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류는 분리탑에서 정류된 후 분리탑의 탑(塔) 케틀 물류에는 추출제와 고비점 성분이 함유된다. 에폴시부탄을 예로 들면, 이러한 고비점 성분에는 1,2-부탄디올, 1-부탄디올 모노메틸에테르, 2-부탄디올 모노메틸에테르, 다이머에폭시부탄, (복수)폴리에폭시부탄, 폴리1,2-부탄디올에테르 및 그 유도체 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 에폭시프로판을 예로 들면, 이러한 고비점 성분은 1,2-프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 다이머에폭시프로판, (복수)폴리에폭시프로판, 폴리 프로필렌 글리콜 에테르 및 그 유도체 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

설명이 필요한 것은, 추출제의 순도가 변하지 않는 상황에서 추출정류의 분리 효과는 일정하다. 그러나 본 발명이 강조하는 것은, 정제과정에서 부반응이 발생하여 글리콜 및 그 유도체 불순물이 생성되나 이러한 불순물의 생성은 불가피면하고 이러한 불순물은 시스템에서 누적 순환한다는 것이다. 이러한 불순물은 추출 정류에 대해 반작용을 하고 추출제의 추출 효과를 저하시킨다. 만약 추출제를 직접 외부로 배출하면 추출제의 고비점 성분 불순물의 함량이 2%와 같이 낮을 경우, 외부 배출 추출제는 98%를 차지하게 되고 추출제의 손실량이 크며, 고비점 성분 불순물의 함량이 10%와 같이 높을 경우, 외부 배출 추출제는 여전히 90%를 차지하고 추출제 손실은 얼마간 하강하나 추출제의 추출효율은 이미 대폭 하강되어 추출제 정류탑의 용제의 비율이 증가하여 에너지 소모가 증가된다. 본 발명은 단 하나의 소형 추출제 정화기를 증가하는 것만을 통하여 외부 배출 물류(즉 추출제 정화기에서 얻은 액상 고비점 성분) 중의 고비점 성분의 농도를 1배 이상 향상 시킬수 있고 외부 배출 추출제의 손실량을 절반 이상 저하시킬 수 있다. 본 발명을 사용하면, 추출제의 외부배출량이 동일한 상황에서, 오랜 주기 동안의 운행을 거쳐 순환 추출제 중의 고비점 성분 불순물의 함량은 직접 외부에 배출하는 방안의 50%를 초과하지 않는다. 그러나 만약 직접 외부로 배출하는 방안을 사용하면, 산화알킬렌의 제품 품질을 향상 하기 위하여 반드시 산화알킬렌의 수율을 낮추어야 하고 그렇지 아니하면 제품의 품질을 보증할 수 없다.

이하 첨부하는 도면과 결합하여 본 발명에 대해 자세히 설명하나 지적해야 할 것은 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 않고 별첨의 청구항에 의해 확정된다.

본 발명에 따르면, 도 1에서 도시한 바와같이, 산화알킬렌 조제품과 추출제를 추출정류탑에 송입하여 추출정류를 진행하면, 추출제 여액은 탑정으로부터 배출되고, 산화알킬렌과 추출제를 함유한 공급 물류(1)는 탑(塔) 케틀으로부터 배출되어 분리탑(C)로 진입하고, 산화알킬렌 제품 물류(3)는 분리탑 탑정부로부터 이출되고, 추출제 물류(2)는 분리탑 탑(塔) 케틀부로부터 이출되며, 분리탑(C)의 저부에는 탑(塔) 케틀재비기(A)와 추출제 정화기(B)가 설치되고, 탑(塔) 케틀 재비기 공급 물류(4)는 일부분 분리탑 탑(塔) 케틀 물류를 탑(塔) 케틀 재비기(A)에 송입하여 가열한 후 탑(塔) 케틀 재비기 출료물류(5)를 얻고, 탑(塔) 케틀 재비기 출료 물류(5)는 분리탑(C)하부로 순환 복귀하고, 추출제 정화기 공급 물류(6)는 일부분 분리탑 탑(塔) 케틀 물류를 추출제 정화기(B)에 송입하여 가열한후 기상 저비점 성분으로서의 추출제 정화기 출료 물류(8)과 액상 고비점 성분으로서의 고비점 성분 불순물 물류-외부배출 물류(7)을 얻고, 여기서 추출제 정화기 출료 물류(8)는 분리탑(C)의 하부로 복귀하고, 고비점 성분 불순물 물류-외부배출 물류(7)는 추출제 정화기(B)의 저부로부터 배출 된다.

이와 대응되게, 도 2에서 도시한 바와같이, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류(1)가 분리탑(C)에 송입되고, 1,2-에폭시부탄 제품 물류(31)는 분리탑 탑정부로부터 이출되고, 추출제 물류(2)는 분리탑 탑(塔) 케틀부로부터 이출되며, 분리탑(C) 저부에는 탑(塔) 케틀 재비기(A)가 설치되어 있고, 탑(塔) 케틀 재비기 공급 물류(4)는 탑(塔) 케틀액을 탑(塔) 케틀 재비기(A)에 송입하여 가열 한 후 얻은 탑(塔) 케틀 재비기 출료 물류(5)를 분리탑(C) 하부로 송입하며, 추출제 물류(2)는 한 갈래 물류를 갈라 내어 고비점 성분 불순물 물류-외부 배출 물류(7)로서 분리 체계 밖으로 배출한다. 일부분 추출제와 고비점 성분을 외부로 배출 하는 것을 통하여 반응 부산물 및 유도체가 추출제 중에서의 누적을 감소시키므로써 비교적 많은 추출제를 손실하게 된다.

본 발명은 산화알킬렌을 포함하는 조제품 물류와 추출제 물류가 제1 정류탑에 진입하여 정류를 진행하는 구체 작업 조건에 대해 특별한 제한이 없고, 예를 들면, CN108017598A에서 제공한 방법을 사용하여 진행 할 수 있으며, 본 발명에서 이에 대해 더 서술하지 않는다.

이하 구체 실시예를 통하여 본 발명에 대해 추가적으로 설명한다. 이하 실시예와 비교예의 결과는 모두 시스템이 안정적으로 800시간 운행한 후의 결과에서 취한 것이다. 물질의 순도는 중국국가기준가스 크로마토 그래피 GB/T9722-2006 방법을 사용하여 측정하여 얻었다. 이하 "wtppm"는 중량ppm을 표시한다.

[실시예 1]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 72℃이고, 탑정 온도는 33℃이며, 압력은 0.04MPaG이고, 칼럼 단수는 65단이며; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 8:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제66단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 3 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤3℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.99%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.80%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.020% 손실된다.

[실시예 2]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 80℃이고, 탑정 온도는 35℃이며, 압력은 0.08MPaG이고, 칼럼 단수는 60단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 7:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제61단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 5 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤2.4℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.98%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.82%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.025% 손실된다.

[실시예 3]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 89℃이고, 탑정 온도는 40℃이며, 압력은 0.12MPaG이고, 칼럼 단수는 60단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제61단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 8 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤2℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.85%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.028% 손실된다.

[실시예 4]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 96℃이고, 탑정 온도는 45℃이며, 압력은 0.16MPaG이고, 칼럼 단수는 55단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 5:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제56단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 10 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.6℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.89%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.029% 손실된다.

[실시예 5]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 101℃이고, 탑정 온도는 50℃이며, 압력은 0.20MPaG이고, 칼럼 단수는 50단이고; 추출제는 n-옥탄이고 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 4:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제51단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 13 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.2℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.98%이고, 물 ≤0.02 %, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%, 산 ≤0.003%, 회수율99.86%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.032% 손실된다.

[실시예 6]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 106℃이고, 탑정 온도는 55℃이며, 압력은 0.24MPaG이고, 칼럼 단수는 45단이고; 추출제는 C8 알칸 혼합물이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 4:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제46단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 5:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 15 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.99%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.85%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.035% 손실된다.

[실시예 7]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 111℃이고, 탑정 온도는 60℃이며, 압력은 0.28MPaG이고, 칼럼 단수는 40단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제41단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 4:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 7 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.8℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.98%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.85%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.034% 손실된다.

[실시예 8]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 115℃이고, 탑정 온도는 65℃이며, 압력은 0.32MPaG이고, 칼럼 단수는 30단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제31단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 3:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 6 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.7℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.98%이고, 물 ≤10wtppm, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤10wtppm, 산 ≤5wtppm, 회수율99.86%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.033% 손실된다.

[실시예 9]

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 119℃이고, 탑정 온도는 70℃이며, 압력은 0.36MPaG이고, 칼럼 단수는 25단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 열 사이펀식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제26단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 2:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 6 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.8℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤0.02%, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%, 산 ≤0.003%, 회수율99.87%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.035% 손실된다.

[실시예 10]

본 실시예는 [실시예9]와 비슷한 공정를 사용하여 진행하였고, 다른 점은 본 실시예의 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 케틀 타입 재비기를 사용한것이며, 구체적으로 아래와 같다.

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 119℃이고, 탑정 온도는 70℃이며, 압력은 0.36MPaG이고, 칼럼 단수는 25단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 케틀 타입 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제26단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 2:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 3 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.8℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤0.02%, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%, 산 ≤0.003%, 회수율99.87%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.035% 손실된다.

[실시예 11]

본 실시예는 [실시예9]와 비슷한 공정를 사용하여 진행하였고, 다른 점은 본 실시예의 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 강제 순환식 재비기를 사용한것이며, 구체적으로 아래와 같다.

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 119℃이고, 탑정 온도는 70℃이며, 압력은 0.36MPaG이고, 칼럼 단수는 25단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 강제 순환식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제26단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 2:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 6 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.8℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤0.02%, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%, 산 ≤0.003%, 회수율99.87%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.035% 손실된다.

[실시예 12]

본 실시예는 [실시예9]와 비슷한 공정를 사용하여 진행하였고, 다른 점은 본 실시예의 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 강제 순환식 재비기를 사용한것이며, 구체적으로 아래와 같다.

도 1에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업 조건은, 탑정 기상 온도는 119℃이고, 탑정 온도는 70℃이며, 압력은 0.36MPaG이고, 칼럼 단수는 25단이고; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유한 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 탑(塔) 케틀 재비기(A)는 강제 순환식 재비기를 사용하고 마지막 단의 칼럼 단의 이하에 위치하며, 추출제 정화기(B)는 케틀 타입 재비기이고 제24단 칼럼 단에 위치하고, 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B)의 열교환 면적의 비는 2:1이며; 추출제 정화기에 진입한 부분이 분리탑 탑(塔) 케틀 물류에서 차지하는 비율은 6 중량%이며, 전체 과정에서 탑(塔) 케틀 재비기(A)와 추출제 정화기(B) 사이의 온도차는 ≤1.8℃인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 물 ≤0.02%, 아세트알데히드+프로피온알데히드 ≤0.005%, 산 ≤0.003%, 회수율 99.87%, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.5%이며, 추출제는 0.037% 손실된다.

[비교예 1]

도 2에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업조건은, 탑정 기상 온도가 103℃이고, 압력이 0.22MPaG이고, 칼럼 단수는 60단이며; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유하는 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 8:1이고, 분리탑 재비기(A)는 강제 순환식 재비기인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 회수율은 96.38%이며, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.0%이며, 추출제는 2.02% 손실된다.

[실시예 1]과 비교할 때, 매 1톤의 1,2-에폭시부탄을 정화하는 분리 에너지 소모량은 4.5% 증가한다.

[비교예 2]

도 2에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업조건은, 탑정 기상 온도가 103℃이고, 압력이 0.22MPaG이고 칼럼 단수는 50단이며; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유하는 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 재비기(A)는 강제 순환식 재비기인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 회수율은 98.50%이며, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.0%이며, 추출제는 2.20% 손실된다.

[비교예 3]

도 2에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업조건은, 탑정 기상 온도가 103℃이고, 압력이 0.22MPaG이고, 칼럼 단수는 45단이며; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유하는 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 4:1이고, 분리탑 재비기(A)는 강제 순환식 재비기인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 회수율은 98.88%이며, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.0%이며, 추출제는 2.45% 손실된다.

[비교예 4]

도 2에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업조건은, 탑정 기상 온도가 103℃이고, 압력이 0.22MPaG이고, 칼럼 단수는 40단이며; 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유하는 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 3:1이고, 분리탑 재비기(A)는 강제 순환식 재비기인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 회수율은 97.13%이며, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.0%이며, 추출제는 2.62% 손실된다.

[비교예 5]

도 2에 도시한 프로세스에 따르면, 분리탑의 작업조건은, 탑정 기상 온도가 103℃이고, 압력이 0.22MPaG이고, 칼럼 단수는 35단이며; 고비점 성분 불순물 물류-외부배출 물류를 수송하여 수세한 후 다시 순환 복귀하게 하여 추출제의 손실을 감소하게 하며, 추출제는 n-옥탄이고, 1,2-에폭시부탄과 추출제를 함유하는 공급 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 추출제와 1,2-에폭시부탄의 비율은 6:1이고, 분리탑 재비기(A)는 강제 순환식 재비기인 것을 포함한다.

분리탑 탑정부의 1,2-에폭시부탄 물류의 순도는 99.95%이고, 회수율은 97.58%이며, 분리탑 탑(塔) 케틀부 추출제의 순도는 99.0%이며, 추출제는 1.72% 손실된다.

[실시예 1]과 비교할 때, 매 1톤의 1,2-에폭시부탄을 정화하는 분리 에너지 소모량은 6.8% 증가한다.

1 공급 물류
2 추출제 물류
3 산화알킬렌 제품 물류
4 탑(塔) 케틀 재비기 공급 물류
5 탑(塔) 케틀 재비기 출료 물류
6 추출제 정화기 공급 물류
7 고비점 성분 불순물 물류-외부 배출 물류
8 추출제 정화기 출료 물류
31 1,2-에폭시 부탁 제품 물류
A 탑(塔) 케틀 재비기
B 추출제 정화기
C 분리탑

Claims (34)

1) 산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류가 분리탑에서 증류하고, 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고, 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻는 단계,
2) 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류를 적어도 세 갈래로 나누고, 그 중 제1 갈래 물류는 탑(塔) 케틀 재비기의 가열을 거친 후 탑(塔) 케틀로부터 분리탑으로 복귀하고, 제2 갈래 물류는 순환 추출제로 사용되고, 제3 갈래 물류는 추출제 정화기로 송입되어 정화 처리를 진행하여 그 중에서 비등점이 추출제 보다 높은 액상 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻는 단계, 및
3) 상기 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 상기 분리탑으로 복귀시키는 단계를 포함하고,
상기 산화알킬렌은 에폭시프로판, 에폭시부탄 또는 에폭시 부탄의 이성질체이고, 상기 추출제는 C7~C20 직쇄와 측쇄 탄화수소류 및/또는 그리콜류인, 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
상기 제3 갈래 물류는 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류의 총 량의 2~20 중량%인 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
탑정에서 얻은 주로 산화알킬렌인 물류 중 산화알킬렌의 함량은 99.95 중량%보다 낮지 않고 추출제의 함량이 0.05 중량%보다 높지 않으며, 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류 중 추출제의 함량는 99 중량%보다 낮지 않고 산화알킬렌의 함량은 1 중량%보다 높지 않는 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 증류탑 또는 재비기인 산화알킬렌의 생산 방법.

제4항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 재비기이거나, 또는 케틀 타입 재비기이고, 상기 재비기는 상기 분리탑의 공급구 하방에 위치하는 산화알킬렌의 생산 방법.

제5항에 있어서,
상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기의 열교환 면적의 비는 (5~2):1인 산화알킬렌의 생산 방법.

제5항에 있어서,
상기 탑(塔) 케틀 재비기에 진입하는 제1 갈래 물류의 온도와 상기 추출제 정화기에 진입하는 제3 갈래 물류의 온도 차이는 ≤5℃이거나, 또는 ≤3℃인 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
상기 분리탑의 작업조건은 탑정 기상 온도가 60~130℃이고 탑정 온도가 30~80℃이며 압력이 0.04~0.40MPaG이며 칼럼 단수가 15~80단인 것을 포함하는 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 상기 추출제와 상기 산화알킬렌의 비율은 (2~15):1이거나, 또는 (3~10):1이거나, 또는 (5~7):1인 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항에 있어서,
상기 탑(塔) 케틀 재비기는 열 사이펀식 재비기, 케틀 타입 재비기와 강제 순환식 재비기 중의 어느 한 가지인 산화알킬렌의 생산 방법.

제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화알킬렌은 에폭시부탄이거나, 또는 상기 산화알킬렌은 1,2-에폭시부탄인, 산화알킬렌의 생산 방법.

1) 산화알킬렌을 함유하는 조제품 물류와 추출제 물류를 정류탑에 송입하여 추출 정류를 진행하여, 탑(塔) 케틀에서 산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류를 얻고,
2) 산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류를 분리탑에서 증류하여, 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고, 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻으며,
3) 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류를 적어도 세 갈래로 나누고, 그 중 제1 갈래 물류는 탑(塔) 케틀 재비기의 가열을 거친 후 탑(塔) 케틀에서 분리탑으로 복귀되고, 제2 갈래 물류는 순환추출제로서 사용되고, 제3 갈래 물류는 추출제 정화기에 송입되어 정화처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 액상 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻으며,
4) 상기 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 상기 분리탑으로 송입하여 복귀시키는 것을 포함하고,
상기 산화알킬렌은 에폭시프로판, 에폭시부탄 또는 에폭시 부탄의 이성질체이고, 상기 추출제는 C7~C20 직쇄와 측쇄 탄화수소류 및/또는 그리콜류인, 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
상기 제3 갈래 물류는 상기 분리탑의 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류의 총량의 2~20 중량%인 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
탑정에서 얻은 주로 산화알킬렌인 물류중 산화알킬렌의 함량이 99.95 중량% 보다 낮지 않고 추출제의 함량이 0.05 중량%보다 높지 않으며, 탑(塔) 케틀에서 얻은 주로 추출제인 물류중 추출제의 함량이 99 중량%보다 낮지 않고 산화알킬렌의 함량은 1 중량%보다 높지 않은 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 증류탑 또는 재비기인, 산화알킬렌의 생산 방법.

제15항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 재비기이거나, 또는 케틀 타입 재비기인, 산화알킬렌의 생산 방법.

제16항에 있어서,
상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기의 열교환면적의 비는 (5~2):1인 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
상기 탑(塔) 케틀 재비기에 진입한 제1 갈래 물류의 온도와 상기 추출제 정화기에 진입한 제3 갈래 물류의 온도 차이는 ≤5℃이거나, 또는 ≤3℃인 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
상기 분리탑의 작업 조건은 탑정 기상 온도가 60~130℃이고 탑정 온도가 30~80℃이며 압력이 0.04~0.40MPaG이며 칼럼 단수가 15~80단인 것을 포함하는 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
산화알킬렌과 추출제를 함유한 물류에서 몰 백분율로 계산하면, 상기 추출제와 상기 산화알킬렌의 비율은 (2~15):1이거나, 또는 (3~10):1이거나, 또는 (5~7):1인 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항에 있어서,
상기 탑(塔) 케틀 재비기는 열 사이펀식 재비기, 케틀 타입 재비기와 강제 순환식 재비기 중의 어느 하나인 산화알킬렌의 생산 방법.

제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화알킬렌은 에폭시부탄이거나, 또는 상기 산화알킬렌은 1,2-에폭시부탄인 산화알킬렌의 생산 방법.

1) 탑(塔) 케틀이 탑(塔) 케틀 물류를 분리탑으로 인출할 수 있는 출구를 구비한 분리탑,
2) 상기 분리탑의 하부에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대해 재비등을 진행한 후 분리탑으로 복귀시키는 탑(塔) 케틀 재비기,
3) 상기 분리탑의 공급구 하방에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대해 정화 처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 액상 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻어 상기 분리탑 탑(塔) 케틀에 복귀하는데 사용되는 추출제 정화기를 포함하는 산화알킬렌의 생산 시스템.

제23항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 재비기이거나, 또는 케틀 타입 재비기인 산화알킬렌의 생산 시스템.

제24항에 있어서,
상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기의 열교환 면적의 비는 (5~2):1인 산화알킬렌의 생산 시스템.

제24항에 있어서,
상기 분리탑의 칼럼 단수는 15~80단이고, 물류의 흐름 방향에 따라, 상기 추출제 정화기의 공급구 위치는 역순으로 제 0~6단, 또는 제 0~4단 칼럼 단에 위치하는 산화알킬렌의 생산 시스템.

제26항에 있어서,
상기 추출제 정화기의 공급구 위치가 상기 탑(塔) 케틀 재비기의 공급구 위치보다 0~4 단 칼럼 단수가 높은 산화알킬렌의 생산 시스템.

제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 도관을 통하여 상기 분리탑과 연통되는 산화알킬렌의 생산 시스템.

1) 산화알킬렌을 함유한 조제품 물류에 대하여 추출 정류를 진행하는데 사용되는 추출 정류탑,
2) 추출 정류탑으로 부터 온 탑(塔) 케틀 물류를 분리하여 탑정에서 주로 산화알킬렌인 물류를 얻고 탑(塔) 케틀에서 주로 추출제인 물류를 얻는데 사용되는 분리탑,
3) 상기 분리탑의 하부에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류에 대하여 재비 등을 진행한 후 분리탑으로 복귀시키는 탑(塔) 케틀 재비기,
4) 상기 분리탑의 공급구 위치의 하방에 설치되고 상기 분리탑의 일부분 탑(塔) 케틀 물류를 접수하여 정화 처리를 진행하여 그 중의 비등점이 추출제보다 높은 고비점 성분을 제거하여 주로 추출제인 기상 또는 기액 혼합물 저비점 성분을 얻어 상기 분리탑에 복귀시키는 추출제 정화기를 포함하고,
상기 산화알킬렌은 에폭시프로판, 에폭시부탄 또는 에폭시 부탄의 이성질체이고, 상기 추출제는 C7~C20 직쇄와 측쇄 탄화수소류 및/또는 그리콜류인, 산화알킬렌 생산 시스템.

제29항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 재비기이거나, 또는 케틀 타입 재비기인 산화알킬렌 생산 시스템.

제30항에 있어서,
상기 분리탑의 탑(塔) 케틀 재비기와 상기 추출제 정화기의 열교환면적의 비는 (5~2):1인 산화알킬렌 생산 시스템.

제30항에 있어서,
상기 분리탑의 칼럼 단수는 15~80단이고, 물류의 흐름 방향에 따라, 상기 추출제 정화기의 공급구 위치는 제 0~6단, 또는 제 0~4단 칼럼 단수에 위치하는 산화알킬렌 생산 시스템.

제32항에 있어서,
상기 추출제 정화기의 공급구 위치는 상기 탑(塔) 케틀 재비기의 공급구 위치보다 0~4단 칼럼단수가 높은 산화알킬렌 생산 시스템.

제29항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추출제 정화기는 도관을 통하여 상기 분리탑과 연통되는 산화알킬렌 생산 시스템.

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