KR20220168992A - 플라스틱 열분해 및/또는 바이오매스 열분해로부터 유도된 가스 스트림의 처리방법과 스팀 크래커로의 통합을 위한 장치 - Google Patents

플라스틱 열분해 및/또는 바이오매스 열분해로부터 유도된 가스 스트림의 처리방법과 스팀 크래커로의 통합을 위한 장치 Download PDF

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KR20220168992A
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pyrolysis
hydrocarbon
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베로니크 라이히
이봉 시몽
월키리아 브라가
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테크니프 에너지스 프랑스
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Abstract

본 발명은 플라스틱 열분해 및/또는 바이오매스 열분해로부터 유도된 가스 스트림의 처리방법과 스팀 크래커로의 통합을 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명의 방법이 다음의 단계를 포함함을 특징으로 한다.
- 물을 이용하여 열분해로부터 유도된 가스 스트림(12)을 급랭 및 세척하고, 세척된 가스 스트림(72)으로부터 수상(70)을 분리하는 단계;
- 세척된 가스 스트림(72)을 압축하고 냉각시키는 단계;
- 압력하에서 압축된 가스 스트림(76)을 세척하는 단계;
- 하나 이상의 산제거유닛(36, 38)을 통하여 세척된 가스 스트림(78)을 통과시키는 단계;
- 산 고갈 가스 스트림(80)을 건조시키는 단계;
- 하나 이상의 불순물제거유닛(40)을 통하여 건조된 가스 스트림(82)을 통과시키는 단계; 및
- 정제된 가스 스트림(84)을 극저온흡수유닛(42)에 공급하고 극저온흡수유닛(42)에 탄화수소 극저온 용매(85)를 공급하여 경질가스 잔류물(44)과 C2 + 탄화수소 분획(46)을 얻는 단계.

Description

플라스틱 열분해 및/또는 바이오매스 열분해로부터 유도된 가스 스트림의 처리방법과 스팀 크래커로의 통합을 위한 장치 {PROCESS FOR TREATING A GAS STREAM FROM PLASTIC PYROLYSIS AND/OR BIOMASS PYROLYSIS, AND INSTALLATION FOR INTEGRATION INTO A STEAM CRACKER}
본 발명은 플라스틱 및/또는 바이오매스(biomass)의 열분해로부터 유도된 하나 이상의 가스 스트림(gas stream)을 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.
환경보호의 필요조건에 따라 산업계에서는 특히 재생가능한 자원으로부터 연료를 생산하기 위하여 플라스틱 폐기물 처리채널 및/또는 바이오매스 회수채널을 제공하게 되었다.
이들 채널은 재생가능한 제품을 얻기 위하여 플라스틱 물질 및/또는 바이오매스를 처리하기 위한 열분해를 이용한다.
열분해로부터 얻는 가스는 재사용이 가능한 고부가가치(HAV)의 화합물이 다수 포함되어 있다.
특히 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 벤젠, 톨루엔, 파라핀 및 수소와 같은 탄화수소 화합물의 경우를 예로 들 수 있다.
그러나 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 이들 가스는 크래커(crackers) 또는 독립형 올레핀 생산장치로 공급하기 위하여 직접 사용할 수 없다. 열분해처리된 플라스틱 및/또는 바이오매스에는 열분해 가스에서 직접 발견되거나 분해되는 불순물이 포함되어 있다.
이러한 불순물은 메르캅탄, 황산화물 또는 황화수소와 같은 황함유 화합물, 염산 또는 시안화수소산과 같은 산성가스, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소 및 산소유도체, 암모니아, 질소산화물 및 기타 질소유도화합물 또는 염소유도화합물, 금속류를 포함한다. 이러한 오염물질은 스팀 크래커(steam cracker) 또는 독립형 올레핀 회수장치에서 안전 및/또는 작동상의 위험을 유발할 수 있다. 따라서 많은 경우 열분해 가스는 HAV 제품의 회수에 재사용되지 않고 에너지생산장치와 같은 다른 장치에 공급된다.
특허문헌 US 9 011 578은 바이오매스의 열분해로부터 유도되는 가스에 함유된 일부 화합물의 다운스트림 발효유닛(downstream fermentation unit)에서의 사용에 관한 해결방안을 제안한다.
가스가 발효유닛에 공급되기 전에 이들 가스는 일부 화합물을 제거하는 처리공정을 통하여 정제된다.
상기 공정은 발효에 적합한 가스를 얻는 데는 효율적이지만, 탄화수소의 재사용을 위한 회수는 허용하지 않는다.
본 발명의 하나의 목적은 열분해 가스, 특히 플라스틱 및/또는 바이오맥스 물질의 열분해 가스의 고효율적인 처리가 이루어질 수 있는 방법으로서, 이들 열분해 가스에 포함된 일부 화합물, 특히 올레핀을 회수하기 위한 목적으로 하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 주제는 다음의 단계가 특징인 상기 언급된 형태의 처리방법에 관한 것이다.
- 급랭/세척유닛에서 물을 이용하여 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 가스 스트림을 급랭(quenching) 및 세척하고, 세척된 가스 스트림으로부터 수상(aqueous phase)을 분리하는 단계;
- 압축된 가스 스트림을 형성하기 위하여 세척된 가스 스트림을 압축하고 냉각시키는 단계;
- 세척된 가스 스트림을 형성하기 위하여 압력하에서 압축된 가스 스트림을 세척하는 단계;
- 산이 제거되어 고갈된 산 고갈(acid-depleted) 가스 스트림을 형성하기 위하여 하나 이상의 산제거유닛을 통하여 세척된 가스 스트림을 통과시키는 단계;
- 건조된 가스 스트림을 형성하기 위하여 산 고갈 가스 스트림을 건조시키는 단계;
- 정제된 가스 스트림을 형성하기 위하여 하나 이상의 불순물제거유닛을 통하여 건조된 가스 스트림을 통과시키는 단계;
- 정제된 가스 스트림을 극저온흡수유닛에 공급하고 극저온흡수유닛에 탄화수소 극저온 용매를 공급하여 극저온흡수유닛의 제1 유출구에서 경질가스(light gas) 잔류물을 얻고 극저온흡수유닛의 제2 유출구에서 C2 + 탄화수소 분획(hydrocarbon fraction)을 얻는 단계.
본 발명의 방법은 단독으로 또는 기술적으로 가능한 조합으로 다음의 하나 이상의 특징을 포함한다.
- 열분해로부터 얻은 가스 스트림은 C2 + 탄화수소와, 수소 및/또는 메탄과 같은 경질 화합물을 포함하고;
- 열분해로부터 유도된 가스 스트림은 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물 및/또는 산소 및 산소 유도체, 특히 알코올, 알데히드 및/또는 케톤, 질소 및 암모니아와 같은 질소함유 화합물 및/또는 염산과 시안화수소산과 같은 산 화합물, 염소 유도체 및/또는 황함유 화합물, 특히 메르캅탄, 옥시황화탄소, 및 황화수소를 함유하며;
- 탄화수소 극저온 용매는 C3 및/또는 C4 + 탄화수소, 특히 C2 탄화수소를 포함하고;
- 본 발명의 방법은 C2 + 탄화수소 분획을 C4 탄화수소 분획과 하나 이상의 C3 + 탄화수소 분획으로 분리하는 단계를 포함하고, 상기 C3 + 탄화수소 분획의 적어도 일부는 극저온흡수유닛에서 재순환되며;
- 분리단계는 C3 탄화수소 분획과 C4 + 탄화수소 분획의 생성을 포함하고, C3 탄화수소 분획의 적어도 일부는 극저온흡수유닛에서 재순환되며;
- 경질가스 잔류물은 연료 가스, 특히 메탄, 수소 및 일산화탄소, 질소, 일산화질소 및/또는 산소와 같은 정제된 가스 스트림의 경질 화합물을 함유하고;
- 경질가스 잔류물은 크래킹 유닛(cracking unit), 특히 스팀 크래커의 가연성 가스 네트워크로 보내지고/또는 보내지거나 연료가스를 형성할 수 있도록 하며;
- 하나 이상의 산제거유닛은 아민 유닛 및/또는 가성세척유닛(caustic wash unit)을 포함하고, 압축된 가스 스트림은 아민 유닛 또는/및 가성세척유닛을 통과하며;
- 불순물제거유닛은 하나 이상의 활성 금속베드, 특히 활성 알루미나 베드 또는 혼합 흡착제를 포함하고; 건조 가스 스트림내에 함유된 황-함유 화합물, 특히 옥시황화수소 및 메르캅탄, 및/또는 암모니아, 질소함유 화합물, 염소함유 화합물, 산소함유 화합물, 특히 알코올, 및/또는 실리콘이 하나 이상의 활성화된 금속 베드에 보유되며;
- C2 + 탄화수소 분획의 적어도 일부가 에틸렌 분획을 생성할 수 있는 크래커로 공급되거나 또는 에틸렌 분획을 생성할 수 있는 독립형 유닛으로 공급되고;
- 급랭/세척단계에서 생성된 수상의 적어도 일부가 가압되고 고압세척단계에서 압축된 가스 스트림과 접촉하게 되며;
- 정제된 가스 스트림, 탄화수소 극저온 용매, 경질가스 잔류물, 및/또는 극저온흡수유닛의 하나 이상의 환류 또는 응축물 중에서 둘 이상의 스트림이 특히 브레이징 알루미늄(brazed aluminium)의 판형 핀(plate-fin) 극저온장비의 단일구조로 구성된 콜드 박스(cold box)내에서 열교환 접촉상태에 놓이고;
- 열분해로부터 유도된 가스 스트림을 급랭 및 물로 세척하는 단계, 세척된 가스 스트림을 압축 및 냉각시키는 단계, 압력하에 압축된 가스 스트림을 세척하는 단계, 하나 이상의 산제거유닛을 통하여 세척된 가스 스트림을 통과시키는 단계, 산 고갈 가스 스트림을 건조시키는 단계, 하나 이상의 불순물제거유닛을 통하여 건조된 가스 스트림을 통과시키는 단계, 정제된 가스 스트림을 극저온흡수유닛으로 공급하는 단계가 지시된 순서로 연속적으로 수행된다.
본 발명의 다른 주제는 다음을 특징으로 하는 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 하나 이상의 가스 스트림을 처리하기 위한 장치이다.
- 플라스틱 및/또는 바이어매스의 열분해로부터 유도된 가스 스트림을 급랭하고 물로 세척하며 세척된 가스 스트림으로부터 수상을 분리하는 급랭/세척유닛;
- 압축된 가스 스트림을 형성하기 위한 세척된 가스 스트림의 압축/냉각유닛;
- 세척된 가스 스트림을 형성하기 위한 압축된 가스 스트림의 고압세척유닛;
- 산 고갈 가스 스트림을 형성하기 위하여 세척된 가스 스트림에 함유된 산을 제거하기 위한 하나 이상의 산제거유닛;
- 건조 가스 스트림을 형성하기 위한 산 고갈 가스 스트림의 건조유닛;
- 정제된 가스 스트림을 형성하기 위하여 건조 가스 스트림내의 불순물을 제거하기 위한 하나 이상의 불순물제거유닛;
- 제1 유출구에서 경질가스 잔류물을 얻고 제2 유출구에서 C2 + 탄화수소 분획을 얻기 위하여 정제된 가스 스트림을 공급하고 탄화수소 극저온 용매를 공급할 수 있게 된 극저온흡수유닛.
본 발명의 장치는 단독으로 또는 기술적으로 가능한 조합으로 다음의 하나 이상의 특징을 포함한다.
- 수상을 회수하는 급랭/세척유닛의 유출구가 고압세척유닛에 연결되고, 수상의 압축부재가 급랭/세척유닛의 유출구와 고압세척유닛의 유입구 사이에 개재되어 있다;
- 극저온흡수유닛이 정제된 가스 스트림, 탄화수소 극저온 용매, 경질가스 잔류물, 및/또는 극저온흡수유닛의 하나 이상의 환류 또는 응축물 중에서 둘 이상의 스트림이 열교환 접촉으로 배치될 수 있도록 하는 특히 브레이징 알루미늄의 판형 핀 극저온장비의 단일구조로 구성된 콜드 박스를 포함한다.
이와 같은 본 발명은 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 하나 이상의 가스 스트림을 처리하기 위한 방법을 제공한다.
도 1은 스팀 크래커 또는 독립형 에틸렌생산유닛으로 회수가능한 C2 탄화수소 분획을 생성할 수 있게 된 본 발명의 제1 정제공정을 실행하기 위한 장치의 블록다이아그램.
도 2는 본 발명의 제2 정제공정을 실행하기 위한 장치의 변형실시예를 보인 블록다이아그램.
이후의 설명에서, 용어 "Cn 탄화수소"는 탄화수소내 탄소원자의 수가 n 임을 의미한다. "Cn + 탄화수소"는 탄화수소내 탄소원자의 수가 n 이상임을 의미한다.
예를 들어, 용어 "C2 탄화수소"는 특히 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함한다. 용어 "C2 + 탄화수소"는 2개 이상의 탄소원자를 갖는 탄화수소, 예를 들어 에탄 프로판, 부탄, 펜탄 등을 포함한다.
이후의 설명에서, 압력은 상대 압력이고 백분율로 표시된 조성은 달리 명시되지 않는 한 중량 백분율이다.
또한, 동일한 도면부호는 파이프 또는 파이프를 순환하는 흐름을 나타낼 수 있다.
용어 "대기압"은 설치장소의 주변 공기질량의 압력을 나타낸다. 이러한 압력은 일반적으로 절대압력 900 mbar에서 1100 mbar 사이이다.
플라스틱 물질의 열분해 또는/및 바이오매스의 열분해로부터 유도되는 가스 스트림(12)을 처리하기 위한 제1 장치(10)가 도 1에 도시되어 있다.
이러한 장치(10)는 후단장치(22)로 보내지는 C2 탄화수소의 하나 이상의 분획을 형성하기 위하여 가스 스트림(12)을 처리하기 위한 제1 공정을 구현하기 위한 것이다. 예를 들어 후단장치(22)는 스팀 크래커의 회수단이다.
가스 스트림(12)은 여러 단계에 걸쳐 처리되고 분해로(cracking furnace)의 하류측에 위치하는 스팀 크래커에 공급되는 다수의 분획으로 분류된다.
본 발명의 장치(10)는 다양한 분류구조를 갖는 스팀 크래커에서 생성되는 분획의 통합이 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 스팀 크래커는 선단의 탈메탄기와 후단의 수소화유닛이 조합된 스팀 크래커일 수 있다.
다른 변형형태에서, 스팀 크래커는 선단의 수소화유닛이 조합된 선단의 탈에탄기 또는 선단의 탈프로판기를 갖는다.
다른 변형형태에서, 후단장치(22)는 C2 탄화수소의 분획으로부터 에틸렌을 생성할 수 있게 된 독립형의 올레핀 회수유닛이다. 이러한 독립형 유닛은 장치(10)에서 선택적으로 얻는 C3 탄화수소의 분획(17)으로부터 프로필렌을 생성할 수 있는 것일 수도 있다.
가스 스트림(12)은 본 발명의 처리장치(10)의 상류측에 위치하는 플라스틱 물질 및/또는 바이오매스의 열분해장치(20)에서 생성된다.
이러한 열분해장치(20)는 특히 산화 및 연소를 방지하기 위하여 무산소 또는 산소결핍 분위기에서 고압하에 플라스틱 물질 및/또는 바이오매스의 화학적 분해를 수행할 수 있게 되어 있다.
예를 들어, 열분해는 500℃ 이상의 온도에서 장치(20)의 하나 이상의 반응기에서 수행된다. 목표로 하는 산소함량은 가능한 가장 낮고, 잔류함량 만이 플라스틱 폐기물 및/또는 바이오매스가 대기중에 작동되는 스크류 컨베이어 시스템을 통하여 공급된다는 사실에 의하여 잠재적으로 유도되는 것과 같은 제어할 수 없는 공기유입현상에 연관된다. 그러나 이러한 산소함량은 주위공기의 산소함량보다 아주 낮다.
일반적으로 열분해는 코크스와 재를 포함하는 고체상 열분해 잔류물과, 가스 스트림(12)의 전부 또는 일부를 형성하는 하나 이상의 열분해 가스를 생성한다. 또한 열분해는 열분해 액체 및 특히 오일과 같은 액체를 생성한다.
플라스틱 물질의 열분해에 있어서, 플라스틱 물질은 예를 들어 플라스틱 폐기물이다. 그리고 이들은 종이, 식품 또는 채소 잔류물, 면 등과 같은 생물학적 잔류물과 혼합될 수 있는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌 등과 같은 하나 이상의 폴리머를 포함한다.
바이오매스의 열분해에 있어서, 바이오매스는 예를 들어 식물, 동물, 박테리아 또는 곰팡이 기원의 유기물로 이루어진 것이다.
예를 들어, 바이오매스는 목재, 채소 잔류물, 짚, 사탕수수 펄프, 사료, 곡물과 같은 탄수화물 바이오매스, 사탕무, 사탕수수 또는/및 유채, 야자 등과 같은 오일 함유 바이오매스와 같은 목질계 바이오매스이다.
처리장치(10)에서 처리되어야 하는 가스 스트림(12)은 예를 들어 장치(10)에 진입할 때 메탄과 같은 경질 화합물과, C2 탄화수소, C3 탄화수소, C4 탄화수소, 벤젠 톨루엔, 수소 중에서 선택되는 하나 이상의 회수가능한 화합물을 포함한다.
예를 들어, 장치(10)에서 처리되어야 하는 가스 스트림(12)은 (습윤기준으로) 10 중량% ~ 20중량%의 C2 탄화수소, 2 중량% ~ 10 중량%의 C3 탄화수소, 1 중량% ~ 5 중량%의 C4 탄화수소, 2 중량% ~ 10 중량%의 (벤젠 + 톨루엔)과, 0.3 중량% ~ 4 중량%의 수소를 포함한다.
가스 스트림(12)은 일반적으로 다량의 물, 특히 30 중량% 이상의 물을 포함한다.
이러한 가스 스트림(12)은 플라스틱 물질 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 얻으므로, 이는 또한 여러 화합물 및/또는 후단장치(22)에서 사용할 수 없거나 요구되지 않는 불순물을 포함한다.
예를 들어, 가스 스트림(12)은 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물 및/또는 산소 및 산소 유도체(알코올, 알데히드, 케톤 등)를 포함한다.
이는 예를 들어 (습윤기준으로) 2 중량% ~ 20 중량%의 일산화탄소와, 3 중량% ~ 20 중량%의 이산화탄소를 포함한다.
가스 스트림(12)은 질소 및 암모니아와 같은 질소함유 화합물 및/또는 염산, 시안화수소산 및/또는 다이옥신 및 푸란과 같은 다양한 다른 염소유도체와 같은 산성 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어 (건조기준으로) 이러한 가스 스트림은 500 ppmV ~ 1500 ppmV의 암모니아, 5000 ppmV ~ 150000 ppmV의 질소, 50 ppmV ~ 5000 ppmV의 염산 및 100 ppmV ~ 200 ppmV의 시안화수소산을 포함한다.
가스 스트림(12)은 또한 황화수소, 옥시황화탄소, 메르캅탄 및 티오펜과 같은 황함유 화합물을 포함할 수 있다.
황화수소의 함량(건조기준으로)은 예를 들어 200 ppmV ~ 1000 ppmV이며, 탄소 옥시황화물과 티오펜의 함량은 5 ppmV ~ 100 ppmV이고 메르캅탄의 함량은 1 ppmV ~ 100 ppmV이다.
장치(10)에 진입시에 가스 스트림(12)의 온도는 일반적으로 80℃ 이상이다.
장치(10)에 진입시에 가스 스트림(12)의 압력은 일반적으로 예를 들어 절대압력 1100 mbar ~ 3000 mbar 사이로 대기압보다 약간 높다.
상기 언급된 모든 화합물은 장치(10)에 유입될 때 유리하게는 기체 형태이다. 액체 비말동반 또는 휘발을 통해, 가스 스트림(12)은 또한 금속, 분진 및/또는 타르를 포함할 수 있다.
도 1에서, 장치(10)는 저압 급랭/세척유닛(30), 압축/냉각유닛(32) 및 고압세척유닛(34)을 포함한다.
이 실시예에서 장치(10)는 산제거유닛(36, 38), 특히 아민 유팃(36)과 가성세척유닛(38)을 더 포함한다.
산제거유닛(36, 38)의 하류측에서, 장치(10)는 또한 건조유닛(39), 불순물제거유닛(40)과, 불순물제거유닛(40)의 하류측에서 경질 가스잔류물(44)과 C2 + 탄화수소의 분획을 생성할 수 있게 된 극저온흡수유닛(42)을 포함한다.
장치(10)는 유리하게 탄화수소 분획(14, 16, 18), 특히 후단장치(22)를 위한 C2 탄화수소의 분획(14), 일부가 극저온흡수유닛(42)으로 재순활할 수 있게 된 C3 탄화수소의 분획(16)과, C4 + 탄화수소의 분획을 형성하기 위하여 C2 + 탄화수소의 분획(46)을 분별하기 위한 유닛(48)을 더 포함한다.
급랭/세척유닛(30)은 예를 들어 하나 이상의 급랭/세척 캐패시티(quench/wash capacity)와, 이러한 캐패시티로 액체형태의 물을 주입하기 위한 하나 이상의 물주입기를 포함한다. 주입된 물은 가스 스트림(12)을 냉각시키고 수상(70)을 회수하기 위하여 이를 부분적으로 응축하기 위한 것이다.
압축/냉각유닛(32)은 하나 이상의 압축기, 대부분은 특히 물 또는 공기의 냉각을 위한 중간단계 냉각이 이루어지는 다단계 압축기를 포함한다.
고압세척유닛(34)은 유리하게 가압된 물을 주입하기 위한 하나 이상의 유입구(50), 가압된 물이 공급될 수 있게 된 하나 이상의 세척챔버(52)와, 챔버(52)로부터 가압된 물을 배출하기 위한 하나 이상의 유출구(53)를 포함한다.
아민 유닛(36)은 통상적인 바와 같이 흡수기 및 재생기를 포함한다. 흡수기에서 아민의 하류는 가스 상류를 만나고 가스 스트림에 포함된 산성가스를 받아드린다. 산성가스가 풍부하게 함유된 가스 스트림은 산함량이 감소된 상태에서 흡수기를 떠난다. 산이 풍부하게 함유된 아민 흐름은 재생기 측으로 배출된다. 흡수기와 재생기 사이에는 통상적으로 새로운 용기가 설치된다. 탄화수소의 손실을 제한하기 위하여, 이 단계에서 생성된 가스 스트림은 압축유닛(32)에서 재순환될 수 있다.
재생기에서, 산이 풍부한 아민의 흐름은 가열되어 증발기 측으로 보내어지고 이로부터 산이 풍부한 증기가 배출된다. 산이 고갈된 아민의 흐름은 흡수기를 떠나는 풍부한 아민 흐름에 의하여 냉각되고 흡수기로 회수된다.
가성세척유닛(38)은 가스 스트림을 수산화 나트륨으로 세척하기 위하여 가성 소다 용액을 공급하기 위한 유입구를 갖는 하나 이상의 캐패시티를 포함한다.
건조유닛(39)은 일반적으로 프로필렌 냉각기를 포함하고, 그 다음으로 원류가 특히 3 옹스트롬 크기의 분자체 베드(molecular sieve bed)를 통과하는 액체/증기 분리기를 포함한다. 건조유닛(39)은 가스 스트림에 함유된 올레핀을 가두지 않으면서 가스 스트림에 함유된 물을 제거할 수 있다. 건조유닛(39)은 또한 수은 감소기능을 포함할 수 있다.
불순물제거유닛(40)은 특히 암모니아 및 기타 질소함유 화합물, 염소함유 화합물, 황함유 화합물, 알코올, 물의 제거와 관련하여 추가적인 보호기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이는 활성층 흡착제, 특히 활성 알루미나층 또는 기타 혼합 흡착제와 같은 활성 금속층을 포함한다.
극저온흡수유닛(42)은 하나 이상의 극저온흡수컬럼, 용매공급을 위한 유입구(60)와 새로운 용매의 소스(62)를 포함한다.
소스(62)는 새로운 용매를 보충토록 공급할 수 있다.
용매는 예를 들어 액체 탄화수소, 특히 액체 C3 + 탄화수소 및 특히 액체 프로판으로 구성된다.
용어 "극저온"이란 용매(85)와 극저온흡수컬럼으로 공급되는 가스 스트림(84)의 온도가 -20℃ 미만, 특히 -30℃와 -40℃ 사이임을 의미한다.
가스 스트림이 용매와 접촉할 수 있도록 하는 흡수컬럼에는 플레이트(plates) 또는 패킹(packing)이 구비될 수 있다.
선택적인 분별유닛(48)은 하나 이상의 증류컬럼, 특히 컬럼의 하단에서 생성되는 하나 이상의 C3 + 탄화수소 분획으로부터 컬럼 헤드에서 C2 탄화수소의 분획(14)을 분리할 수 있는 하나 이상의 제1 증류컬럼을 포함한다.
이는 유리하게 제2 증류컬럼을 포함하는바, 이는 C3 + 탄화수소 분획을 처리하여 C3 탄화수소의 분획(16)과 제2 증류컬럼의 하부에서 회수되는 C4 + 탄화수소의 분획(18)을 형성할 수 있다.
열분해장치(20)로부터 유도되는 가스 스트림(12)을 처리하기 위환 제1 공정은 다음과 같다.
먼저, 상기 언급된 바와 같은 조성을 갖는 가스 스트림(12)이 열분해장치(20)에 의하여 생성된다. 이러한 가스 스트림은 일반적으로 80℃의 온도와 1100 mbar ~ 3000 mbar 사이의 절대압력을 갖는다.
상기 언급된 바와 같이, 일반적으로 가스 스트림(12)은 특히 물함량이 30 중량% 이상인 다량의 수증기를 함유한다.
가스 스트림(12)은 급랭/세척유닛(30)으로 공급된다. 이는 저압의 세척수와 직접 접촉하여 가스 스트림(12)이 급랭되고 가스 스트림(12)에 함유된 물이 적어도 부분적으로 응축될 수 있도록 한다.
급랭/세척유닛(30)의 작동압력은 특히 인라인 압력손실이 차감되는 가스 스트림(12)의 압력, 즉 대기압보다 약간 높은 압력으로 2 bar 미만이다.
급랭/세척유닛(30)으로 공급되는 세척수의 온도는 현장조건에 의하여 결정된다. 예를 들어, 현장의 냉각수 온도가 35℃이면 세척수의 전형적인 온도는 37 ~ 40℃이다.
급랭/세척유닛(30)의 하부에서, 세척수와 가스 스트림(12)에 함유된 물의 일부에 해당하는 수상이 회수된다.
냉각후 세척수는 급랭/세척유닛의 상부로 반환되는 반면에 응축된 물에 해당하는 부분은 배출된다. 따라서 이는 급랭/세척유닛(30)에서 형성된 냉각되고 세척된 가스 스트림(72)으로부터 분리되게 회수되는 수상(70)을 형성한다.
유리하게, 수상(70)은 급랭/세척유닛에 공급되는 가스 스트림(12)에 함유된 물의 85% 이상을 포함한다. 냉각되고 세척된 가스 스트림(72)은 전형적으로 10 중량% 미만의 물을 함유한다.
급랭/세척컬럼(30)에서의 세척은 암모니아, 알코올 또는 염산과 같은 수용성 화합물의 감소를 허용한다. 유리하게는, 세척수는 이 기능을 증폭시키기 위해 산성화될 수 있다. 세척은 또한 스트림(12)에 함유된 금속, 먼지 및/또는 타르의 잠재적 함량을 감소시킨다.
세척된 가스 스트림(72)은 현장조건에 의하여 설정된 온도에서 회수된다. 예를 들어, 현장에서 이용할 수 있는 냉각수의 온도가 35℃인 경우 세척된 가스 스트림(72)의 전형적인 온도는 40℃ 내지 45℃이다. 이후에 세척된 가스 스트림(72)은 압축/냉각유닛(32)으로 보내져 10 bar보다 높은 압력, 특히 20 bar와 30 bar 사이의 압력에서 압축된다.
각 압축단계에서, 가스 스트림(72)은 현장조건으로 설정된 온도로 냉각제에 의하여 냉각된다. 유리하게는 스트림(76)의 온도를 예를 들어 15℃ 내지 20℃ 사이의 온도로 감소시키고 추가로 응축물의 회수가 최적화될 수 있도록 하기 위하여 프로필렌 냉각제를 사용한 최종 냉각이 구현될 수 있다.
탄화수소 응축물(74)이 회수된다. 이러한 응축물(건조기준)은 특히 벤젠(예를 들어 60 중량% ~ 80 중량%), 톨루엔(예를 들어 15 중량% ~ 25 중량%), C4 탄화수소(예를 들어 5 중량% ~ 15 중량%), C3 탄화수소 및 라이터(lighter)(전형적으로 5 중량% 미만), C5 탄화수소(전형적으로 2 중량% 미만)와, 미량의 용존가스, 물, 황 함유 또는 기타 화합물과 같은 불순물을 함유한다.
분획(74)은 유리하게 예를 들어 벤젠, 톨루엔 및 부타디엔과 같은 상업적으로 가치가 있는 화합물의 추출을 위하여 후단장치(22)로 보내진다.
압축된 가스 스트림(76)은 압축/냉각유닛(32)의 유출구에서 형성된다. 압축된 가스 스트림(76)은 고압세척유닛(34)으로 공급된다. 이는 10 bar 이상(유리하게는 20 bar 이상)의 압력과 45℃ 이상의 온도에서 유입구(50)로부터 도달하는 가압된 세척수와 접촉하게 된다.
압축된 가스 스트림(76)의 세척은 압축된 가스 스트림(76) 내의 시안화수소산의 양을 감소시킨다. 물을 재순환시키는 저압세척(30)과는 달리, 이러한 고압세척은 유리하게는 관류하는 순환수로 수행되어 시안화수소산의 제거를 최대화한다. 유리하게는 압축된 가스 스트림(76)에 함유된 시안화수소산의 75% 이상이 출구(53)에서 나가는 가압된 물에서 회수된다.
따라서 고압세척유닛(34)의 출구에서 세척된 가스 스트림(78)은 가스 스트림(12)에 함유된 양과 열분해 유닛(20)으로 공급되는 폐기물의 유형에 따라 달라지는 시안화수소산 함량을 갖는다. 예를 들어, 이러한 함량은 50 ppmV와 500 ppmV 사이이다.
고압세척은 또한 저압세척(30)에서 이미 감소된 불순물과 관련하여 고급사양에 도달할 수 있게 한다. 스트림(78) 내의 암모니아 및 염산 함량은 예를 들어 각각 2 ppmV 및 1 ppmV 미만이다.
그리고 세척된 가스 스트림(78)은 연속하여 각 산제거유닛(36, 38)을 통하여 보내진다.
이들 유닛에서, 가스 스트림(78)은 특히 이러한 가스 스트림에 함유된 이산화탄소와 황화수소의 제거를 위하여 아민의 흐름과 수산화나트륨에 연속적으로 접촉하게 된다.
아민 유닛의 운영경비는 특히 스트림(78)에 산소함유 화합물 및 시안화수소산 잔류물의 존재에 의해 촉진되는 아민분해 생성물에 발생될 수 있다. 이러한 경비를 줄이기 위하여, 아민 유닛(36)은 재생기 및/또는 이온교환 베드 시스템의 존재와 같은 특이성을 포함할 수 있다.
유리하게는 세척된 가스 스트림(78) 내에 함유된 이산화탄소와 황화수소가 유닛(36, 38)에서 제거되어 이러한 유닛(36, 38)의 유출구에서 유출되는 산 고갈 가스스트림(80)이 바람직하게 0.5 ppmV 미만의 이산화탄소와 0.1 ppmV 미만의 황화수소를 포함한다.
유리하게는, 유닛(36, 38)에서의 아민 및 가성세척은 또한 잔류 시안화수소산의 감소 및 메르캅탄과 같은 일부 황함유 화합물의 부분적 감소가 이루어질 수 있도록 한다.
산 고갈 가스스트림(80)이 건조유닛(39)에 공급되고 여기에서 그 물함량이 감소된다. 이로써 건조 가스 스트림(82)이 형성된다.
건조 가스 스트림(82)은 유리하게 중량기준으로 1 ppm 미만의 물함량을 갖는다. 또한 유닛(39)은 수은함량을 10 ng/NM3 이하로 낮추는 수은감소기능을 포함한다.
다음으로 건조 가스 스트림(82)은 정제된 가스 스트림(84)을 얻기 위하여 특히 암모니아 및 기타 질소함유 화합물 및/또는 염소함유 화합물 및/또는 황함유 화합물(특히 옥시황화수소 및 메르캅탄) 및/또는 산소함유 화합물(특히 알코올)의 제거에 관한 추가 보호를 위하여 불순물제거유닛(40)으로 보내진다. 유닛(40)은 또한 다른 불순물(예를 들어, 실리콘)의 감소를 허용할 수 있다. 이는 예를 들어 활성층 흡착제, 특히 활성 알루미나층 또는 직렬로 배열된 기타 혼합 흡착제와 같은 활성 금속층을 포함한다.
정제된 가스 스트림(84)에서 전체 불순물 함량은 바람직하게 중량기준으로 1 ppm 미만이다.
정제된 가스 스트림(84)은 이후에 극저온흡수유닛(42)으로 보내진다. 이러한 가스 스트림은 먼저 극저온의 온도로 냉각된 다음 극저온흡수칼럼에서 차거운 탄화수소 용매(85)와 접촉하게 된다. 이러한 가스 스트림을 용매와 접촉시키기 위한 흡수컬럼에는 플레이트 또는 패킹이 구비될 수 있다.
탄화수소 용매(85)는 극저온으로 냉각된 다음 유입구(60)를 통하여 흡수컬럼으로 공급된다. 탄화수소 용매(85)는 용매보충 공급원(62)에 의하여 공급되는 용매 및 선택적으로 분별유닛(48)으로부터 유도된 재활용 용매로부터 형성된다.
상기 언급된 바와 같이, 탄화수소 용매(85)는 C3 탄화수소 및/또는 C4 + 탄화수소를 포함한다. 바람직하게는, 50 몰% 이상의 C3 탄화수소, 유리하게는 90 몰% 이상의 C3 탄화수소, 특히 프로판을 포함한다.
여기에서 극저온의 탄화수소 용매(85)의 온도는 -20℃ 미만이고, 유리하게는 -30℃ 내지 -40℃이다. 극저온 흡수컬럼의 압력은 통상 15 bar와 25 bar 사이이다.
탄화수소 용매(85)는 유리하게 흡수컬럼의 상부로 공급되고 흡수컬럼의 하부에서 극저온흡수유닛(42)으로 공급되는 정제된 가스 스트림(84)에 대하여 역류로 순환한다.
따라서, 정제된 가스 스트림(84)에 함유된 C2 + 탄화수소는 탄화수소 용매(85)에 의하여 수집되고 흡수컬럼의 하부에서 C2 + 탄화수소의 분획(46)의 형태로 회수된다. 반대로, 잔류가스는 극저온흡수유닛의 상부에서 회수되는 경질 가스잔류물(44)을 형성한다.
흡수컬럼의 리보일링(reboiling)은 예를 들어 C2 + 탄화수소의 분획(46)에서 메탄의 사양을 유지하기 위하여 저압 스팀(예를 들어 5 bar 미만의 압력)을 사용하여 수행될 수 있다.
선택적으로, 흡수컬럼에는 용매에서 부가가치가 높은 화합물의 흡수효율을 개선하기 위하여 하나 이상의 중간 순환환류가 이용될 수 있다. 일반적으로 중간 순환환류는 컬럼으로 재주입되기 전에 유리하게 -30℃와 -40℃ 사이의 온도로 냉각된다.
흡수컬럼의 상부스트림에서 용매손실을 제한하기 위하여, 용매는 일반적으로 부분응축단계로 향하게 된다. 형성된 액체는 용매 스트림(85)으로 되돌아가는 반면, 경질가스 잔류물(44)(연료가스 스트림)은 팽창되고 주위온도로 재가열되며 스팀 크래커의 연료 네트워크로 되돌아간다.
유리하게는, 본 발명 방법에서 인용된 여러 열적 통합은 브레이징 알루미늄("콜드 박스"라고 함)에서 단일구성의 플레이트 핀 극저온 장비에서 조합될 수 있으며, 이는 장치 비용과 에너지 회수를 최적화한다. 예를 들어, 정제된 가스 스트림(84)의 냉각, 용매(85)의 냉각, 경질가스 잔류물(44)의 가열, 극저온흡수컬럼의 순환 환류(들)의 냉각 및/또는 극저온흡수컬럼의 부분응축은 동일한 장비에서 이루어질 수 있다.
C2 + 탄화수소 분획(46)은 바람직하게는 정제된 가스 스트림(84)에 함유된 99.5% 이상의 C2 탄화수소를 함유한다.
경질가스 잔류물(44)은 유리하게는 연료가스, 특히 메탄, 수소, 및 일산화탄소 및 질소와 같은 정제된 가스 스트림(84)의 다른 경질 화합물을 함유한다. 이는 본질적으로 용매(85)로부터 유도된 탄화수소 화합물과, 정제된 가스 스트림(84)에 존재하고 분획(46)에서 회수되지 않은 C2 탄화수소를 함유한다. 끝으로, 경질가스 잔류물(44)은 또한 질소산화물, 산소 및/또는 아르곤과 같은 분획(46)의 경질 불순물뿐만 아니라 경질 황-함유 화합물 또는 암모니아와 같은 휘발성의 다른 불순물을 함유할 수 있다.
특히 경질가스 잔류물(44)은 정제된 가스 스트림(84)에 함유된 질소산화물과 산소를 함유한다. 따라서, C2 + 탄화수소의 분획(46)에서 이들 화합물의 함량은 검출한계 이하이다. 아울러, 이러한 분획(46)은 소량의 경질 생성물을 함유한다. 예를 들어, 에틸렌에 대하여 메탄의 함량은 500 몰ppm 이하일 수 있다. 이는 추가 분별없이 에틸렌의 메탄사양을 보장한다.
이러한 방식으로, C2 + 탄화수소의 분획(46)(이들로부터 파생된 분획 14, 17, 18을 포함하여)은 질소산화물의 존재와 관련된 위험을 피하면서 스팀 크래커의 분별단으로 통합될 수 있다.
실제로, 질소산화물, 산소, 디엔 및/또는 암모니아가 결합된 성분을 갖는 가스가 저온, 특히 -100℃ 미만의 온도가 되면, NOx 검 또는 염이 형성될 수 있다. 이러한 화합물은 주위온도에 도달하면 폭발할 위험이 있다. 따라서 정제된 가스 스트림(84)은 저온, 특히 스팀 크래커 콜드 박스의 저온 단부에서 일반적으로 접하게 되는 온도로 될 수 없다. 특히, 조합된 스트림이 탈메탄기로 공급되기 전에 온도가 -100℃ 미만이면, 정제된 가스 스트림(84)과 선단의 탈메탄기가 있는 스팀 크래커에서 유도된 분해가스의 혼합물은 설비의 안전성을 보장하지 않는다.
극저온흡수유닛(42)에서 직면하는 가장 낮은 온도는 프로필렌이 냉각제로 사용될 때 도달될 수 있는 온도로 제한된다. 이 온도는 항상 대기압에서 프로필렌의 평형 온도보다 높거나 같다(-47℃). 이와 같이 함으로써 이들의 검 또는 염이 재가열될 때 이들의 폭발위험을 피할 수 있다.
본 발명의 방법은 특히 가스 스트림(12)에서 일산화탄소 및 디올레핀 화합물의 함량이 높기 때문에 탈산소화 유형의 촉매를 사용하여 질소산화물과 산소의 제거를 수행하는 것이 불가능한 경우에, 일산화질소, 산소 및 암모니아를 가장 효율적으로 제거한다.
또한, 본 발명의 방법은 선단 수소화장치와 결합된 선단 탈에탄기 또는 전단 탈프로판기로서 설계된 구성의 스팀 크래커에서 스트림(84)을 통합하는 데 가장 유용하다. 질소산화물과 관련하여 상기 언급된 문제는 이 구성에서 수소화를 거친 경질 부분만 -100℃ 미만의 온도가 되기 때문에 최소화된다. 그러나 이 구성에서 아세틸렌 컨버터는 일산화탄소 함량의 변동이 발생할 때의 상황에 매우 민감하다.
C2 + 탄화수소의 분획(46)(이로부터 파생된 분획, 예를 들어 분획 14, 17, 18을 포함하여)은 일산화탄소가 없기 때문에 이러한 변동상황의 위험이 제한되고 수소화 컨버터의 상류측에서 이러한 분획의 통합이 안전하게 이루어진다.
또한, 상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 방법은 특히 유리하게 후단장치(22)가 독립형 올레핀 회수유닛일 때에 단일의 극저온흡수유닛(42)을 사용하여 거의 요구하지 않는 극저온 조건을 유지하면서 에틸렌의 메탄 사양에 주의를 기울이는 것을 보장한다.
극저온흡수유닛(42)에서 생성된 C2 + 탄화수소의 분획(46)은 분별유닛(48)이 제공된 경우에 이에 공급된다.
분별유닛(48)의 제1 증류컬럼에서, C2 탄화수소의 분획(14)이 상부에서 회수된다.
이러한 분획(14)는 C2 + 탄화수소의 분획(46)에 포함된 C2 탄화수소의 99% 이상을 포함한다. 이는 일반적으로 99.5몰% 이상의 C2 탄화수소, 특히 에틸렌을 함유한다.
그리고, 분획(14)은 상기 언급된 바와 같은 후단장치(22)로 보내진다.
C3 + 탄화수소의 흐름이 제1 증류컬럼의 하부에서 형성된다. 이러한 흐름은 바람직하게는 C4 + 탄화수소의 분획(18)으로부터 C3 탄화수소의 분획(16)을 분리하기 위하여 제2 증류컬럼으로 안내된다.
C3 탄화수소의 분획(16)은 일반적으로 정제된 가스 스트림(84) 및 용매(85)에 존재하는 C3 탄화수소를 함유한다. 용매 재순환 흐름(90)은 C3 탄화수소의 분획(16)의 적어도 일부로부터 형성된다.
재순환 흐름(90)은 극저온흡수유닛(42)으로 공급되는 용매의 일부를 형성하기 위하여 용매공급 유입구(60)를 향하여 재순환된다. 이는 소스(62)로부터의 용매(85)의 보충을 제한한다. 또한, 흐름(16)의 잔류부분(17)은 특히 프로필렌의 회수를 위하여 후단장치(22) 측으로 안내된다.
C4 + 탄화수소의 분획(18)은 제2 증류컬럼의 하부에서 회수된다. 이는 유리하게 후단장치(22)가 상업적 가치를 갖는 화합물, 예를 들어 부타디엔, 벤젠 및 톨루엔과 같은 화합물을 추출할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 방법은 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 가스 스트림(12)에 함유된 오염물질을 효율적으로 제거하는바, 이는 스팀 크래커 형의 하류측 장치(또는 기타 다른 올레핀 회수유닛)에서에서 스트림의 통합이 이루어질 수 있도록 한다. 이들은 종종 이러한 장치에 대한 안전성 위험, 최종 제품의 품질에 관한 위험 및/또는 이러한 장치에 포함된 촉매의 중독을 일으키는 화합물을 포함한다.
따라서 이러한 오염물이 없는 정제된 가스 스트림(84)을 생성하는 것이 가능하다. 또한, 경질가스 잔류물(44)의 분리는 예를 들어 연료로서 또는 수소 회수를 위하여 하류측 공정에 통합될 수 있는 잔류물을 생성한다.
예를 들어, 가스 스트림(12)에 함유된 일산화질소는 극저온흡수유닛(42)에서 효율적으로 제거되어 후속 단계에서 질소산화물의 검 또는 염이 형성되는 위험을 제한한다.
경질가스 잔류물(44)로부터 일산화탄소의 제거는 또한 일부 스팀 크래터 유닛(또는 독립형 올레핀 회수유닛)의 아세틸렌 수소화 반응기에서의 급격한 반응이 일어나는 것을 줄이기 위하여 C2 + 탄화수소의 분획(46)(이로부터 유도된 분획, 예를 들어 분획 14, 17, 18을 포함)에서 일산화탄소 함량의 변동을 피할 수 있도록 한다.
따라서, 장치(10)에서 생성된 C2 + 탄화수소의 분획(46)(이로부터 유도된 분획, 예를 들어 분획 14, 17, 18을 포함)은 스팀 크래커 유닛에서 직접 사용되거나 또는 독립형 올레핀 생성유닛에서 최종생성물의 형태로 회수될 수 있다.
유닛(48)에서 분별컬럼의 수 및 배열에 대한 설명, 그리고 상기 언급된 재순환 흐름(90)의 연결은 사용된 보충용매가 대부분 C3 탄화수소를 함유하는 경우와 일치한다. 사용된 용매와 유닛의 크기에 따라 변형실시예가 예상될 수 있다.
도 2에 도시된 변형실시예의 장치(110)에서. 급랭/세척유닛(30)으로부터 유도된 수상(70)이 회수되어 압축부재(92) 측으로 보내지며, 여기에서 압축부재는 펌프이다.
수상(70)은 압축된 수상(94)을 형성하기 위하여 20 bar 이상의 고압에서 고압세척을 수행할 수 있는 요구된 압력까지 펌핑된다.
압축된 수상(94)은 고압세척유닛(34)의 고압세척챔버(52) 측으로 안내된다. 이는 압축된 가스 스트림(76)의 고압세척이 이루어질 수 있도록 압축된 가스 스트림(76)에 접촉된다.
도 1의 장치(10)와 유사하게, 고압세척은 압축된 가스 스트림(76)에 함유된 시안화수소산의 양을 예를 들어 50 ppmV 내지 500 ppmV의 함량으로 매우 효율적으로 감소시킨다. 이러한 효율성은 관류형 물의 순환을 통하여 이루어질 수 있다. 그러나, 실질적인 물의 흐름은 세척효율을 최대화하기 위하여 필요하며, 본질적으로 급랭/세척유닛(30)에서 응축된 가스 스트림(12)의 물에 상응하는 수상(70)의 사용은 추가로 보충수(보일러 급수)를 보충할 필요성을 제한하고 심지어 제거한다. 도 1의 장치(10)에서 세척수(50)는 유닛까지 운반되어야 하는 보일러 급수이고 운영 비용이 소요되는 반면에, 도 2의 장치(110)에서 세척수는 유닛의 내부에서 생성된 수상(70)이다.
도 1의 장치(10)에서, 외부 수처리 유닛으로 보내지는 물의 흐름(54)은 수상(70)과 출구(53)에서 수집된 물의 결합된 흐름에 상응하는 반면에, 도 2의 장치(110)에서 이는 크게 감소되고 유출구(53)에서 수집된 물의 흐름에만 상응한다. 이러한 구성은 장치(10) 및 하류측 수처리 장치의 운영 비용을 줄일 수 있도록 한다.
10: 제1 장치, 12: 가스 스트림, 14, 16, 18: 분획, 20: 열분해장치, 22: 후단장치, 30: 급랭/세척유닛, 32: 압축유닛, 34: 고압세척유닛, 36: 아민 유닛, 38: 가성세척유닛, 39: 건조유닛, 40: 불순물제거유닛, 42: 극저온흡수유닛, 44: 경질가스 잔류물, 46: 분획, 48: 분별유닛, 50: 유입구, 52: 세척챔버, 53: 유출구, 60: 유입구, 62: 보충용매 공급소스, 70: 수상, 72: 냉각 및 세척된 가스 스트림, 74: 분획, 76: 압축된 가스 스트림, 78: 세척된 가스 스트림, 80: 산 고갈 가스 스트림, 82: 건조 가스 스트림, 84: 정제된 가스 스트림, 85: 용매, 90: 용매 재순환 흐름, 92: 압축부재, 94: 압축된 수상, 110: 제2 장치.

Claims (16)

  1. 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 하나 이상의 가스 스트림(12)을 처리하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법이
    - 급랭/세척유닛(30)에서 물을 이용하여 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 가스 스트림(12)을 급랭 및 세척하고, 세척된 가스 스트림(72)으로부터 수상(70)을 분리하는 단계;
    - 압축된 가스 스트림(76)을 형성하기 위하여 세척된 가스 스트림(72)을 압축하고 냉각시키는 단계;
    - 세척된 가스 스트림(78)을 형성하기 위하여 압력하에서 압축된 가스 스트림(76)을 세척하는 단계;
    - 산 고갈 가스 스트림(80)을 형성하기 위하여 하나 이상의 산제거유닛(36, 38)을 통하여 세척된 가스 스트림(78)을 통과시키는 단계;
    - 건조된 가스 스트림(82)을 형성하기 위하여 산 고갈 가스 스트림(80)을 건조시키는 단계;
    - 정제된 가스 스트림(84)을 형성하기 위하여 하나 이상의 불순물제거유닛(40)을 통하여 건조된 가스 스트림(82)을 통과시키는 단계; 및
    - 정제된 가스 스트림(84)을 극저온흡수유닛(42)에 공급하고 극저온흡수유닛(42)에 탄화수소 극저온 용매(85)를 공급하여 극저온흡수유닛(42)의 제1 유출구에서 경질가스 잔류물(44)을 얻고 극저온흡수유닛(42)의 제2 유출구에서 C2 + 탄화수소 분획(46)을 얻는 단계;를
    포함함을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 열분해로부터 얻은 가스 스트림(12)이 C2 + 탄화수소와, 수소 및 메탄과 같은 경질 화합물을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열분해로부터 유도된 가스 스트림(12)이 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물 및/또는 산소 및 산소 유도체, 특히 알코올, 알데히드 및/또는 케톤, 질소 및 암모니아와 같은 질소함유 화합물 및/또는 염산과 시안화수소산과 같은 산 화합물, 염소 유도체 및/또는 황함유 화합물, 특히 메르캅탄, 옥시황화탄소, 및 황화수소를 함유함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄화수소 극저온 용매(85)가 C3 및/또는 C4 + 탄화수소, 특히 C2 탄화수소를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, C2 + 탄화수소 분획(46)을 C4 탄화수소 분획(14)과 하나 이상의 C3 + 탄화수소 분획(16, 18)으로 분리하는 단계를 포함하고, 상기 C3 + 탄화수소 분획(16, 18)의 적어도 일부가 극저온흡수유닛(42)으로 재순환됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 분리단계가 C3 탄화수소 분획(16)과 C4 + 탄화수소 분획(18)의 생성을 포함하고, C3 탄화수소 분획(16)의 적어도 일부이 극저온흡수유닛(42)에서 재순환됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경질가스 잔류물(44)이 연료 가스, 특히 메탄, 수소 및 일산화탄소, 질소, 일산화질소 및/또는 산소와 같은 정제된 가스 스트림(84)의 경질 화합물을 함유함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경질가스 잔류물(44)이 크래킹 유닛, 특히 스팀 크래커의 가연성 가스 네트워크로 보내지고 또는 보내지거나 연료가스를 형성하도록 됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 산제거유닛이 아민 유닛(36) 또는/및 가성세척유닛(38)을 포함하고, 압축된 가스 스트림(76)이 아민 유닛(36) 또는/및 가성세척유닛(38)을 통과함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 불순물제거유닛(40)이 하나 이상의 활성 금속베드, 특히 활성 알루미나 베드 또는 혼합 흡착제를 포함하고; 건조 가스 스트림(82)내에 함유된 황함유 화합물, 특히 옥시황화수소 및 메르캅탄, 및/또는 암모니아, 질소함유 화합물, 염소함유 화합물, 산소함유 화합물, 특히 알코올 및/또는 실리콘이 하나 이상의 활성화된 금속 베드에 보유됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, C2 + 탄화수소 분획(46)의 적어도 일부가 에틸렌 분획을 생성할 수 있는 크래커로 공급되거나 또는 에틸렌 분획을 생성할 수 있는 독립형 유닛으로 공급됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 급랭/세척단계에서 생성된 수상(70)의 적어도 일부가 가압되고 고압세척단계에서 압축된 가스 스트림(76)과 접촉하게 됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 정제된 가스 스트림(84), 탄화수소 극저온 용매(85), 경질가스 잔류물(44), 및/또는 극저온흡수유닛(42)의 하나 이상의 환류 또는 응축물 중에서 둘 이상의 스트림이 특히 브레이징 알루미늄의 판형 핀 극저온장비의 단일구조로 구성된 콜드 박스내에서 열교환 접촉상태에 놓임을 특징으로 하는 방법.
  14. 플라스틱 및/또는 바이오매스의 열분해로부터 유도된 하나 이상의 가스 스트림(12)을 처리하기 위한 장치(10; 110)에 있어서, 상기 장치가
    - 플라스틱 및/또는 바이어매스의 열분해로부터 유도된 가스 스트림(12)을 급랭하고 물로 세척하며 세척된 가스 스트림(72)으로부터 수상(70)을 분리하는 급랭/세척유닛(30);
    - 압축된 가스 스트림(76)을 형성하기 위한 세척된 가스 스트림(72)의 압축/냉각유닛(32);
    - 세척된 가스 스트림(78)을 형성하기 위한 압축된 가스 스트림(76)의 고압세척유닛(34);
    - 산 고갈 가스 스트림(80)을 형성하기 위하여 세척된 가스 스트림(78)에 함유된 산을 제거하기 위한 하나 이상의 산제거유닛(36, 38);
    - 건조 가스 스트림(82)을 형성하기 위한 산 고갈 가스 스트림(80)의 건조유닛(39);
    - 정제된 가스 스트림(84)을 형성하기 위하여 건조 가스 스트림(82)내의 불순물을 제거하기 위한 하나 이상의 불순물제거유닛(40); 및
    - 제1 유출구에서 경질가스 잔류물(44)을 얻고 제2 유출구에서 C2 + 탄화수소 분획(46)을 얻기 위하여 정제된 가스 스트림(84)을 공급하고 탄화수소 극저온 용매(85)를 공급할 수 있게 된 극저온흡수유닛(42);을
    포함함을 특징으로 하는 장치(10; 110).
  15. 제14항에 있어서, 수상(70)을 회수하는 급랭/세척유닛(30)의 유출구가 고압세척유닛(34)에 연결되고, 수상(70)의 압축부재(92)가 급랭/세척유닛(30)의 유출구와 고압세척유닛(34)의 유입구 사이에 개재됨을 특징으로 하는 장치(110).
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 극저온흡수유닛(42)이 정제된 가스 스트림(84), 탄화수소 극저온 용매(85), 경질가스 잔류물(44), 및/또는 극저온흡수유닛(42)의 하나 이상의 환류 또는 응축물 중에서 둘 이상의 스트림이 열교환 접촉으로 배치될 수 있도록 하는 콜드 박스로서, 특히 브레이징 알루미늄의 판형 핀 극저온장비의 단일구조로 구성된 콜드 박스를 포함함을 특징으로 하는 장치(110).
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