KR100730630B1 - Method for producing styrene for energy saving - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 절감을 위한 스티렌 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탈수소반응기에서 스팀의 존재 하에 에틸벤젠의 촉매적 탈수소화에 의해 스티렌을 제조하고, 그 다음으로 공비증발기에서 미반응 에틸벤젠과 물의 공비점을 형성시키므로써, 보다 낮은 온도에서 미반응 에틸벤젠을 증발시켜 탈수소반응기에 재투입하는 스티렌 제조공정에 있어서, 공비증발기의 폐열을 효율적으로 회수하므로써 물의 응축에 따른 잠열 손실을 줄이고, 에너지 절감 효과를 최대화할 수 있는 스티렌 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing styrene for energy saving, and more particularly, to produce styrene by catalytic dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of steam in a dehydrogenation reactor, and then to unreacted ethylbenzene in an azeotropic evaporator. By forming the azeotropic point of water and water, in the styrene manufacturing process in which unreacted ethylbenzene is evaporated at a lower temperature and re-introduced to the dehydrogenation reactor, waste heat of the azeotropic evaporator is efficiently recovered to reduce latent heat loss due to water condensation. It relates to a styrene manufacturing method that can maximize the energy saving effect.
에너지, 절감, 스티렌, 제조방법 Energy, saving, styrene, manufacturing method
Description
도 1은, 통상적인 에틸벤젠 탈수소화에 의한 스티렌 제조 공정의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a conventional styrene production process by ethylbenzene dehydrogenation.
도 2는, 본 발명의 일 구체예에 따른 에틸벤젠 탈수소화에 의한 스티렌 제조 공정의 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a styrene manufacturing process by ethylbenzene dehydrogenation according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 에너지 절감을 위한 스티렌 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탈수소반응기에서 스팀의 존재 하에 에틸벤젠의 촉매적 탈수소화에 의해 스티렌을 제조하고, 그 다음으로 공비증발기에서 미반응 에틸벤젠과 물의 공비점을 형성시키므로써, 보다 낮은 온도에서 미반응 에틸벤젠을 증발시켜 탈수소반응기에 재투입하는 스티렌 제조공정에 있어서, 공비증발기의 폐열을 효율적으로 회수하므로써 물의 응축에 따른 잠열 손실을 줄이고, 에너지 절감 효과를 최대화할 수 있는 스티렌 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing styrene for energy saving, and more particularly, to produce styrene by catalytic dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of steam in a dehydrogenation reactor, and then to unreacted ethylbenzene in an azeotropic evaporator. By forming the azeotropic point of water and water, in the styrene manufacturing process in which unreacted ethylbenzene is evaporated at a lower temperature and re-introduced to the dehydrogenation reactor, waste heat of the azeotropic evaporator is efficiently recovered to reduce latent heat loss due to water condensation. It relates to a styrene manufacturing method that can maximize the energy saving effect.
스티렌은 폴리스티렌, ABS 등 주요 폴리머 제품의 원료로 이용되며, 세계적 으로 연간 2천만톤 이상 소비되고, 수요증가율이 5%에 달하는 대표적인 범용성 모노머 제품 중 하나라고 할 수 있다. Styrene is used as a raw material for major polymer products such as polystyrene and ABS, and it is one of the representative general-purpose monomer products that consumes more than 20 million tons annually and has a demand growth rate of 5%.
이러한 스티렌은, 통상, 탈수소화 촉매층이 있는 반응기 내에서 과열된 수증기 즉, 스팀의 존재 하에 에틸벤젠을 탈수소화하여 제조된다. 이 에틸벤젠의 탈수소화 반응은 고온에서 진행되는 흡열반응으로서, 이를 이용하는 스티렌 제조 공정은 대표적인 에너지 다소비 공정이라고 할 수 있다. 열원으로서는 초고온의 스팀이 사용되며, 이 스팀은 반응에는 참여하지 않고, 반응기를 거친 후 폐열을 회수한 뒤 냉각수로 냉각되어, 공정응축수로서 생성물과 분리되는데, 이 과정 중에서, 스팀이 물로 응축될 때의 잠열에 해당하는 만큼의 열손실이 생기게 된다. Such styrene is usually produced by dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of superheated steam, ie steam, in a reactor with a dehydrogenation catalyst layer. The dehydrogenation reaction of ethylbenzene is an endothermic reaction that proceeds at high temperature, and the styrene manufacturing process using the same may be a typical energy saving process. As a heat source, ultra-high temperature steam is used, which does not participate in the reaction, and after passing through the reactor, waste heat is recovered and cooled by cooling water, which is separated from the product as process condensate, during which steam is condensed into water. The heat loss is equivalent to the latent heat of.
에틸벤젠의 탈수소화 반응을 이용한 스티렌 제조 공정에서 중요한 것은, 에틸벤젠의 높은 전환율과, 벤젠, 톨루엔 등의 부산물의 생성을 억제하는 스티렌으로의 높은 선택성이다. 탈수소화 반응의 성능에 영향을 미치는 공정 변수로는 반응온도, 반응압력, 공간속도, 그리고, 스팀의 혼합비율 등이 있다. 에틸벤젠의 탈수소화 반응은 흡열반응이므로, 반응온도가 높을수록 그 전환율에 있어서 유리하지만, 반응온도가 너무 높을 경우에는 스티렌의 선택도가 낮아지고, 벤젠, 톨루엔 등이 생성되는 부반응이 우세하게 된다. What is important in the styrene production process using the dehydrogenation reaction of ethylbenzene is the high conversion of ethylbenzene and the high selectivity to styrene to suppress the formation of by-products such as benzene and toluene. Process variables affecting the performance of the dehydrogenation reaction include reaction temperature, reaction pressure, space velocity, and steam mixing ratio. Since the dehydrogenation of ethylbenzene is endothermic, the higher the reaction temperature, the more favorable the conversion. However, if the reaction temperature is too high, the selectivity of styrene is lowered, and the side reaction of benzene, toluene, etc. predominates. .
에틸벤젠의 탈수소화 반응은 흡열량이 비교적 크기 때문에, 반응기 입구보다 반응기 출구에서의 온도가 현저히 낮아지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 보완하기 위해 통상적인 탈수소화 공정은, 여러 개의 반응기를 사용하고, 각 반응기 사이에서 반응열에 의해 손실된 만큼의 에너지를 재공급해 주고 있는데, 이에 대하여, 대 한민국 공개특허 제1998-42067호 및 미합중국 특허 제5,856,605호에는, 여러 개의 관형 반응기에 촉매를 충전하고, 반응기 외부를 열 매체에 의해 가열해주므로써, 반응열에 의한 열손실을 최소화 하는 방법이 기재되어 있다.The dehydrogenation reaction of ethylbenzene has a problem that the temperature at the reactor outlet is significantly lower than the reactor inlet because the endothermic amount is relatively large. Therefore, in order to compensate for this, a conventional dehydrogenation process uses several reactors, and re-supplys the amount of energy lost by the heat of reaction between the reactors. In this regard, the Republic of Korea Patent Publication No. 1998-42067 And US Pat. No. 5,856,605 describe a method for minimizing heat loss due to reaction heat by charging catalyst in several tubular reactors and heating the outside of the reactor with a heat medium.
에틸벤젠의 탈수소화 반응 공정에 있어서, SHR(steam to hydrocarbon ratio)은 반응기에 도입되는 방향족 화합물에 대한 스팀, 즉, 물의 몰 비로 정의된다. 대부분의 반응에서 물은 촉매독으로 작용하나, 에틸벤젠의 탈수소화 반응에서는 여러 가지 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 한편, 스팀은 칼륨(K), 철(Fe) 등과 작용하여 활성점을 생성하고, 그 자신이 지닌 잠열을 이용하여 흡열반응 과정에 열을 공급하며, 또한, 침적된 탄소를 제거하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 스팀을 600℃ 이상으로 유지하기 위해서는 많은 에너지를 필요로 하므로, 에너지 절감의 차원에서는 이의 사용을 최소로 하는 공정이 바람직하다. 또한, 과다한 스팀이 고온으로 사용될 경우, 탈수소 촉매의 중요 활성성분인 칼륨을 용해시켜 반응기 출구로 용출되게 하는데, 이러한 현상은 촉매 비활성화의 주요 요인으로 지목된다 [Applied Catalysis A: General 212 (2001) 239]. In the dehydrogenation of ethylbenzene, the steam to hydrocarbon ratio (SHR) is defined as the molar ratio of steam, ie, water, to the aromatics introduced into the reactor. In most reactions, water acts as a catalyst poison, but is known to play several important roles in the dehydrogenation of ethylbenzene. On the other hand, steam is known to act on potassium (K), iron (Fe), etc. to generate an active site, to supply heat to the endothermic reaction process using its latent heat, and to remove the deposited carbon. . However, in order to maintain steam at 600 ° C. or more, a large amount of energy is required. Therefore, a process of minimizing its use is preferable in view of energy saving. In addition, when excessive steam is used at a high temperature, potassium, which is an important active component of the dehydrogenation catalyst, is dissolved and eluted to the outlet of the reactor. This phenomenon is regarded as a major factor of catalyst deactivation [Applied Catalysis A: General 212 (2001) 239. ].
에틸벤젠의 탈수소화 반응의 반응생성물은 500℃ 이상의 고온으로 배출되며, 이 폐열은 주로 원료인 에틸벤젠과 물을 증발시키고 가열하여 온도를 높이는데 사용되는 형태로 회수된다. 이 과정에서 열교환으로 응축되지 않고 분리조로 배출되는 스팀은 그 잠열이 손실되기 때문에, 그에 따른 전체 에너지손실이 불가피하게 된다. 따라서 물만을 사용하는 종래의 공비증발 방식에서는 이러한 잠열손실이 불가피하고, 또한, 에틸벤젠과 물의 기체-액체-액체 평형조건에 의해 증발하지 못한 일부 응축수들을 재순환시켜야 하므로, 조업이 까다롭게 되고 재순환 비용이 발생하게 된다. The reaction product of the dehydrogenation reaction of ethylbenzene is discharged at a high temperature of 500 ° C. or higher, and this waste heat is mainly recovered in the form used to raise the temperature by evaporating and heating the raw material ethylbenzene and water. In this process, steam that is not condensed by heat exchange and discharged to the separation tank loses its latent heat, and thus, total energy loss is inevitable. Therefore, in the conventional azeotropic evaporation method using water only, such latent heat loss is inevitable, and because some condensate which cannot be evaporated due to the gas-liquid-liquid equilibrium condition of ethylbenzene and water has to be recycled, operation is difficult and recycling costs are increased. Will occur.
이에 대하여, 대한민국 공개특허 제2005-60259호에는, 불활성 기체를 에틸벤젠의 탈수소화 반응기에 투입하였을 때, 이 반응의 수율, 즉, 전환율 및 선택도에 미치는 긍정적인 효과에 관하여 기재하고 있고, 본 출원인에 의하여 출원된 대한민국 특허출원 제2005-12953호에는 불활성 기체의 투입에 의해서 공비증발기의 에너지를 절감하는 방법이 기재되어 있다. 이 중에서, 특히 후자의 방법은 공비증발기의 에너지를 절감하는 효율적인 방법이기는 하나, 반응에 영향을 미치지 않는 불활성 기체를 별도로 마련해야 하는 어려움이 있다.In contrast, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-60259 discloses a positive effect on the yield, that is, conversion and selectivity of the reaction when an inert gas is introduced into an ethylbenzene dehydrogenation reactor. Korean Patent Application No. 2005-12953, filed by the applicant, describes a method of reducing energy of an azeotropic evaporator by the addition of an inert gas. In particular, the latter method is an efficient method for reducing the energy of the azeotropic evaporator, but there is a difficulty in providing a separate inert gas that does not affect the reaction.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 에틸벤젠의 탈수소화 반응을 이용한 스티렌 제조 공정에 있어서, 별도의 외부 물질의 도입없이도 효율적으로 스팀의 잠열을 회수하므로써 획기적으로 에너지를 절감할 수 있고, 또한 기존의 스티렌 제조 공정 라인에 용이하게 현장적용할 수 있는 스티렌 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, in the styrene manufacturing process using the dehydrogenation reaction of ethylbenzene, the latent heat of steam efficiently without the introduction of a separate external material It is possible to provide a styrene manufacturing method that can dramatically reduce energy by recovering and can be easily applied to an existing styrene manufacturing process line.
본 발명에 따르면, 탈수소반응기에서 스팀의 존재 하에 에틸벤젠의 촉매적 탈수소화에 의해 스티렌을 제조하고, 그 다음으로 공비증발기에서 미반응 에틸벤젠과 물의 공비점을 형성시키므로써, 보다 낮은 온도에서 미반응 에틸벤젠을 증발시켜 탈수소반응기에 재투입하는 스티렌 제조공정에 있어서, 공비증발기로부터 배출 된 반응 혼합물을 공비증발기 후단의 열교환기에 유입시켜, 상기 열교환기 내에서 상기 공비증발기로부터 배출된 반응 혼합물과 상기 탈수소반응기에 투입될 에틸벤젠을 열교환시키는 것을 특징으로 하는 스티렌 제조방법이 제공된다.According to the present invention, styrene is prepared by catalytic dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of steam in a dehydrogenation reactor, and then by forming an azeotropic point of unreacted ethylbenzene and water in an azeotropic evaporator, thereby producing In the styrene production process of evaporating the reaction ethylbenzene and re-inserting it into the dehydrogenation reactor, the reaction mixture discharged from the azeotropic evaporator is introduced into a heat exchanger after the azeotropic evaporator, and the reaction mixture discharged from the azeotropic evaporator in the heat exchanger and the Provided is a styrene production method characterized by heat-exchanging ethylbenzene to be added to a dehydrogenation reactor.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
통상적인 에틸벤젠 탈수소화에 의한 스티렌 제조 공정을 도 1에 나타내었다. 스티렌의 제조공정은 스팀과열기(도 1에는 도시되지 않음), 탈수소반응기, 열교환기, 공비증발기, 분리조, 정제탑, 배기가스 회수시스템(도 1에는 도시되지 않음) 등이 구비된 통상의 제조장치를 사용한 공지의 기상 촉매적 탈수소공정 및 공지의 정제공정에 의해 수행된다. 탈수소반응기에서 탈수소화되지 않고 미반응으로 남은 에틸벤젠은 비점이 높기 때문에, 보다 낮은 비점을 갖는 물과 함께 공비증발기에 투입하여 공비점을 형성하여 기화시키므로써, 보다 낮은 온도에서 에틸벤젠의 기화가 용이하도록 하는 것이 공비증발기를 채택하는 이유이며, 현재 거의 모든 스티렌 제조공정에서 이 공비증발 방식을 사용하고 있다. 또한, 이 방식에서는, 공비증발기의 온도를 낮출수록 더 많은 폐열을 회수할 수 있게 되는 부가적인 장점도 있다. 공비증발기의 온도를 낮출수록 더 많은 폐열회수가 가능하려면, 도 1에 있어서 공비증발기 직후인 (a)점의 온도를 가능한한 낮추어야 하는 바, 결국 이 (a)점에서의 온도가 폐열회수량을 결정한다는 것을 알 수 있다. 그러나, (a)점의 온도를 너무 낮추게 되면 공비증발기에서의 원료물질의 증발이 어렵게 되므로, 일반적으로는 (a)점의 온도를 물의 기체가 포화되는 이슬점 온도 수준까지만 낮추게 되는데, 이 때 이론적으로 약 61% 정도의 물만이 응축되고, 나머지 39% 정도의 물은 응축하지 않고 기체로 남게 되어, 결국 도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 공정에서는 응축하지 않고 기체로 남게 되는 물의 양에 해당하는 만큼의 잠열손실이 발생하게 된다.A typical styrene manufacturing process by ethyl benzene dehydrogenation is shown in FIG. 1. The production process of styrene is conventional with steam superheater (not shown in FIG. 1), dehydrogenation reactor, heat exchanger, azeotropic evaporator, separation tank, refinery tower, exhaust gas recovery system (not shown in FIG. 1), and the like. It is carried out by a known gas phase catalytic dehydrogenation step using a production apparatus and a known purification step. Since ethylbenzene, which is not dehydrogenated in the dehydrogenation reactor and remains unreacted, has a high boiling point, it is introduced into an azeotropic evaporator together with water having a lower boiling point to vaporize by forming an azeotropic point. This is why azeotropic evaporators are adopted, and now almost all styrene manufacturing processes use this azeotropic method. In addition, this method has the additional advantage that the lower the temperature of the azeotropic evaporator, the more waste heat can be recovered. In order to allow more waste heat recovery as the azeotropic evaporator is lowered, the temperature at point (a) immediately after the azeotropic evaporator in FIG. 1 should be lowered as much as possible. You can see that you decide. However, if the temperature of point (a) is too low, it is difficult to evaporate the raw material in the azeotropic evaporator. Therefore, the temperature of point (a) is generally lowered only to the dew point temperature where water gas is saturated. Only about 61% of the water is condensed, and the remaining 39% of the water is left as a gas without condensation, resulting in the amount of water remaining as a gas without condensation in the conventional process as shown in FIG. Latent heat loss occurs.
한편, 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 에틸벤젠 탈수소화에 의한 스티렌 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같은 본 발명의 스티렌 제조방법에서는, 공비증발기 후단에 별도의 열교환기를 설치하고, 공비증발기를 빠져 나온 기체 혼합물을 이 별도의 열교환기에 투입하고, 궁극적으로 탈수소반응기에 투입되는 에틸벤젠 및 원료수의 혼합물과, 공비증발기를 빠져 나온 기체 혼합물을 이 별도의 열교환기 내에서 열교환시키므로써, 폐열을 추가로 회수하고, 공비증발기의 조업이 보다 용이하도록 만들어 준다. 이러한 본 발명의 개선된 폐열의 추가회수방식에서는, 도 2에서 상기 별도의 열교환기 후단의 (d)점의 온도에 의해서 폐열회수량이 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 이 개선된 방식에서는 (c)점의 온도를 굳이 최대한으로 낮출 필요가 없게 되므로, 즉, 굳이 이슬점에서 물을 응축시킬 필요가 없게 되므로, 공비증발기의 조업이 보다 용이하게 된다. 이 개선된 방식에 따르면, 상기 별도의 열교환기에서는, 반응 생성물을 완전히 응축시킬 수 있도록 비점 이하까지만 열교환시키면 되고, 원료를 증발시킬 필요가 전혀 없으므로, 어떠한 조업상의 제한조건도 없다고 할 수 있다. 또한, 설령 도 2의 (b)점에서 일부 원료가 기화하더라도, 별도의 드럼(도 2에는 도시되지 않음)에서 기-액 분리하여 공비증발기에 각각 투입할 수 있으므로 문제가 없으며, 실제 조업조건 범위에서는, 실질적으로 기화가 발생하지 않는다.On the other hand, Figure 2 is a view schematically showing a styrene manufacturing process by ethylbenzene dehydrogenation according to an embodiment of the present invention. In the styrene production method of the present invention as shown in FIG. 2, a separate heat exchanger is installed at the rear end of the azeotropic evaporator, and the gas mixture exiting the azeotropic evaporator is introduced into this separate heat exchanger, and ultimately, ethylbenzene is introduced into the dehydrogenation reactor. And by heat-exchanging the mixture of the raw water and the gas mixture exiting the azeotropic evaporator in this separate heat exchanger, further recovering the waste heat and making the azeotropic evaporator easier to operate. In the improved recovery method of the waste heat of the present invention, it can be seen that the amount of waste heat recovery is determined by the temperature of point (d) of the rear end of the separate heat exchanger in FIG. 2. In this improved manner, therefore, it is not necessary to lower the temperature at point (c) to the maximum, that is, it is not necessary to condense the water at the dew point, which makes the operation of the azeotropic evaporator easier. According to this improved mode, the separate heat exchanger only needs to exchange heat below the boiling point so as to completely condense the reaction product, and since there is no need to evaporate the raw material, there are no operational limitations. In addition, even if some of the raw material is vaporized in Figure 2 (b), there is no problem because it can be introduced into the azeotropic evaporator by separating the gas-liquid from a separate drum (not shown in Figure 2), the actual operating conditions range In, substantially no vaporization occurs.
본 발명에 따른 스티렌 제조방법에 있어서, 상기 공비증발기에는, 원료 에틸 벤젠을 완전히 기화시키기 위하여, 공비점을 형성하는 양보다 많은 양의 물을, 바람직하게는 공비점을 형성하는 양보다 20~40% 더 많은 양의 물이 투입되는 것이, 공비증발의 효율 측면에서 바람직하다. In the styrene production method according to the present invention, in order to completely vaporize the raw material ethyl benzene, the azeotropic evaporator has a larger amount of water than the amount forming the azeotropic point, preferably 20 to 40 than the amount forming the azeotropic point. It is preferable in terms of the efficiency of azeotropic evaporation, in which a larger amount of water is added.
또한, 미반응의 물이 공비증발기에서 모두 기화하지 않고 액체 상태로 남게 되면, 이는 재순환하여 공비증발기에 다시 투입되는데, 본 발명에 따른 스티렌 제조방법에 있어서는, 도 2에 있어서의 (c)점, 즉, 공비증발기 후단의 온도를 높이므로써, 재순환되는 물의 양을 줄이거나 또는 물의 재순환이 없도록 하여, 물의 재순환에 관련된 비용을 줄일 수 있다.In addition, when unreacted water remains in the liquid state without evaporating all in the azeotropic evaporator, it is recycled and put back into the azeotropic evaporator. In the styrene manufacturing method according to the present invention, point (c) in FIG. That is, by increasing the temperature of the azeotropic evaporator, it is possible to reduce the amount of water to be recycled or to avoid the recirculation of water, thereby reducing the costs associated with water recycling.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 이 실시예 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples.
실시예Example
하기 표 1에 나타낸 조업조건 하에, 실시예로서 도 2에 나타낸 바와 같은 장치 배열 및 공정 흐름을 갖는 스티렌 제조 공장에서 스티렌을 제조하였고, 비교예로서 도 1에 나타낸 바와 같은 장치 배열 및 공정 흐름을 갖는 스티렌 제조 공장에서 스티렌을 제조하였다.Under the operating conditions shown in Table 1, styrene was produced in a styrene manufacturing plant having an apparatus arrangement and a process flow as shown in FIG. 2 as an example, and having a device arrangement and a process flow as shown in FIG. 1 as a comparative example. Styrene was produced in a styrene manufacturing plant.
[표 1]TABLE 1
상기와 같은 조업조건 하에 스티렌을 제조하면서, 실시예에서는 공비증발기 이후에 설치된 열교환기를 빠져 나오는 유출물(도 2에 있어서 (d)점에서의 유출물) 중의 전체 물의 양 중에서 미응축된 물의 분율에 따른 폐열회수량을 조사하였고, 비교예에서는 공비증발기를 빠져 나오는 유출물(도 1에 있어서 (a)점에서의 유출물) 중의 전체 물의 양 중에서 미응축된 물의 분율에 따른 폐열회수량을 조사하여, 하기 표 2에 나타내었다.While producing styrene under the above operating conditions, in the embodiment, the fraction of uncondensed water out of the total amount of water in the effluent exiting the heat exchanger installed after the azeotropic evaporator (the effluent at point (d) in FIG. 2) In the comparative example, the waste heat recovery according to the fraction of uncondensed water in the total amount of water in the effluent exiting the azeotropic evaporator (the effluent at the point (a) in FIG. 1) was investigated. , It is shown in Table 2 below.
[표 2]TABLE 2
상기 표 2로부터, 실시예에서 미응축된 물의 분율이 비교예에 비하여 줄어들수록 추가 폐열회수량이 점차 커짐을 알 수 있었다. 상기 표 2에서, 미응축된 물의 분율이 0이 될때의 추가 폐열회수량이, 물의 잠열손실을 완전히 방지한 경우의 에너지 절감을 나타내었다. From Table 2, it can be seen that the amount of additional waste heat recovery gradually increases as the fraction of the non-condensed water in the example decreases as compared with the comparative example. In Table 2, the additional waste heat recovery when the fraction of the non-condensed water becomes zero represents the energy saving when the latent heat loss of the water is completely prevented.
물의 잠열손실을 완전히 방지한 경우에 있어서, 상기 실시예 및 비교예에서 사용된 연료의 열량 가격을 28,000원/MMKcal라고 가정하면, 스티렌 연간 1만톤 생산기준으로 연간 에너지 절감액은 28,000×0.1990×24×365(원) = 0.488억원이 되고, 따라서, 연간 스티렌 20만톤 생산 공장의 경우, 연간 총 에너지 절감액은 0.488×20 = 9.76억원이 됨을 알 수 있었다.In the case where the latent heat loss of water is completely prevented, assuming that the calorie price of the fuel used in the above examples and the comparative example is 28,000 won / MMKcal, the annual energy saving amount is 28,000 × 0.1990 × 24 × based on 10,000 tons of styrene production per year. 365 (KRW) = 0.488 billion won, thus, the annual total energy savings of 200,000 tons of styrene production plant is 0.488 × 20 = 9.76 billion won.
한편, 상기와 같은 조업조건 하에 스티렌을 제조하면서, 재순환되는 물의 양을 다양하게 조사하여, 비교예 대비 실시예에서 추가로 회수된 폐열량과 함께, 하기 표 3에 나타내었다.On the other hand, while preparing the styrene under the above operating conditions, the amount of water to be recycled variously investigated, and in addition to the amount of waste heat recovered in the Example compared to the comparative example, it is shown in Table 3 below.
[표 3]TABLE 3
상기 표 3에서, 상기 '증발량/원료투입량'이란, 공비증발기로 투입되는 총 원료의 양에서 증발되는 (물+에틸벤젠)의 비의 백분율을 니타내는 것이고, 상기 '재순환 물의 양'이란, 공비증발기에서 증발하지 못하고 응축되어 공비증발기로 다시 재순환되는 물의 양을 의미하는 것이다. 상기 표 3으로부터, 추가 폐열회수량이 증가할수록 재순환되는 물의 양이 급격히 감소됨을 알 수 있었다. In Table 3, the 'evaporation amount / raw material input amount' refers to the percentage of the ratio of (water + ethylbenzene) evaporated from the total amount of raw material fed into the azeotropic evaporator, and the 'amount of recycled water' It means the amount of water that cannot be evaporated in the evaporator and condensed and recycled back to the azeotropic evaporator. From Table 3, it can be seen that the amount of water recycled is drastically reduced as the amount of additional waste heat recovery is increased.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티렌 제조방법에 의할 경우, 잠열손실을 방지하여 추가적으로 폐열을 회수할 수 있고, 특히 공비증발기에 투입되는 총 투입원료를 모두 증발시키기에 충분한 양의 폐열량이 추가적으로 회수될 수 있어서, 에너지 절감은 물론, 공비증발기의 운전 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있 다.As described above, in the case of the styrene production method according to the present invention, waste heat can be additionally recovered by preventing latent heat loss, and in particular, the amount of waste heat sufficient to evaporate all the input raw materials to the azeotropic evaporator is additionally added. It can be recovered, as well as energy saving, can significantly improve the operation efficiency of the azeotropic evaporator.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0692878A (en) * | 1992-04-08 | 1994-04-05 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of styrene |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4628136A (en) | 1985-12-17 | 1986-12-09 | Lummus Crest, Inc. | Dehydrogenation process for production of styrene from ethylbenzene comprising low temperature heat recovery and modification of the ethylbenzene-steam feed therewith |
| JPH0692878A (en) * | 1992-04-08 | 1994-04-05 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of styrene |
| WO2003106389A1 (en) | 2002-06-12 | 2003-12-24 | Stone & Webster, Inc. | Eb/sm splitter heat recovery |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100931187B1 (en) | 2008-03-25 | 2009-12-10 | 삼성토탈 주식회사 | Reaction yield improvement and waste heat recovery increase method in styrene monomer manufacturing process |
| KR101681391B1 (en) | 2014-12-22 | 2016-11-30 | 한화토탈 주식회사 | A method for improving productivity and waste heat recovery in styrene manufacturing process using azeotropic distillation |
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