KR101997814B1 - Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent - Google Patents
Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent Download PDFInfo
- Publication number
- KR101997814B1 KR101997814B1 KR1020150184190A KR20150184190A KR101997814B1 KR 101997814 B1 KR101997814 B1 KR 101997814B1 KR 1020150184190 A KR1020150184190 A KR 1020150184190A KR 20150184190 A KR20150184190 A KR 20150184190A KR 101997814 B1 KR101997814 B1 KR 101997814B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- styrene
- separating
- recovering
- oil containing
- cumene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/40—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts substituted by unsaturated carbon radicals
- C07C15/42—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts substituted by unsaturated carbon radicals monocyclic
- C07C15/44—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts substituted by unsaturated carbon radicals monocyclic the hydrocarbon substituent containing a carbon-to-carbon double bond
- C07C15/46—Styrene; Ring-alkylated styrenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 동시에 생산하면서도 에너지 사용량을 줄일 수 있는 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치가 개시된다. 상기 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법은, (a) 촉매 하에서 에틸벤젠 및 큐멘을 탈수소화 반응시키는 단계; (b) 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 거친 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 회수하는 단계; (d) 상기 (c) 단계를 거친 반응 생성물 중 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 상기 (c) 단계로 되돌리는 단계; (e) 상기 (c) 단계에서 회수된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 단계; (f) 상기 (e) 단계의 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; (g) 상기 (f) 단계의 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; (h) 상기 (e) 단계의 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; 및 (i) 상기 (h) 단계의 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 증류 분리하는 단계;를 포함한다.A method and apparatus for simultaneous production of styrene and alpha methylstyrene that simultaneously produce styrene and alpha methylstyrene while reducing energy usage. The method for producing styrene and alpha methylstyrene at the same time comprises: (a) dehydrogenating ethylbenzene and cumene under a catalyst; (b) recovering heat from the reaction product by the reaction; (c) separating the gaseous phase from at least a portion of the reaction product obtained in the step (b) and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, recovering the oil containing styrene and alphamethylstyrene step; (d) compressing and cooling at least a portion of the gas phase in the reaction product obtained in the step (c), separating the low boiling point component including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase, To the step (c); (e) distilling at least a part of the oil containing styrene and alpha methyl styrene recovered in step (c) into an oil containing styrene and an unreacted cumene; (f) recovering styrene from at least a part of the oil containing styrene in step (e), and distilling and separating the oil containing unreacted ethylbenzene; (g) recovering ethylbenzene from at least a part of the unreacted ethylbenzene-containing oil in step (f) and returning it to the reaction part, distilling and separating the oil containing benzene and toluene; (h) recovering the cumene from at least a part of the oil containing the unreacted cumene of the step (e) and returning the cumene to the reaction part, distilling and separating the oil containing the alphamethylstyrene; And (i) recovering alpha methylstyrene from at least a part of the fraction containing alpha methyl styrene in step (h), and distilling and separating residual high boiling point components.
Description
본 발명은 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 동시에 생산하면서도 에너지 사용량을 줄일 수 있는 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for simultaneously producing styrene and α-methylstyrene, and more particularly, to a method and apparatus for simultaneously producing styrene and α-methylstyrene, And to an apparatus and method for simultaneously manufacturing the same.
하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 고온 및 스팀 존재 하에서 에틸벤젠(ethyl benzene; EB)을 촉매 탈수소화 반응시켜 스타이렌(Styrene monomer; SM)을 생산하는 것은, 널리 알려진 일반적인 스타이렌의 제조 방법이다. 도 1은 통상적인 스타이렌의 제조 공정도로서, 스타이렌(SM)은, 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 에틸벤젠(EB)을 탈수소화(Dehydrogenation) 반응 시킨 후, 응축 및 분별 증류 등의 과정을 거침으로써 제조되는 것을 알 수 있다. 이 때, 끓는점이 상대적으로 낮은 벤젠(Benzene; BZ, 끓는점: 80.09 ℃)과 톨루엔(Toluene; TOL, 끓는점: 110.63 ℃)은, 증류탑의 상부를 통해 배출 및 이송된 후 후속 과정을 거쳐 분리되며, 끓는점이 상대적으로 높은 스타이렌(SM, 끓는점: 145.16 ℃)은, 증류탑의 하부를 통해 배출 및 이송된 후 마찬가지로 후속 과정을 거쳐 분리된다.As shown in Reaction Scheme 1, the production of styrene monomer (SM) by catalytic dehydrogenation reaction of ethylbenzene (EB) in the presence of high temperature and steam is a well-known method for producing common styrene. Fig. 1 is a diagram showing a typical process for producing styrene. As shown in Fig. 1, styrene (SM) is obtained by dehydrogenating ethylbenzene (EB) and then subjecting the mixture to condensation and fractional distillation It can be seen that it is produced by the process. Benzene (BZ, boiling point: 80.09 ° C) and toluene (TOL, boiling point: 110.63 ° C), which have a relatively low boiling point, are discharged and transferred through the upper part of the distillation column, Styrene (SM, boiling point: 145.16 ℃), which has a relatively high boiling point, is discharged and transferred through the bottom of the distillation column and then separated in a similar manner.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
또한, 내열 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)의 주요 원재료로 사용되는 알파메틸스타이렌(a-methylstyrene; AMS)은, 현재 대부분 페놀 공정의 부산물로 얻어지고 있는데, 해마다 그 수요가 증가하고 있으며, 그밖에, 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 에틸벤젠과 구조가 유사한 큐멘(cumene, CM)의 탈수소화 반응에 의해서도 알파메틸스타이렌(AMS)을 얻을 수 있다.In addition, a-methylstyrene (AMS), which is used as a main raw material of heat resistant ABS (acrylonitrile butadiene styrene), is mostly obtained as a by-product of the phenol process at present, and its demand is increasing year by year. As shown in Scheme 2, alpha methyl styrene (AMS) can also be obtained by dehydrogenation of cumene (CM), which is similar in structure to ethylbenzene.
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
이와 같이, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 각각 제조하는 방법들은 널리 알려져 있지만, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조할 수 있는 공정은 존재하지 않는다. 그리고 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 생산할 경우, 분리공정의 구성에 따라 에너지 사용량이 크게 차이 날 수 있다. 따라서, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 각각 별개로 제조하는 경우의 번거로움을 줄이면서도 과다하게 소모되는 에너지량을 감소시키는 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조할 수 있는 방법의 개발이 요구된다.Thus, although methods for producing styrene and alpha methyl styrene are widely known, there is no process capable of simultaneously producing styrene and alpha methyl styrene. When producing styrene and alpha methylstyrene at the same time, energy consumption may vary greatly depending on the configuration of the separation process. Therefore, it is required to develop a method capable of simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene which reduce the amount of energy consumed excessively while reducing the inconvenience of separately preparing styrene and alpha methylstyrene .
앞서 살펴본 바와 같이, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 각각 제조하는 방법들은 널리 알려져 있지만, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조할 수 있는 공정은 존재하지 않고, 공정의 구성에 따라 에너지 사용량의 차이가 크다. 이와 같은 문제점에 의한 개발 자체의 어려움을 극복하여, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조함으로써 얻을 수 있을 것으로 예상되는 저비용 고효율 등의 장점을 살릴 수 있는 방안이 모색되어야 한다.As described above, although methods for producing styrene and alpha methyl styrene are widely known, there is no process capable of simultaneously producing styrene and alpha methyl styrene. Depending on the composition of the process, . In order to overcome the difficulties of development due to such problems, it is necessary to find a way to make use of advantages such as low cost and high efficiency expected to be obtained by simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene.
따라서, 이를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 동시에 제조하면서도 에너지 사용량을 줄여 경제성을 향상시킬 수 있는, 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene, which can improve the economical efficiency by reducing energy consumption while simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene will be.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (a) 촉매 하에서 에틸벤젠 및 큐멘을 탈수소화 반응시키는 단계; (b) 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 거친 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 회수하는 단계; (d) 상기 (c) 단계를 거친 반응 생성물 중 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 상기 (c) 단계로 되돌리는 단계; (e) 상기 (c) 단계에서 회수된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 단계; (f) 상기 (e) 단계의 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; (g) 상기 (f) 단계의 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; (h) 상기 (e) 단계의 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; 및 (i) 상기 (h) 단계의 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 증류 분리하는 단계;를 포함하는, 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a process for producing (a) dehydrogenating ethylbenzene and cumene under a catalyst; (b) recovering heat from the reaction product by the reaction; (c) separating the gaseous phase from at least a portion of the reaction product obtained in the step (b) and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, recovering the oil containing styrene and alphamethylstyrene step; (d) compressing and cooling at least a portion of the gas phase in the reaction product obtained in the step (c), separating the low boiling point component including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase, To the step (c); (e) distilling at least a part of the oil containing styrene and alpha methyl styrene recovered in step (c) into an oil containing styrene and an unreacted cumene; (f) recovering styrene from at least a part of the oil containing styrene in step (e), and distilling and separating the oil containing unreacted ethylbenzene; (g) recovering ethylbenzene from at least a part of the unreacted ethylbenzene-containing oil in step (f) and returning it to the reaction part, distilling and separating the oil containing benzene and toluene; (h) recovering the cumene from at least a part of the oil containing the unreacted cumene of the step (e) and returning the cumene to the reaction part, distilling and separating the oil containing the alphamethylstyrene; And (i) recovering alpha methylstyrene from at least part of the fraction containing alpha methyl styrene in step (h), and distilling and separating residual high boiling point components. Lt; / RTI >
또한, 본 발명은, 촉매 하에서 에틸벤젠 및 큐멘의 탈수소화 반응이 수행되는 반응기; 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 열 교환기; 상기 열이 회수된 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분이 회수되는 디캔터; 상기 분리된 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 회수하는 것으로서, 압축기, 열교환기 및 드럼으로 이루어진 압축부; 상기 디캔터로부터 공급된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 SM/CM 분리탑; 상기 SM/CM 분리탑에서 분리된 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 EB/SM 분리탑; 상기 EB/SM 분리탑에서 분리된 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 상기 반응기로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 TOL/EB 분리탑; 상기 SM/CM 분리탑에서 분리된 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 상기 반응기로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 CM/AMS 분리탑; 및 상기 CM/AMS 분리탑에서 분리된 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 포함하는 유분을 증류 분리하는 AMS/Heavies 분리탑;을 포함하는 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치를 제공한다.The present invention also relates to a reactor comprising a reactor in which a dehydrogenation reaction of ethylbenzene and cumene is carried out under a catalyst; A heat exchanger for recovering heat from the reaction product by the reaction; A decanter separating the gaseous phase from at least a portion of the recovered reaction product and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, and recovering the oil containing styrene and alpha methyl styrene; Compressing and cooling at least a part of the separated gas phase to separate the low boiling point components including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase and recovering the liquid phase containing styrene, alphamethylstyrene, ethylbenzene and cumene, A compression unit comprising a heat exchanger and a drum; An SM / CM separation tower for distilling and separating at least a part of the oil containing styrene and alpha-methylstyrene supplied from the decanter, into oil containing the styrene-containing oil and unreacted cumene; An EB / SM separation tower for recovering styrene from at least a part of the styrene-containing oil separated from the SM / CM separation column and distilling and separating into stale oil containing unreacted ethylbenzene; A TOL / EB separation tower for recovering ethylbenzene from at least a part of the oil containing unreacted ethylbenzene separated from the EB / SM separation tower and returning the ethylbenzene to the reactor, distilling and separating the oil including benzene and toluene; A CM / AMS separation tower for recovering cumene from at least a part of the oil containing unreacted cumene separated from the SM / CM separation column and sending it back to the reactor, distilling and separating the oil containing alpha methyl styrene; And an AMS / Heavies separation tower for recovering alpha methyl styrene from at least part of the fraction containing alpha methyl styrene separated from the CM / AMS separation column and distilling off the oil containing residual high boiling point components And an alpha-methylstyrene monomer.
본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치에 의하면, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 동시에 제조하면서도 에너지 사용량을 줄일 수 있고, 원재료와 제품의 시장 가격에 따라 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 생산비율을 다르게 하여 경제성을 향상시킬 수 있다. 그리고 기존의 스타이렌만의 제조가 가능했던 공정을 개조하여, 적은 투자비용으로 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조가 가능하다.According to the method and apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to the present invention, energy consumption can be reduced while producing styrene and alpha methylstyrene at the same time, and styrene and alpha It is possible to improve the economical efficiency by changing the production ratio of methylstyrene. It is possible to produce styrene and α-methylstyrene at the same time with a low investment cost by modifying the existing process of producing styrene.
도 1은 통상적인 스타이렌의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치를 설명하기 위한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 스타이렌 및 알파메틸스타이렌의 제조 공정도이다.Fig. 1 is a diagram showing a typical process for producing styrene.
2 is a process diagram for explaining a method and an apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a process for producing styrene and alpha methylstyrene according to Comparative Example of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치를 설명하기 위한 공정도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법은, (a) 촉매 하에서 에틸벤젠(ethyl benzene; EB) 및 큐멘(cumene; CM)을 탈수소화 반응시키는 단계, (b) 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 단계, (c) 상기 (b)단계를 거친 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수(또는 응축물, condensate)를 분리하고, 스타이렌(Styrene; SM) 및 알파메틸스타이렌(alpha-Methyl Styrene; AMS)을 포함하는 유분을 회수하는 단계, (d) 상기 (c) 단계를 거친 반응 생성물 중 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 상기 (c) 단계로 되돌리는 단계, (e) 상기 (c) 단계에서 회수된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 단계, (f) 상기 (e) 단계의 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 단계, (g) 상기 (f) 단계의 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 벤젠(Benzene; BZ) 및 톨루엔(Toluene; TOL)을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계, (h) 상기 (e) 단계의 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계 및 (i) 상기 (h) 단계의 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 증류 분리하는 단계를 포함한다.2 is a process diagram for explaining a method and an apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the process for the simultaneous production of styrene and alpha methylstyrene according to the present invention comprises: (a) dehydrogenating ethyl benzene (EB) and cumene (CM) (B) recovering heat from the reaction product by the reaction; (c) separating the gaseous phase from at least a portion of the reaction product after the step (b) and sending it to the compression section, (Or condensate), recovering the oil containing styrene (SM) and alpha-methyl styrene (AMS), (d) Compressing and cooling at least a portion of the gas phase in the reaction product to separate the low boiling point component including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase and the liquid phase comprising styrene, alpha methylstyrene, ethylbenzene and cumene, Back to (E) distilling at least a part of the oil containing styrene and alpha-methylstyrene recovered in the step (c) into an oil containing styrene and an oil containing unreacted cumene, ( f) recovering styrene from at least a part of the oil containing styrene in step (e) and distilling and separating into an oil fraction containing unreacted ethylbenzene, (g) separating the unreacted ethyl (B) recovering ethylbenzene from at least a portion of the oil containing benzene and returning it to the reaction portion, distilling and separating the oil containing benzene (BZ) and toluene (TOL) Recovering cumene from at least a portion of the unreacted cumene of the unreacted cumene and returning it to the reaction part, distilling and separating the oil containing alpha methylstyrene, and (i) recovering the oil containing alpha methylstyrene in step (h) Ha Recovering the alpha-methyl styrene from at least a portion of the oil, and a step of separating high boiling point components distilled off the residue.
본 발명에 따라 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조하기 위해서는, 먼저, (a) 촉매 하에서 에틸벤젠 및 큐멘을 탈수소화 반응시킨다. 즉, (a) 단계에서는, 기존에는 존재하지 않던 에틸벤젠과 큐멘을 하나의 반응기(100)에 공급하는 방법을 이용함으로써, 상기 에틸벤젠과 큐멘이 동시에 각각 탈수소화 반응에 의해 스타이렌과 알파메틸스타이렌이 된다.In order to produce styrene and alpha methylstyrene simultaneously according to the present invention, first, ethylbenzene and cumene are dehydrogenated under a catalyst (a). That is, in the step (a), ethylbenzene and cumene, which have not existed in the past, are fed to a
상기 에틸벤젠 및 큐멘의 탈수소화 반응에 첨가되는 촉매는, 상기 에틸벤젠과 큐멘을 탈수소화시켜 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 얻을 수 있도록 하는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 예로는, 철산화물, 팔라듐, 플래티늄, 알루미늄산화물, 규소산화물, 루데늄, 레니윰, 오스뮴, 로듐, 이리듐, 세륨, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 비스무스, 마그네슘, 칼륨, 칼슘, 구리, 아연, 비소, 안티몬, 크롬철, 코발트 및 이들의 혼합물 등이 있다. 한편, 상기 반응기(100)에 공급되는(또는, 탈수소화 반응에 사용되는) 에틸벤젠과 큐멘의 비율은, 중량비로 약 0.1 ~ 10 : 1이며, 시장의 가격상황에 따라 유연하게 변동될 수 있다.The catalyst to be added to the dehydrogenation reaction of ethylbenzene and cumene can be used without limitation as long as it can dehydrogenate ethylbenzene and cumene to obtain styrene and alpha methylstyrene. Examples thereof include iron oxide, Palladium, platinum, aluminum oxide, silicon oxide, ruthenium, rhenium, osmium, rhodium, iridium, cerium, molybdenum, tungsten, vanadium, bismuth, magnesium, potassium, calcium, copper, zinc, arsenic, antimony, And mixtures thereof. On the other hand, the ratio of ethylbenzene to cumene supplied to the reactor 100 (or used for the dehydrogenation reaction) is about 0.1 to 10: 1 by weight, and can be flexibly varied depending on the price of the market.
상기 탈수소화 반응은 300 내지 800 ℃, 바람직하게는 550 내지 650 ℃의 온도 하에서 수행되며, 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탈수소화 반응 시 공급되는 스팀(steam)은 반응의 안정성 및 선택도를 향상시키기 위한 것으로서, 그 사용량은 몰비(mole ratio)로 스팀 : 반응물(에틸벤젠 및 큐멘) = 3 ~ 20 : 1, 바람직하게는 6 ~ 12 : 1이다.The dehydrogenation reaction is carried out at a temperature of 300 to 800 ° C, preferably 550 to 650 ° C. Also, as shown in FIG. 2, the steam supplied during the dehydrogenation reaction is a stable and selective reaction (Ethylbenzene and cumene) = 3 to 20: 1, preferably 6 to 12: 1, in terms of molar ratio.
다음으로, 상기 (a) 단계의 탈수소화 반응에 의한 생성물이 반응기(100)로부터 배출되면, (b) 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열(heat)을 회수하는 과정이 수행되며, 이 때, 상기 반응 생성물은 열 교환기(Heat exchanger, 200)에서 약 15 내지 60 ℃, 바람직하게는 약 50 내지 60 ℃까지 냉각된다. 한편, 상기 반응 생성물로부터 회수된 열은, 공정 내부에서 필요한 에너지로 사용되거나 외부 공정에 사용될 수 있다.Next, when the dehydrogenation product of step (a) is discharged from the
상기 (b) 단계의 반응 생성물로부터 열을 회수한 후에는, (c) 상기 열이 회수된 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부(Compression Part, 300)로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 회수한다. 상기 (c) 단계의 공정은 디캔터(Decanter, 400)에서 수행되며, 상기 분리되는 응축수는 공정 내에서 재활용되거나 폐기 처리될 수 있다.After the heat is recovered from the reaction product in the step (b), (c) the gas phase is separated from at least a part of the reaction product in which the heat is recovered and sent to a compression part (300) Separating the containing condensate, and recovering the oil containing styrene and alpha-methylstyrene. The process of step (c) is performed in a decanter (400), and the separated condensate may be recycled or discarded in the process.
계속해서, (d) 상기 (c) 단계를 거친 반응 생성물 중 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점(低沸点) 성분은 기체상(또는, 기상)으로 분리하고(즉, Light gas를 분리), 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 유효 성분을 액체상으로 다시 회수하여 상기 (c) 단계의 디캔터(400)로 되돌려 보낸다. 이 때, 상기 압축부(400)에서는 상기 반응 생성물을 약 1.5 내지 5.5 KCA(kgf/cm2a), 바람직하게는 약 1.5 내지 2.5 KCA의 압력이 될 때까지 압축시킨다. 한편, 상기 압축부는 압축기, 열 교환기 및 드럼으로 구성된다.Subsequently, (d) at least a part of the gas phase in the reaction product obtained in the step (c) is compressed and cooled to separate the low boiling point component including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase (or vapor phase) That is, the active ingredient containing styrene, alpha-methylstyrene, ethylbenzene and cumene is recovered as a liquid phase and sent back to the
다음으로, (e) 상기 (c) 단계에서 회수된(다시 말해, 상기 디캔터(400)로부터 공급된) 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리한다. 상기 (e) 단계의 공정은 SM/CM 분리탑(500)에서 수행되는 것으로서, 끓는점이 스타이렌(SM, 끓는점: 145.16 ℃)에 비해 상대적으로 높은 큐멘(CM, 끓는점: 152.41 ℃)을 포함하는 유분은 상기 SM/CM 분리탑(500)의 하부로 배출되고, 스타이렌을 포함하는 유분은 상기 SM/CM 분리탑(500)의 상부를 통해 배출된다. 그리고 상기 SM/CM 분리탑(500)의 압력은 0.01 내지 5 KCA, 바람직하게는 0.1 내지 1 KCA이다.Next, (e) at least a portion of the oil containing styrene and alpha methyl styrene recovered in step (c) (i.e., supplied from the decanter 400) Distillation is carried out with oil containing unreacted cumene. The process of step (e) is performed in the SM /
다음으로, (f) 상기 (e) 단계의 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분으로 증류 분리한다. 상기 (f) 단계의 공정은 EB/SM 분리탑(600)에서 수행되는 것으로서, 끓는점이 에틸벤젠(EB, 끓는점: 136.2 ℃)에 비해 상대적으로 높은 스타이렌(SM, 끓는점: 145.16 ℃)은 상기 EB/SM 분리탑(600)의 하부로 배출되어 회수되고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분은 상기 EB/SM 분리탑(600)의 상부를 통해 배출된다. 그리고 상기 EB/SM 분리탑(600)의 압력은 0.01 내지 6 KCA, 바람직하게는 0.1 내지 1 KCA이다.Next, (f) the styrene is recovered from at least a part of the oil containing the styrene in the step (e), and the distillate is separated from the oil containing unreacted ethylbenzene. The step (f) is carried out in the EB /
다음으로, (g) 상기 (f) 단계의 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리한다. 상기 (g) 단계의 공정은 TOL/EB 분리탑(620)에 수행되는 것으로서, 끓는점이 톨루엔(Touluene, 끓는점: 110.63 ℃)에 비해 상대적으로 높은 에틸벤젠(EB, 끓는점: 136.2 ℃)은 상기 TOL/EB 분리탑(620)의 하부로 회수되어 탈수소화 반응이 수행되는 반응부(또는, 반응기(100))로 되돌려 보내지고, 벤젠과 톨루엔을 포함하는 유분은 상기 TOL/EB 분리탑(620)의 상부를 통해 배출된다. 이들 벤젠과 톨루엔은 탈수소 반응과 분리과정에서 생성된 부산물이지만, 추가적인 설비를 이용해 회수되면 유용하게 쓰일 수 있다. 그리고 상기 TOL/EB 분리탑(620)의 압력은 0.01 내지 7 KCA, 바람직하게는 1 내지 2 KCA이다.Next, (g) ethylbenzene is recovered from at least a part of the unreacted ethylbenzene-containing oil in the step (f) and returned to the reaction part, and the oil including benzene and toluene is distilled off. The step (g) is performed in the TOL /
계속해서, (h) 상기 (e) 단계의 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리한다. 상기 (h) 단계의 공정은 CM/AMS 분리탑(520)에서 수행되는 것으로서, 끓는점이 알파메틸스타이렌(AMS, 끓는점: 165.5 ℃)보다 상대적으로 낮은 큐멘(Cumene, 끓는점: 152.41 ℃)은 상기 CM/AMS 분리탑(520)의 상부로 회수되어 반응부(또는, 반응기(100))로 되돌려 보내지고, 상기 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분은 상기 CM/AMS 분리탑(520)의 하부를 통해 배출된다. 그리고 상기 CM/AMS 분리탑(520)의 압력은 0.01 내지 8 KCA, 바람직하게는 0.1 내지 1 KCA이다.(H) recovering the cumene from at least a part of the oil containing the unreacted cumene of the step (e) and returning it to the reaction part, and distilling off the oil containing the alphamethylstyrene. The step (h) is performed in the CM /
마지막으로, (i) 상기 (h) 단계의 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 포함하는 유분을 증류 분리한다. (i) 단계의 공정은 AMS/Heavies 분리탑(700)에서 수행되는 것으로서, 끓는점이 잔류 고비점 성분(끓는점: 165.5 ℃ 초과)보다 상대적으로 낮은 알파메틸스타이렌(AMS, 끓는점: 165.5 ℃)은 상기 AMS/Heavies 분리탑(700)의 상부로 회수되고, 잔류 고비점 성분(끓는점: 165.5 ℃ 초과)은 상기 AMS/Heavies 분리탑(700)의 하부로 배출된다. 그리고 상기 AMS/Heavies 분리탑(700)의 압력은 0.01 내지 9 KCA, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 KCA이다.Finally, (i) the alphamethylstyrene is recovered from at least part of the oil containing alpha methyl styrene in step (h), and the oil containing the residual high boiling point component is separated by distillation. The process of step (i) is carried out in an AMS / Heavies
한편, 상기 (e) 단계 이후에 수행되는 (f) 단계의 스타이렌 회수 및 (i) 단계의 알파메틸스타이렌 회수는 동시에 수행되는 것이지만, 사용자의 필요에 의해 (f) 단계의 스타이렌 회수 또는 (i) 단계의 알파메틸스타이렌 회수 중 어느 하나가 먼저 수행될 수 있는 등, 선후 관계에 대한 특별한 제약은 없다.On the other hand, the recovery of the styrene of step (f) and the recovery of the alpha methylstyrene of step (i) performed after step (e) are performed simultaneously. However, depending on the needs of the user, There is no particular restriction on the posterior relationship, such that any of the alpha methylstyrene recoveries of step (i) can be performed first.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법을 이용하면, 하나의 반응기에 에틸벤젠 및 큐멘을 공급하는 등의 과정을 거침으로써, 스타이렌((f) 단계에서 회수) 및 알파메틸스타이렌((i) 단계에서 회수)을 동시에 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 시장의 가격상황에 따라 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 생산 비율을 다르게 하여 경제성을 높일 수도 있다. 또한, 폐기될 수 있는 미반응 에틸벤젠이나 미반응 큐멘을 회수하여 원료로 재사용 할 수 있기 때문에, 공정의 생산성을 높이고 원료를 절감할 수 있다.As described above, the simultaneous production of styrene and α-methylstyrene according to the present invention can be carried out by supplying ethylbenzene and cumene to one reactor, Recovery) and alpha methylstyrene (recovered in step (i)) can be produced at the same time, and the production rate of styrene and alpha methylstyrene can be made different depending on the price of the market, thereby improving the economical efficiency. In addition, unreacted ethylbenzene or unreacted cumene, which may be discarded, can be recovered and reused as a raw material, so that productivity of the process can be increased and raw materials can be saved.
계속해서, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치를 간략히 설명한다. 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치는, 촉매 하에서 에틸벤젠 및 큐멘의 탈수소화 반응이 수행되는 반응기(100), 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 열 교환기(200), 상기 열이 회수된 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분이 회수되는 디캔터(400), 상기 분리된 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 회수하는 것으로서, 압축기, 열교환기 및 드럼으로 이루어진 압축부(300), 상기 디캔터(400)로부터 공급된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 SM/CM 분리탑(500), 상기 SM/CM 분리탑(500)에서 분리된 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 EB/SM 분리탑(600), 상기 EB/SM 분리탑(600)에서 분리된 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 상기 반응기(100)로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 TOL/EB 분리탑(620), 상기 SM/CM 분리탑(500)에서 분리된 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 상기 반응기로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 CM/AMS 분리탑(520) 및 상기 CM/AMS 분리탑(520)에서 분리된 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 포함하는 유분을 증류 분리하는 AMS/Heavies 분리탑(700)을 포함한다.Next, with reference to FIG. 2, an apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to the present invention will be briefly described. The apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to the present invention comprises a reactor 100 in which a dehydrogenation reaction of ethylbenzene and cumene is carried out under a catalyst, a heat exchanger 200 for recovering heat from a reaction product by the reaction Separating the gaseous phase from at least a part of the recovered reaction product and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, recovering the oil containing styrene and alphamethylstyrene, ), The low-boiling component including hydrogen and carbon dioxide is separated into a gas phase by compressing and cooling at least a part of the separated gas phase, and the liquid phase containing styrene, alphamethylstyrene, ethylbenzene and cumene is recovered A compression unit 300 composed of a compressor, a heat exchanger and a drum, a stencil unit 300 which is made of styrene and alpha methylstyrene supplied from the decanter 400, CM separation tower 500 for distilling and separating at least a part of the oil contained in the distillate into an oil containing styrene and an unreacted cumene, a styrene separated from the SM / CM separation tower 500, SM separator 600 for recovering styrene from at least a portion of the oil containing distillate and distilling the distillate into oil fractions containing unreacted ethylbenzene, an unreacted ethylbenzene separated from the EB / SM separator 600 , A TOL / EB separation tower 620 for recovering ethylbenzene from at least a part of the oil containing the benzene and toluene and returning it to the reactor 100, distilling and separating the oil including benzene and toluene, the SM / CM separation tower 500 A CM / AMS separation tower 520 for recovering cumene from at least a part of the oil fraction containing unreacted cumene separated from the CM / AMS separation tower and returning the cumene to the reactor, distilling and separating the oil containing alpha methyl styrene, Separated from the separation tower (520) Recovering the alpha-methyl styrene from at least a portion of the fraction comprising methyl styrene, and includes a residual high boiling point AMS / Heavies distillation to separate a fraction containing a component separating column (700).
한편, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치와 관련한 세부 설명은, 상기 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법에 설명한 내용에 준한다.The detailed description of the apparatus for producing styrene and alpha-methylstyrene in accordance with the present invention is based on the description of the method for producing the styrene and alpha methylstyrene simultaneously.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치를 이용하면, 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 생산하면서도 소모되는 에너지량을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 에너지 사용량의 감소는, 공정 내 증류탑, 특히, SM/CM 분리탑(500), CM/AMS 분리탑(520) 및 EB/SM 분리탑(600) 각각의 리보일러(reboiler)에서 사용되는 에너지량의 감소로부터 확인할 수 있는데(하기 실시예 참조), 이는, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘의 끓는점 차이가 작고, 서로 간의 상대 휘발도에 영향을 주기 때문에, 이들을 어떠한 순서와 방법으로 분리하는 지에 따라 소비되는 에너지량의 차이가 발생하기 때문이다.As described above, the simultaneous production of styrene and α-methylstyrene according to the present invention can reduce the amount of energy consumed while simultaneously producing styrene and α-methylstyrene. This reduction in energy usage is used in the in-process distillation columns, particularly in the reboilers of the SM /
또한, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치를 이용하면, 에너지를 적게 사용하면서 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 생산할 수 있다. 그리고 원재료와 제품의 시장 가격에 따라 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 생산비율을 다르게 하여 경제성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 스타이렌만의 제조가 가능했던 공정을 개조하여, 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조가 가능하기 때문에, 적은 투자비용으로 알파메틸스타이렌을 제조할 수 있다.Also, by using the method and apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene according to the present invention, it is possible to simultaneously produce styrene and alpha methylstyrene while using less energy. In addition to improving the economical efficiency by changing the ratio of production of styrene and alpha methyl styrene according to the market prices of raw materials and products, Since simultaneous production of methylstyrene is possible, alpha methylstyrene can be produced at low investment cost.
본 발명은, 그간 존재하지 않던 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 이는 기존 공지 기술들로부터 용이하게 유추하기 어려울 뿐만 아니라, 분리 공정의 설계에 따라 에너지 사용량이 과다할 경우에는, 오히려 기존 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 독립적으로 제조하던 기술보다 경제성이 저하될 우려가 있는 만큼, 공정 구성 등에 있어 각별한 주의를 요하는 기술이라 할 수 있어, 관련 업계에 미치는 본 발명의 영향은 적지 않다고 할 수 있다. 즉, 본 발명은 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 동시에 제조하면서도 분리 공정의 구성에 따라 과도하게 소모되는 에너지 사용량을 줄이고, 생산량은 보다 유연하게 조절할 수 있는 것이며, 또한 이와 같은 본 발명의 공정은, 기존 스타이렌과 알파메틸스타이렌을 독립적으로 제조하던 공정을 개조한다면, 적은 투자 비용으로도 구성할 수 있다.The present invention relates to a method and an apparatus capable of simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene which have not existed in the past, and it is difficult to easily deduce from existing known techniques, It is more a technology that requires special attention in the process composition and the like because there is a possibility that the economical efficiency may be lower than the technology in which the existing styrene and alpha methylstyrene are independently produced. The influence of the present invention can be said to be small. That is, the present invention can simultaneously reduce the amount of energy consumed excessively depending on the constitution of the separation process while controlling the production amount more flexibly, while simultaneously producing styrene and alpha methylstyrene. In addition, If the process of independently producing the existing styrene and alpha methyl styrene is modified, it can be constructed with a low investment cost.
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 변경 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 inventions. , And that such changes and modifications are within the scope of the appended claims.
[실시예 1] 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 [Example 1] Simultaneous production of styrene and alpha methylstyrene
도 2에 도시된 바와 같이, 반응기, 열 교환기, 압축부, 디캔터, SM/CM 분리탑, CM/AMS 분리탑, EB/SM 분리탑, TOL/EB 분리탑 및 AMS/Heavies 분리탑으로 구성된 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치에, 원료인 에틸벤젠 및 큐멘을 하기 표 1과 같은 양으로 반응기에 공급한 후, 상기 장치들을 이용하여 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 동시에 제조하였다.As shown in FIG. 2, a styrofoam comprising a reactor, a heat exchanger, a compression section, a decanter, a SM / CM separation tower, a CM / AMS separation tower, an EB / SM separation tower, a TOL / EB separation tower, and an AMS / Heavies separation tower Ethylene benzene and cumene, which are raw materials, were fed to the reactor in the same amounts as shown in Table 1 below, and styrene and alpha methylstyrene were simultaneously produced using the apparatuses.
[비교예 1] 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 제조 [Comparative Example 1] Production of styrene and alpha methylstyrene
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 스타이렌 및 알파메틸스타이렌의 제조 공정도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 표 1과 같은 양의 에틸벤젠 및 큐멘을 반응기(10)에 원료로서 공급하고, 디캔터(20)에서 배출되는 물질들이 EB/SM 분리탑(30)으로 이송되고, 이로부터 배출되는 물질들이 다음 증류탑(40)으로 이송되어 상부로 스타이렌(SM)이 배출 및 회수되고, 나머지 큐멘 및 알파메틸스타이렌 등의 물질들은 하부로 배출되어 CM/AMS 분리탑(50)으로 이송되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌이 순차적으로 제조되었다.3 is a diagram showing a process for producing styrene and alpha methylstyrene according to Comparative Example of the present invention. 3, ethylbenzene and cumene as the amounts shown in Table 1 are supplied as raw materials to the
[실시예 1, 비교예 1] 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 제조 시 사용되는 에너지량 평가 [Example 1, Comparative Example 1] Evaluation of the amount of energy used in the production of styrene and alpha methylstyrene
스타이렌 및 알파메틸스타이렌이 제조되는 상기 실시예 1 및 비교예 1의 각 공정에서 사용된 에너지량, 정확하게는 각 증류탑의 리보일러에서 사용된 에너지량 및 스타이렌(SM)과 알파메틸스타이렌(AMS)의 최종 생산량을 하기 표 2에 나타내었다.The amount of energy used in each step of Example 1 and Comparative Example 1 in which styrene and alpha-methylstyrene are produced, exactly, the amount of energy used in the reboiler of each distillation column, and the amount of styrene (SM) (AMS) are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 동일한 원재료를 투입할 경우, 실시예 1 및 비교예 1의 제품(SM 및 AMS) 생산량은 유사하지만, 실시예 1의 경우, 정제 과정에 이용되는 증류탑의 리보일러 에너지 사용량은, 비교예 1에 비하여 확연하게 감소된 것을 확인할 수 있다. 이는, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘의 끓는점 차이가 작고, 서로 간의 휘발도에 영향을 주기 때문에, 이들을 어떠한 순서와 방법으로 분리하는 지에 따라 소비되는 에너지량의 차이가 발생하게 되는 것이며, 본 발명에 따른 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법 및 장치에 의한 실시예 1은 그에 최적화 된 것이라 할 수 있다.As shown in Table 2, when the same raw materials were added, the production amounts of the products (SM and AMS) of Example 1 and Comparative Example 1 were similar, but in the case of Example 1, the reboiler energy It can be seen that the amount of use is markedly reduced as compared with Comparative Example 1. [ This is because the difference in boiling point between styrene, alpha methyl styrene, ethyl benzene and cumene is small and affects the degree of volatilization among them, so that a difference in the amount of energy consumed occurs depending on the sequence and method of separating them And Example 1 by the method and apparatus for simultaneously producing styrene and alpha methyl styrene according to the present invention can be said to be optimized.
100: 반응기
200: 열 교환기
300: 압축부
400: 디캔터
500: SM/CM 분리탑
520: CM/AMS 분리탑
600: EB/SM 분리탑
620: TOL/EB 분리탑
700: AMS/Heavies 분리탑 100: reactor
200: Heat exchanger
300:
400: decanter
500: SM / CM separation tower
520: CM / AMS Separator
600: EB / SM separation tower
620: TOL / EB separation tower
700: AMS / Heavies Separator
Claims (13)
(b) 상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 단계;
(c) 상기 (b)단계를 거친 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 회수하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계를 거친 반응 생성물 중 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 상기 (c) 단계로 되돌리는 단계;
(e) 상기 (c) 단계에서 회수된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 단계;
(f) 상기 (e) 단계의 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계;
(g) 상기 (f) 단계의 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계;
(h) 상기 (e) 단계의 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 반응부로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 단계; 및
(i) 상기 (h) 단계의 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 증류 분리하는 단계;를 포함하는 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 방법.(a) dehydrogenating ethylbenzene and cumene under a catalyst;
(b) recovering heat from the reaction product by the reaction;
(c) separating the gaseous phase from at least a portion of the reaction product obtained in the step (b) and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, recovering the oil containing styrene and alphamethylstyrene step;
(d) compressing and cooling at least a portion of the gas phase in the reaction product obtained in the step (c), separating the low boiling point component including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase, To the step (c);
(e) distilling at least a part of the oil containing styrene and alpha methyl styrene recovered in step (c) into an oil containing styrene and an unreacted cumene;
(f) recovering styrene from at least a part of the oil containing styrene in step (e), and distilling and separating the oil containing unreacted ethylbenzene;
(g) recovering ethylbenzene from at least a part of the unreacted ethylbenzene-containing oil in step (f) and returning it to the reaction part, distilling and separating the oil containing benzene and toluene;
(h) recovering the cumene from at least a part of the oil containing the unreacted cumene of the step (e) and returning the cumene to the reaction part, distilling and separating the oil containing the alphamethylstyrene; And
(i) recovering alpha methylstyrene from at least part of the oil containing alpha methyl styrene in step (h), and distilling and separating residual high boiling point components, Simultaneous manufacturing method.
상기 반응에 의한 반응 생성물로부터 열을 회수하는 열 교환기;
상기 열이 회수된 반응 생성물의 적어도 일부에서 기체상을 분리하여 압축부로 보내고, 액체상에서 물을 포함하는 응축수를 분리하고, 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분이 회수되는 디캔터;
상기 분리된 기체상의 적어도 일부를 압축 및 냉각시켜, 수소 및 이산화탄소를 포함하는 저비점 성분은 기체상으로 분리하고, 스타이렌, 알파메틸스타이렌, 에틸벤젠 및 큐멘을 포함하는 액체상은 회수하는 것으로서, 압축기, 열교환기 및 드럼으로 이루어진 압축부;
상기 디캔터로부터 공급된 스타이렌 및 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부를, 스타이렌을 포함하는 유분과 미반응 큐멘을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 SM/CM 분리탑;
상기 SM/CM 분리탑에서 분리된 스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 스타이렌을 회수하고, 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분으로 증류 분리하는 EB/SM 분리탑;
상기 EB/SM 분리탑에서 분리된 미반응 에틸벤젠을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 에틸벤젠을 회수하여 상기 반응기로 되돌려 보내고, 벤젠 및 톨루엔을 포함하는 유분을 증류 분리하는 TOL/EB 분리탑;
상기 SM/CM 분리탑에서 분리된 미반응 큐멘을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 큐멘을 회수하여 상기 반응기로 되돌려 보내고, 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분을 증류 분리하는 CM/AMS 분리탑; 및
상기 CM/AMS 분리탑에서 분리된 알파메틸스타이렌을 포함하는 유분의 적어도 일부에서 알파메틸스타이렌을 회수하고, 잔류 고비점 성분을 포함하는 유분을 증류 분리하는 AMS/Heavies 분리탑;을 포함하는 스타이렌과 알파메틸스타이렌의 동시 제조 장치.A reactor in which a dehydrogenation reaction of ethylbenzene and cumene is carried out under a catalyst;
A heat exchanger for recovering heat from the reaction product by the reaction;
A decanter separating the gaseous phase from at least a portion of the recovered reaction product and sending it to the compression section, separating the condensed water containing water from the liquid phase, and recovering the oil containing styrene and alpha methyl styrene;
Compressing and cooling at least a part of the separated gas phase to separate the low boiling point components including hydrogen and carbon dioxide into a gaseous phase and recovering the liquid phase containing styrene, alphamethylstyrene, ethylbenzene and cumene, A compression unit comprising a heat exchanger and a drum;
An SM / CM separation tower for distilling and separating at least a part of the oil containing styrene and alpha-methylstyrene supplied from the decanter, into oil containing the styrene-containing oil and unreacted cumene;
An EB / SM separation tower for recovering styrene from at least a part of the styrene-containing oil separated from the SM / CM separation column and distilling and separating into stale oil containing unreacted ethylbenzene;
A TOL / EB separation tower for recovering ethylbenzene from at least a part of the oil containing unreacted ethylbenzene separated from the EB / SM separation tower and returning the ethylbenzene to the reactor, distilling and separating the oil including benzene and toluene;
A CM / AMS separation tower for recovering cumene from at least a part of the oil containing unreacted cumene separated from the SM / CM separation column and sending it back to the reactor, distilling and separating the oil containing alpha methyl styrene; And
And an AMS / Heavies separation tower for recovering alpha methyl styrene from at least a part of the fraction containing alpha methyl styrene separated from the CM / AMS separation column and distilling and separating the oil containing the residual high boiling point component An apparatus for simultaneous production of styrene and alpha methylstyrene.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150184190A KR101997814B1 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150184190A KR101997814B1 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170074653A KR20170074653A (en) | 2017-06-30 |
| KR101997814B1 true KR101997814B1 (en) | 2019-07-08 |
Family
ID=59279879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150184190A Active KR101997814B1 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101997814B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220089611A (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 엘지화학 | Method for manufacturing of alpha-methylstyrene |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004060839A1 (en) | 2002-12-19 | 2004-07-22 | Dow Global Technologies Inc. | Dehydrogenation of alkyl aromatic compound over a rare earth catalyst |
| US20060135831A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Fina Technology, Inc. | Dehydrogenation process |
| US20070225532A1 (en) | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Tonkovich Anna L | Process for making styrene using mircohannel process technology |
| US20090312590A1 (en) | 2008-06-14 | 2009-12-17 | Schwint Kevin J | Process for the Production of Styrene Monomer by Improving Energy Efficiency and Injecting a Recycle Gas into the EB Vaporizer |
Family Cites Families (4)
| 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 |
| KR100665759B1 (en) * | 2005-02-17 | 2007-01-09 | 삼성토탈 주식회사 | Process for preparing styrene with improved energy efficiency |
| US9902667B2 (en) | 2012-12-19 | 2018-02-27 | Technip Process Technology, Inc. | Method for reducing energy consumption in a process to purify styrene monomer |
| KR102036710B1 (en) * | 2013-03-15 | 2019-10-25 | 테크닙 프로세스 테크놀로지 인코포레이티드 | Method for reducing energy consumption in the production of styrene monomer utilizing azeotropic water/ethylbenzene feed vaporization |
-
2015
- 2015-12-22 KR KR1020150184190A patent/KR101997814B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004060839A1 (en) | 2002-12-19 | 2004-07-22 | Dow Global Technologies Inc. | Dehydrogenation of alkyl aromatic compound over a rare earth catalyst |
| US20060135831A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Fina Technology, Inc. | Dehydrogenation process |
| US20070225532A1 (en) | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Tonkovich Anna L | Process for making styrene using mircohannel process technology |
| US20090312590A1 (en) | 2008-06-14 | 2009-12-17 | Schwint Kevin J | Process for the Production of Styrene Monomer by Improving Energy Efficiency and Injecting a Recycle Gas into the EB Vaporizer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| H.W.G.Heynen et al, 'The catalytic dehydrogenation of ethylbenzene and cumene over catalysts containing uranium oxide', Journal of Catalysis, 1974, Vol.34, pp.167-174 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220089611A (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 엘지화학 | Method for manufacturing of alpha-methylstyrene |
| KR102697567B1 (en) | 2020-12-21 | 2024-08-23 | 주식회사 엘지화학 | Method for manufacturing of alpha-methylstyrene |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170074653A (en) | 2017-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2532642B1 (en) | Low pressure one-step gas-phase process for production of methyl isobutyl ketone | |
| US10308566B1 (en) | Method of separating normal butene using isomerization and process system for separating normal butene | |
| WO2014001461A1 (en) | Process for the production of a mixture comprising cyclohexanone and cyclohexanol from phenol | |
| KR101997814B1 (en) | Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent | |
| US20090312590A1 (en) | Process for the Production of Styrene Monomer by Improving Energy Efficiency and Injecting a Recycle Gas into the EB Vaporizer | |
| KR101888261B1 (en) | Method and apparatus for preparing of styrene and alphamethyl styrene concurrent which reducing an use of energy | |
| US2763702A (en) | Manufacture of methylstyrene | |
| US4113787A (en) | Aromatic hydrocarbon dehydrogenation process | |
| US3597489A (en) | Manufacture of naphthenic hydrocarbons by hydrogenation of the corresponding aromatic hydrocarbons | |
| US3347921A (en) | Preparation of anilines from oxygenated cyclohexanes | |
| US4479025A (en) | Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process | |
| US8450547B2 (en) | Process for cooling the stream leaving an ethylbenzene dehydrogenation reactor | |
| CN104250185A (en) | Low carbon olefin preparation method | |
| KR20170074666A (en) | Separating and recovering method of unreacted alcohol | |
| US4528413A (en) | Process for the synthesis and purification of diisopropenylbenzene | |
| EP3218335B1 (en) | Process for the production of hydrogen chloride, ethylene and vinyl chloride from ethane | |
| US5401895A (en) | Process for preparing divinylbenzene | |
| CN107304159B (en) | Method for preparing methyl styrene and coproducing mesitylene by dehydrogenation of carbon nonaarene mixture and alkyl arene dehydrogenation catalyst | |
| US4755627A (en) | Process for the synthesis and purification of diisopropenylbenzene | |
| US3308179A (en) | Process for dehydrogenation of ethylbenzene | |
| CA1226587A (en) | Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process | |
| EP3218336B1 (en) | Process for the production of ethylene, hydrogen chloride, and vinyl chloride from ethane | |
| CN104250191A (en) | Propylene and isobutene preparation method | |
| JPH01211537A (en) | Production of isopropenylnaphthalenes | |
| CS261891B2 (en) | A method of utilizing the heat of a gaseous phase from the top of a second fractionation column to recover an alkylaromatic hydrocarbon from an effluent leaving an alkylation zone for alkylation of benzene or toluene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20151222 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20180417 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20151222 Comment text: Patent Application |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20190618 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20190702 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20190703 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220622 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230627 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20250623 Start annual number: 7 End annual number: 7 |