KR20150083901A - 반응기 바이패스가 통합된 고온 ｃｃｒ 공정 - Google Patents

반응기 바이패스가 통합된 고온 ｃｃｒ 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개질유 공정 스트림 중의 방향족 함량을 증가시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은 반응기 또는 가열 유닛을 변화시키지 않고 운전을 변화시켜 기존 공정을 변경한다. 본 방법은 상류 가열 유닛의 가열 용량을 이용하는 바이패스를 포함하며, 상류 가열 유닛의 과량의 용량을 하류 공정 스트림으로 전달한다.

Description

반응기 바이패스가 통합된 고온 ＣＣＲ 공정{HIGH TEMPERATURE CCR PROCESS WITH INTEGRATED REACTOR BYPASSES}
우선권에 대한 진술
본 출원은 2012년 11월 20일자 출원된 미국 출원 13/682,061호를 우선권 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 탄화수소 스트림으로부터 방향족 화합물을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 방법은 탄화수소 공급물 스트림 중의 벤젠, 톨루엔 및 크실렌과 같은 방향족 화합물의 양을 증가시키는 것을 개선점으로 한다.
석유 원료의 개질은 유용한 생성물의 제조를 위한 중요 공정이다. 한 중요 공정은 가솔린 제조에서 나프타 공급물 스트림의 생성 및 나프타의 옥탄가의 업그레이딩과 같은 엔진 연료용 탄화수소의 분리 및 업그레이딩이다. 그러나, 원유 공급원으로부터의 탄화수소 공급물 스트림은 플라스틱, 세제 및 기타 제품의 제조에 사용되는 유용한 화학 전구체의 제조를 포함한다.
가솔린의 업그레이딩은 중요한 공정이고 나프타 공급물 스트림을 전환하여 옥탄가를 증가시키는 개선은 US 3,729,409호; US 3,753,891호; US 3,767,568호; US 4,839,024호; US 4,882,040호; 및 US 5,242,576호에 제시되었다. 이들 방법은 옥탄가를 증대시키기 위한, 특히 가솔린의 방향족 함량의 증대를 위한 다양한 수단을 포함한다.
가솔린 중의 방향족을 감소시키려는 움직임이 있지만, 방향족은 많은 중요한 상업적 용도를 가진다. 이들 중에는 플라스틱 및 알킬-아릴 술포네이트 형태의 세제의 제조가 포함된다. 이들 상업적 용도는 더 많은 더 순수한 등급의 방향족을 필요로 한다. 탄화수소 스트림으로부터 방향족의 제조 및 분리는 점점 중요해지고 있다.
공정들은 보다 저비점의 탄화수소를 위한 단일금속 촉매 또는 비산성 촉매 및 보다 고비점의 탄화수소를 위한 바이메탈 촉매와 같은 상이한 촉매들을 이용하여 공급물을 분할하고 몇몇 개질기를 운전하는 것을 포함한다. 다른 개선은 US 4,677,094호; US 6,809,061호; 및 US 7,799,729호에 제시된 바와 같은 신규 촉매를 포함한다. 그러나, 이들 특허에 제시된 방법 및 촉매에는 제약이 있으며 이것은 유의적인 비용 증가를 수반할 수 있다.
개선된 공정은 방향족 화합물의 제조에서 비용 및 에너지 사용을 감소시킬 것이 요구된다.
발명의 개요
본 발명은 탄화수소 공정 스트림 중의 탄화수소의 개질을 위한 방법이다. 구체적으로, 본 발명은 탄화수소 공급물 스트림의 방향족 함량을 증가시키기 위하여 기존 시스템을 개선하기 위한 것이다, 본 방법은 기존 개질 반응기 시스템의 운전 변화 및 개질 반응기 시스템 내에서 공정 스트림의 재배향을 포함한다.
본 방법은 탄화수소 스트림의 방향족 함량을 증가시키기 위한 방법으로서, 일련의 반응기 및 반응기 공급물 가열기를 통해 탄화수소 스트림을 통과시키는 것을 포함한다. 본 방법은 제1 반응기를 보다 저온에서 운전하고, 제1 공급물 스트림을 위한 가열 유닛의 과량의 용량을 하류 흐름으로 전달하는 것을 포함한다. 상기 가열된 공급물 스트림은 2 이상의 부분으로 분할되고, 제1 부분은 개질 반응기로 이송된다. 제2 부분은 하류 반응기 유출물 스트림으로 이송되고 더 가열되어 추가된 열을 함유하는 공급물 스트림이 하류 반응기로 이송된다.
한 실시양태에서, 제1 반응기는 제1 입구 온도에서 운전되고, 후속 하류 반응기들은 상기 제1 입구 온도보다 높은 온도에서 운전된다.
한 실시양태에서, 공정 스트림은 제1 반응기 가열기 전에 분할되고 일부는 제1 반응기 입구 온도보다 높은 온도로 가열된다. 상기 가열된 부분은 더 분할되어 일부는 하류로 이송되고 다른 부분은 가열되지 않은 부분과 혼합하여 제1 반응기 공급물 스트림을 형성한다.
본 발명의 다른 목적, 이점 및 응용은 이하의 상세한 설명 및 도면으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 상류 반응기를 이용하여 하류 공정을 위한 공급물을 가열하는 본 발명의 제1 실시양태의 모식도이다.
도 2는 상류 반응기를 이용하여 하류 공정을 위한 공급물을 가열하는 본 발명의 제2 실시양태의 모식도이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 탄화수소 공급물 스트림으로부터 방향족의 수율을 향상시키는 것에 관한 것이다. 특히, 탄화수소를 개질하여 C6 내지 C8 범위의 방향족의 수율을 증가시키는 나프타 공급물 스트림을 위한 개선이다. 본 방법은 새로운 장비를 건설할 필요 없이 기존 공정을 개선하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 기존 탄화수소 개질 유닛에서 방향족의 생산을 증가시킨다. 이것은 제1 반응기의 입구 온도를 감소시키고 하류 반응기로의 반응기 공급물의 입구 온도를 증가시킴으로서 행해진다. 이것은 기존의 가열 유닛 또는 반응기를 교체할 필요 없이 하류 반응기들로 상류 가열 유닛의 가열 듀티(heating duty)를 이동시킨다.
방향족에 대한 수요는 증가하고 있다. 중요한 방향족은 벤젠, 톨루엔 및 크실렌을 포함한다. 이들 방향족은 세제, 플라스틱 및 기타 고가 제품의 제조에 중요한 성분이다. 에너지 비용이 증가하면서, 에너지 효율이 방향족의 수율 향상에 중요한 측면이다. 본 발명은 더 나은 공정을 개발하기 위하여 탄화수소 혼합물 중의 상이한 성분들의 성질 차이에 대한 이해를 제공한다.
방향족이 적은 탄화수소 스트림을 방향족이 풍부한 탄화수소 스트림으로 전환하는 탈수소화 및 방향족화 공정은 유용한 반응 온도를 유지하기 위하여 에너지를 부가하는 흡열 공정이다. 이 공정은 반응기 재열기(interheater)를 구비한 일련의 반응기를 필요로 한다. 문제 중 하나는 공정 스트림에 충분한 하류 열을 제공하는 능력이다. 본 발명은 고가의 가열기 또는 반응기를 교체하지 않고 공정 스트림에 대한 가열 부하(heating load)를 하류 반응기로 이동시킬 수 있다.
탄화수소 스트림은 많은 구성 성분으로 구성되며, 각 구성 성분은 상이한 조건에서 다르게 거동한다. 구성 성분들은 더 큰 부류의 화합물로 나뉠 수 있는데, 여기서 파라핀과 같은 한 부류는 많은 상이한 파라핀 화합물을 포함한다. 탈수소화 공정은 반응기내 공정 스트림을 가열하기 위하여 계속적인 에너지 유입을 필요로 하는 흡열 공정이다. 흡열이 클수록, 반응기내 온도 강하가 크므로, 반응을 유지하기 위하여 부가되는 열량이 커진다. 온도 강하는 반응 속도를 감소시키고 전환을 감소시킨다. 이것은 원하는 반응 속도를 유지하기 위하여 추가의 열을 필요로 한다.
탄화수소 스트림 중의 구성 성분 중에서, 흡열량은 상당히 변화한다. 탈수소화 공정에서 에너지 사용은 개개의 구성 성분을 분리함으로서 감소시킬 수 있으나 구성 성분의 분리를 위한 노력이 증가된다. 그러나, 상이한 구성 성분에 대한 반응 속도 및 상이한 부류의 화합물에 대한 반응 속도는 달라진다. 이들 변동은 온도에 따라 변화하므로, 상이한 반응 및 상이한 운전 온도는 일부 구성 성분 및 화합물 부류에 대하여 탈수소화 공정의 부분적 선택을 가능하게 한다.
탈수소화 공정에서 배합(compounding) 문제는 일부 구성 성분의 전환 속도이다. C6 및 C7 파라핀의 방향족 화합물로의 양호한 전환을 달성하기 위하여, 고온 및 비교적 짧은 접촉 시간이 필요하다. 높은 흡열에서는, 높은 반응 온도의 제어 및 유지가 어려울 수 있다. 가장 주목되는 탄화수소 스트림은 올레핀, 나프텐, 파라핀 및 방향족을 갖는 전체 비점 범위의 나프타이므로, 본 방법은 비방향족을 더 고가의 방향족 화합물로 전환하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 주 가열기(charge heater) 또는 합해진 공급물 교환기와 같은 상류 가열기에서 이용가능한 과량의 듀티(duty)를 하류 반응기 공급물로 이동시키는 바이패스를 제공한다. 반응기 섹션 바이패스는 더 높은 반응기 입구 온도에서 운전하기 위하여 하류 반응기에 요구되는 변경을 감소시킨다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본 방법은 일련의 반응기 및 반응기 공급물 가열기를 통해 탄화수소 공정 스트림을 통과시키는 것을 포함한다. 1 이상의 가열된 공급물 스트림은 2 이상의 부분으로 분할된다. 제1 부분은 상응하는 반응기로 이송되어 반응기 유출물 스트림을 생성한다. 제2 부분은 하류 반응기 유출물 스트림과 합해지고 상기 합해진 스트림은 하류 반응기 공급물 가열기로 이송되어 하류 반응기 공급물 스트림을 생성한다. 일련의 반응기에서 마지막 반응기는 방향족 함량이 증가된 생성물 스트림을 생성한다.
본 신규 방법은 반응기들로의 공급물 스트림의 온도를 변환시키는데, 제1 반응기는 제1 온도에서 운전되고 일련의 반응기에서 후속 반응기들은 제1 온도보다 높은 온도에서 운전된다.
한 임의적인 구성에서, 본 방법은 1 이상의 반응기 유출물 스트림을 2 이상의 부분, 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 것을 포함한다. 상기 유출물 스트림의 제1 부분은 상류의 가열된 공급물 스트림의 제2 부분과 함께 반응기 재열기로 이송된다. 상기 유출물 스트림의 제2 부분은 하류의 가열된 공급물 스트림과 합해지고 하류 반응기로 이송된다. 하류 반응기는 일련의 반응기에서 다음 반응기이거나 또는 하류 반응기는 유출물 스트림의 하류의 두번째 반응기일 수 있다.
한 실시양태에서, 본 공정은 도 1에 도시된 바와 같다. 이 실시양태는 개질 공정을 위해 4개의 반응기를 이용하지만 더 많은 반응기를 포함하도록 확대되거나 더 적은 반응기로 운전되도록 조정될 수 있다. 본 방법은 탄화수소 공정 스트림(10)을 주 가열기(20)에 통과시켜 제1 가열된 공급물 스트림(22)을 생성하는 것을 포함한다. 상기 가열된 공급물 스트림(22)은 두 부분, 제1 부분(22a) 및 제2 부분(22b)으로 분할된다. 제1 부분(22a)은 제1 반응기(30)로 이송되어 제1 유출물 스트림(32)을 생성한다. 제1 유출물 스트림(32)은 제2 부분(22b)과 합해지고 제1 반응기 재열기(40)를 통과하여 제2 가열된 공급물 스트림(42)을 생성한다. 제2 가열된 공급물 스트림(42)은 두 부분, 제1 부분(42a) 및 제2 부분(42b)으로 분할된다. 제1 부분(42a)은 제2 반응기(50)로 이송되어 제2 유출물 스트림(52)을 생성한다. 제2 유출물 스트림(52)은 제2 부분(42b)과 합해지고 제2 반응기 재열기(60)로 이송되어 제3 가열된 공급물 스트림(62)을 생성한다. 제3 가열된 공급물 스트림(62)은 두 부분, 제1 부분(62a) 및 제2 부분(62b)으로 분할된다. 제1 부분(62a)은 제3 반응기(70)로 이송되어 제3 유출물 스트림(72)을 생성한다. 제3 유출물 스트림(72)은 제2 부분(62b)과 합해지고 제3 반응기 재열기(80)로 이송되어 제4 가열된 공급물 스트림(82)을 생성한다. 제4 가열된 공급물 스트림(82)은 제4 반응기(90)로 이송되어 생성물 스트림(92)을 생성한다.
본 발명 방법은 입구 온도를 더 제어하고 하류 반응기 공급물로 열 듀티를 전달하는 능력을 증가시키기 위하여 추가의 바이패스를 포함할 수 있다. 한 변형예에서, 본 방법은 생성물 스트림(92)을 합해진 공급물 열교환기(100)에 통과시켜 냉각된 생성물 스트림(102)을 생성하는 것을 포함한다. 공급물 스트림(10)을 예열하여 예열된 공급물 스트림(12)을 생성한다. 예열된 공급물 스트림(12)은 두 부분, 제1 부분(14) 및 제2 부분(16)으로 분할될 수 있다. 제1 부분(14)은 주 가열기(20)를 통과하여 공급물 스트림(14)이 제1 반응기(30)로의 공급물 입구 온도보다 높은 온도로 가열되어, 가열된 공급물 스트림(22)을 생성한다. 가열된 공급물 스트림(22)은 상기와 같이 두 부분으로 분할되며 제2 부분(22b)은 하류 재열기로 이송된다. 제1 부분(22a)은 예열된 공급물 스트림의 제2 부분(16)과 합해져 제1 반응기(30)로 반응기 공급물을 이송하기 전에 제2 부분(22a)의 온도를 감소시킨다.
제1 반응기(30)로의 공급물은 가열된 공급물 스트림의 제1 부분(22a) 및 예열된 공급물 스트림의 제2 부분(16)의 조합을 포함한다. 이로써 상기 예열된 공급물 스트림의 제1 부분(14)을 제1 반응기 입구 온도보다 높은 온도로 가열할 수 있다. 주 가열기(20)는 상기 제1 부분(14)으로 추가의 열을 부가할 수 있으며 여기서 부가되는 열은 하류 반응기로 전달되게 된다. 온도 인디케이터 컨트롤러(26)는 원하는 제1 반응기 입구 온도가 되도록 가열된 공급물 스트림의 제1 부분(22a)과 혼합되는 예열된 공급물 스트림의 제2 부분(16)의 양을 제어한다. 이것은 추가의 가열기를 부가할 필요 없이 하류 반응기에 열을 보충하기 위하여 주 가열기(20)에서의 과량의 용량을 이용하는 이점을 제공한다. 온도 인디케이터 컨트롤러는 재열기에 의하여 가열되는 스트림들 중 일부와 상류 반응기로부터의 유출물 스트림의 일부를 혼합하기 위한 하류 반응기와 함께 이용될 수 있다.
본 발명은 제1 반응기가 제1 입구 온도에서 운전되고 후속 반응기들이 제1 반응기 입구 온도보다 높은 제2 입구 온도에서 작동되도록 운전된다. 개질 공정에 대하여 온도를 언급할 때, 반응기내 온도는 반응이 진행함에 따라 감소하므로, 컨트롤은 입구 온도를 의미한다. 제1 입구 온도는 540℃ 미만이고, 바람직한 입구 온도는 400℃ 내지 500℃, 더 바람직한 온도는 400℃ 내지 550℃이다. 제2 입구 온도는 500℃를 초과하며, 바람직한 입구 온도는 510℃ 내지 600℃이며, 더 바람직한 온도는 520℃ 내지 560℃이다.
본 발명의 한 양태에서 반응기의 입구 온도는 연속적으로 증가하는 온도에서 운전되며, 제1 반응기의 입구 온도는 450℃ 내지 520℃이고, 후속 반응기들의 온도는 500℃ 내지 600℃이다.
제2 실시양태는 도 2에서 살펴볼 수 있다. 탄화수소 공급물 스트림(110)은 제1 부분(114) 및 제2 부분(116)으로 분할된다. 제1 부분(114)은 주 가열기(120)를 통과하여 제1 가열된 공급물 스트림(122)을 생성한다. 제1 가열된 공급물 스트림(122)은 제1 부분(122a) 및 제2 부분(122b)으로 분할된다. 가열된 공급물 스트림의 제1 부분(122a)은 탄화수소 공급물 스트림의 제2 부분과 합해지고, 합해진 스트림은 제1 반응기(130)로 이송되어 제1 반응기 유출물 스트림(132)을 생성한다. 제1 반응기 유출물 스트림(132)은 제1 부분(132a) 및 제2 부분(132b)으로 분할된다. 제1 부분(132a)은 제1 반응기 재열기(140)를 통과하여 제1 가열된 유출물 스트림(142)을 생성한다. 제1 가열된 유출물 스트림(142)은 제1 부분(142a) 및 제2 부분(142b)으로 분할된다. 제1 부분(142a) 및 제2 부분(132b)은 합해져 제2 반응기(150) 공급물 스트림을 생성하고, 제2 반응기(150)는 제2 반응기 유출물 스트림(152)을 생성한다. 제2 반응기 유출물 스트림(152)은 제1 가열된 공급물 스트림(122)의 제2 부분(122b)과 합해지고 제2 반응기 재열기(160)를 통과하여 제2 가열된 유출물 스트림(162)을 생성한다. 제2 가열된 유출물 스트림(162)은 제3 반응기(170)로 이송되어 제3 유출물 스트림(172)을 생성한다. 제3 반응기 유출물 스트림(172)은 제1 가열된 유출물 스트림(142)의 제2 부분(142b)과 합해지고 합해진 스트림은 제3 반응기 재열기(180)로 이송되어 제3 가열된 유출물 스트림(182)을 생성한다. 제3 가열된 유출물 스트림(182)은 제4 반응기(190)로 이송되어 유출물 생성물 스트림(192)을 생성한다.
본 공정은 개질 반응기 시스템 내에 추가의 반응기 및 추가의 재열기를 포괄하도록 더 확대될 수 있다.
생성물 스트림(192)은 나아가 합해진 공급물 열교환기(200)로 이송되어 냉각된 생성물 스트림(202)을 생성할 수 있다. 탄화수소 공급물 스트림(110)은 열교환기(200)를 통과하여 예열된 공급물 스트림(112)을 생성할 수 있다.
본 공정은 과량의 열 용량이 하류로 전달될 수 있게 하고 제1 반응기를 후속 반응기들의 온도 미만의 온도에서 운전함으로써 기존 시스템을 개량하도록 설계된다. 대안적인 운전에서, 각각의 후속되는 입구 반응기 온도는 선행 반응기의 입구 반응기 온도보다 높다.
운전 온도는 122a 및 166의 합해진 공급물인 제1 반응기 공급물의 입구 온도이며, 일반적으로 450℃ 내지 540℃의 온도이다. 공간 속도는 통상적인 상업적 운전 조건에 걸쳐 증가될 수 있다. 반응 조건은 0.6 hr-1 내지 10 hr-1 범위의 본 발명의 액체 시간 공간 속도(LHSV)를 포함한다. 바람직하게는, LHSV는 0.6 hr-1 내지 5 hr-1이고, 더 바람직한 값은 1 hr-1 내지 5 hr-1이다. 촉매는 또한 0.5 시간 내지 36 시간의 개질기내 체류 시간을 가진다.
본 발명은 제1 반응기의 제1 입구 온도를 540℃ 미만의 온도로 낮추고 후속 반응기들은 540℃ 초과의 입구 온도를 가진다. 제1 반응기 입구 온도는 바람직하게는 400℃ 내지 500℃이고, 더 바람직한 입구 온도는 400℃ 내지 450℃이다. 후속 반응기들 또는 직렬 제2 반응기 및 더 후속 반응기들의 입구 온도는 500℃를 초과하여야 하며, 바람직한 입구 온도는 510℃ 내지 600℃이고, 더 바람직한 입구 온도는 520℃ 내지 560℃이다.
승온으로 인하여, 열분해 가능성 증가 문제는 승온에서 장비 안의 탄화수소 공정 스트림의 체류 시간을 짧게 하거나 또는 더 고온을 하류 반응기들로 이동시킴으로써 해결될 수 있다. 온도 증가는 또한 반응기 내부 구조물 및 전달 장비의 금속 표면에서의 코우킹을 증가시킬 수 있다.
본 방법은 또한 코우킹 양 감소능을 변화시키는 화합물을 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 한 예는 공급물 스트림에 HOS와 같은 황 화합물을 주입하는 것이다. 소량의 황의 존재는 고온 개질에서 코우킹을 감소시킨다.
개질 공정은 석유 정련에서 통상적인 공정이며 보통 가솔린의 양을 증가시키기 위하여 이용된다. 개질 공정은 수소 스트림과 탄화수소 혼합물을 혼합하고 생성되는 스트림을 개질 촉매와 접촉시키는 것을 포함한다. 통상적인 공급원료는 나프타 공급원료이며 일반적으로 80℃의 초기 비점 및 205℃의 최종 비점을 가진다. 개질 반응은 파라핀 및 나프텐을 탈수소화 및 고리화를 통해 방향족으로 전환시킨다. 파라핀의 탈수소화는 올레핀을 생성할 수 있고, 파라핀 및 올레핀의 탈수소고리화는 방향족을 생성할 수 있다.
개질 공정은 흡열 공정이며 반응을 유지하기 위하여 개질기는 상간(interbed) 가열기를 갖는 복수의 반응기 상을 포함할 수 있는 촉매 반응기이다. 반응기 상은 반응기 내에서의 반응 온도를 유지하기 위하여 상간 가열기를 포함하여 사이징된다. 비교적 큰 반응기 상은 유의적인 온도 강하를 거치게 되어 반응에 부정적인 결과를 초래할 수 있다. 상간 가열기는 공정 스트림이 한 반응기 상으로부터 개질기 반응기 시스템내 순차 반응기 상으로 흐를 때 공정 스트림을 재가열한다. 상간 가열기의 가장 통상적인 유형은 관 내에서 흐르는 유체 및 촉매를 가열하는 발화 가열기이다. 다른 열교환기가 사용될 수 있다.
개질 촉매는 일반적으로 지지체 상의 금속을 포함한다. 지지체는 무기 산화물 또는 분자체와 같은 다공성 재료 및 바인더를 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비는 바람직하게는 1:9 내지 9:1이다. 지지체에 사용되는 무기 산화물은 알루미나, 마그네시아, 티타니아, 지르코니아, 크로미아, 산화아연, 토리아, 보리아, 세라믹, 포셀란, 보크사이트, 실리카, 실리카-알루미나, 탄화규소, 점토, 결정성 제올라이트 알루미나실리케이트 및 이들의 혼합물을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 다공성 재료 및 결합제는 업계에 공지되어 있으므로 여기서 상세하게 제시하지 않는다. 금속은 바람직하게는 하나 이상의 VIII족 귀금속이며 백금, 이리듐, 로듐 및 팔라듐을 포함한다. 일반적으로, 촉매는 촉매의 총 중량을 기준으로 하여 0.01∼2 중량%의 양의 금속을 함유한다. 촉매는 또한 IIIA족 또는 IVA족으로부터의 조촉매 원소를 포함할 수 있다. 이들 금속은 갈륨, 게르마늄, 인듐, 주석, 탈륨 및 납을 포함한다.
구체적인 실시양태
이하 특정 실시양태와 관련하여 설명하지만, 이 설명은 상기 설명 및 첨부된 특허청구범위의 범위를 예를 들어 설명하려는 의도이지 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.
본 발명의 제1 실시양태는, 각각 유출물 스트림을 생성하는 직렬 배치된 복수의 반응기를 통해 탄화수소 공급물 스트림을 통과시키는 단계로서, 각각의 공급물 스트림이 가열 유닛을 통과하여 가열된 공급물 스트림을 생성하는 단계; 1 이상의 상기 가열된 공급물 스트림을 2 이상의 부분으로 분할하는 단계; 및 상기 분할된 가열된 공급물 스트림 부분 중 하나와 하류 유출물 스트림을 합하고 합해진 스트림을 하류 가열 유닛에 통과시키는 단계를 포함하는 방향족 화합물의 제조를 위한 방법이다. 본 발명의 한 실시양태는, 적어도 제2 가열된 반응기 공급물 스트림을 2 이상의 부분으로 분할하고 제1 부분을 반응기로 이송하여 제2 반응기 유출물 스트림을 생성하는 단계; 가열된 공급물 스트림의 제2 부분을 제2 반응기 유출물 스트림과 합하는 단계; 및 합해진 가열된 유출물 스트림을 직렬 제2 반응기 재열기에 통과시키는 단계를 추가로 포함하는, 이 문단의 제1 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 적어도 제3 가열된 반응기 공급물 스트림을 2 이상의 부분으로 분할하고 제1 부분을 반응기로 이송하여 제3 반응기 유출물 스트림을 생성하는 단계; 가열된 공급물 스트림의 제2 부분을 제3 반응기 유출물 스트림과 합하는 단계; 및 합해진 가열된 유출물 스트림을 제3 반응기 재열기로 이송하는 단계를 추가로 포함하는, 이 문단의 제1 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 마지막 반응기가 생성물 스트림을 생성하고, 생성물 스트림을 합해진 공급물 열교환기에 통과시키는 단계; 및 탄화수소 공급물 스트림을 상기 합해진 공급물 열교환기에 통과시키는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 생성물 스트림은 냉각되고 공급물 스트림은 예열되는, 이 문단의 제1 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제1 반응기가 모든 하류 반응기들의 온도 미만의 온도에서 운전되는, 이 문단의 제1 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 각 직렬 반응기로의 공정 스트림의 입구 온도가 선행 직렬 반응기로의 공정 스트림의 입구 온도보다 높은 온도에 있는, 이 문단의 제1 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다.
본 발명의 제2 실시양태는, 각각 유출물 스트림을 생성하는 직렬 배치된 3개 이상의 반응기를 통해 탄화수소 공급물 스트림을 통과시키는 단계로서, 각각의 공급물 스트림이 가열 유닛을 통과하여 가열된 공급물 스트림을 생성하는 단계; 1 이상의 상기 가열된 공급물 스트림을 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 단계로서 제1 부분이 제2 부분보다 큰 단계; 제1 부분을 반응기에 이송하여 제1 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제2 부분과 제1 유출물 스트림을 합하여 합해진 스트림을 생성하는 단계; 합해진 스트림을 반응기간(interreactor) 가열기에 이송하여 가열된 합해진 스트림을 생성하는 단계; 및 가열된 합해진 스트림을 직렬 후속 반응기에 통과하는 단계를 포함하는 방향족 화합물의 제조를 위한 방법이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제2 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림 입구 온도가 제1 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림 입구 온도보다 높은, 이 문단의 제2 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제3 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림 입구 온도가 제2 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림 입구 온도보다 높은, 이 문단의 제2 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다.
본 발명의 제3 실시양태는, 탄화수소 스트림을 주 가열기로 이송하여 제1 가열된 스트림을 생성하는 단계; 제1 가열된 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 단계; 제1 가열된 스트림의 제1 부분을 제1 반응기로 이송하여 제1 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제1 유출물 스트림을 제1 반응기 재열기로 이송하여 제2 가열된 스트림을 생성하는 단계; 제2 가열된 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 단계; 제2 가열된 스트림의 제1 부분을 제2 반응기로 이송하여 제2 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제2 유출물 스트림 및 제1 가열된 스트림의 제2 부분을 제2 반응기 재열기로 이송하여 제3 가열된 스트림을 생성하는 단계; 제3 가열된 스트림을 제3 반응기로 이송하여 제3 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제3 유출물 스트림 및 제2 가열된 스트림의 제2 부분을 제3 반응기 재열기로 이송하여 제4 가열된 스트림을 생성하는 단계; 및 제4 가열된 스트림을 제4 반응기로 이송하여 반응기 생성물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는 탄화수소 스트림의 방향족 함량을 증가시키기 위한 방법이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제1 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림의 입구 온도가 제2 반응기로의 제2 가열된 스트림의 제1 부분의 입구 온도 미만인, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제1 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림의 입구 온도가 제3 반응기로의 제3 가열된 스트림의 입구 온도 미만인, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제1 반응기로의 탄화수소 공급물 스트림의 입구 온도가 제4 반응기로의 제4 가열된 스트림의 입구 온도 미만인, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제2 반응기로의 제2 가열된 스트림의 제1 부분의 입구 온도가 제3 반응기로의 제3 가열된 스트림의 입구 온도 미만인, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 제3 반응기로의 제3 가열된 스트림의 입구 온도가 제4 반응기로의 제4 가열된 스트림의 입구 온도 미만인, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다. 본 발명의 한 실시양태는, 반응기 생성물 스트림을 열교환기에 통과시키는 단계; 탄화수소 스트림을 열교환기에 이송한 후 탄화수소 스트림을 주 가열기로 이송하여 냉각된 생성물 스트림 및 예열된 탄화수소 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 이 문단의 제3 실시양태를 통한 이 문단의 하나, 임의의 또는 모든 선행 실시양태이다.

Claims (10)

  1. 일련의 반응기 및 반응기 공급물 가열기를 통해 탄화수소 스트림을 통과시키는 단계를 포함하는, 탄화수소 스트림의 방향족 함량을 증가시키기 위한 방법으로서,
    상기 반응기 공급물 가열기가 가열된 스트림을 생성하고 1 이상의 상기 가열된 스트림이 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되며, 상기 제1 부분은 반응기로 이송되어 반응기 유출물 스트림을 생성하고;
    상기 가열된 스트림의 제2 부분은 하류 반응기 유출물 스트림과 합해지고 상기 합해진 스트림은 하류 반응기 공급물 가열기로 이송되어 방향족 함량이 증가된 반응기 생성물 스트림을 생성하는 방법.
  2. 제1항에서, 제1 반응기는 제1 온도에서 운전되고, 후속 반응기들은 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 운전되는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    1 이상의 반응기 유출물 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 단계;
    상기 유출물 스트림의 제1 부분과 상기 가열된 스트림의 제2 부분을 반응기 재열기(interheater)로 이송하는 단계; 및
    상기 유출물 스트림의 제2 부분과 하류 가열된 공급물 스트림을 합하여 하류 반응기로 이송하는 단계
    를 추가로 포함하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 하류 반응기는 상기 일련의 반응기에서 다음 반응기인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 하류 반응기는 상기 일련의 반응기에서 다음 반응기 다음의 반응기인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 탄화수소 스트림을 주 가열기(charge heater)로 이송하여 제1 가열된 스트림을 생성하며,
    상기 제1 가열된 스트림의 일부를 제1 반응기로 이송하여 제1 유출물 스트림을 생성하는 단계;
    상기 제1 유출물 스트림 및 상기 제1 가열된 스트림의 제2 부분을 제1 반응기 재열기로 이송하여 제2 가열된 스트림을 생성하는 단계;
    상기 제2 가열된 스트림의 제1 부분을 제2 반응기로 이송하여 제2 유출물 스트림을 생성하는 단계;
    상기 제2 유출물 스트림 및 상기 제2 가열된 스트림의 제2 부분을 제2 반응기 재열기로 이송하여 제3 가열된 스트림을 생성하는 단계; 및
    상기 제3 가열된 스트림의 제1 부분을 제3 반응기로 이송하여 제3 유출물 스트림을 생성하는 단계
    를 추가로 포함하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제3 유출물 스트림 및 제3 가열된 스트림의 제2 부분을 제3 반응기 재열기로 이송하여 제4 가열된 스트림을 생성하는 단계; 및
    제4 가열된 스트림을 제4 반응기로 이송하여 제4 반응기 유출물 스트림을 생성하는 단계
    를 추가로 포함하는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제4 반응기 유출물 스트림을 후속 하류 반응기들로 이송하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  9. 제2항에 있어서, 제1 반응 온도는 400℃ 내지 500℃인 방법.
  10. 제2항에 있어서, 제2 반응 온도는 500℃ 내지 600℃인 방법.
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