문맥 (context)
C4 분획으로부터 조 1,3-부타디엔의 회수는 C4 분획의 성분의 상대적 휘발성 차이가 적으므로 복잡한 증류 문제가 있다. 따라서, 추출성 증류, 즉, 분리될 혼합물의 비점보다 더 높은 비점을 갖고 분리될 성분의 상대적 휘발성 차이를 증가시키는 추출제의 첨가에 의한 증류로 분리가 수행된다. 적당한 추출제를 사용하여 상기 언급된 C4 분획으로부터 추출성 증류에 의해 조 1,3-부타디엔 분획을 회수할 수 있으며, 상기 분획은 후속으로 정제 증류 컬럼에서 추가로 정제된다.
본 발명의 문맥에서, 조 1,3-부타디엔은 C4 분획으로부터 부탄과 부텐의 합 90 중량％ 이상, 바람직하게는 부탄과 부텐의 합 98 중량％ 이상 및 더 특히 바람직하게는 부탄과 부텐의 합 99 중량％ 이상, 및 동시에 C4-아세틸렌 90 중량％ 이상, 바람직하게는 C4-아세틸렌 96 중량％ 이상 및 더 특히 바람직하게는 C4-아세틸렌 99 중량％ 이상을 제거하여 회수한 탄화수소 혼합물을 나타낸다. 조 1,3-부타디엔은 자주 가치있는 1,3-부타디엔 생성물을 80 중량％ 이상, 바람직하게는 90 중량％ 이상 및 더 바람직하게는 95 중량％ 이상의 비율로 포함하며, 나머지는 불순물이다.
따라서, 순수한 1,3-부타디엔은 가치있는 1,3-부타디엔 생성물을 98 중량％ 이상, 바람직하게는 99.5 중량％ 이상 및 더 바람직하게는 99.7 내지 99.9 중량％ 함유하며, 나머지는 불순물인 탄화수소 혼합물을 나타낸다.
DE-A 101 05 660은 분할 벽 컬럼의 상단부까지 연장되는 분할 벽을 갖는 분할 벽 컬럼 및 분할 벽 컬럼 상류의 추출성 세척 컬럼에서 C4 분획이 분리되는, 공지 공정에 비해 단순화된 구조의 장치 디자인을 사용하는 방법을 개시한다. DE-A 101 05 660의 방법에 따르면, 부분탈기된(semidegassed) 용매 스트림은 추출성 증류에 사용된 분할 벽 컬럼의 저부로부터 취출된다. 용어 "부분탈기된 용매"는 1,3-부타디엔을 회수하기 위한 추출성 증류 분야에서 당업자에게 친숙한 것이고 분리될 C4 분획의 용해된 성분, 구체적으로 선택적 용매에 대해 가장 큰 친화력을 갖는 성분을 여전히 함유하는 선택적 용매를 나타낸다. 이들은 특히 C4 아세틸렌, 특히 에틸아세틸렌 및 비닐아세틸렌을 포함한다.
그러나, 단지 부분탈기된 용매 스트림은 추출성 증류 공정으로 재순환될 수 없는데, 이는 기준에 해를 끼치는 아세틸렌이 축적될 수 있기 때문이다. 따라서, 분할 벽 컬럼으로부터 취출된 저부 스트림을 추출성 증류 공정으로 재순환하기 이전에, 예를 들어 DE-A 27 24 365에 개시된 바와 같이 저부로부터 부분탈기된 스트림이 취출되는 컬럼에 비해 낮은 압력에서 운전되는 탈기부 컬럼에 초기에 공급하는 것이 필요하였다. 탈기부 컬럼에서, 부분탈기된 용매 스트림이 처리되어 탈기부 컬럼의 저부에서는 정제된, 즉 완전히 탈기된 용매 및 탈기부 컬럼의 탑정에서는 기체 탄화수소 스트림이 생성되며, 기체 탄화수소 스트림은 콤프레서를 통해 추출성 증류 컬럼의 하부 영역으로 재순환된다. 아세틸렌은 측류를 통해 방출된다.
그러나, DE-A 27 24 365의 방법에 따르면, 분할 벽 컬럼으로부터 취출되어 탈기부 컬럼에 공급되는 저부 스트림은 C4 아세틸렌 이외에도, 상당한 양의 가치있는 1,3-부타디엔 생성물을 함유한다. 1,3-부타디엔은 탈기부 컬럼의 탑정 스트림 내에 유입되며, 이러한 스트림은 경제적인 운전 방식으로 폐기될 수 없고, 콤프레서를 통해 탈기부에 비해 더 높은 압력에서 운전되는 추출성 증류 공정으로 재순환된다. 콤프레서는 에너지 소모가 높으며; 따라서 DE-A 27 24 365의 방법은 실제로 3배의 에너지 소모를 갖는 콤프레서가 필요했던 종래 기술 방법에 비해 진보된 것이었다. 그러나, DE-P 27 24 365의 출원일에는, 당업자에게 콤프레서를 완전히 배제한 공정 변형이 기술적으로 단순한 방식으로 실현될 수 있다는 것은 공지되어 있지 않았다.
DE-A 103 22 655는 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어 및 하부 조합 컬럼 영역에서 이론적 플레이트 개수의 설정을 통해, 저부 스트림이 분할 벽 컬럼으로부터 제거될 수 있고 미리 정제된 용매를 함유하도록 분할 벽 컬럼의 운전을 조정하는 방법을 기재한다.
따라서, 탈기부 컬럼 및 추출성 증류 공정으로의 1,3-부타디엔-함유 스트림을 재순환하기 위한 컴프레서 모두가 불필요해진다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
DE-A 103 22 655에서 제시된 방법을 통해 탈기부 컬럼과 추출성 증류 공정으로의 1,3-부타디엔-함유 스트림을 재순환하기 위한 컴프레서 사용을 불필요하게 만들기 위해 조정되는 두 가지 요소는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretationDE-A 103 22 655 방법에서 컴프레서 없이 스트림 재순환을 가능하게 하는 기술적 조정 요소를 찾는다.
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2정보 추출
information_extractionDE-A 103 22 655와 관련된 문장을 찾아 조정되는 구성 요소를 추출한다.
- DE-A 103 22 655는 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어 및 하부 조합 컬럼 영역에서 이론적 플레이트 개수의 설정을 통해, 저부 스트림이 분할 벽 컬럼으로부터 제거될 수 있고 미리 정제된 용매를 함유하도록 분할 벽 컬럼의 운전을 조정하는 방법을 기재한다.
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3근거 선택
evidence_selection조정되는 구체적인 두 가지 요소인 '에너지 투입량의 제어'와 '이론적 플레이트 개수의 설정'을 선별한다.
- 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어 및 하부 조합 컬럼 영역에서 이론적 플레이트 개수의 설정을 통해
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4논리 통합
logical_integration두 요소가 결합되어 분할 벽 컬럼의 운전을 조정함으로써 컴프레서가 불필요해진다는 인과관계를 확인한다.
- 따라서, 탈기부 컬럼 및 추출성 증류 공정으로의 1,3-부타디엔-함유 스트림을 재순환하기 위한 컴프레서 모두가 불필요해진다.
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5결론 도출
conclusion_formulation질문에서 요구하는 두 가지 요소를 정리한다.
- 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어
- 하부 조합 컬럼 영역에서 이론적 플레이트 개수의 설정
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6답변 생성
answer_generation추출된 두 요소를 리스트 형식으로 답변을 작성한다.
- 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어
- 하부 조합 컬럼 영역에서 이론적 플레이트 개수의 설정
최종 답변 (final_answer)
1. 저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량의 제어, 2. 하부 조합 컬럼 영역에서의 이론적 플레이트 개수의 설정
핵심 해석 (core_interpretation)
저부 증발기를 통한 분할 벽 컬럼으로의 에너지 투입량 제어와 하부 조합 컬럼 영역에서의 이론적 플레이트 개수 설정을 통해 1,3-부타디엔-함유 스트림 재순환용 컴프레서 사용이 불필요해진다.