特表 2024-544250 クメン精製のための熱連結した蒸留方式

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-28

(54)【発明の名称】クメン精製のための熱連結した蒸留方式

(51)【国際特許分類】

   C07C 7/04 20060101AFI20241121BHJP

   C07C 15/085 20060101ALI20241121BHJP

   B01D 3/14 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

C07C7/04

C07C15/085

B01D3/14 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024534600

(86)(22)【出願日】2022-12-08

(85)【翻訳文提出日】2024-08-09

(86)【国際出願番号】 US2022052321

(87)【国際公開番号】W WO2023107650

(87)【国際公開日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】63/288,376

(32)【優先日】2021-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508364749

【氏名又は名称】ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー

【住所又は居所原語表記】６０１ Ｊｅｆｆｅｒｓｏｎ Ｓｔｒｅｅｔ Ｈｏｕｓｔｏｎ ＴＸ ７７００２（ＵＳ）

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ライナカ ライアン

(72)【発明者】

【氏名】ウォン エリック ウィング－タック

【テーマコード（参考）】

4D076

4H006

【Ｆターム（参考）】

4D076AA16

4D076AA22

4D076BB04

4D076BB05

4D076BB23

4D076DA02

4D076DA36

4D076FA02

4D076FA12

4D076HA20

4D076JA04

4H006AA02

4H006AD11

4H006BD82

(57)【要約】

クメンを精製するための方法は、アルキル化反応生成物を第１の分流と第２の分流とに分けるステップと、大部分が液体である第１の分流をベンゼン塔に給送するステップと、加熱器内で第２の分流を少なくとも部分的に気化させるステップと、少なくとも部分的に気化した第２の分流をベンゼン塔に給送するステップとを含み得る。クメンを精製するための方法はまた、ベンゼン塔およびクメン塔を設けるステップと、液体側排流をベンゼン塔からクメン塔に導くステップであって、液体側排流がＤＩＰＢを実質的に含まない液体である、導くステップと、塔頂上管路を用いて、ベンゼン濃縮ベーパをクメン塔からベンゼン塔に戻すステップであって、ベンゼン濃縮ベーパが液体側排流よりもベンゼン濃度が高い、戻すステップと、精製クメンをクメン塔から抜き取るステップとを含み得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルキル化反応生成物を処理するための方法であって、
前記アルキル化反応生成物を第１の分流と第２の分流とに分けるステップと、
前記第１の分流をベンゼン塔に給送するステップであって、前記第１の分流の大部分が液体であり、前記ベンゼン塔が少なくともベンゼンを前記アルキル化反応生成物から分離するように構成された、給送するステップと、
前記第２の分流を加熱器内で少なくとも部分的に気化させるステップと、
少なくとも部分的に気化した前記第２の分流を前記ベンゼン塔に給送するステップと、
前記ベンゼン塔内で少なくともベンゼンを前記アルキル化反応生成物から分離するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

トランスアルキル化反応生成物を前記ベンゼン塔に給送するステップをさらに含み、前記トランスアルキル化反応生成物は、大部分が液体である前記第１の分流が前記ベンゼン塔に給送される第１の位置と、少なくとも部分的にベーパである前記第２の分流が前記ベンゼン塔に給送される第２の位置との間にある位置で、前記ベンゼン塔に給送される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

クメン塔内で精製クメン・ベーパを生成するステップと、
生成した前記精製クメン・ベーパの少なくとも一部を前記加熱器に導いて、前記第２の分流を少なくとも部分的に気化させるステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

クメン塔内で精製クメン・ベーパを生成するステップと、
前記ベンゼン塔を前記クメン塔と熱連結するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記熱連結が、
液体側排流を前記ベンゼン塔から前記クメン塔に導くステップであって、前記液体側排流がＤＩＰＢを実質的に含まない液体であり、前記クメン塔への還流としての役割を果たす、導くステップと、
塔頂上管路を用いて、ベンゼン濃縮ベーパを前記クメン塔から前記ベンゼン塔に戻すステップであって、前記ベンゼン濃縮ベーパが抜き取られた前記液体側排流よりもベンゼン濃度が高い、戻すステップと
を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記精製クメン・ベーパが前記加熱器内で少なくとも部分的に凝縮され、前記方法が、
少なくとも部分的に凝縮した前記クメン・ベーパを第１の分流および第２の分流とするステップと、
前記第１の分流を精製クメン生産物として抜き取るステップと、
前記第２の分流を前記クメン塔に戻すステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。

【請求項7】

アルキル化反応器からアルキル化反応生成物を受け取るように構成された分割給送アセンブリであって、前記アルキル化反応生成物を大部分が液体である第１の分流とするように構成され、第２の分流を少なくとも部分的に気化させて少なくとも部分的にベーパである第２の分流とするように構成された加熱器を備える、分割給送アセンブリと、
大部分が液体である前記第１の分流および少なくとも部分的にベーパである前記第２の分流から少なくともベンゼンを分離するように構成されたベンゼン塔と
を備える、クメンを精製するためのシステム。

【請求項8】

トランスアルキル化反応生成物を前記ベンゼン塔内に給送するように構成されたトランスアルキル化給送流管路をさらに備え、前記トランスアルキル化反応生成物は、大部分が液体である前記第１の分流が前記ベンゼン塔に給送される第１の位置と、少なくとも部分的にベーパである前記第２の分流が前記ベンゼン塔に給送される第２の位置との間にある位置で、前記ベンゼン塔に給送される、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

少なくとも精製クメン流を生成するように構成されたクメン塔と、
前記精製クメン流を前記クメン塔から前記加熱器に導くように構成されたクメン排流管路であって、前記精製クメン流が前記加熱器中で少なくとも部分的に凝縮される、クメン排流管路と
をさらに備える、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

少なくとも精製クメン流を生成するように構成されたクメン塔と、
前記ベンゼン塔を前記クメン塔と熱連結するように構成された熱連結部と
をさらに備える、請求項７に記載のシステム。

【請求項11】

前記熱連結部が第１の側排流管および塔頂上管路を備え、
前記第１の側排流管は、ＤＩＰＢを実質的に含まない液体を前記ベンゼン塔から抜き取り、抜き取られた前記液体を前記クメン塔に導くように構成され、抜き取られた前記液体は前記クメン塔への還流となり、
前記塔頂上管路は、ベンゼン濃縮ベーパを前記クメン塔から前記ベンゼン塔に戻すように構成され、前記ベンゼン濃縮ベーパが抜き取られた前記液体よりもベンゼン濃度が高い、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記塔頂上管路は、前記ベンゼン濃縮ベーパを、前記第１の側排流管がＤＩＰＢを実質的に含まない前記液体を抜き取る場所と同じ段に導くように構成された、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記クメン排流管路は、少なくとも部分的に凝縮した前記精製クメン流を第１の分流および第２の分流とするように構成され、前記第１の分流は精製クメン生産物として出ていき、第２の分流は排流段にて前記クメン塔に戻される、請求項９に記載のシステム。

【請求項14】

ベンゼン塔およびクメン塔を設けるステップと、
液体側排流を前記ベンゼン塔から前記クメン塔に導くステップであって、前記液体側排流がＤＩＰＢを実質的に含まない液体であり、前記クメン塔への還流としての役割を果たす、導くステップと、
塔頂上管路を用いて、ベンゼン濃縮ベーパを前記クメン塔から前記ベンゼン塔に戻すステップであって、前記ベンゼン濃縮ベーパが前記液体側排流よりもベンゼン濃度が高い、戻すステップと、
精製クメン流を前記クメン塔から抜き取るステップと
を含む、クメンを精製するための方法。

【請求項15】

前記クメン塔から塔頂上ベーパを取り、取られた前記塔頂上ベーパを前記液体側排流と同じ分留内部物の位置に導くように構成された塔頂上排流管路をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

クメンを精製するためのシステムであって、
ベンゼン塔およびクメン塔と、
ＤＩＰＢを実質的に含まない液体を前記ベンゼン塔から前記クメン塔に導くように構成された液体側排流管であって、導かれた前記液体が前記クメン塔への還流となる、液体側排流管と、
ベンゼン濃縮ベーパを前記ベンゼン塔に戻すように構成された、前記クメン塔からの塔頂上管路であって、前記ベンゼン濃縮ベーパが抜き取られた前記液体よりもベンゼン濃度が高い、塔頂上管路と、
精製された前記クメンを前記クメン塔から抜き取るように構成された生産物側排流管と
を備える、システム。

【請求項17】

前記クメン塔から塔頂上ベーパを取り、取られた前記塔頂上ベーパを前記液体側排流管と同じ分留内部物の位置に導くように構成された塔頂上排流管路をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

アルキル化反応器からアルキル化反応生成物を受け取るように構成された分割給送アセンブリであって、前記アルキル化反応生成物を大部分が液体である第１の分流とするように構成され、第２の分流を少なくとも部分的に気化して少なくとも部分的にベーパである第２の分流とするように構成された加熱器を備え、大部分が液体である前記第１の分流および少なくとも部分的にベーパである前記第２の分流が前記ベンゼン塔内に給送される、分割給送アセンブリ
をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

アルキル化反応生成物の第１の分流を少なくとも部分的に気化させ、前記アルキル化反応生成物の少なくとも部分的に気化した前記第１の分流をベンゼン塔に給送するように構成された分割給送アセンブリと、
前記ベンゼン塔をクメン塔に熱連結するように構成された熱連結部と
を備える、クメンを精製するためのシステム。

【請求項20】

前記分割給送アセンブリは、前記アルキル化反応生成物の前記第１の分流を少なくとも部分的に気化させる加熱器を備え、前記アルキル化反応生成物の第２の分流を大部分が液体である形で前記ベンゼン塔に給送するようにさらに構成されている、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記熱連結部は、
ＤＩＰＢを実質的に含まない液体を前記ベンゼン塔から抜き取り、抜き取られた前記液体を前記クメン塔に導くように構成された第１の側排流管であって、抜き取られた前記液体が前記クメン塔への還流となる、第１の側排流管と、
ベンゼン濃縮ベーパを前記クメン塔から前記ベンゼン塔に戻すように構成された塔頂上管路であって、前記ベンゼン濃縮ベーパが抜き取られた前記液体よりもベンゼン濃度が高い、塔頂上管路と
を備える、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年１２月１０日に出願された米国仮特許出願第６３／２８８，３７６号に基づく優先権を主張するものであり、その内容は、一切の目的のために参照によって組み込まれる。

【0002】

［背景］
［分野］
本明細書に記載する実施形態は、一般にクメン精製のための方法およびシステムに関する。

【0003】

［関連技術の説明］
クメンは、商業的には（過剰量の）ベンゼンとプロピレンとのアルキル化反応によって生産される。反応器の排出流は、相当量のベンゼンおよび少量の軽質成分、ならびに主にジイソプロピルベンゼン（ＤＩＰＢ）によって構成される重質物および少量の他の重質副生成物を含む。分留の後、ＤＩＰＢは通常、トランスアルキル化反応器内でベンゼンと反応して、より多くのクメンを生成する。従来の製法では、アルキル化主反応器およびトランスアルキル化反応器からの排出流はベンゼン塔に給送して、従来の蒸留法によりベンゼンをクメンから分離した後に排出流をクメン塔に給送して、やはり従来の蒸留法によりクメンをＤＩＰＢから分離する。

【0004】

図１は、ベンゼン塔１２およびクメン塔１４を備える従来の先行技術の設備１０を示す。ベンゼン塔１２は、アルキル化反応器から第１の給送流１６を、トランスアルキル化反応器から第２の給送流１８を受け取る。ベンゼン塔１２は直接分離シーケンスを用いて、まずベンゼンを塔頂上生産物として除去する。ベンゼン塔１２の塔底流２０は、クメン塔１４に導かれ、そこでクメンとＤＩＰＢとの分離が行われる。ベンゼン塔およびクメン塔の分留ステップは大量のエネルギーを要し、これらのリボイラは、クメン製法で消費する高圧蒸気（ＨＰＳ、通常約４０ｂａｒＧ）総量の約９０％を消費する。

【0005】

図２は、単一の隔壁３４を用いる分留塔３２、または集合的にＤＷＣ３２を備える別の先行技術の設備３０を示す。ＤＷＣ３２は、アルキル化反応器から第１の給送流１６を、トランスアルキル化反応器から第２の給送流１８を受け取り、ベンゼン、クメンおよびＤＩＰＢの３成分分離を行う。任意選択の側流凝縮器３４を有する構成が示されている。ＵＯＰ社（ＷＯ２００８／１４７６３８Ａ１）またはＲＲＴ社の特許文献で提案されているように、単一の隔壁塔を用いて３成分分離を達成することも提案されている。当技術分野では、いくつかの応用例でＤＷＣ３２を用いることで、図１の設備と比較して蒸留工程に対する入熱総量を減らすことができることが知られている。

【0006】

隔壁塔を用いて３成分分離を達成することは当技術分野でよく知られているが、操業上の自由度が小さく、設計上の課題がさらに提起されているため、産業界ではこれらの設計を採用するのに時間がかかっている。本開示の教示によって、ＤＷＣを用いずにこの製法におけるＨＰＳの消費を大幅に減らすことができる。

【0007】

［開示の概要］
本開示は、態様においてクメンを精製するための方法を提供する。この方法は、アルキル化反応生成物を第１の分流と第２の分流とに分けるステップと、大部分が液体である第１の分流をベンゼン塔に給送するステップであって、ベンゼン塔が少なくともベンゼンをアルキル化反応生成物から分離するように構成された、給送するステップと、第２の分流を加熱器内で少なくとも部分的に気化させるステップと、少なくとも部分的に気化した第２の分流をベンゼン塔に給送するステップと、ベンゼン塔内で少なくともベンゼンをアルキル化反応生成物から分離するステップとを含み得る。

【0008】

本開示は、さらなる態様においてクメンを精製するためのシステムを提供する。このシステムは、アルキル化給送流管路を介してアルキル化反応生成物を受け取るように構成された分割給送アセンブリであって、アルキル化反応生成物を大部分が液体である第１の分流とするように構成され、第２の分流を少なくとも部分的に気化させて少なくとも部分的にベーパである第２の分流とするように構成された加熱器を備える、分割給送アセンブリと、大部分が液体である第１の分流および少なくとも部分的にベーパである第２の分流から少なくともベンゼンを分離するように構成されたベンゼン塔とを備え得る。

【0009】

本開示は、さらなる態様においてクメンを精製するための方法を提供する。この方法は、ベンゼン塔およびクメン塔を設けるステップと、液体側排流をベンゼン塔からクメン塔に導くステップであって、液体側排流がＤＩＰＢを実質的に含まない液体であり、クメン塔への還流としての役割を果たす、導くステップと、塔頂上管路を用いて、ベンゼン濃縮ベーパをクメン塔からベンゼン塔に戻すステップであって、ベンゼン濃縮ベーパが液体側排流よりもベンゼン濃度が高い、戻すステップと、精製クメンをクメン塔から抜き取るステップとを含み得る。

【0010】

本開示は、さらなる態様においてクメンを精製するためのシステムを提供する。このシステムは、ベンゼン塔およびクメン塔と、ＤＩＰＢを実質的に含まない液体をベンゼン塔からクメン塔に導くように構成された液体側排流管であって、導かれた液体がクメン塔への還流となる、液体側排流管と、ベンゼン濃縮ベーパをベンゼン塔に戻すように構成された、クメン塔からの塔頂上管路であって、ベンゼン濃縮ベーパが抜き取られた液体よりもベンゼン濃度が高い、塔頂上管路と、精製クメンをクメン塔から抜き取るように構成された生産物側排流管とを備え得る。

【0011】

本開示の特徴の上述の例をかなり大まかに概述したのは、下記の本開示の詳細な説明がより良く理解可能となるため、また当技術分野への貢献が理解可能となるためである。以下に記載し、本明細書に添付する特許請求の範囲の対象となる、本開示のさらなる特徴は当然ながら存在する。

【0012】

本開示を詳細に理解するために、以下の好ましい実施形態の詳細な説明については、添付の図面とともに理解する形で参照すべきである。図面では、類似の要素には類似の番号を付している。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】先行技術のクメン蒸留システムの図である。

【図2】先行技術のクメン蒸留システムの図である。

【図3】本開示の一実施形態による、クメンを製造するためのシステムを示す図である。

【図4】本開示の一実施形態による、クメンを製造するための後付け型システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［詳細な説明］
本開示は、クメン蒸留処理の際のエネルギー消費を大幅に減らすための方法および関連するシステムを提供する。リボイラ等の装置は、作動中に塔内を特定の温度に保つために比較的大量のエネルギーを消費する。リボイラはしばしば、このエネルギーを高圧蒸気（ＨＰＳ）の形で受け取る。本教示により、態様において、特定の処理温度を保つためにリボイラが消費するエネルギー量を減らすことができ、このことにより、次いでリボイラに投入する所要の熱エネルギーが、ＨＰＳであれ燃焼型加熱器等の他の装置で得られるものであれ、減少する。本開示は様々な形の実施形態が可能である。本開示の実施形態は、アルキル化給送流について調整を行い、および／またはベンゼン塔をクメン塔と熱連結して、図１および２に示すような従来の先行技術の設備と比較してＨＰＳの消費を減らす。給送流の調整および熱連結は、共に用いても個別に用いても、やはり先行技術の設備と比べてＨＰＳの消費の減少を達成する。本開示の具体的な実施形態は、図面で示し、本明細書で詳細に記述するが、このことについては、本開示は本開示の原理を例示したものと考えるべきであって、本開示を本明細書で図示し記述したものに限定することを意図していないことに留意されたい。

【0015】

図３を参照すると、１つまたは複数のアルキル化給送流を処理することでベンゼン、クメンおよびＤＩＰＢを主要な生産物として分離するための、本開示の一実施形態によるクメン蒸留システム１００（以後「システム１００」）が示されている。図示した実施形態では、システム１００は、アルキル化反応器１２０およびトランスアルキル化反応器１２４からのアルキル化給送流およびトランスアルキル化給送流を処理する。

【0016】

アルキル化反応器１２０は、ベンゼンをプロピレンによってアルキル化して、イソプロピルベンゼンまたはクメンを生成するように構成されている。主に二置換および三置換プロピルベンゼンである、いくつかのポリイソプロピルベンゼンも生成され得る。ベンゼンは過剰量でアルキル化反応器１２０に給送してもよく、ほぼ全てのプロピレンが反応するようにすることができる。アルキル化反応器１２０の排出流である第１の給送流１２２は、主にベンゼン、クメンおよびポリイソプロピルベンゼンを含む。トランスアルキル化反応器１２４は任意選択で、アルキル化反応器１２０で生成したポリイソプロピルベンゼンをトランスアルキル化するように構成することができる。トランスアルキル化反応器１２４の排出流である第２の給送流１２６は、主にベンゼン、クメンおよびポリイソプロピルベンゼンを含む。

【0017】

非限定的な一実施形態において、システム１００は、アルキル化反応生成物から少なくともベンゼンを分離するように構成されたベンゼン塔１１０と、ベンゼン塔１１０から受け取った給送流から少なくともクメンを分離するように構成されたクメン塔１１２とを備え得る。これらの塔１１０、１１２は、外殻、外殻内の種々の成分間の接触を促進するための１つまたは複数の分留内部物（例えば、棚段または充填物）、ならびにリボイラおよび凝縮器などのエネルギーを消費する伝熱装置による従来の構成を用い得る。上記の通り、これらのエネルギー消費装置は、ＨＰＳまたは他の熱エネルギー投入形態を用い得る。

【0018】

ベンゼン塔１１０は、アルキル化反応器１２０から第１の給送流１２２を、トランスアルキル化反応器１２４から第２の給送流１２６を受け取る。ＨＰＳの消費を減らすために、システム１００は、好適な管流路で形成された分割給送アセンブリ１２３を備える。一実施形態では、分割給送アセンブリ１２３は、第１の給送流１２２を調整するための加熱器１２８を備え得る。この実施形態では、分割給送アセンブリ１２３は第１の給送流１２２を第１の分流１３０と第２の分流１３２とに分ける。第１の分流１３０は大部分が液体として上方の給送位置でベンゼン塔１１０に入り、ベンゼン塔１１０内の還流と同様に効果的に作用する。第２の分流１３２は加熱器１２８を通過して少なくとも部分的に気化し、第１の分流１３０の下方にある給送位置でベンゼン塔１１０に入る。いくつかの実施形態では、第２の分流１３２は大部分がベーパである。第２の分流１３２を予熱することは、加熱器１２８で追加の熱容量が受け取られるため、リボイラの負荷を軽減する一助となる。

【0019】

いくつかの実施形態では、給送流１２６中のトランスアルキル化反応生成物は、大部分が液体である第１の分流１３０がベンゼン塔１１０に給送される第１の位置と、少なくとも部分的にベーパである第２の分流１３２がベンゼン塔１１０に給送される第２の位置との間にある位置で、ベンゼン塔１１０に給送される。非限定的な設備において、第１の給送流１２２は、１１０℃～１６０℃の温度範囲で供給し得る。第１の分流１３０は１１０℃～１３０℃の温度範囲でベンゼン塔１１０に入り得る。第２の分流１３２は、加熱器１２８を通過した後、１２０℃～１７０℃の温度範囲でベンゼン塔１１０に入り得る。加熱器１２８は、クメン・ベーパを１５５℃～１７５℃の温度範囲で受け取ってもよく、クメン・ベーパは１４５℃～１６５℃の温度範囲で加熱器１２８から出てもよい。これらの温度は単に例示的なものであり、本教示を応用し得る温度範囲を限定するものではないことに留意すべきである。さらに、降下弁などの流量制御デバイスは単に分かりやすさのために示さないが、適当な場合に用い得る。

【0020】

以下に記載するように、加熱器１２８は熱エネルギーを、クメン塔１１２から抜き取られたクメンから受け取る。加熱器１２８は、熱交換器または予熱器などの間接的加熱器でよい。しかし、他の実施形態では、加熱器１２８は熱エネルギーを、異なる源から受け取ってもよい。全体を通して使用される、「大部分」は過半数を意味し、例えば、大部分が液体であるとは、流体の５０パーセントより多くが液体であることを意味する。

【0021】

ベンゼン塔１１０は、ベンゼン塔頂上流１４０、ベンゼン生産物側排流１４２、クメン側排流１４４および塔底流１４６を始めとしたいくつかの排出流を有する。ベンゼン生産物側排流１４２内の流体は、所定のベンゼン生産物濃度基準値まで精製されたベンゼンを含む。クメン側排流１４４は、ベンゼン塔１１０の上方部分から取られ、クメン塔１１２に給送される。この側排流１４４は大部分が、ジイソプロピルベンゼン（ＤＩＰＢ）を実質的に含まない液体のクメンである。ここで、「ＤＩＰＢを実質的に含まない」とは、ＤＩＰＢ濃度が精製クメン生産物における所定の濃度水準未満であることを意味する。実施形態では、１００重量ｐｐｍ未満のＤＩＰＢ含有量は「ＤＩＰＢを実質的に含まない」とみなしてもよい。クメン側排流１４４は、クメン塔１１２に対する還流としての役割を果たす。塔底流１４６は、実質的にベンゼンを含まず、やはりクメン塔に給送される。ここで「ベンゼンを実質的に含まない」とは、ベンゼン濃度が側排流１４２におけるベンゼン濃度未満であることを意味する。実施形態では、１００重量ｐｐｍ未満のベンゼン含有量は「ベンゼンを実質的に含まない」とみなしてもよい。

【0022】

クメン塔１１２は、ベーパ塔頂上流１５０、クメン生産物側排流１５２、およびＤＩＰＢ塔底流１５４を始めとしたいくつかの排出流を有する。塔頂上ベーパ１５０は、ベンゼン塔１１０内の、側排流１４４と同じ段に戻るベンゼンが豊富なクメン流である。戻る位置は、一般にベンゼン生産物側排流１４２と塔底流１４６の上方との間である。生産物品質であるクメン側排流１５２は、クメン塔１１２から取ったベーパ流であり、加熱器１２８内で少なくとも部分的に凝縮して先述のように給送流の第２の分流１３２のために給送流を予熱する。この側排流１５２は、熱交換器１５４で２次的に冷却してもよく、この熱交換器１５４は低圧蒸気を生成するために用い得る。冷却した側排流１５２は凝縮され、凝縮したクメン生産物として出ていく第１の分流１５６と、還流としてクメン塔１１２に戻る第２の分流１５８とに分けることができる。第２の分流１５８は、側排流１５２をベンゼン塔１１０から取る場所に近い位置で戻し得る。

【0023】

側排流１４４およびベーパ塔頂上流１５０はベンゼン塔１１０とクメン塔１１２とを熱連結していることを理解すべきである。側排流１４４およびベーパ塔頂上流１５０は、本開示による熱連結部１４８の非限定的な一実施形態を形成している。熱連結部１４８は、２つの塔１１０、１１２の各々における特定の位置の間をベーパ流が液体流と逆方向に移動する場合に、直接接触することによって熱を伝達するように構成されている。例えば、ベンゼン塔１１０における特定の位置は、側排流１４４が取られ塔頂上ベーパ１５０がベンゼン塔１１０に戻される、分留内部物の同じ段でもよい。同様に、クメン塔１１２における特定の位置は、側排流１４４が受け取られ塔頂上ベーパ１５０がクメン塔１１２から取られる位置、例えば分留内部物の最上部またはその上方でもよい。

【0024】

図４を参照すると、既存の従来のシステム２０２を改造することで得ることができるクメン蒸留システム２００が示されている。「改造する」とは、既存のシステムに構成要素および／または他の構造を追加し、それらにより既存のシステムの基本性能、機能および／または効率を修正または別様に変更することを意味する。従来のシステム２０２は、既存のベンゼン塔１２および既存のクメン塔１４を備え得る。ベンゼン塔１２は、アルキル化反応器から第１の給送流１６を、トランスアルキル化反応器から第２の給送流１８を受け取る。「既存の」という用語は、上記の構成要素が、改造を行う前から存在していたことを意味する。いくつかの実施形態では、トランスアルキル化反応生成物給送流１８は、大部分が液体である第１の分流２１６がベンゼン塔１２に給送される第１の位置と、少なくとも部分的にベーパである第２の分流２１８がベンゼン塔１２に給送される第２の位置との間にある位置で、ベンゼン塔１２に給送される。

【0025】

非限定的な一実施形態において、システム２００における分留段数を増やすために、精留塔２１０を加え得る。追加の分留段は、クメン塔１４に対して棚段の数を増やすためのリトレイ、例えば３段につき４段にするリトレイを行うことで増やしてもよい。この全体的な構成によりクメン塔１４への液圧負荷が減少するので、棚段の数を増やし棚段の間隔を詰めても能力が犠牲になることはおそらくないであろう。「リトレイ」とは、棚段であれ充填物であれ、塔１４内の分留内部物を置き換えることを意味する。簡便のために、「棚段」に言及して議論を行うことにする。

【0026】

第１の給送流１６を調整するために、この改造により分割給送予熱アセンブリ２１４がベンゼン塔１２に加わる。ベンゼン塔１２では、アルキル化反応器（図示せず）からの第１の給送流１６の第１の分流２１６は液体として上方の給送位置でベンゼン塔１２に入る。第１の給送流１６の第２の分流２１８は給送流加熱器２２０内で部分的に気化し、大部分がベーパとして第１の分流２１６の下方にある給送位置でベンゼン塔１２に入る。給送流加熱器２２０は、以下に記載するように熱エネルギーをクメン排出流から受け取ってもよく、または別の源から熱エネルギーを受け取ってもよい。

【0027】

精留塔２１０はベンゼン塔１２をクメン塔１４と熱連結する。一実施形態では、実質的にＤＩＰＢを含まない、ベンゼン塔１２からの塔頂上ベーパ２２４は改造精留塔２１０に給送され、改造精留塔２１０からの液体排流２２６はベンゼン塔１２に対する還流としての役割を果たす。塔頂上ベーパ２２４はベンゼン塔１２から出て、液体排流２２６はベンゼン塔１２に入るが、両者ともに第１の給送分流２１６の進入位置の少なくとも上方にあることに留意すべきである。実施例では、塔頂上ベーパ２２４がベンゼン塔１２から排出され得、同じ位置で液体排流２２６がベンゼン塔１２に入り得る。精留塔２１０はベンゼンとクメンとを分離する。実質的にＤＩＰＢおよびベンゼンを含まない、精留塔２１０からの液体塔底流２２８は、還流としてクメン塔１４に給送される。大部分がクメンを含む、クメン塔１２からの塔頂上ベーパ２３２の第１の分流２３０は、改造精留塔２１０の塔底に戻る。塔頂上ベーパの第２の分流２３６は、ベンゼン塔給送流加熱器２２０において、給送流を予熱するために用いられる。ベンゼン塔１２からの塔底流２３４は実質的にベンゼンを含まず、既存の装置を用いてクメン塔１４に給送される。既存のベンゼン塔頂上流凝縮システム２５０を改造精留塔２１０のために再応用することができる。既存のクメン塔頂上流凝縮システム２５２は、いくつか変形を加えて再応用することができる。塔頂上ベーパの第２の分流２３６は、ベンゼン塔給送流加熱器２２０において、給送流を予熱するために用いられる。図３に示す２つの給送流加熱器２２０は、同一の給送流加熱器であることに留意すべきである。したがって、図４の実施形態では、精留塔２１０によって熱連結部２３５が形成され、塔頂上ベーパ２３２の第１の分流２３０はクメン塔１４から精留塔２１０に戻り、精留塔２１０からの液体塔底流２２８は、還流としてクメン塔１４に給送される。

【0028】

［仮説的な実施例］
以下は、図１で示す先行するシステム、図３の実施形態によるシステム、および図４の実施形態によるシステムに関するＨＰＳ負荷の予測使用量を示す表である。以下に示すように、上述のシステムは、従来のクメン蒸留システムのベンゼン塔およびクメン塔と比較して、リボイラの所要熱量が３０％より大きく減少すると予測される。また、これら２つの塔は通常クメン製法に対する入熱総量の約９０％を占めるため、本教示によってクメン製法の全体的な効率を大幅に改善し得る。

【0029】

【表1】

【0030】

上記から、これまで記述してきたものはクメンを精製するためのシステムを含むことを理解すべきである。このシステムは、既存のベンゼン塔および既存のクメン塔と、既存のクメン塔内に配置された新規のリトレイ・アセンブリであって、既存のクメン塔内の既存の棚段アセンブリよりも多くの棚段を有する、新規のリトレイ・アセンブリと、新規の改造精留塔とを備え得る。

【0031】

いくつかの実施形態では、クメンを精製するための上述のシステムは、アルキル化反応器からの給送流を受け取る新規の分割給送アセンブリであって、第１の給送管路と、第２の給送管路と、加熱器とを備え、第１の給送分流は第１の給送管路を経て液体としてベンゼン塔に入り、第２の給送分流は第２の給送管路を経てベンゼン塔に入り、加熱器は第２の給送分流をベンゼン塔に入る前に少なくとも部分的に気化させる、分割給送アセンブリを備え得る。

【0032】

いくつかの実施形態では、クメンを精製するための上述のシステムは、ベンゼン塔からの塔頂上ベーパを第１の位置で取り、取った塔頂上ベーパを新規の改造精留塔に給送する新規の第１の塔頂上排流管路と、改造精留塔からの液体を第１の位置に隣接した位置で抜き取り、抜き取った液体をベンゼン塔に給送する新規の液体排流管路と、新規の改造精留塔からの液体塔底流を抜き取り、抜き取った液体塔底流を還流としてクメン塔に給送する新規の塔底排流管路と、既存のクメン塔からの塔頂上ベーパを受け取る新規の第２の塔頂上管路であって、塔頂上ベーパの第１の分流を新規の改造精留塔の塔底に給送し、塔頂上ベーパの第２の分流を加熱器に給送する、新規の第２の塔頂上管路とを備え得る。

【0033】

上記から、これまで記述してきたものはクメンを精製するための方法も含むことを理解すべきである。いくつかの実施形態では、この方法は、既存のベンゼン塔に新規の分割給送アセンブリを加えるステップであって、新規の分割給送アセンブリが第１の給送管路、第２の給送管路、および加熱器を備える、加えるステップと、新規のリトレイ・アセンブリを用いて既存のクメン塔をリトレイするステップであって、新規のリトレイ・アセンブリが既存のクメン塔内の既存の棚段アセンブリよりも多くの棚段を有する、リトレイするステップと、新規の分割給送アセンブリを用いて、既存のアルキル化反応器からの給送流を受け取るステップと、第１の給送分流を第１の給送管路を経て液体として既存のベンゼン塔に給送するステップと、第２の給送分流を第２の給送管路を経て既存のベンゼン塔に給送するステップと、加熱器を用いて第２の給送分流を既存のベンゼン塔に入る前に部分的に気化させるステップとを含み得る。

【0034】

いくつかの実施形態では、クメンを精製するための上述の方法は、新規の改造精留塔を加えるステップと、新規の改造塔を既存のベンゼン塔に連結する新規の第１の塔頂上排流管路を加えるステップと、新規の改造塔を既存のベンゼン塔に連結する新規の第１の液体排流管路を加えるステップと、新規の改造塔を既存のクメン塔に連結する新規の塔底排流管路を加えるステップと、既存のクメン塔を新規の改造精留塔に連結する新規の第２の塔頂上管路を加えるステップと、新規の第１の塔頂上排流管路を用いて既存のベンゼン塔からの塔頂上ベーパを取り、取った塔頂上ベーパを新規の改造精留塔に給送するステップと、新規の液体排流管路を用いて、新規の塔頂上排流管路と同じ位置で新規の改造精留塔からの液体を取り、抜き取った液体を既存のベンゼン塔に給送するステップと、新規の塔底排流管路を用いて新規の改造精留塔からの液体塔底流を取り、取った液体塔底流を還流として既存のクメン塔に給送するステップと、新規の第２の塔頂上管路を用いて既存のクメン塔からの塔頂上ベーパを受け取るステップであって、新規の第２の塔頂上管路は塔頂上ベーパの第１の分流を新規の改造精留塔の塔底に給送し、塔頂上ベーパの第２の分流を加熱器に給送する、受け取るステップとを含み得る。

【0035】

全体を通して使用される、「分留塔」および「塔」という用語は、異なる沸点を有する２つ以上の成分を含む混合物を分離するのに好適な任意のシステム、デバイスまたはシステムおよび／もしくはデバイスの組合せを指す。このような分留塔または塔は、スクラブ塔、蒸留塔、精留塔およびストリップ塔を含み得るが、これらに限定されない。

【0036】

全体を通して使用される、「分留内部物」という用語は、単位体積あたりの表面積が大きい素材で形成された充填物を含むが、これに限定されない。充填物により、ベーパまたは液体は、金属、セラミックまたはプラスチックで作られてもよい表面と持続的に接触することができるようになる。「分留内部物」はまた、棚段を含むが、これに限定されない。棚段は、分留塔１１０内の気相と液相との接触を改善できる１つまたは複数の型の棚段を含み得るが、これに限定されない。例示的な棚段は、穿孔型棚段、篩型棚段、泡鐘型棚段、浮き弁型棚段、固定弁型棚段、トンネル型棚段、カートリッジ型棚段、二重流れ型棚段、バッフル型棚段、シャワー・デッキ型棚段、円盤およびドーナツ型棚段、軌道型棚段、馬蹄型棚段、カートリッジ型棚段、スナップイン・バルブ型棚段、煙突型棚段、スリット型棚段、またはこれらの任意の組合せを含み得るが、これらに限定されない。上記のように、「リトレイ」という用語は、任意の形態の分留内部物を置き換えることを指すために一般的に使用される。

【0037】

上述は、本発明の実施形態を対象とするが、本発明の他の、およびさらなる実施形態を本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲で定められてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】