正庚烷生产方法与流程

相关申请的交叉引用本申请根据35u.s.c.§119要求于2019年5月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0055404号的优先权，该专利申请通过引用以其整体合并于本文中。以下公开涉及一种正庚烷生产方法。
背景技术：
：纯度为99重量％或更高的正庚烷是一种高价值溶剂产品，其用作药物成分提取剂以及用作在显示器(例如有机发光二极管(oled))显示器的涂覆工艺、丁苯橡胶(sbr)聚合工艺等中使用的溶剂。另外，纯度为99.8重量％或更高的正庚烷用于在汽油的辛烷值的测量试验中使用的基准燃料，用于高效液相色谱法(hplc)用分析装置，且用于制药用溶剂，并且其产品与纯度为99重量％或更高的正庚烷产品分开销售。作为石油化学工艺的芳族化合物处理工艺(苯、甲苯和二甲苯(btx)工艺)是从经过脱硫工艺的石脑油生产苯、甲苯和二甲苯的工艺。作为btx工艺中使用的原材料的脱硫石脑油中混合有正链烷烃。这种正链烷烃本身因如上所述的用途而在商业上是有价值的，并且在芳族化合物处理工艺中，由于在去除正链烷烃组分之后芳族化合物的收率会增加，因此是有利的。因此，在对脱硫石脑油进行正链烷烃去除或将其中包含的组分转化为高价值正链烷烃组分并然后在芳族化合物处理工艺中将该脱硫石脑油用作原料的情况下，整个工艺中的收率能力可以大大提高。技术实现要素：本发明的实施方式旨在提供一种正庚烷生产方法，该方法能够防止纯度提高和产量降低之间的折中，同时能够由脱硫石脑油生产高纯度正庚烷而且还能够生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷。一方面，正庚烷的生产方法包括：蒸馏包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料，去除c8+烃组分和c6-烃组分、并分离c7烃组分的步骤；将分离的c7烃组分加入氢化装置中并对分离的c7烃组分进行氢化的步骤；将氢化的c7烃组分加入模拟移动床(smb)装置中，并将氢化的c7烃组分分离成含有正庚烷的提取物和含有其他组分的提余物的步骤；在提取物塔中蒸馏提取物并分离正庚烷的步骤，其中所产生的正庚烷的纯度为98重量％或更高。正庚烷的生产方法可以进一步包括使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至smb装置的前端的步骤。更具体地，正庚烷的生产方法可以进一步包括：使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至氢化装置的后端和smb装置的前端之间的步骤。在再循环步骤中，再循环率可以是30％至60％。更具体地，所生产的正庚烷的纯度可以为99.8重量％或更高。蒸馏包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料，去除c8+烃组分和c6-烃组分，并分离c7烃组分的步骤可以包括：在第一蒸馏塔中进行蒸馏并去除c8+烃组分的步骤；在第二蒸馏塔中进行蒸馏并去除c6-烃组分的步骤。蒸馏包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料，去除c8+烃组分和c6-烃组分，并分离c7烃组分的步骤可以包括：在第一蒸馏塔中进行蒸馏并去除c6-烃组分的步骤；在第二蒸馏塔中进行蒸馏并去除c8+烃组分的步骤。包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料可以是脱硫石脑油。相对于包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料的总重量100重量％，该进料包含3重量％至10重量％的c6-正链烷烃、5重量％至15重量％的c7正链烷烃、5重量％至20重量％的c8+正链烷烃和包含环烷烃、异链烷烃和芳族组分的余量。在另一个总体方面，提供了通过正庚烷生产方法生产的正庚烷。根据以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将变得显而易见。附图说明图1是根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法的工艺图。图2是根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法的工艺图。图3是比较例1的正庚烷生产方法的工艺图。图4是比较例2的正庚烷生产方法的工艺图。[主要要素的详细说明]10：第一蒸馏塔11：第二蒸馏塔20：氢化装置30：第三蒸馏塔40：汽提装置50：模拟移动床装置51：提取物塔52：提余物塔53：解吸剂储器60：干燥器101：再循环管具体实施方式除非另有定义，否则本说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员所通常理解相同的含义。在整个本说明书中，除非有相反的明确描述，否则“包括”任何组成部分将被理解为暗示包括其他组成部分而不是排除任何其他组成部分。另外，除非上下文另外明确指出，否则单数形式包括复数形式。除非在本说明书中另外特别定义，否则术语“高纯度正庚烷”可以指具有98重量％或更高，更具体地99重量％或更高的纯度的正庚烷。除非在本说明书中另外特别定义，否则术语“超高纯度正庚烷”可以指具有99.8重量％或更高的纯度的正庚烷。本发明涉及由脱硫石脑油生产正庚烷的方法。具体地，根据基于本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法，可以生产用作药物成分提取剂以及用作在显示器(例如有机发光二极管(oled))显示器的涂覆工艺、丁苯橡胶(sbr)聚合工艺等中使用的溶剂的高纯度正庚烷。此外，根据基于本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法，可以以高收率生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷，其能够用于在辛烷值的测量试验中使用的基准燃料，用于高效液相色谱法(hplc)用分析装置，且用于制药用溶剂。根据本发明的示例性实施方式的正庚烷生产方法包括：蒸馏包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料，去除c8+烃组分和c6-烃组分并分离c7烃组分的步骤；将分离的c7烃组分加入氢化装置中并氢化分离的c7烃组分的步骤；将氢化的c7烃组分加入模拟移动床(smb)装置中并将氢化的c7烃组分分离成含有正庚烷的提取物和含有其他组分的提余物的步骤；和在提取物塔中蒸馏提取物并分离正庚烷的步骤。根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法是由包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料生产正庚烷的方法。在正庚烷生产方法中，在仅分离出c7烃组分后，可以依次进行氢化和smb工艺。对进料依次进行氢化和smb工艺，使得可以生产具有98重量％或更高，更具体地99重量％或更高的高纯度的正庚烷。另外，正庚烷是通过预先通过氢化去除芳族组分等并仅对非芳族组分进行smb工艺而生产的，使得可以在改变smb工艺的具体条件而无需考虑芳族组分等的具体性质的同时生产正庚烷，并且可以在进行smb工艺之后生产高纯度的正庚烷而无需额外的蒸馏工艺。因此，该工艺不仅可以非常容易地操作和管理，而且可以被简化，这可以降低整个工艺的成本。具体地，在进行smb工艺之后进行氢化的情况下，在smb工艺中，含有大量作为所需产物的正庚烷的提取物中不可避免地混合有芳族组分，这降低了smb工艺的操作效率。因此，需要设置smb工艺的条件以使操作效率的降低最小化，而且需要添加诸如额外的蒸馏工艺的分离工艺，因为即使在进行氢化之后，由于除了正庚烷以外的大量残留组分而不能充分提高正庚烷的纯度，并且必须进行对具有的性质与正庚烷性质不同的芳族化合物氢化产物的去除。相反，在预先进行氢化的情况下，芳族组分被预先去除，因此在随后的smb工艺中的提取物中不存在芳族组分。因此，可以容易地进行smb工艺，并且可以生产高纯度的正庚烷而无需在进行氢化之后的额外的分离工艺。根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法可进一步包括使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至smb装置的前端的步骤。通过进一步包括再循环步骤，可以以高收率生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷。具体地，在根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法中，为了将正庚烷的纯度提高至99.8重量％或更高，需要提高添加到smb工艺中的进料中正庚烷的纯度。然而，为了在不进行再循环的情况下提高添加到smb工艺中的进料中正庚烷的纯度，必须降低先前工艺中的处理能力，因此降低smb工艺中的处理能力。因此，会使纯度为99.8重量％或更高的正庚烷的产量降低到正庚烷实际上无法工业应用的程度。也就是说，由于添加到smb工艺中的进料中正庚烷的纯度和smb工艺中的处理能力处于折中关系，因此需要用于解决这种折中关系的解决方案。为此，根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法可进一步包括使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至smb装置的前端的步骤。也就是说，使在smb工艺之后在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至smb装置的前端，使得可以提高添加到smb工艺中的进料中正庚烷的纯度。因此，可以提高最终正庚烷产物的纯度而不会降低整个工艺中的处理能力。更具体地，根据本发明的示例性实施方式的正庚烷生产方法可以进一步包括使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至氢化装置的后端和smb装置的前端之间的步骤。使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至氢化装置的后端和smb装置的前端之间可以是更有利的。这是由于以下事实：在使正庚烷的一部分再循环至氢化装置的前端的情况下，随着氢化工艺和smb工艺之间的处理能力增加，在氢化工艺和smb工艺之间增加要在诸如蒸馏工艺和汽提工艺的分离工艺中处理的量，因此可能不必要地增加工艺成本。同时，在再循环步骤中，再循环率可以为30％至60％，并且更具体地为35％至55％。为了在将工艺中的处理能力保持在预定水平或更高水平的同时生产产品，需要将再循环速率保持在适当水平。当再循环率低时，由于工艺中的处理能力降低，因此正庚烷的产量可能降低。在该范围内，使在提取物塔中分离出的正庚烷的一部分再循环至smb装置的前端，使得可以生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷，而不会降低整个工艺的处理能力。在此，再循环速率可以指相对于从提取物塔排出的含有正庚烷的排出物的总重量100重量％的正庚烷的再循环量。在根据本发明的示例性实施方式的正庚烷生产方法中，包含c6烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料可以是脱硫石脑油。也就是说，包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料可以是通过对从原油中分离的石脑油进行脱硫工艺而获得的脱硫石脑油。相对于脱硫石脑油的总重量100重量％，脱硫石脑油可以包含3重量％至10重量％的c6-正链烷烃、5重量％至15重量％的c7正链烷烃、5重量％至20重量％的c8+正链烷烃和包含环烷烃、异链烷烃和芳族组分的余量。更具体地，相对于脱硫石脑油的总重量100重量％，脱硫石脑油可以包含3重量％至10重量％的c6-正链烷烃、5重量％至15重量％的c7正链烷烃、5重量％至20重量％的c8+正链烷烃、20重量％至35重量％的环烷烃、25重量％至40重量％的异链烷烃和5重量％至15重量％的芳族组分。在根据本发明的示例性实施方式的正庚烷生产方法中，蒸馏包含c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料，去除c8+烃组分和c6-烃组分并分离c7烃组分的步骤可以包括：在第一蒸馏塔中进行蒸馏并去除c8+烃组分的步骤；和在第二蒸馏塔中进行蒸馏并去除c6-烃组分的步骤。可以通过蒸馏从含有c6-烃组分、c7烃组分和c8+烃组分的进料中去除c6-烃组分和c8+烃组分。在这种情况下，去除c6-烃组分和c8+烃组分的顺序不限于特定顺序。也就是说，第一蒸馏塔和第二蒸馏塔的术语仅是为了方便而给出的，其序号并不表示顺序。可以在去除c6-烃组分之后去除c8+烃组分。或者，可以在去除c8+烃组分之后去除c6-烃组分。在根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法中，可以通过公知的蒸馏方法进行蒸馏，并且可以根据需要调节蒸馏塔的级数。作为非限制性示例，可以使用包括塔底再沸器和塔顶冷凝器并且具有10至100的级数的单个或多个蒸馏塔。在根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法中，可以通过将不饱和烃(诸如芳族组分和烯烃)氢化为饱和烃的方法来进行氢化。由于当将反应物注入氢化反应器中时，因在氢化期间产生的反应热而反应器温度和出口温度可能会升高，因此优选在降低氢化反应器温度之后将要添加的反应物注入氢化反应器中。具体的氢化方法可以通过本领域已知的方法进行，并不限于特定的方法。在根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法中，使用smb装置的smb工艺可以通过以下方法进行：使用包括填充有沸石类吸附剂的吸附床和开闭阀的装置，将对吸附剂具有高选择性的组分吸附到吸附剂上并且将其提取为提取物，并且将残余组分作为提余物排出。然而，本发明不必限于此。图1和图2是根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法的工艺图。在下文中，将参考图1和图2描述根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法。首先，如图1所示，将脱硫石脑油添加到第一蒸馏塔10中，并且通过第一蒸馏塔的下部去除c8+烃组分，然后通过第一蒸馏塔的上部分离c7-烃组分。之后，将c7-烃组分添加至第二蒸馏塔11中，并且通过第二蒸馏塔的上部去除c6-烃组分，然后通过第二蒸馏塔的下部分离c7烃组分。将分离的c7烃组分添加至氢化装置20中，并且通过氢化将不饱和烃组分(例如芳族组分和烯烃组分)转化为饱和烃组分。或者，如图2中所述，将脱硫石脑油添加到第一蒸馏塔10中，并且通过第一蒸馏塔的上部去除c6-烃组分，然后通过第一蒸馏塔的下部分离c7+烃组分。此后，将c7+烃组分添加至第二蒸馏塔11中，并且通过第二蒸馏塔的下部去除c8+烃组分，然后通过第二蒸馏塔的上部分离c7烃组分。将分离的c7烃组分添加至氢化装置20中，并且通过氢化将不饱和烃组分(例如芳族组分和烯烃组分)转化为饱和烃组分。此后，对于氢化排出物，可以根据需要另外进行经由第三蒸馏塔30的蒸馏工艺和/或经由汽提装置40通过汽提工艺另外去除具有低沸点的液体组分的工艺。然而，在根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法中，这些工艺可以根据需要另外进行，并且不一定必须进行。接下来，将氢化的排出物添加到模拟移动床(smb)装置50中，通过smb装置的上部分离正庚烷作为提取物，而通过smb装置的下部分离其他组分作为提余物。在这种情况下，提取物和提余物中可能混合有解吸剂。这里，可以在提余物塔52中将提余物分离成解吸剂(通过提余物塔的上部)和提余物(通过提余物塔的下部)。分离的提余物可以用作芳族组分处理工艺中的原料，或者可以用作用于调和汽油的油。从提余物塔的上部排出的解吸剂可以再次通过解吸剂储器53添加到smb装置50中。从smb装置50的上部排出的提取物包含分离的正庚烷。可以在提取物塔51中将提取物分离成解吸剂(通过提取物塔的上部)和包含正庚烷的提取物(通过提取物塔的下部)。从提取物塔的上部排出的解吸剂可以再次通过解吸剂储器53添加到smb装置50中。从提取物塔下部排出的正庚烷可以作为最终产物获得。同时，在此，为了使最终正庚烷产物的纯度提高至99.8重量％或更高，可以通过与连接至提取物塔51的下部的排出管连接的再循环管101使从提取物塔51下部排出的正庚烷再循环至氢化装置20的后端和smb装置50的前端之间。因此，如上所述，可以在整个工艺中不降低处理能力的情况下生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷。作为示例，在图1中示出了从提取物塔51下部排出的正庚烷的再循环进入位置，对排出的正庚烷的再循环进入位置没有特别限制，只要其位于氢化装置20的后部与smb装置50的前端之间即可。在下文中，将描述本发明的优选实施例和比较例。然而，以下实施例仅是本发明的优选实施例，并且本发明不限于以下实施例。[实施例1]通过将经过脱硫工艺的脱硫石脑油用作原料根据图1所示的工艺生产了正庚烷。再循环率为45％，该再循环率是通过使从提取物塔排出的含有正庚烷的排出液再循环至smb装置的前端而获得的。其中使用的脱硫石脑油的组成如表1所示。[表1]c6-正链烷烃c7正链烷烃c8+正链烷烃环烷烃异链烷烃芳族组分总量(含量，重量％)8.459.907.7228.8035.289.85100最终获得的正庚烷的纯度为99.86重量％。[实施例2]以与实施例1相同的方式生产了正庚烷，不同之处在于，根据图2所示的工艺生产了正庚烷。最终获得的正庚烷的纯度为99.85重量％。[实施例3]在不使从提取物塔中排出的包含正庚烷的排出液进行再循环的情况下，通过使用具有表1所示组成的脱硫石脑油作为原料，以与实施例1相同的方式以与实施例1相同的收率生产了正庚烷。最终获得的正庚烷的纯度为99.36重量％。[比较例1]通过使用具有表1所示组成的脱硫石脑油作为原料，根据如图3所示的工艺以与实施例1相同的收率生产了正庚烷。最终获得的正庚烷的纯度为99.51重量％。在进行了如图3所示的smb工艺和氢化工艺的情况下，为了生产纯度为99重量％或更高的正庚烷，在最后阶段必需进行蒸馏工艺12。[比较例2]通过使用具有表1所示组成的脱硫石脑油作为原料，根据如图4所示的工艺以与实施例1相同的收率生产了正庚烷。最终获得的正庚烷的纯度为95.12重量％。在进行了如图4所示的smb工艺和氢化工艺的情况下，当在最后阶段不进行另外的蒸馏工艺时，未能生产纯度为98重量％或更高，更具体地99重量％或更高的正庚烷。如上所述，根据本发明的示例性实施方式，提供了一种正庚烷生产方法，该方法能够防止纯度提高和产量降低之间的折中，同时能够由脱硫石脑油生产具有高纯度的正庚烷并且还生产具有99.8重量％或更高的超高纯度的正庚烷。此外，根据本发明示例性实施方式的正庚烷生产方法，由用作芳族化合物处理工艺(btx工艺)中的原料的脱硫石脑油生产正庚烷产品，因此，可以提高btx工艺的收益率。此外，在将通过本发明的生产方法去除了正链烷烃的脱硫石脑油用作btx工艺中的原料的情况下，也可以提高btx工艺中的收率。当前第1页12