탄화수소의부분산화반응생성물의제조방법

申请号 KR1019940024732 申请日 1994-09-29 公开(公告)号 KR100363179B1 公开(公告)日 2003-05-01
申请人 더 비오씨 그룹 인코포레이티드; 发明人 라마크리쉬난라마챤드란; 록에이취.다오;
摘要 An ethylene stream which contains ethane as an impurity or a propylene stream which contains propane as an impurity is subjected to adsorption at a temperature of 50 DEG to 200 DEG C. in a bed of adsorbent which selectively adsorbs ethylene or propylene, thereby adsorbing substantially all of the ethylene or propylene. The purified ethylene or propylene stream is then subjected to partial oxidation in the presence of oxygen and, optionally ammonia to produce various partial oxidation products. The process is operated on a low per pass conversion with recycle of unreacted ethylene or propylene. In the system of the invention the adsorption unit may be upstream or downstream of the partial oxidation reactor.
权利要求
  • (a) 프로필렌-프로판 가스 혼합물을, 알루미나 4A형 제올라이트, 5A형 제올라이트, 13X형 제올라이트, Y형 제올라이트 및 이들의 혼합물중에서 선택된 흡착제를 함유하는 흡착 영역에 통과시킴으로써 프로필렌-프로판 가스 혼합물로부터 프로필렌을 선별적으로 흡착하는 단계;
    (b) 상기 흡착제를 재생시킴으로써 프로필렌 풍부 가스를 형성하는 단계;
    (c) 상기 프로필렌 풍부 가스를, 목적하는 부분 산화반응 생성물 함유 가스 생성물을 생성시키는 조건하의 반응 영역에서 적당한 산화반응 촉매의 존재하에 산소 함유 가스와 접촉시키는 단계; 및
    (d) 단계(c)에서 생성된 가스 생성물로부터 부분 산화반응 생성물을 회수하는 단계를 포함하는,
    부분 산화반응 생성물의 제조방법.
  • (a) 에틸렌-에탄 가스 혼합물을, 알루미나, 4A형 제올라이트, 5A형 제올라이트, 13X형 제올라이트, Y형 제올라이트 및 이들의 혼합물중에서 선택된 흡착제를 함유하는 흡착 영영게 통과시킴으로써 에틸렌-에탄 가스 혼합물로부터 에틸렌을 선별적으로 흡착하는 단계;
    (b) 상기 흡착제를 재생시킴으로써 에틸렌 풍부 가스를 형성하는 단계;
    (c) 상기 에틸렌 풍부 가스를, 목적하는 부분 산화반응 생성물 함유 가스 생성물을 생성시키는 조건하의 반응 영역에서 적당한 산화반응 촉매의 존재하에 산소 함유 가스와 접촉시키는 단계; 및
    (d) 단계(c)에서 생성된 가스 생성물로부터 부분 산화반응 생성물을 회수하는 단계를 포함하는,
    부분 산화반응 생성물의 제조방법.
  • 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (d) 후에 잔류하는 가스 생성물의 적어도 일부를 상기 흡착 영역 또는 상기 반응 영역 또는 상기 흡착 영역과 반응 영역으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  • (a) 프로필렌-프로판 혼합물 및 산소-함유 가스를, 부분 산화반응 생성물, 미반응 프로필렌 및 프로판을 함유하는 가스 생성물을 생성시키는 조건하의 반응 영역에서 부분 산화반응 촉매와 접촉시키는 단계;
    (b) 단계(a)에서 생성된 가스 생성물로부터 부분 산화반응 생성물을 회수하는 단계;
    (c) 상기 가스 생성물을, 알루미나, 4A형 제올라이트, 5A형 제올라이트, 13X형 제올라이트, Y형 제올라이트 및 이들의 혼합물중에서 선택된 흡착제 포함하는 흡착 영역에 통과시킴으로써 가스 생성물로부터 프로필렌을 선별적으로 흡착시키는 단계;
    (d) 상기 흡착제를 재생시킴으로써 프로필렌 풍부 가스 스트림을 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 프로필렌 풍부 가스 스트림을 반응 영역으로 재순환시키는 단계를 포함하는, 부분 산화반응 생성물의 제조방법.
  • (a) 에틸렌-에탄 혼합물 및 산소-함유 가스를, 부분 산화반응 생성물, 미반응 에틸렌 및 에탄을 함유하는 가스 생성물을 생성시키는 조건하의 반응 영역에서 부분 산화반응 촉매와 접촉시키는 단계;
    (b) 단계(a)에서 생성된 가스 생성물로부터 부분 산화반응 생성물을 회수하는 단계;
    (c) 상기 가스 생성물을, 알루미나, 4A형 제올라이트, 5A형 제올라이트, 13X형 제올라이트, Y형 제올라이트 및 이들의 혼합물중에서 선택된 흡착제 포함하는 흡착 영역에 통과시킴으로써 가스 생성물로부터 에틸렌을 선별적으로 흡착시키는 단계;
    (d) 상기 흡착제를 재생시킴으로써 에틸렌 풍부 가스 스트림을 재생하는 다계; 및
    (e) 상기 에틸렌 풍부 가스 스트림을 반응 영역으로 재순환시키는 단계를 포함하는,
    부분 산화반응 생성물의 제조방법.
  • 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    약 50 내지 250℃의 온도 범위에서 흡착 단계를 실시하는 방법.
  • 제 6 항에 있어서,
    흡착제가 4A형 제올라이트인 방법.
  • 제 7 항에 있어서,
    흡착제가 상기 4A형 제올라이트내에 나트륨 이온의 25% 미만의 수준으로 나트륨 이온 이외의 다른 교환가능한 양이온을 포함하는 방법.
  • 제 6 항에 있어서,
    산소 함유 가스가 순수한 산소인 방법.
  • 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    부분 산화반응 생성물이 프로필렌 옥사이드, 아크롤레인, 아크릴산, 프로피온산, i-프로필 알콜, 아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 방법.
  • 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
    부분 산화반응 생성물이 에틸렌 옥사이드, 에틸렌 디클로라이드, 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 방법.
  • 제 7 항에 있어서,
    약 70 내지 약 170℃ 범위의 온도 및 약 1 내지 50 바아의 절대 압력하에서 흡착 단계를 실시하는 방법.
  • 제 7 항에 있어서,
    4A형 제올라이트가 구리 이온을 함유하고,
    약 100 내지 200℃ 범위의 온도 및 약 1 내지 50 바아의 절대압력하에서 흡착 단계를 실시하는 방법.
  • 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    흡착 및 재생 단계가 압력 스윙식 흡착 사이클을 포함하는 방법.
  • 说明书全文

    탄화수소의 부분 산화반응 생성물의 제조 방법{PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HYDROCARBON PARTIAL OXIDATON PRODUCTS}

    본 발명은 적당한 촉매의 존재하에서 에틸렌 또는 프로필렌과 산소-함유 가스의 반응에 의하여 부분 산화반응 생성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 적당한 산화 촉매의 존재하에서 불순물로서 프로판을 함유하는 프로필렌 스트림 또는 에틸렌 스트림을 산소-함유 가스와 접촉시킴으로써 탄화수소 부분 산화반응 생성물을 제조하는 증기상 제조 방법에 관한 것이다.

    특정 부분 산화반응 생성물은 적당한 촉매하의 증기상(vapor phase)에서 에틸렌 또는 프로필렌의 산화에 의하여 상업적으로 생산된다. 예컨대 에틸렌 옥사이드 및 비닐 클로라이드는 선택한 촉매의 존재하에서 산소로 에틸렌을 부분적 산화시킴으로써 생산되고 아크릴로 니트릴, 프로필렌 옥사이드 및 아크롤렌인은 선택한 촉매의 존재하에 산소로 프로필렌을 부분적 산화시킴으로써 생산된다. 공기는 저렴한 비용 및 용이한 이용성으로 인하여 일반적으로 산소원으로서 사용된다. 반응은 적당한 반응기에서 실시할 수 있으며 원하는 부분 산화반응 생성물 및 부산물로서 일반적으로 일산화탄소, 이산화탄소 및 물을 생성한다. 반응 전환율은 일반적으로 100% 이하이며, 따라서 반응기 유출물은 또한 일반적으로 반응하지 않은 에틸렌 또는 프로필렌을 함유한다. 또한 산업용 등급의 에틸렌 및 프로필렌은 일반적으로 소량, 예컨대 각각 약 10 부피% 이하의 에탄 및 프로판을 함유한다. 그러므로 에탄 및 프로판은 일반적으로 에틸렌 및 프로필렌 부분적 산화 반응 촉매에 영향을 받지 않기 때문에 유출물은 보통 에탄 또는 프로판을 함유한다. 이들 성분이외에 산화제로서 공기를 사용할 경우 유출물은 질소 및 아르곤을 함유할 것이다.

    과거에는 탄화수소를 원하는 생성물로 최대한 전환시키면서 단일-통과 기준(single-pass basis)으로 상기한 부분 산화반응 공정을 실시하는 것이 보통이었다. 이는 원하는 산화반응 생성물에 대한 선별성이 높은 전환율에서는 최대이하이었기 때문에 낮은 전체 효율을 초래 하였다. 결과적으로 반응기 유출물에서 탄소 산화물의 전환율은 높았다. 유출물 스트림은 일반적으로 소각되어 유출물로부터 구체화된 유일한 회수물은 탄화수소 및 일산화탄소의 연소로부터 생기는 열 양 (heat value)이다.

    원하는 부분적 산화 반응 생성물의 회수후 반응기로 가스성 유출물의 재순환 부에 대한 개선이 후차적으로 이루어 졌다. 이 개선에 의하여 탄화수소 전환을 낮출수 있고 원하는 생성물에 대한 선택성을 증가시킬 수 있게 되었다. 이러한 개선의 결과 낮아진 “관통”(per pass) 전환이 초래되고 공정의 전반적인 효율이 증가되었다. 그러나 이와 같은 재순환 공정에서 원하는 부분적 산화 생성물의 회수후 남아 있는 유출물 일부는 시스템으로부터 제거되어야만 하며 에탄 및 프로판과 같은 알칸 및 질소와 탄소 산화물의 축적을 방지한다.

    에탄으로부터 에틸렌 및 프로판으로부터 프로필렌을 제거하는 어려움때문에 알켄 공급물이 불순물로서 대응 알칸을 포함할 경우에 재순환 에틸렌 및 프로필렌 부분 산화 공정의 작동은 달성하기 어렵다. 후 생성물 회수 영역에서 에탄으로부터 에틸렌 및 프로판으로부터 프로필렌을 분리하는 것이 저조할 경우에는 전체 공정에서 에탄 또는 프로판의 축적을 초래할 수 있다. 재순환 부분적 산화 공정의 효율을 증가시키려는 많은 연구와 노력이 계속되고 있다. 이러한 노력은 알켄을 반응기로 재순환시키기 전에 대응 알칸으로부터 알켄을 분리하는 개선된 공정에 대한 연구에 관한 것이다. 본 발명은 이와 같은 개선된 공정을 제공한다.

    본 발명은 적당한 촉매 및 기타 필요한 반응물, 예컨대 에틸렌 디클로라이드 및 비닐 클로라이드 생산에 대해서는 염화 수소 및 아크릴로니트릴 생산에 대해서는 암모니아의 존재하에서 에틸렌 또는 프로필렌을 산소로 증기상 산화시키고, 가스성 반응기 유출물로부터 부분 산화반응 생성물을 회수하고 반응되지 않은 알켄을 반응 영역으로 재순환시킴으로써 에틸렌 옥사이드, 에틸렌 디클로라이드, 비닐 클로라이드, 프로필렌 옥사이드, 아크릴산 및 아크릴로니트릴과 같은 에틸렌 및 프로필렌 부분적 산화 생성물을 제조하는 재순화 공정에 관한 것이다.

    본 발명의 일 구체예에 따라, 불순물로서 프로판을 함유하는 프로필렌 스트림 또는 불순물로서 에탄올 함유하는 에틸렌 스트림을, 이들 알켄중의 하나와 하나 이상의 알칸을 함유하는 가스 혼합물로부터 에틸렌과 프로필렌을 선별적으로 흡착하는 흡착제를 포함하는 하나 이상의 흡착 반응기에서 고온의 압력 스윙식 흡착(PSA; pressure swing adsorption) 공정 또는 온도 스윙식 흡착(TSA; temperature swing adsorption) 공정에 적용시킨다. 흡착 공정은 대응 알칸이 풍부한 비흡착된 생성물 스트림 및 알켄이 풍부한 흡착된 스트림을 형성시킨다. 이 공정은 흡착된 생성물 가스 스트림중의 실질적으로 반응하지 않은 모든 알켄은 보유하며 흡착되지 않은 폐기물 스트림중의 대부분의 알칸은 거부하도록 작동하는 것이 바람직하다. 흡착 베드의 탈착식 얻어지는 알켄-풍부 가스 스트림은 알켄의 부분적 산화를 야기하는 조건하에서 적당한 부분 산화반응 촉매의 존재하에 반응 영역의 증기상에서 산소-함유 가스 및 기타 다른 필요한 반응물과 접촉함으로써 하나 이사으이 부분 산화반응 생성물, 부산물인 탄소 산화물, 반응하지 않은 알켄 및 있을수 있는 일부 산소 및 질소와 같은 기타 가스 성분을 생성한다. 산화 반응기를 떠나는 가스 생성물 스트림은 부분 산화반응 생성물 응축기 또는 스크루버와 같은 부분 산화반응 생성물은 가스 스트림으로부터 회수된다. 부분 산화반응 회수 단계후 남아 있는 가스 스트림은 시스템으로부터 배출되어 제거될 수 있으나 반응하지 않은 알겐이 가스 스트림의 다른 가스 성분으로부터 분리되는 가스 분리 시스템에 도입되는 것이 바람직하다. 분리된 알켄은 부분 산화반응 반응기로 재순환된다.

    본 발명의 구체예의 바람직한 태양은 부분 산화반응 반응기를 떠나는 고온가스성 생성물 스트림을 흡착 시스템에 공급물로서 사용되어 지는 알켄-알칸 스트림과 간접적인 후발 스트림을 가열한다.

    본 발명의 바람직한 구체예에 따라서, 불순물로서 에탄올 함유하는 에틸렌 스트림 또는 불순물로서 프로판을 함유하는 프로필렌 스트림은 먼저 상기한 부분 산화반응 반응기에 도입됨으로써 하나 이상의 부분 산화반응 생성물, 부산물인 탄소 산화물, 반응하지 않은 알켄, 일부 대응 알칸 및 있을 수 있는 과량의 산소 및 질소와 같은 다른 가스 성분을 생성한다. 산화 반응기를 떠나는 가스 생성물 스트림은 부분 산화반응 생성물 회수 유니트에서 처리되어 원하는 부분 산화반응 생성물을 회수한다. 가스 생성물 스트림으로부터 부분적 산화 반응 생성물을 회수한 후, 부분 산화반응 생성물-무함유 생성물 스트림 전부 또는 일부는 가스 혼합물로부터 알켄을 우선적으로 흡착 하는 흡착제 베드에서 고온의 온도 스윙식 흡착 공정 또는 압력 스윙식 흡착 공정에 적용시킨다. 흡착 공정은 실질적으로 모든 산소 및 질소와 대부분의 탄소 산화물 및 생성물 스트림에 포함된 대응 에탄 또는 프로판을 함유하는 비-흡착된 생성물 스트림과 대부분의 반응되지 않은 에틸렌 또는 프로필렌과 일반적으로 적은 양의 탄소 산화물 및 일부 에탄 또는 프로판을 함유하는 흡착된 성분의 형성을 초래한다. 이 공정은 생성물 가스 스트림에서 실질적으로 모든 반응되지 않은 알켄을 보유하며 이산화 탄소, 일산화 탄소 및 희석제로서 시스템에 유지되는 것이 바람직한 초과량으로 대응 알칸을 제거하도록 작동하는 것이 바람직하다.

    본 발명의 바람직한 구체예에서, 흡착제는 A 형 제올라이트이고 가장 바람직한 구체예에서는 4A 형 제올라이트이다.

    흡착 단계는 전형적으로 약 0 내지 약 250℃ 범위의 온도에서 실시하며 약 50℃ 이상의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 바람직한 상한 온도는 약 200℃ 이다. 흡착 단계는 약 70 내지 170℃ 범위의 온도 및 약 1 내지 20 바아의 절대 압력하에서 실시하는 것이 가장 바람직하다.

    본 발명의 공정은 에틸렌 옥사이드, 비닐 클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 비닐 아세테이트, 프로필렌 옥사이드, 아크롤레인, 아크릴산, 프로피온산, i-프로필 알콜, 아크릴로니트릴 및 이들 혼합물의 제조에 특히 유용하다.

    본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 부분 산화반응은 산화제로서 실질적으로 순수한 산소를 사용하여 실시하며 흡착 베드 재생 단계는 진공 수단을 이용함으로써 또는 베드를 하나 이상의 불활성 가스, 흡착 시스템으로부터의 비-흡착된 가스 생성물 또는 흡착 시스템으로부터의 흡착된 생성물 가스로 스크루빙함으로써 또는 진공 및 스크루빙 재생 과정의 결합으로 이루어 지며, 베드 재압력화는 흡착 시스템으로부터 알켄-풍부한 탈착 가스를 이용함으로써 이루어진다.

    본 명세서에서 사용되는 바와 같은 “알켄” 은 에틸렌 또는 프로필렌을 의미한다. 알켄이 에틸렌을 의미할 경우에는 “대응 알칸”은 에탄이고 알켄이 프로필렌을 의미할 경우에는 대응 알칸은 프로판을 의미한다. 본 명세서에서, “부분 산화반응 생성물”은 에틸렌 또는 프로필렌의 산화에 의하여 발생되는 일산화 탄소 및 이산화 탄소이외의 다른 화학적 화합물을 의미한다. 본 발명이 이용될 수 있는 전형적인 부분 산화반응 생성물 제조 공정은:

    1. 실리카 또는 알루미나상에 지지된 은 산화물 촉매의 존재하에서 에틸렌과 산소의 반응에 의한 에틸렌 산화물의 제조.

    2.염화 수은, 염화 제 2철, 염화 구리 또는 염화 칼륨과 같은 지지되거나 지지되지 않은 촉매의 존재하에서 에틸렌과 산소 및 염화 수소의 반응에 의한 에틸렌 디클로라이드 및 그에 의한 비닐 클로라이드의 제조.

    3. 실리카 또는 알루미나 또는 혼합된 용융 질산 염상에 지지된 은 산화물 촉매의 존재하에서 프로필렌과 산소와의 반응에 의한 프로필렌 산화물의 제조, 그 예로는 용융 질산 나트륨 및 칼륨의 존재하에 프로필렌과 산소의 반응에 의하여 프로필렌 옥사이드를 제조 하는 것을 들 수 있다.

    4. 몰르브덴-비스무트-철 촉매상에서 프로필렌과 산소의 반응에 의한 아크롤레인의 제조.

    5. 실리카 또는 알루미나상에 지지된 우라늄-안티몬 옥사이드 또는 철-안티몬 옥사이드 또는 비스무드-몰리브덴 옥사이드 촉매의 존재하에 프로필렌과 산소 및 암모니아의 반응에 의한 아크릴로 니트릴의 제조.

    상기 예에서 자명한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법은 적당한 촉매의 존재하에서 에틸렌 또는 프로필렌과 산소의 반응에 의하여 다양한 부분 산화반응 생성물의 제조에 이용될 수 있다. 본 발명의 공정에서 실시되는 특정한 부분 산화반응은 본 발명에 있어 결정적으로 중요한 것은 아니다. 일반적으로 본 발명의 제조 공정은 촉매의 존재하에서 에틸렌 또는 프로필렌과 산소의 반응(부분 산화반응이 암옥시데이션일 때 적당한 경우에도 암모니아와 같은 다른 반응물)에 의하여 주 생성물로서 부분 산화반응 생성물 및 부산물로서 이산화탄소 및 일산화 탄소를 생성함을 포함한다.

    본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 잘 이해될 것이다(도면에서 도면간에 동일 또는 유사 장치에 대해서는 동일한 숫자를 사용하여 표시하였다). 본 발명의 이해에 필수적이지 않은 압축기, 열교환기 및 밸브와 같은 보조 장치는 본 발명의 설명을 단순화하기 위하여 도면에서 제외하였다.

    본 발명의 제 1 구체예에서, 불순물로서 대응 알칸을 함유하는 에틸렌 또는 프로필렌 공급물 스트림을 정제하여 스트림으로부터 알칸을 제거하고 정제된 알켄 스트림은 부분 산화반응 반응기에서 반응시켜 원하는 부분 산화반응 생성물을 생성한다. 부분 산화반응반응기를 떠난 가스 생성물은 냉각되고 부분 산화반응 생성물은 냉각된 반응기 유출물로부터 분리된다. 생성물이 제거된 후 가스 스트림에 남아있는 반응하지 않은 알켄은 가스 스트림으로부터 회수되어 부분 산화반응 반응기로 재순환된다. 이 구체예는 제 1 도에 도시되어 있다. 제 1 도에서는 정제기 A 는 흡착 시스템이고 B 는 부분적 산화 반응기이고, 임의 유니트 C 는 열교환기이고, D 는 생성물 회수 유니트이고 임의 유니트 E 는 가스 분리기이다.

    제 1 도를 좀 더 구체적으로 설명하면, 정제기 A 는 알켄 및 하나 이상의 알칸을 포함하는 가스 혼합물로부터 알켄을 우선적으로 흡수하는 흡착제로 채워진 둘 이상의 정지 베드를 전형적으로 포함하는 압력 스윙식 또는 온도 스윙식 흡착 시스템이다. 이 베드는 일반적으로 평행하게 배열되어 있으며 흡착 및 탈착을 포함한 순환 공정으로 작동하도록 만들어져 있다. 순환은 흡착 및 재생의 기초 단계이외에 다른 단계를 포함할 수 있으며 흡착이 이루어 지는 시스템이 흡착 시스템의 출구 말단으로부터 알켄-풍부 가스의 위-연속 흐름을 확실히 하기 위하여 단계외로 순환되는 둘 이상의 흡착 베드를 가지는 것이 보통이다.

    흡착제는 알루미나, 실리카, 제올라이트, 탄소 분자체 등이다. 전형적인 흡착제는 알루미나, 실리카겔, 탄소 분자체, A 형 및 X 형 제올라이트와 같은 제올라이트 등을 포함한다. 바람직한 흡착제는 A 형 제올라이트이고 4A 형 제올라이트가 가장 바람직하다.

    4A 형 제올라이트, 즉 A 형 제올라이트의 나트륨 형은 약 3.6 내지 4 옹그스트롬 단위의 겉보기 포어 크기를 가진다. 이 흡착제는 고온에서 에틸렌-에탄 혼합물로부터 에틸렌을 흡착하고 프로필렌-프로판 혼합룰로부터 프로필렌을 흡착하는 높은 능력 및 선택성을 제공한다. 이 흡착제는 실질적으로 변성되지 않을때, 즉 교환 가능한 양이온으로서 나트륨 이온만을 가질 때 본 발명에 이용하기에 특히 효과적이다. 그러나 흡착제의 특정 성질, 예컨대 열 및 광 안전성은 다른 양이온과 나트륨 이온 일부의 부분적 교환에 의하여 개선될 수 있다. 따라서, 흡착제에 결합된 나트륨 이온 일부가 다른 금속 이온으로 대체된(단, 교환된 이온의 백분율이 너무 놓아 흡착제가 그의 4A 형 특성을 잃어버리지 않아야 한다)4A 형 제올라이트를 사용하는 것도 본 발명의 바람직한 구체예의 범위에 포함된다. 성질중에 4A 형 특성을 한정하는 성질은 고온에서 프로필렌-프로판 가스 혼합물로부터 프로필렌 및 에틸렌-에탄 혼합물로부터 에틸렌을 선별적으로 흡착하는 능력 및 이러한 결과를 혼합물중에 존재하는 알켄의 상당한 중합 또는 올리고머화 반응을 야기시키지 않고달성하는 능력이다. 일반적으로 4A 제올라이트에서 나트륨 이온의 약 25% (당량 기준)까지는 4A 형 특성의 흡착성을 잃어버리지 않고 다른 양이온으로 이온 교환에 의하여 대체될 수 있다. 알켄-알칸 분리에 사용되는 4A 제올라이트와 이온 교환될 수 있는 양이온은 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 코발트, 은, 구리, 망간, 카드뮴, 알루미늄, 세륨 등을 그 예로 들 수 있다. 나트륨 이온에 대해 다른 양이온으로 교환할 경우 나트륨 이온의 약 10% 이하(당량 기준)가 이와 같은 다른 양이온으로 대체되는 것이 바람직하다. 나트륨 이온의 대체는 흡착제의 성질을 변성시킬 수 있다. 예컨대 다른 양이온으로 나트륨 이온의 일부를 치환하면 흡착제의 안정성을 개선시킬 수 있다.

    다른 바람직한 흡착제 군은 가스성 알켄-알칸 혼합물로부터 알켄을 우선적으로 흡착하는데 있어서 높은 흡착성 및 선택성을 가지는, 구리-함유 흡착제와 같은 특정 산화가능한 금속 양이온을 함유하는 흡착제이다. 구리-변성된 흡착제를 제조하기에 적당한 흡착제 기질로는 실리카겔, 및 4A 형 제올라이트, 5A 형 제올라이트, X 형 제올라이트 및 Y 형 제올라이트와 같은 제올라이트 분자체 등을 들 수 있다. 구리-변성된 흡착제의 제조 및 이용과 적당한 구리-함유 흡착제의 예로는 본 명세서에 참고문헌으로 통합되는 미합중국 특허 제 4,917,711호에 개시된 것들을 들 수 있다.

    정제기 A 는 제 1 도에 도시된 구체예에서 밸브(4)가 장착된 알켄 공급 가스 유입구 라인(2)가 유입구 말단상에 설치된다. 유출구 말단상에 정제기 A 는 알칸-풍부 가스 스트림 배출 라인(6) 및 알켄-풍부 가스 라인(8)이 설치된다. 라인(8)은 반응기(B) 의 유입구에 정제기 A 의 유출구을 연결한다.

    반응기 B 는 적당한 반응기일 수 있으며 발열 반응인 부분적 산화 반응에서 발생되는 열을 제거하는 열교환 수단(도시되지 않음)이 장착되는 것이 바람직하다. 알켄 공급 라인(8) 이외에 반응기 B 는 유입구 말단에 산소-함유 가스 공급 라인(10) 및 아세토니트릴을 생산할 경우에만 필요한 암모니아 공급 라인(12)가 설치된다. 유출구 말단상에 반응기 B 는 가스 유출구 라인(14)가 장착되고, 이 유니트가 시스템에 포함될 경우에는 열교환기 C 의 유입구에 연결되거나 또는 열교환기가 공정에서 사용되지 않는다면 생성물 회수 유니트 D의 유입구에 연결된다.

    제 1 도에 도시된 구체예에서, 열 교환기 C 는 냉각된 가스 유출구 라인(16) 및 냉각제 유입구 및 유출구 라인(18) 및 (19) 가 각각 설치된다. 냉각제 유출구 라인(20)은 다시 밸브(23) 이 설치된 라인(22) 및 밸브(26)이 설치된 냉각제 배출 라인(24)를 통하여 정제기 A 의 유입구 말단에 연결된다. 라인(16)은 열교환기 C 의 냉각된 가스 유출구 말단을 부분 산화반응 생성물 회수 유니트 D 의 가스 유입구 말단에 연결시킨다.

    부분 산화반응 생성물 회수 유니트 D 는 반응기 B 가스성 유출물로부터 부분 산화반응 생성물을 분리하는데 적당하다. 유니트 D 는 전형적으로 열교환기 C (또는 시스템이 열교환기 C를 포함하지 않는다면 반응기 B) 로부터 이 유니트에 들어오는 생성물 가스상에 물 또는 수성 또는 비수성 액체를 분사하는 수단이 장착된 짜여진 베드 디자인의 응축기 또는 스크루버이다. 유니트 D 는 유입구 라인(30)을 통하여 스크루빙액을 수용하며 부분 산화반응 생성물 유출구 라인(32)를 통하여 실질적으로 모든 부분 산화반응 생성물을 함유하는 액체 생성물을 배출한다. 제 1 도에 도시된 구체예에서, 유니트 D 는 또한 밸브(34)을 통하여 임의의 분리기 E 와 통하느 부분 산화반응 생성물-무함유 가스 유출구 라인(28) 및 밸브(38)이 설치된 폐기물 가스 배출 라인(36) 및 밸브(50)이 정착된 재순환 라인(48)이 설치되어 있다.

    임의 분리기 E 의 주 기능은 생성물 회수 유니트 D 로부터 나오는 가스성 유출물으로부터 부산물인 일산화 탄소 및 이산화 탄소 및 존재할 경우에는 질소 등을 제거하는 것이다. 따라서 분리기 E 는 이와 같은 분리 기능을 수행할 수 있는 장치일 수 있다. 분리기 E 는 단일 분리기 또는 분리기 연결체일 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 분리기 E 는 유니트 D 가스성 유출물의 다른 성분에 우선적으로 알켄 및 알칸 둘다 또는 알켄을 흡착하는 흡착제를 포함하는 압력 스윙식 흡착 시스템이다. 분리기 E 는 페기물 가스 배출 라인(40) 및 라인(44)을 통하여 부분 산화반응 반응기 B 의 유입구 및 라인(52)을 통하여 정제기 A 의 유입구 말단에 연결된 알켄 재순환 라인(42)이 설치된다. 라인(42) 및 라인(52) 는 밸브 (46) 및 (54) 가 각각 설치된다.

    제 1 도의 시스템으로 실시된 본 발명의 공정에 따라, 불순물로서 대응 알칸을 함유하고 원하는 흡착 온도까지 가열된 알켄 공급물 가스 스트림은 정제기 A 의 하나 이상의 흡착 용기에 도입된다. 제 1 도 구체예의 한 태양에서는 공급 가스는 시스템 외부적으로 가열되어 고온 가스로서 라인(2)을 통하여 시스템에 도입된다. 다른 바람직한 태양에서는 알켄 공급 가스는 라인(18)을 통하여 시스템으로 들어가고, 라인(14)을 통하여 흐르는 고온 반응기 B 유출물과 열교환에 의하여 열교환기 C에서 가열되어, 라인(20) 및 (22)와 밸브(23)을 통하여 정제기 A 로 흐른다.

    공급 가스는 일반적으로 적어도 90 부피%의 알켄과 실질적으로 나머지 양의 대응 알칸을 함유하며, 바람직한 구체예에서는 정제기 A 로 들어가는 알켄의 농도는 적어도 약 95% 이다. 정제기 A 는 공급 가스에서 실질적으로 모든 알켄을 흡착하게 하는 방식으로 작동하는 것이 바람직하다. 흡착 단계동안에 존재하는 흡착되지 않은 알칸 대부분은 공급 가스로부터 분리되고 라인(6)을 통하여 비-흡착된 가스 형태로 시스템으로부터 배출된다.

    흡착 단계가 실시되는 온도는 사용된 특정 흡착제, 예컨대 변성되지 않은 4A 제올라이트, 특정 금속-교환된 4A 제올라이트 또는 알켄-알칸 혼합물로부터 알켄을 선별적으로 흡착하는 다른 흡착제 및 흡착이 이루어 지는 압력 등의 많은 요소에 의하여 좌우된다. 일반적으로 흡착 단계는 약 0℃의 최소 온도에 실시하며, 약 50℃ 의 최소 온도에서 실시하는 것이 바람직하며 적어도 약 70 ℃ 의 온도에서 실시하는 것이 가장 바람직하다. 유니트 A에서 흡착 단계가 이루어 지는 상한 온도는 경제적인 관점에서 대부분 결정된다. 일반적으로 흡착 단계는 알켄이 화학 반응, 예컨대 종합 반응을 하는 온도 이하의 온도에서 실시할 수 있다. 흡착 상한 온도는 약 250℃ 이다. 변성되지 않은 4A 제올라이트가 흡착제로서 사용될 경우에는 반응은 일반적으로 200 ℃ 또는 그 이하에서 실시하며 170 ℃ 또는 그 이하의 온도에서 실시 하는 것이 바람직하다. 흡착제로서 산화가능한 금속 함유 흡착제, 특히 구리-함유 흡착제를 사용할 경우에는 흡착 단계는 약 100 내지 250 ℃ 범위의 온도에서가장 효율적으로 실시할 수 있으며 약 125 내지 200 ℃ 범위의 온도에서 실시하는 것이 바람직하며, 약 150 내지 200 ℃ 범위의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다.

    유니트 A 의 흡착 및 재생 단계를 실시하는 압력은 중요하지 않으며 일반적으로 이들 단계는 가스 흡착 공정에 이용되는 통상의 압력에서 실시될 수 있으나 물론 흡착 단계는 재생 단계 압력보다 더 높은 압력에서 실시하여야 하는 제한이 있다. 전형적으로 흡착 공정이 압력 스윙식 흡착일 경우에는 흡착 단계동안의 절대 압력은 일반적으로 약 0.2 내지 약 100 바아, 바람직하게는 약 1 내지 50 바아의 압력 범위이며, 재생 단계동안 약 20 밀리바아 내지 약 1 바아 이상의 압력 범위이다. 흡착 공정이 온도 스윙식 흡착일 경우에는 흡착 및 탈착 두 단계 동안의 압력은 대기압 또는 대기압 부근이 바람직하다.

    흡착 단계가 실시되는 정제기 A 의 반응 용기를 전면 이동하는 흡착된 알켄이 반응기에서 원하는 위치에 다다를 때 반응 용기 내의 흡착 공정은 종결되며 이들 반응 용기는 재생 방식으로 들어간다. 재생 동안에 알켄-충전된 반응 용기는 흡착 사이클이 압력 스윙식 흡착일 경우에는 감압되거나 또는 온도 스윙식 흡착 사이클이 이용될 경우에는 가열된다. 재생이 진행됨에 따라 알켄-풍부한 가스는 라인(8)를 통하여 정제기 A 로부터 배출된다.

    다음, 정제기 A 로 부터의 알켄-풍부한 스트림은 반응기 B 로 들어가 여기서 라인(10)을 통하여 반응기 B 로 들어 가는 산소-함유 가스와 혼합된다. 아크릴로니트릴이 반응기 B 에서 생성될 경우에는 암모니아는 라인(12)을 통하여 반응기에서 도입된다. 다양한 반응물은 반응기 B 에 별도로 도입되거나 또는 이들은 함께 모여단일 라인에서 반응기 B 에 도입될 수 있다. 특정 유입구 배열은 일반적으로 본 발명을 실시하기 위하여 사용되는 반응기 유형에 좌우될 것이다. 고정된 베드 반응기 시스템에서 공급물의 성분은 이들이 반응기에 들어 가기 전에 혼합되고 이어 단일 라인을 통하여 반응기에 도입되는 한편 유동상 베드 반응기 시스템에서 일반적으로 성분은 반응기에 별도로 공급된다.

    산소-함유 가스는 공기, 산소-풍부한 공기, 기타 산소-불활성 가스 혼합물 또는 실질적으로 순수한 산소일 수 있다. 산소-풍부한 공기는 공기에 자연적으로 존재하는 산소보다 더 많은 산소를 포함하는 공기를 의미한다. 산소-불활성 가스혼합물은 산소-질소 혼합물, 산소-아르곤 혼합물, 산소-이산화 탄소 혼합물 등을 들 수 있다. 실질적으로 순수한 산소를 사용하면 질소 및 아르곤과 같은 실질적인 양의 불활성 가스를 시스템에 도입하기 않고 시스템에 불활성의 축적을 방지하기 위하여 생성물 가스 스트림으로부터 과량의 이들 불활성 가스를 후속적으로 제거할 필요성이 없기 때문에 실질적으로 순수한 산소를 사용하는 것이 바람직하다. 실질적으로 순수한 산소는 본 명세서에서 적어도 98 부피%의 산소를 포함하는 가스 스트림으로 정의한다.

    반응기 B에서 가스 혼합물은 하기 특정된 통상의 온도 및 압력 조건하에서 촉매와 접촉하고 반응하여 생성물 가스를 형성한다. 특정한 조건에서 원하는 부분 산화반응 생성물로 알켄을 산화시키기 위한 어떠한 공지의 촉매도 사용될 수 있다. 에틸렌 부분 산화반응의 경우에 적당한 촉매로는 실리카 또는 알루미나상에 지지된 은 산화물 또는 그의 혼합물 등을 들 수 있으며 프로필렌 부분 산화반응의 경우에는프로필렌으로부터 아크릴산의 제조를 위한 두-단계 공정의 제 1 단계에 대해서는 비스무트 몰리브데이트 및 제 2 단계에 대해서는 혼합된 몰리브덴-텅스텐-바나듐 촉매 등을 들 수 있으며, 프로필렌 옥사이드의 제조에 대해서는 은 산화물 또는 혼합된 용융 질산염, 및 아크릴로니트릴의 제조에 대해서는 다성분 몰리브데이트 촉매 또는 안티몬-함유 촉매 등을 들 수 있다. 이들 촉매 및 그의 이용은 부분적 산화 반응 생성물의 제조 분야에 통상적이며 잘 알려져 있고, 제조 공정에 사용되는 특정 부분적 산화 반응 촉매는 본 발명에서 중요한 부분을 차지하지 않는다.

    부분적 산화 반응의 조건은 공지되어 있으며 본 발명의 일부를 형성하지 않는다. 전형적으로 산화반응은 약 120 내지 약 600℃ 범위의 온도, 일반적으로는, 약 150 내지 약 500℃의 온도에서 약 1.1 내지 약 40 바아 범위의 압력, 일반적으로는 약 1.2 내지 약 25 바아 범위의 압력에서 실시한다. 반응물은 일반적으로 약 0.1 내지 약 0.5 ft/초 범위의 속도로 반응기를 통과한다. 공급물에서 탄화수소에 대한 산소의 부피 비는 약 0.3:1 내지 약 50:1 범위가 적당하다.

    부분적 산화 반응은 매우 높은 발열반응이다; 따라서 상당한 양의 열이 반응기 B에서 발생되며 고온의 가스 유출물은 라인(14)을 통하여 이 반응기로부터 배출된다. 고온의 유출물은 열교환기 C 를 통과함으로서 바람직하게 냉각된다. 상기한 바와 같이 고온의 가스성 유출물은 라인(18) 를 통하여 시스템으로 들어가는 프로필렌 공급가스와 간접적인 열 교환을 통하여 냉각된다. 다른 한편으로는 고온의 유출물은 물과 같은 공급 가스이외의 유체와 간접적 열교환에 의하여 냉각될 수 있다. 냉각동안에 일부 부분 산화반응 생성물은 응축될 수도 있다. 축합된 생성물은,열교환기 C에서 가스 유출물로부터 분리되고 나중에 생성물 회수 유니트 D에서 회수된 생성물과 모여지거나 또는 필요할 경우에는 모든 부분적으로 응축된 가스 혼합물은 반응기 유출물의 잔여 성분으로부터의 분리를 위한 생성물 회수 유니트 D 로 보내질 수 있다.

    반응기 B를 떠난 생성물 가스 스트림은 주 생성물로서 원하는 부분 산화반응 생성물 및 부산물로서 일산화 탄소 및 이산화탄소를 포함한다. 상기한 바와 같이 생성물 스트림은 일반적으로 반응하지 않은 알켄 및 산소도 포함할 수 있으며 소량의 다른 부산물, 불순물 가스 및 대응 알칸을 포함할 수 있다. 생성물 가스 스트림은 라인(14)을 통하여 반응기 B 를 떠나며 그 다음 열교환기 C(시스템에 포함될 경우)를 통과하며 여기서 일반적으로 약 30 내지 약 200 ℃ 범위의 온도까지 냉각된다. 그 다음 냉각된 생성물 가스 스트림은 부분 산화반응 생성물 제거 수단 D 에 들어 가며 여기서, 부분 산화반응 생성물은 가스 스트림으로부터 제거된다. 일부 부분 산화반응 생성물은 냉각시 반응기 유출물 스트림으로부터 응축되고 다른 일부는 스크루버 수단에 의하여 가장 잘 제거된다. 부분적 산화 반응 생성물 제거 수단(8) 이 스크루버일 경우에는 생성물 가스는 부분 산화반응 생성물을 위한 용매와 밀접하게 접촉한다. 보통 물인 용매는 생성물 가스 스트림에서실질적으로 모든 부분 산화반응 생성물을 용해하고 부분 산화반응 생성물-함유 용액은 라인(32)을 통하여 스크루버 D 에 존재한다. 또한 일반적으로 부분 산화반응 생성물을 회수하기 위한 처리를 한다. 스크루빙된 가스 스트림은 라인(28)을 통하여 부분적 산화 반응 생성물 제거 수단 D를 떠난다. 이 구체예의 일 태양에서, 스크루빙된 가스 스트림은 밸브(34)을 통하여 분리기 E 로 들어 간다. 이 태양에서 밸브(38) 및 (50) 은 닫힌다.

    분리기 E 는 재순환되기를 원하는 과량의 이산화 탄소를 시스템으로부터 배제시키는 방식으로 작동되는 것이 바람직하다. 시스템이 평형이 이르는 시간동안 작동될 경우 그 후 각 통과시 산화 단계에서 생성되는 양과 거의 동일한 양의 탄소 산화물이 분리기 E 에 의해 시스템으로부터 제거된다. 질소 및 아르곤과 같은 다른 불활성 가스(산소원으로서 공기를 사용할 경우 시스템에 도입됨)도 분리기 E 에 의해 시스템으로부터 제거된다. 산소원으로서 공기를 사용할 경우 시스템에 질소 및 아르곤의 축적을 방지하기 위하여 일반적으로 반응기 B 로 들어 가는 실질적으로 모든 질소 및 아르곤을 시스템으로부터 제거하는 것이 바람직하다.

    배출된 가스는 라인(40)을 통하여 분리기 E를 나오며 추후 처리 또는 폐기를 위하여 시스템으로부터 배출된다. 반응하지 않은 알켄은 라인(42)을 통하여 분리기 E를 떠나 정제기 A 또는 반응기 B 로 재순환된다. 라인(42)을 통하여 흐르는 가스 시스템내의 알칸 함량이 낮을 경우 이 스트림의 적어도 일부를 반응기 B 로 직접 재순환 시키는 것이 바람직하다. 이는 밸브(46)을 열므로써 달성된다. 다른 한편으로는 라인(42)의 스트림이 상당한 농도의 알칸을 함유할 경우에는 이 스트림 모두를 정제기 A 로 재순환시켜 알칸을 제거하는 것이 바람직하다. 이는 밸브(54)을 열고 밸브(46)을 닫음으로서 이루어 진다.

    일부 경우에는 부분적 산화 반응 생성물 회수 유니트 수단 D를 떠나는 가스 스트림 일부 또는 전부를 분리기 E 로 관통시키고 정제기 A 로 직접 재순환되게 하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 밸브(50)을 열고 밸브(34)을 닫거나 또는 열려진 상태로 둠으로서 이루어 질 수 있다. 이와 같은 대체적인 방법은 정제기 A를 사용하여 시스템으로부터 알켄 반응물이외의 다른 모든 가스를 제거할 필요성이 있을 경우에 바람직하다.

    다른 태양에서, 제 1 도의 시스템은 단일 통과 시스템으로 작동될 수 있다. 이 태양에서 밸브(34) 및 (50) 은 닫히고 밸브(38)은 열리고 유니트 D 가스성 유출물의 성분은 후속 처리 또는 폐기를 위하여 라인(36)을 통하여 시스템으로부터 배출된다.

    제 2 도에 도시된 시스템은 제 1 도에 도시된 시스템의 변형이다. 제 2 도의 유니트 A, B, C 및 D 는 제 1 도의 대응 유니트와 동일하거나 유사하다. 제 1 도의 시스템을 가지는 경우와 마찬가지로, 열교환기 C 는 제 2 도의 시스템에서는 임의적이다. 제 1 도와 제 2 도 시스템사이의 주요한 차이점은 제 2 도 시스템에서 정제기 A 가 반응기 B 의 하류부에 위치한다는 점이다. 이러한 배열에서, 시스템으로 들어 가는 알켄 공급물은 반응기 B 로 직접 흐른다. 제 2 도 시스템에서 산화제 및 암모니아(사용될 경우)는 제 1 도 시스템에서와 같이 각각 라인(10) 및 (12)을 통하여 반응기 B 로 도입된다.

    제 2 도 시스템에서 실시된 바와 같은 본 발명의 공정에서 부분 산화반응 생성물 회수 수단 D 로부터의 가스성 유출물은 라인(54)을 통과하여 열교환기 C 로 들어 가며 여기서 정제기 A 에서의 흡착이 이루어지는 온도까지 반응기 B 유출물과 간접적인 열 교환에 의하여 가열된다. 열교환에서 고온 반응기 B 가스성 유출물은유니트 D에서 스크루빙 공정이 실시되는 온도까지 냉각된다. 제 2 도의 시스템에서, 정제기 A를 떠나는 알켄-풍부한 스트림은 라인(8)을 통과하여 반응기 B 로 재순환된다. 이 시스템에서, 정제기 A 는 알칸뿐만 아니라 탄소 산화물 및 기타 가스를 재순환 시스템으로부터 제거하는 역할을 한다. 제 2 도 시스템은 알켄 공급물 가스가 상대적으로 적은 양, 예컨대 약 10 부피% 이하 농도의 알칸을 포함할 경우 사용하기에 바람직하다.

    제 1 도 시스템의 경우에서와 같이, 제 2 도 시스템에서는 생성물 회수 유니트 D 로부터의 가스성 유출물이 열교환기 C를 통과함으로써 반드시 가열될 필요가 없다. 필요할 경우에는 이 스트림은 외부 열원에 의하여 가열될 수 있다. 이는 열교환기 C 가 제 2 도 시스템에서 포함되지 않은 경우일 수 있다.

    시스템내의 가스 흐름을 자동적으로 조절하고 모니터하기 위한 기존의 장치를 이용하여 효율적인 방식으로 연속적으로 작동되도록 완전하게 자동화하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

    본 발명의 중요한 장점은 본 발명의 공정이 알켄 공급물을 원하는 생성물로 비교적 낮은 관통 전환율로 전환시켜 실질적으로 개선된 선택성을 달성하게 한다는 점이다. 높은 선택성에 의하여 원하는 생성물을 전체적으로 높은 수율로 얻는 시스템이 매우 바람직함을 인식할 것이다.

    이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 예시하고자 한다. 이들 실시예에서 별도 언급이 없는한 부, 백분율 및 비는 부피를 기준으로 한다.

    [실시예 1]

    93% 프로필렌 및 7 % 프로판을 함유하는 프로필렌, 공기 및 암모니아를 공급물 성분으로 사용하여 실시한 증기상 아크릴로니트릴 생산의 가상적 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는 제 2 도의 시스템과 유사한 반응 시스템으로 모의 실험한다. 부분 산화반응 반응기에 공급된 모의 공급물(스트림 2)는 신선한 공급물 성분(스트림 1) 및 재순환 성분(스트림 5) 로 이루어 진다. 부분 산화반응 반응기 유출물(스트림 3) 은 반응기에서 약 450℃ 의 온도로 존재하며, 생성물 스크루버로부터의 유출물(스트림 4)과의 열교환에 의하여 냉각되어 아크릴로니트릴 회수를 위한 스크루버로 들어 간다. 열교환기에서 약 100℃ 까지 가열된 후, 스크루버 유출물은 압력 스윙식 흡착 시스템으로 들어 간다. 흡착 공정은 0.7 바아의 흡착 압력 및 300 밀리바아의 베드 재생 압력에서 실시한다. 재순환 스트림(스트림 5)는 흡착 유니트로의 공급물에 함유된 프로필렌 대부분을 포함하고 폐기 가스 스트림(스트림 6)은 흡착 유니트로 들어 가는 프로판, 질소, 산소 및 탄소 산화물 부산물 대부분을 포함한다. 유속 및 스트림 분석은 하기 표 1에 도시되어 있다.

    [표 1]

    [실시예 Ⅱ]

    98% 프로필렌 및 2% 프로판을 함유하는 프로필렌 및 산소를 공급물 성분으로 사용하여 실시한 증기상 프로필렌 산화물 생산의 가상적 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는 제 2 도의 시스템과 유사한 반응 시스템으로 모의 실험한다. 부분 산화반응 반응기에 공급된 모의 공급물(스트림 2) 는 신선한 공급물 성분(스트림 1) 및 재순환 성분(스트림 5)으로 이루어 진다. 부분 산화반응 반응기 유출물(스트림 3)은 반응기에서 약 400℃ 의 온도로 존재하며, 생성물 스크루버로부터의 유출물(스트림 4)과의 열교환에 의하여 냉각되어 프로필렌 산화물 회수를 위한 스크루버로 들어 간다. 열교환기에서 약 100 ℃ 까지 가열된 후, 스크루버 유출물은 압력 스윙식 흡착 시스템으로 들어간다. 흡착 공정은 0.7 바아의 흡착 압력 및 300 밀리바아의 베드 재생 압력에서 실시한다. 재순환 스트림(스트림 5)는 흡착 유니트로의 공급물에 함유된 프로필렌 대부분을 포함하고 폐기 가스 스트림(스트림 6)은 흡착 유니트로 들어 가는 프로판, 질소, 산소 및 탄소 산화물 부산물 대부분을 포함한다. 유속 및 스트림 분석은 하기 표 Ⅱ 에 도시되어 있다.

    [표 2]

    본 발명은 특정 실시예의 구체적인 예로서 기술하였지만 다양한 변화가 시도될 수 있다. 예컨대 반응은 다른 부분 산화반응 생성물을 제조할 수 있는 조건하에서 실시될 수도 있다. 유사하게 다른 촉매 및 흡착제와 기타 가스 분리 수단도 본 발명에 이용될 수 있다. 유사하게 본 발명의 공정은 도면에 도시된 것이외의 다른 장치 배열로도 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

    제 1 도는 본 발명에 따른 부분적 산화반응 생성물을 제조하기 위한 시스템의 일 구체예를 블록도로 도시한 것이다.

    제 2 도는 제 1 도에 도시된 시스템의 다른 구체예를 블록도로 도시한 것이다.

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