JP2002143603A - Simulation method of distillation apparatus - Google Patents
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸留装置のシミュ
レーション方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for simulating a distillation apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、複数の成分を含有する原液から各
成分を蒸留によって分離させて製品を得るために、複数
の蒸留塔を組み合わせた複合塔を備えた蒸留装置が提供
されている。しかしながら、該蒸留装置においては、各
蒸留塔を別々に建設すると、蒸留装置の占有面積が大き
くなってしまう。また、側塔方式の蒸留装置において
は、各蒸留塔内の圧力を調整するために各蒸留塔間にお
ける蒸気の分配を制御する必要があるので、各蒸留塔を
安定させて運転することができない。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a distillation apparatus provided with a composite column in which a plurality of distillation columns are combined in order to obtain products by separating each component from a stock solution containing a plurality of components by distillation. However, in the distillation apparatus, if each distillation column is separately constructed, the area occupied by the distillation apparatus increases. Further, in the side column type distillation apparatus, since it is necessary to control the distribution of steam between the respective distillation columns in order to adjust the pressure in each of the distillation columns, the respective distillation columns cannot be operated stably. .
【0003】そこで、外筒内に内筒を配設し、該内筒内
に原液を供給して蒸留を行うようにしたペトリューク式
の蒸留塔を備えた蒸留装置が提供されている。ところ
が、この場合、内筒を外筒に対して支持したり、外筒を
貫通させてラインを配設したり、内筒にフィードノズル
を取り付けたりする必要があるので、蒸留塔の構造が複
雑になり、蒸留装置のコストが高くなってしまう。ま
た、ラインと外筒との間、及びフィードノズルと内筒と
の間を十分にシールすることができないので、蒸留の効
率が低くなってしまう。そして、内筒と外筒とが同心的
に配設され、回収部及び濃縮部が環状体の構造を有する
ので、充填(てん)物を配設するのが困難になり、前記
回収部及び濃縮部に配設されるトレイの構造が複雑にな
る。[0003] Therefore, there has been provided a distillation apparatus provided with a Petlique-type distillation column in which an inner cylinder is disposed in an outer cylinder, and a stock solution is supplied into the inner cylinder to perform distillation. However, in this case, it is necessary to support the inner cylinder with respect to the outer cylinder, arrange a line through the outer cylinder, and attach a feed nozzle to the inner cylinder, which complicates the structure of the distillation column. And the cost of the distillation apparatus increases. In addition, since the space between the line and the outer cylinder and the space between the feed nozzle and the inner cylinder cannot be sufficiently sealed, the efficiency of distillation is reduced. Since the inner cylinder and the outer cylinder are arranged concentrically, and the collecting section and the concentrating section have a ring-shaped structure, it is difficult to arrange the filling material, and the collecting section and the concentrating section are concentrated. The structure of the tray provided in the section becomes complicated.
【0004】そこで、内部を平板状の中仕切りによって
区画した一つの結合型蒸留塔を備えた蒸留装置が提供さ
れている。前記結合型蒸留塔は、塔サイドに原液を供給
するためのフィードノズルが配設され、該フィードノズ
ルより上方に形成された濃縮部、及び前記フィードノズ
ルより下方に形成された回収部を備えた第1の蒸留部、
該第1の蒸留部の上端に接続され、該上端より上方に形
成された濃縮部、及び前記上端より下方に形成され、か
つ、前記第1の蒸留部の濃縮部と中仕切りを介して隣接
する回収部を備えた第2の蒸留部、並びに前記第1の蒸
留部の下端に接続され、該下端より上方に形成され、か
つ、前記第1の蒸留部の回収部と中仕切りを介して隣接
する濃縮部、及び前記下端より下方に形成された回収部
を備えた第3の蒸留部を有する。そして、前記蒸留装置
においては、前記フィードノズルを介して塔サイドに原
液が供給され、前記結合型蒸留塔の塔頂において留出液
を、塔底において缶出液を、塔サイドにおいてサイドカ
ット液を得ることができる。[0004] Therefore, there has been provided a distillation apparatus provided with one combined distillation column whose interior is partitioned by a flat partition. The combined distillation column is provided with a feed nozzle for supplying an undiluted solution to the column side, and includes a concentrating unit formed above the feed nozzle, and a collecting unit formed below the feed nozzle. A first distillation section,
A concentrating section connected to the upper end of the first distillation section, formed above the upper end, and formed below the upper end, and adjacent to the concentrating section of the first distillation section via a partition; A second distillation section having a recovery section, and a lower end of the first distillation section, which is connected to a lower end of the first distillation section, is formed above the lower end, and is connected to a recovery section of the first distillation section and an intermediate partition. It has an adjacent concentrating section and a third distillation section provided with a collecting section formed below the lower end. Then, in the distillation apparatus, the undiluted solution is supplied to the column side via the feed nozzle, the distillate at the top of the combined distillation column, the bottoms at the bottom, and the side cut liquid at the column side. Can be obtained.
【0005】この場合、蒸留装置の占有面積を小さくす
ることができ、蒸留塔を安定させて運転することがで
き、蒸留装置のコストを低くすることができるととも
に、充填物又はトレイを容易に配設することができ、し
かも、蒸留の効率を高くすることができる。In this case, the area occupied by the distillation apparatus can be reduced, the distillation column can be operated stably, the cost of the distillation apparatus can be reduced, and the packing or tray can be easily arranged. And the efficiency of distillation can be increased.
【0006】ところで、蒸留装置を製造するに当たり、
シミュレーションを行い、シミュレーション結果を評価
するのが望ましいが、結合型蒸留塔を備えた蒸留装置に
ついてのシミュレーションプログラムが提供されていな
い。そこで、一般の蒸留計算方法が組み込まれた市販の
シミュレーションプログラム(例えば、Simulat
ion Sciences Inc.社の「PRO/I
I」のシミュレーションプログラム「Distilla
tion Column Unit Operatio
n」、「Side Columns」等)を使用するこ
とが考えられる。該シミュレーションプログラムは、単
一の蒸留計算モデルを適切に組み合わせることによって
作成され、主塔及び側塔に関する各種のデータを入力
し、シミュレーション作業を収束させることによって、
主塔の塔頂において得られる留出液、主塔の塔底におい
て得られる缶出液、及び側塔の塔サイドにおいて得られ
るサイドカット液の各流量バランスをシミュレーション
結果として得ることができるようになっている。By the way, in manufacturing a distillation apparatus,
It is desirable to perform a simulation and evaluate the simulation result, but a simulation program for a distillation apparatus having a combined distillation column is not provided. Therefore, a commercially available simulation program incorporating a general distillation calculation method (for example, Simulat)
ion Sciences Inc. "PRO / I"
I "simulation program" Distilla
Tion Column Unit Operation
n "," Side Columns ", etc.). The simulation program is created by appropriately combining a single distillation calculation model, and by inputting various data relating to the main tower and the side tower, and converging the simulation work,
In order to be able to obtain, as a simulation result, the flow rate balance of the distillate obtained at the top of the main tower, the bottoms obtained at the bottom of the main tower, and the side cut liquid obtained at the tower side of the side tower. Has become.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のシミュレーションプログラムは、結合型蒸留塔を備
えた蒸留装置について開発されたものではないので、結
合型蒸留塔のモデルを設定してシミュレーションを行う
ことはできるが、シミュレーション作業の収束性が極め
て低い。However, since the conventional simulation program has not been developed for a distillation apparatus having a combined distillation column, a simulation is performed by setting a model of the combined distillation column. Is possible, but the convergence of the simulation work is extremely low.
【0008】本発明は、前記従来のシミュレーションプ
ログラムの問題点を解決して、結合型蒸留塔を備えた蒸
留装置についてシミュレーションを行う場合に、シミュ
レーション作業の収束性を向上させることができる蒸留
装置のシミュレーション方法を提供することを目的とす
る。[0008] The present invention solves the problems of the conventional simulation program and improves the convergence of the simulation work when performing a simulation on a distillation apparatus having a combined distillation column. An object of the present invention is to provide a simulation method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の蒸
留装置のシミュレーション方法においては、塔本体内が
中仕切りによって第1室と第2室とに区画され、塔サイ
ドに原液が供給され、塔頂において留出液が排出され、
塔底において缶出液が排出され、塔サイドにおいてサイ
ドカット液が排出される結合型蒸留塔を備えた蒸留装置
について、主塔の上方に設定された第1の位置と側塔の
塔頂とが第1の液体流路及び第1の蒸気流路によって接
続され、主塔の下方に設定された第2の位置と側塔の塔
底とが第2の液体流路及び第2の蒸気流路によって接続
された複合塔を備えた蒸留装置のシミュレーションプロ
グラムを使用してシミュレーションを行うようになって
いる。For this purpose, in the method for simulating a distillation apparatus according to the present invention, the inside of the tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, and a stock solution is supplied to the side of the tower. A distillate is discharged at the top of the tower,
With respect to a distillation apparatus provided with a combined distillation column in which bottom liquid is discharged at the bottom and a side cut liquid is discharged at the side of the column, the first position set above the main column and the top of the side column Are connected by the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected by the second liquid flow path and the second vapor flow The simulation is performed by using a simulation program of a distillation apparatus having a composite column connected by a channel.
【0010】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記フィード側からサイドカット側
に供給される蒸気の流量の初期値を入力する。また、該
蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔内における蒸気出
口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の圧力との圧力差を
算出し、算出された圧力差に対応させて蒸気の流量を変
更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by adjusting the liquid descending from the top of the main tower to the inside of the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. And the initial value of the flow rate of steam supplied from the feed side to the side cut side. Further, based on the initial value of the flow rate of the steam, the pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference is calculated according to the calculated pressure difference. Change the steam flow.
【0011】本発明の他の蒸留装置のシミュレーション
方法においては、塔本体内が中仕切りによって第1室と
第2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、塔頂
において留出液が排出され、塔底において缶出液が排出
され、塔サイドにおいてサイドカット液が排出される結
合型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方に設
定された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及
び第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に設定
された第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路及び
第2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた蒸留
装置のシミュレーションプログラムを使用してシミュレ
ーションを行うようになっている。In another method for simulating a distillation apparatus according to the present invention, the inside of the tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, and a stock solution is supplied to the tower side, and a distillate is collected at the top of the tower. Discharged, bottom product is discharged at the bottom of the column, and the first position set above the main column and the side column of the distillation apparatus having the combined distillation column in which the side cut liquid is discharged at the side of the column. The top is connected to the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected to the second liquid flow path and the second liquid flow path. The simulation is performed using a simulation program of a distillation apparatus having a composite column connected by the vapor flow path.
【0012】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記主塔に接続された蒸発器におけ
る加熱熱量の初期値を入力する。また、該加熱熱量の初
期値に基づいて前記留出液の還流比を算出し、算出され
た還流比に対応させて加熱熱量を変更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by adjusting the liquid descending from the top of the main tower to the inside of the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. And the initial value of the heating calorie in the evaporator connected to the main tower. Further, a reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heating heat amount, and the heating heat amount is changed in accordance with the calculated reflux ratio.
【0013】本発明の更に他の蒸留装置のシミュレーシ
ョン方法においては、塔本体内が中仕切りによって第1
室と第2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、
塔頂において留出液が排出され、塔底において缶出液が
排出され、塔サイドにおいてサイドカット液が排出され
る結合型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方
に設定された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流
路及び第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に
設定された第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路
及び第2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた
蒸留装置のシミュレーションプログラムを使用してシミ
ュレーションを行うようになっている。[0013] In still another method for simulating a distillation apparatus according to the present invention, the inside of the tower main body is partitioned by a first partition.
Compartment and a second compartment, and the undiluted solution is supplied to the tower side,
A distillate is discharged at the top of the column, a bottoms is discharged at the bottom of the column, and a distillation apparatus having a combined distillation column in which a side cut liquid is discharged at the side of the column. The first position and the top of the side tower are connected by the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected to the second position. The simulation is performed using a simulation program of a distillation apparatus having a composite column connected by a liquid flow path and a second vapor flow path.
【0014】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記フィード側からサイドカット側
に供給される蒸気の流量の初期値を入力し、前記主塔に
接続された蒸発器における加熱熱量の初期値を入力す
る。また、前記蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔内
における蒸気出口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の圧
力との圧力差を算出し、算出された圧力差に対応させて
蒸気の流量を変更し、前記加熱熱量の初期値に基づいて
前記留出液の還流比を算出し、算出された還流比に対応
させて加熱熱量を変更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by determining the liquid descending from the top of the main tower in the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. , The initial value of the flow rate of steam supplied from the feed side to the side cut side, and the initial value of the amount of heating heat in the evaporator connected to the main tower. Further, based on the initial value of the flow rate of the steam, the pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference is calculated according to the calculated pressure difference. The flow rate of steam is changed, the reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heating heat amount, and the heating heat amount is changed in accordance with the calculated reflux ratio.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】図2は本発明の実施の形態における結合型
蒸留塔の概念図、図3は本発明の実施の形態における蒸
留装置の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a combined distillation column according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram of a distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0017】図において、10は結合型蒸留塔であり、
該結合型蒸留塔10は、上方から下方にかけて順に配設
された第1セクション11、第2セクション12、第3
セクション13、第4セクション14、第5セクション
15、第6セクション16、第7セクション17、第8
セクション18及び第9セクション19から成る。In the figure, 10 is a combined distillation column,
The combined distillation column 10 includes a first section 11, a second section 12, a third section
Section 13, fourth section 14, fifth section 15, sixth section 16, seventh section 17, eighth
It comprises a section 18 and a ninth section 19.
【0018】そして、前記結合型蒸留塔10の塔本体
は、前記第4セクション14〜第6セクション16にお
いて、それぞれ平板状の中仕切り22〜24によって第
1室14A〜16Aと第2室14B〜16Bとに区画さ
れ、第1室14A〜16Aと第2室14B〜16Bとは
互いに隣接させられる。また、前記第1室14A〜16
Aによって第1の蒸留部25が、前記第1セクション1
1、第2セクション12、第3セクション13及び第2
室14Bによって第2の蒸留部26が、前記第2室15
B、16B、第7セクション17、第8セクション18
及び第9セクション19によって第3の蒸留部27がそ
れぞれ形成される。In the fourth section 14 to the sixth section 16, the column body of the combined distillation column 10 has first chambers 14A to 16A and second chambers 14B to 14C by plate-shaped partitions 22 to 24, respectively. 16B, and the first chambers 14A to 16A and the second chambers 14B to 16B are adjacent to each other. In addition, the first chambers 14A to 16A
A causes the first distillation section 25 to
1, second section 12, third section 13 and second section
The second distillation section 26 is formed by the chamber 14B by the second chamber 15.
B, 16B, 7th section 17, 8th section 18
And the ninth section 19 form a third distillation section 27.
【0019】なお、前記中仕切り22〜24を断熱材に
よって形成したり、中仕切り22〜24の内部を真空に
したりして、中仕切り22〜24を断熱構造にすること
もできる。その場合、第1室14Aと第2室14Bとの
間、第1室15Aと第2室15Bとの間、及び第1室1
6Aと第2室16Bとの間の熱伝達を少なくすることが
できるので、蒸留の効率を高くすることができる。The partitions 22 to 24 can be made of a heat insulating material, or the insides of the partitions 22 to 24 can be made to have a heat insulating structure by evacuating the inside of the partitions 22 to 24. In that case, between the first chamber 14A and the second chamber 14B, between the first chamber 15A and the second chamber 15B, and in the first chamber 1
Since heat transfer between 6A and the second chamber 16B can be reduced, the efficiency of distillation can be increased.
【0020】そして、結合型蒸留塔10の塔サイドにお
けるほぼ中央に、第1室15Aと連通させてフィードノ
ズル41が、第2室15Bと連通させてサイドカットノ
ズル42がそれぞれ形成される。また、結合型蒸留塔1
0の塔頂に前記第1セクション11が配設され、該第1
セクション11に、凝縮器81に接続させて蒸気出口4
3及び還流液入口44がそれぞれ形成される。さらに、
結合型蒸留塔10の塔底に第9セクション19が配設さ
れ、該第9セクション19に、蒸発器82に接続させて
缶出液出口45及び蒸気入口46がそれぞれ形成され
る。なお、前記結合型蒸留塔10、凝縮器81、蒸発器
82等によって蒸留装置が構成される。A feed nozzle 41 is formed substantially at the center of the column side of the combined distillation column 10 in communication with the first chamber 15A, and a side cut nozzle 42 is formed in communication with the second chamber 15B. Also, the combined distillation column 1
The first section 11 is disposed at the top of the
Section 11 has a steam outlet 4 connected to a condenser 81
3 and a reflux liquid inlet 44 are respectively formed. further,
A ninth section 19 is provided at the bottom of the combined distillation column 10, and a bottoms outlet 45 and a vapor inlet 46 are formed in the ninth section 19 by being connected to an evaporator 82. A distillation apparatus is constituted by the combined distillation column 10, the condenser 81, the evaporator 82 and the like.
【0021】また、前記第1の蒸留部25内において、
前記フィードノズル41より上方に配設された第1室1
4Aによって濃縮部AR1が、フィードノズル41より
下方に配設された第1室16Aによって回収部AR2が
それぞれ形成される。そして、前記第2の蒸留部26内
において、前記第1の蒸留部25の上端より上方に配設
された第2セクション12によって濃縮部AR3が、第
2室14Bによって回収部AR4がそれぞれ形成され
る。さらに、前記第3の蒸留部27内において、第2室
16Bによって濃縮部AR5が、前記第1の蒸留部25
の下端より下方に配設された第8セクション18によっ
て回収部AR6がそれぞれ形成される。In the first distillation section 25,
First chamber 1 disposed above feed nozzle 41
The enrichment section AR1 is formed by 4A, and the collection section AR2 is formed by the first chamber 16A disposed below the feed nozzle 41. In the second distillation section 26, the enrichment section AR3 is formed by the second section 12 disposed above the upper end of the first distillation section 25, and the recovery section AR4 is formed by the second chamber 14B. You. Further, in the third distillation section 27, the enrichment section AR5 is formed by the second chamber 16B by the first distillation section 25.
The collecting sections AR6 are respectively formed by the eighth sections 18 disposed below the lower ends of the sections.
【0022】このようにして、第1の蒸留部25の上端
が第2の蒸留部26のほぼ中央に、第1の蒸留部25の
下端が第3の蒸留部27のほぼ中央にそれぞれ接続され
る。In this manner, the upper end of the first distillation section 25 is connected to substantially the center of the second distillation section 26, and the lower end of the first distillation section 25 is connected to substantially the center of the third distillation section 27. You.
【0023】前記構成の結合型蒸留塔10において、成
分A〜Cを含有する原液Mが前記フィードノズル41を
介して供給される。なお、成分Aは成分Bより、該成分
Bは成分Cより沸点が低い。そして、前記回収部AR2
においては、フィードノズル41を介して供給された原
液Mが下降し、上方において成分A及びBに富んだ蒸気
を、下方になるに従って成分B及びCに富んだ液体を発
生させ、第1の蒸留部25の下端から第3の蒸留部27
に成分B及びCに富んだ液体が供給される。In the combined distillation column 10 configured as described above, the stock solution M containing the components A to C is supplied through the feed nozzle 41. Component A has a lower boiling point than component B, and component B has a lower boiling point than component C. Then, the collection unit AR2
In, the stock solution M supplied via the feed nozzle 41 descends, generates vapors rich in the components A and B upward, and generates liquids rich in the components B and C as it goes downward. From the lower end of the section 25 to the third distillation section 27
Is supplied with a liquid rich in components B and C.
【0024】該成分B及びCに富んだ液体は、第3の蒸
留部27内において加熱されて成分B及びCに富んだ蒸
気になり、前記回収部AR2内を上昇する間に、原液M
と接触し、該原液Mから成分A及びBに富んだ蒸気を発
生させる。The liquids rich in the components B and C are heated in the third distillation section 27 to become vapors rich in the components B and C, and while rising in the recovery section AR2, the undiluted solution M
To generate a vapor rich in components A and B from the stock solution M.
【0025】続いて、該成分A及びBに富んだ蒸気は、
濃縮部AR1内を上昇し、前記第1の蒸留部25の上端
から第2の蒸留部26に供給され、第2の蒸留部26内
において冷却されて凝縮され、成分A及びBに富んだ液
体になる。そして、該成分A及びBに富んだ液体の一部
は、濃縮部AR1に還流され、該濃縮部AR1内を上昇
する成分A及びBに富んだ蒸気と接触させられる。この
ようにして、第1の蒸留部25の上端から第2の蒸留部
26に成分A及びBに富んだ蒸気が供給される。Subsequently, the vapors rich in components A and B are:
The liquid rising in the enrichment section AR1 is supplied from the upper end of the first distillation section 25 to the second distillation section 26, cooled and condensed in the second distillation section 26, and is rich in components A and B. become. Then, a part of the liquid rich in the components A and B is refluxed to the concentration section AR1, and is brought into contact with the vapor rich in the components A and B rising in the concentration section AR1. In this way, vapors rich in components A and B are supplied from the upper end of the first distillation section 25 to the second distillation section 26.
【0026】前記回収部AR6においては、成分B及び
Cに富んだ液体が下降し、上方において成分Bに富んだ
蒸気を、下方になるに従って成分Cに富んだ液体をそれ
ぞれ発生させる。したがって、成分Cに富んだ液体は缶
出液として缶出液出口45から排出される。In the recovery section AR6, the liquid rich in the components B and C descends, and generates vapor rich in the component B at the upper portion and generates liquid rich in the component C at the lower portion. Therefore, the liquid rich in the component C is discharged from the bottom outlet 45 as bottoms.
【0027】また、該缶出液出口45から排出された缶
出液の一部は、蒸発器82に送られ、該蒸発器82によ
って加熱されて成分Cに富んだ蒸気になる。該成分Cに
富んだ蒸気は、蒸気入口46から第9セクション19に
供給され、該第9セクション19内及び前記回収部AR
6内を上昇する間に、成分B及びCに富んだ液体と接触
し、該成分B及びCに富んだ液体から成分Bに富んだ蒸
気を発生させる。A part of the bottom liquid discharged from the bottom liquid outlet 45 is sent to the evaporator 82 and is heated by the evaporator 82 to become a vapor rich in the component C. The steam rich in the component C is supplied from the steam inlet 46 to the ninth section 19, and the inside of the ninth section 19 and the recovery section AR
As it rises in 6, it comes into contact with the liquids rich in components B and C, generating vapors rich in component B from the liquids rich in components B and C.
【0028】続いて、該成分Bに富んだ蒸気の一部は、
濃縮部AR5内を上昇し、第3の蒸留部27の上端にお
いて第2の蒸留部26からの成分Bに富んだ液体と接触
し、成分Bに富んだ液体になる。このようにして、前記
第3の蒸留部27の上端において得られた成分Bに富ん
だ液体は、サイドカット液としてサイドカットノズル4
2から排出される。Subsequently, a part of the vapor rich in the component B is
The liquid rises in the enrichment section AR5 and comes into contact with the liquid rich in the component B from the second distillation section 26 at the upper end of the third distillation section 27 to become a liquid rich in the component B. In this way, the liquid rich in component B obtained at the upper end of the third distillation section 27 is converted into a side cut liquid by the side cut nozzle 4.
Exhausted from 2.
【0029】一方、前記第2の蒸留部26の回収部AR
4においては成分A及びBに富んだ液体が下降し、上方
において成分Aに富んだ蒸気を、下方になるに従って成
分Bに富んだ液体をそれぞれ発生させる。このようにし
て、前記第2の蒸留部26の下端において得られた成分
Bに富んだ液体は、サイドカット液としてサイドカット
ノズル42から排出される。そして、前記成分Aに富ん
だ蒸気は、濃縮部AR3内を上昇し、前記蒸気出口43
から排出されて前記凝縮器81に送られ、該凝縮器81
によって凝縮されて成分Aに富んだ液体になり、該成分
Aに富んだ液体は留出液として排出される。On the other hand, the recovery section AR of the second distillation section 26
At 4, the liquids rich in components A and B descend, producing vapors rich in component A above and liquids rich in component B downward. The liquid rich in component B obtained at the lower end of the second distillation section 26 is discharged from the side cut nozzle 42 as a side cut liquid. Then, the vapor rich in the component A rises in the enrichment part AR3, and the vapor outlet 43
And is sent to the condenser 81 and the condenser 81
To form a liquid rich in component A, and the liquid rich in component A is discharged as a distillate.
【0030】このようにして、成分A及びBに富んだ蒸
気は、前記第2の蒸留部26において成分Aに富んだ蒸
気と成分Bに富んだ液体とに分離させられ、成分Aに富
んだ蒸気は、塔頂において排出されて成分Aに富んだ液
体になり、該成分Aに富んだ液体は留出液として排出さ
れる。一方、成分Bに富んだ液体はサイドカット液とし
てサイドカットノズル42から排出される。また、成分
B及びCに富んだ液体は、前記第3の蒸留部27におい
て成分Bに富んだ液体と成分Cに富んだ液体とに分離さ
せられ、成分Bに富んだ液体はサイドカット液としてサ
イドカットノズル42から排出され、成分Cに富んだ液
体は塔底において缶出液として排出される。Thus, the vapor rich in components A and B is separated into the vapor rich in component A and the liquid rich in component B in the second distillation section 26, and The vapor is discharged at the top into a liquid rich in component A, which is discharged as a distillate. On the other hand, the liquid rich in the component B is discharged from the side cut nozzle 42 as a side cut liquid. The liquid rich in components B and C is separated into a liquid rich in component B and a liquid rich in component C in the third distillation section 27, and the liquid rich in component B is used as a side cut liquid. The liquid rich in the component C discharged from the side cut nozzle 42 is discharged as bottom liquid at the bottom of the column.
【0031】そして、成分Aの蒸留の効率を高くするた
めに、凝縮器81から排出された留出液の一部は、還流
液入口44から第1セクション11に還流液として還流
され、前記濃縮部AR3内を上昇する成分Aに富んだ蒸
気と接触させられる。Then, in order to increase the efficiency of distillation of the component A, a part of the distillate discharged from the condenser 81 is refluxed from the reflux liquid inlet 44 to the first section 11 as a reflux liquid, and is concentrated. It is brought into contact with the vapor rich in component A rising in the section AR3.
【0032】なお、本実施の形態において、前記各濃縮
部AR1、AR3、AR5及び各回収部AR2、AR
4、AR6は、一つの節から成る充填物によって形成さ
れるが、蒸留しようとする各成分間の比揮発度によって
は、蒸留に必要な理論段数を確保するために、使用され
る充填物の特性に対応させて複数の節から成る充填物に
よって形成することもできる。また、各節間にディスト
リビュータを配設することもできる。さらに、フィード
ノズル41及びサイドカットノズル42を必ずしも同じ
高さに配設する必要はない。In this embodiment, each of the enrichment sections AR1, AR3, AR5 and each of the recovery sections AR2, AR
4. AR6 is formed by a packing consisting of one node, but depending on the relative volatility between the components to be distilled, the packing used to secure the number of theoretical plates required for distillation is It can also be formed by a filling consisting of a plurality of nodes depending on the properties. In addition, a distributor can be provided between nodes. Further, the feed nozzle 41 and the side cut nozzle 42 do not always need to be arranged at the same height.
【0033】このようにして、複合塔を使用することな
く、原液Mを各成分A〜Cに分離させることができる。
また、複合塔において加熱及び冷却をそれぞれ繰り返す
必要がないので、凝縮器、蒸発器、ポンプ等の計装品を
多数配設する必要がなくなる。したがって、占有面積を
小さくすることができるだけでなく、ユーティリティの
使用量及び消費エネルギーを少なくすることができ、蒸
留装置のコストを低くすることができる。In this way, the stock solution M can be separated into the components A to C without using a composite column.
Further, since it is not necessary to repeat heating and cooling in the composite tower, it is not necessary to arrange a large number of instrumentation components such as a condenser, an evaporator, and a pump. Therefore, not only the occupied area can be reduced, but also the usage amount and energy consumption of the utility can be reduced, and the cost of the distillation apparatus can be reduced.
【0034】なお、前記結合型蒸留塔10は、全体とし
て約30〜100段の理論段数を有し、第4セクション
14及び第6セクション16にそれぞれ5〜30段程度
を当てるようにするのが好ましい。The combined distillation column 10 has about 30 to 100 theoretical plates as a whole, and the fourth section 14 and the sixth section 16 each have about 5 to 30 plates. preferable.
【0035】ところで、第3セクション13にコレクタ
54及びチャンネル型のディストリビュータ61が配設
され、前記コレクタ54によって集められた液体は、前
記ディストリビュータ61によって所定の分配比で第1
室14Aと第2室14Bとに異なる量ずつ分配される。A collector 54 and a channel-type distributor 61 are provided in the third section 13. The liquid collected by the collector 54 is distributed by the distributor 61 to the first section at a predetermined distribution ratio.
Different amounts are distributed to the chamber 14A and the second chamber 14B.
【0036】また、第1室15Aにおけるフィードノズ
ル41の直上にコレクタ62が、直下にチューブラ型の
ディストリビュータ63が配設され、前記コレクタ62
によって集められた液体は、前記フィードノズル41を
介して供給された原液Mと共に、ディストリビュータ6
3によって第1室16Aに供給される。A collector 62 is disposed immediately above the feed nozzle 41 in the first chamber 15A, and a tubular distributor 63 is disposed immediately below the feed nozzle 41.
The liquid collected by the distributor 6 together with the stock solution M supplied through the feed nozzle 41
3 to the first chamber 16A.
【0037】一方、第2室15Bにおけるサイドカット
ノズル42の直上にチムニーハット型のコレクタ65
が、直下にチューブラ型のディストリビュータ66が配
設され、前記コレクタ65によって集められた液体の一
部は、サイドカット液として前記サイドカットノズル4
2から排出され、残りはディストリビュータ66によっ
て第2室16Bに供給される。On the other hand, a chimney hat type collector 65 is provided immediately above the side cut nozzle 42 in the second chamber 15B.
However, a tubular type distributor 66 is disposed immediately below, and a part of the liquid collected by the collector 65 is used as a side cut liquid by the side cut nozzle 4.
2 and the remainder is supplied by the distributor 66 to the second chamber 16B.
【0038】さらに、第7セクション17には、コレク
タ67及びチューブラ型のディストリビュータ68が配
設され、第6セクション16から下降してきた液体は、
前記コレクタ67によって集められた後、ディストリビ
ュータ68によって前記第8セクション18に供給され
る。Further, a collector 67 and a tubular distributor 68 are provided in the seventh section 17, and the liquid descending from the sixth section 16 is:
After being collected by the collector 67, it is supplied to the eighth section 18 by a distributor 68.
【0039】ところで、本実施の形態においては、第2
セクション12から第3セクション13に下降する液体
を、ディストリビュータ61によって第1室14A及び
第2室14Bに分配するようになっているが、分配比は
原液Mの成分の種類、原液Mの成分の組成、結合型蒸留
塔10の理論段数、製品に要求される純度(品質)等の
蒸留条件に基づいてあらかじめ設定される。By the way, in the present embodiment, the second
The liquid descending from the section 12 to the third section 13 is distributed by the distributor 61 to the first chamber 14A and the second chamber 14B. It is set in advance based on the distillation conditions such as the composition, the number of theoretical plates of the combined distillation column 10, and the purity (quality) required for the product.
【0040】そのために、前記ディストリビュータ61
は、液体を中仕切り22に対して直角の方向に分配する
図示されない分配部を備え、該分配部によって前記第1
室14Aに供給される液体の量と、前記第2室14Bに
供給される液体の量とを異ならせるようになっている。
なお、前記サイドカット液がサイドカットノズル42か
ら排出されるので、第1室14Aに供給される液体の量
より第2室14Bに供給される液体の量が多くされる。For this purpose, the distributor 61
Comprises a distributor (not shown) for distributing liquid in a direction perpendicular to the partition 22, and the first
The amount of the liquid supplied to the chamber 14A is made different from the amount of the liquid supplied to the second chamber 14B.
Since the side cut liquid is discharged from the side cut nozzle 42, the amount of the liquid supplied to the second chamber 14B is larger than the amount of the liquid supplied to the first chamber 14A.
【0041】また、蒸留装置において2種類以上の製品
を得るために、蒸留条件を変更する必要がある場合に
は、蒸留条件に対応させて前記分配比を変更する必要が
ある。そこで、前記分配部を複数配設し、各分配部ごと
に前記分配比を異ならせるようにしている。そのため
に、前記第2セクション12から下降してきた液体は、
コレクタ54によって集められ、切換弁83、84を介
して選択的にディストリビュータ61に供給される。When it is necessary to change the distillation conditions in order to obtain two or more types of products in the distillation apparatus, it is necessary to change the distribution ratio in accordance with the distillation conditions. Therefore, a plurality of the distribution units are provided, and the distribution ratio is made different for each distribution unit. Therefore, the liquid descending from the second section 12 is
It is collected by the collector 54 and is selectively supplied to the distributor 61 via the switching valves 83 and 84.
【0042】このように、分配部を配設するだけで最適
な分配比で液体を分配することができるので、液体を分
配するためのアナライザ、流量コントローラ、流量制御
弁、レベルセンサ等の多数の計装品を配設する必要がな
いだけでなく、各計装品を操作して複雑な制御を行う必
要がない。したがって、蒸留装置を小型化することがで
きるだけでなく、蒸留装置のコストを低くすることがで
きる。As described above, since the liquid can be distributed at the optimum distribution ratio only by disposing the distribution unit, a large number of analyzers, a flow controller, a flow control valve, a level sensor, and the like for distributing the liquid can be provided. Not only is there no need to dispose instrumentation components, but there is no need to operate each instrumentation component to perform complicated control. Therefore, not only the size of the distillation apparatus can be reduced, but also the cost of the distillation apparatus can be reduced.
【0043】ところで、蒸留装置を製造するに当たり、
シミュレーションを行い、シミュレーション結果を評価
するのが望ましいが、結合型蒸留塔10を備えた蒸留装
置についてのシミュレーションプログラムが提供されて
いない。そこで、単一の蒸留計算モデルを組み合わせる
ことによって作成され、主塔及び側塔から成る複合塔を
備えた蒸留装置を対象とするシミュレーションプログラ
ム(Simulation Sciences In
c.社の「PRO/II」のシミュレーションプログラム
「Distillation Column Unit
Operation」、「Side Column
s」等)を使用するようにしている。By the way, in manufacturing the distillation apparatus,
It is desirable to perform a simulation and evaluate the simulation result, but a simulation program for a distillation apparatus including the combined distillation column 10 is not provided. Therefore, a simulation program (Simulation Sciences In) which is created by combining a single distillation calculation model and is intended for a distillation apparatus having a combined column including a main tower and a side tower.
c. "PRO / II" simulation program "Distillation Column Unit"
Operation "," Side Column "
s ").
【0044】図4は本発明の実施の形態におけるシミュ
レーションプログラムにおいて想定される蒸留装置を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a distillation apparatus assumed in the simulation program according to the embodiment of the present invention.
【0045】図において、31は主塔、32は側塔、3
3は主塔31の塔本体、34は側塔の塔本体、35は凝
縮器、36は蒸発器、70は液溜(だ)めである。前記
主塔31は42個の理論段数を有し、凝縮器35に段#
1が、塔本体33に段#2〜#41が、蒸発器36に段
#42が設定される。また、側塔32は20個の理論段
数を有し、塔本体34に段D1〜D20(なお、図にお
いては、便宜上、段D1、D3、D5、D7、D9、D
11、D13、D15、D17、D19、D20だけが
表される。)が設定される。なお、主塔31、側塔3
2、凝縮器35、蒸発器36等によって蒸留装置が構成
される。In the figure, 31 is the main tower, 32 is the side tower, 3
Reference numeral 3 denotes the main body of the main tower 31, 34 denotes the main body of the side tower, 35 denotes a condenser, 36 denotes an evaporator, and 70 denotes a liquid reservoir. The main tower 31 has 42 theoretical plates, and the condenser 35 has a plate #
1, stage # 2 to stage # 41 are set in the tower main body 33, and stage # 42 is set in the evaporator 36. The side tower 32 has 20 theoretical plates, and the columns D1 to D20 (in the figure, for convenience, columns D1, D3, D5, D7, D9, D
Only 11, D13, D15, D17, D19, D20 are represented. ) Is set. The main tower 31, the side tower 3
2. A distillation apparatus is constituted by the condenser 35, the evaporator 36, and the like.
【0046】そして、主塔31の塔サイドにおいて、段
#22と連通させてフィードノズル71が、第1の位置
としての段#12と連通させて液体出口91及び蒸気入
口94が、第2の位置としての段#32と連通させて蒸
気出口95及び液体入口98がそれぞれ形成される。ま
た、主塔31の塔頂において、段#2と連通させて蒸気
出口73及び還流液入口74が形成され、主塔31の塔
底において、段#41と連通させて缶出液出口75及び
蒸気入口76が形成される。On the tower side of the main tower 31, the feed nozzle 71 communicates with the stage # 22 and the liquid outlet 91 and the vapor inlet 94 communicate with the stage # 12 as the first position. A vapor outlet 95 and a liquid inlet 98 are respectively formed in communication with the stage # 32 as a position. At the top of the main tower 31, a vapor outlet 73 and a reflux liquid inlet 74 are formed in communication with the stage # 2. At the bottom of the main tower 31, the bottom outlet of the main tower 31 is communicated with the stage # 41. A steam inlet 76 is formed.
【0047】そして、側塔32の塔サイドにおいて、段
D10と連通させてサイドカットノズル72が形成さ
れ、側塔32の塔頂において、段D1と連通させて液体
入口92及び蒸気出口93が形成され、側塔32の塔底
において、段D20と連通させて蒸気入口96及び液体
出口97が形成される。On the side of the side tower 32, a side cut nozzle 72 is formed in communication with the stage D10. At the top of the side tower 32, a liquid inlet 92 and a vapor outlet 93 are formed in communication with the stage D1. At the bottom of the side tower 32, a vapor inlet 96 and a liquid outlet 97 are formed in communication with the stage D20.
【0048】前記蒸留装置において、段#2〜#11に
よって濃縮部BED1が、段#12〜#31によって濃
縮部・回収部BED2が、段#32〜段#41によって
回収部BED3が、段D1〜D10によって回収部BE
D4が、段D11〜D20によって濃縮部BED5がそ
れぞれ形成される。In the distillation apparatus, the enrichment section BED1 is performed by the stages # 2 to # 11, the enrichment section / recovery section BED2 is performed by the stages # 12 to # 31, the recovery section BED3 is performed by the stages # 32 to # 41, and the stage D1 is performed. Collection unit BE by ~ D10
D4 forms the concentration section BED5 by the steps D11 to D20.
【0049】したがって、原液Mが原液流路L11及び
前記フィードノズル71を介して主塔31の塔サイドに
供給されると、蒸気出口73から成分Aに富んだ蒸気が
排出され、該成分Aに富んだ蒸気は、凝縮器35に送ら
れ、凝縮されて成分Aに富んだ液体になり、該成分Aに
富んだ液体は留出液として凝縮器35から排出され、液
溜め70に溜(た)められる。該液溜め70から排出さ
れた留出液の一部は還流液として還流液入口74から段
#2に還流させられ、留出液の残りは留出液流路L12
を介して図示されない留出液収容部に送られる。また、
缶出液出口75から成分Cに富んだ液体が缶出液として
排出され、該缶出液の一部は、蒸発器36に送られ、蒸
発させられて成分Cに富んだ蒸気になり、該成分Cに富
んだ蒸気は、蒸気入口76に送られ、該蒸気入口76か
ら段#41に供給され、前記缶出液の残りは缶出液流路
L13を介して図示されない缶出液収容部に送られる。
そして、液体出口91から成分A及びBに富んだ液体が
排出され、第1の液体流路L1を介して液体入口92か
ら段D1に供給され、蒸気出口93から成分Aに富んだ
蒸気が排出され、第1の蒸気流路L2を介して蒸気入口
94から段#12に供給される。また、蒸気出口95か
ら成分B及びCに富んだ蒸気が排出され、第2の蒸気流
路L4を介して蒸気入口96から段D20に供給され、
液体出口97から成分Cに富んだ液体が排出され、第2
の液体流路L3を介して液体入口98から段#32に供
給される。さらに、サイドカットノズル72から成分B
に富んだ液体が排出され、サイドカット液流路L14を
介して図示されないサイドカット液収容部に送られる。Therefore, when the stock solution M is supplied to the tower side of the main tower 31 via the stock solution flow path L11 and the feed nozzle 71, steam rich in the component A is discharged from the steam outlet 73, and The rich vapor is sent to the condenser 35 and condensed into a liquid rich in the component A. The liquid rich in the component A is discharged from the condenser 35 as a distillate, and is stored in the liquid reservoir 70. ) A part of the distillate discharged from the reservoir 70 is refluxed as reflux liquid from the reflux liquid inlet 74 to the stage # 2, and the remainder of the distillate is returned to the distillate flow path L12.
To a distillate storage unit (not shown). Also,
A liquid rich in the component C is discharged from the bottom outlet 75 as a bottom liquid, and a part of the bottom liquid is sent to the evaporator 36 and evaporated to be a vapor rich in the component C. The vapor rich in the component C is sent to the vapor inlet 76, and is supplied to the stage # 41 from the vapor inlet 76, and the remainder of the bottoms is returned to the bottoms storage section (not shown) via the bottoms flow path L13. Sent to
Then, the liquids rich in the components A and B are discharged from the liquid outlet 91, supplied to the stage D1 from the liquid inlet 92 via the first liquid flow path L1, and the vapor rich in the components A is discharged from the vapor outlet 93. Then, the steam is supplied from the steam inlet 94 to the stage # 12 via the first steam flow path L2. Further, steam rich in the components B and C is discharged from the steam outlet 95, and is supplied from the steam inlet 96 to the stage D20 through the second steam flow path L4,
A liquid rich in the component C is discharged from the liquid outlet 97, and the second
Is supplied from the liquid inlet 98 to the stage # 32 via the liquid flow path L3. Further, the component B from the side cut nozzle 72
Is discharged and sent to a side cut liquid storage section (not shown) via the side cut liquid flow path L14.
【0050】なお、S1は原液流路L11を流れる原液
Mの流量、S2は留出液流路L12を流れる留出液の流
量、S3は缶出液流路L13を流れる缶出液の流量、S
4は第1の液体流路L1を流れる液体の流量、S5は第
2の蒸気流路L4を流れる蒸気流量、S6は第1の蒸気
流路L2を流れる蒸気の流量、S7は第2の液体流路L
3を流れる液体の流量、S8はサイドカット液流路L1
4を流れるサイドカット液の流量である。S1 is the flow rate of the undiluted solution M flowing in the undiluted liquid flow path L11, S2 is the flow rate of the distillate flowing in the distillate flow path L12, S3 is the flow rate of the distillate flowing in the distillate flow path L13, S
4 is the flow rate of the liquid flowing through the first liquid flow path L1, S5 is the flow rate of the vapor flowing through the second vapor flow path L4, S6 is the flow rate of the vapor flowing through the first vapor flow path L2, and S7 is the second liquid Channel L
3, the flow rate of the liquid flowing through the side cut liquid flow path S8
4 is the flow rate of the side cut liquid flowing through the liquid.
【0051】次に、前記構成の主塔31及び側塔32か
ら成る複合塔を備えた蒸留装置を想定したシミュレーシ
ョンプログラムを利用して、図2に示される結合型蒸留
塔10を備えた蒸留装置についてシミュレーションを行
う際のシミュレーション方法について説明する。Next, using a simulation program assuming a distillation apparatus provided with a combined column comprising the main tower 31 and the side tower 32 having the above-described configuration, a distillation apparatus provided with the combined distillation column 10 shown in FIG. A simulation method for performing a simulation will be described.
【0052】図1は本発明の実施の形態におけるシミュ
レーション方法の動作を示すフローチャート、図5は本
発明の実施の形態におけるシミュレーション装置のブロ
ック図である。FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the simulation method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of a simulation apparatus according to the embodiment of the present invention.
【0053】図5において、101は制御部、102は
入力手段としての操作パネル、103は第1の出力手段
としてのディスプレイ、104は第2の出力手段として
のプリンタである。オペレータが、ディスプレイ103
の画面に表示された指示、メッセージ等に基づいて操作
パネル102を操作し、所定の事項について入力を行う
と、制御部101はシミュレーション作業を行い、技術
計算を行うとともに、技術計算の計算結果をディスプレ
イ103の画面に表示したり、プリンタ104によって
印刷したりする。In FIG. 5, 101 is a control unit, 102 is an operation panel as input means, 103 is a display as first output means, and 104 is a printer as second output means. The operator operates the display 103
When the operation panel 102 is operated on the basis of instructions, messages, and the like displayed on the screen of FIG. 1 to input predetermined items, the control unit 101 performs a simulation operation, performs a technical calculation, and displays the calculation result of the technical calculation. It is displayed on the screen of the display 103 or printed by the printer 104.
【0054】この場合、成分Aとしてベンゼン(B)
を、成分Bとしてトルエン(T)を、成分Cとしてキシ
レン(X)を含有する原液Mの蒸留を行う蒸留装置につ
いてシミュレーションを行う際のシミュレーション方法
について説明する。そして、一般の蒸留計算方法が組み
込まれた市販のシミュレーションプログラムを使用す
る。該シミュレーションプログラムは、単一の蒸留計算
モデルを適切に組み合わせることによって作成され、主
塔31(図4)及び側塔32から成る複合塔を備えた蒸
留装置を対象とする。In this case, benzene (B) is used as the component A.
A simulation method for simulating a distillation apparatus for distilling a stock solution M containing toluene (T) as component B and xylene (X) as component C will be described. Then, a commercially available simulation program incorporating a general distillation calculation method is used. The simulation program is created by appropriately combining a single distillation calculation model, and is intended for a distillation apparatus having a combined column including a main column 31 (FIG. 4) and a side column 32.
【0055】まず、オペレータは、操作パネル102を
操作して、フィードノズル41(図2)を介して結合型
蒸留塔10に供給される原料としての原液Mの流量、す
なわち、フィード流量、原液Mにおける各成分A〜Cの
組成、すなわち、原料組成、製品としてのサイドカット
液における成分Bの組成、すなわち、製品組成、主塔3
1及び側塔32内の圧力、すなわち、操作圧力、結合型
蒸留塔10の理論段数、すなわち、塔理論段数等につい
て計算条件を下記のとおり設定する。First, the operator operates the operation panel 102 to control the flow rate of the stock solution M as a raw material supplied to the combined distillation column 10 through the feed nozzle 41 (FIG. 2), that is, the feed flow rate and the stock solution M. , The composition of the components A to C, ie, the raw material composition, the composition of the component B in the side cut liquid as a product, ie, the product composition, the main tower 3
The calculation conditions for the pressure in the first and side columns 32, that is, the operating pressure, the number of theoretical plates of the combined distillation column 10, that is, the number of theoretical plates, and the like are set as follows.
【0056】 次に、オペレータは、操作パネル102を操作して、蒸
留装置の性能仕様の設定を行うために、シミュレーショ
ン条件を入力し、記録手段としての図示されない入力ホ
ルダに記録する。[0056] Next, the operator operates the operation panel 102 to input simulation conditions in order to set performance specifications of the distillation apparatus, and records the simulation conditions in an input holder (not shown) as recording means.
【0057】すなわち、オペレータは、まず、目的とす
る物質収支に基づいて流量(塔頂における留出液の抜出
量)S2〔kg/hr〕を入力し、続いて、目的とする
物質収支に基づいて流量(塔底における缶出液の抜出
量)S3〔kg/hr〕を以下のとおり入力する。That is, the operator first inputs the flow rate (the amount of distillate withdrawn at the tower top) S2 [kg / hr] based on the target material balance, and then inputs the target material balance. Based on this, a flow rate (amount of withdrawn liquid at the bottom of the column) S3 [kg / hr] is input as follows.
【0058】流量S2:50〔kg/hr〕 流量S3:50〔kg/hr〕 次に、オペレータは、液分配比率ηを入力する。この場
合、前記シミュレーションプログラムにおいて、塔本体
33内を塔頂から下降する液体のうち、フィード側(塔
本体33内の段#12)を下降する液体の流量をSm
〔kg/hr〕とする。そして、流量S4〔kg/h
r〕の液体が、主塔31から第1の液体流路L1を介し
て側塔32(塔本体34内の段D1)に送られるので、
フィード側とサイドカット側に液体を分配するための液
分配比率ηは、 η=Sm/S4 で表される。Flow rate S2: 50 [kg / hr] Flow rate S3: 50 [kg / hr] Next, the operator inputs a liquid distribution ratio η. In this case, in the simulation program, the flow rate of the liquid descending on the feed side (stage # 12 in the tower main body 33) among the liquid descending from the top of the tower main body 33 to Sm
[Kg / hr]. Then, the flow rate S4 [kg / h
r] is sent from the main tower 31 to the side tower 32 (stage D1 in the tower body 34) via the first liquid flow path L1.
The liquid distribution ratio η for distributing the liquid to the feed side and the side cut side is represented by η = Sm / S4.
【0059】そこで、オペレータは、結合型蒸留塔10
において、ディストリビュータ61によって分配され、
第1室14A及び第2室14Bに供給される液体の分配
比を前記液分配比率ηとして入力する。そして、各流量
Sm、S4の最も標準的な分配比は、分配比の値が合わ
せて10になるように設定され、例えば、 Sm:S4=3:7 にされる。この場合、液分配比率ηは、 η=0.42857 である。Then, the operator operates the combined distillation column 10.
In, is distributed by the distributor 61,
The distribution ratio of the liquid supplied to the first chamber 14A and the second chamber 14B is input as the liquid distribution ratio η. Then, the most standard distribution ratio of each of the flow rates Sm and S4 is set so that the value of the distribution ratio is 10 in total, for example, Sm: S4 = 3: 7. In this case, the liquid distribution ratio η is η = 0.42857.
【0060】なお、各流量Sm、S4の分配比及び液分
配比率ηを任意に設定することができる。The distribution ratio and the liquid distribution ratio η of each of the flow rates Sm and S4 can be arbitrarily set.
【0061】このように、結合型蒸留塔10についての
液体の分配比率が、主塔31内のフィード側及び側塔3
2内のサイドカット側の液分配比率ηに変換されるの
で、後述されるシミュレーション作業の収束性を向上さ
せることができる。As described above, the distribution ratio of the liquid in the combined distillation column 10 depends on the feed side and the side column 3 in the main column 31.
2 is converted into the liquid distribution ratio η on the side cut side, so that the convergence of a simulation operation described later can be improved.
【0062】次に、オペレータは、流量S5〔kg/h
r〕のデフォルト値、すなわち、仮の流量を初期値dS
5として設定し、下記のように入力する。Next, the operator sets the flow rate S5 [kg / h
r], that is, the provisional flow rate is set to the initial value dS
Set as 5 and enter as follows:
【0063】dS5:1579〔kg/hr〕 なお、前記シミュレーションプログラムにあらかじめ組
み込まれたコントローラ機能CN1を利用することによ
って、前記流量S5は所定の収束条件に従って収束させ
られ、正規の値になる。DS5: 1579 [kg / hr] By using the controller function CN1 incorporated in the simulation program in advance, the flow rate S5 is converged according to a predetermined convergence condition and becomes a normal value.
【0064】続いて、オペレータは、蒸発器36におけ
る加熱熱量Qr〔kcal/hr〕のデフォルト値、す
なわち、仮の加熱熱量を初期値dQrとして設定し、下
記のように入力する。Subsequently, the operator sets a default value of the heating heat amount Qr [kcal / hr] in the evaporator 36, that is, a provisional heating heat amount as an initial value dQr, and inputs as follows.
【0065】 dQr=0.27981×106 〔kcal/hr〕 なお、前記シミュレーションプログラムにあらかじめ組
み込まれたコントローラ機能CN2を利用することによ
って、前記加熱熱量Qrは所定の収束条件に従って収束
させられ、正規の値になる。DQr = 0.27981 × 10 6 [kcal / hr] Note that by using the controller function CN2 previously incorporated in the simulation program, the heating heat amount Qr is converged according to a predetermined convergence condition, and Value.
【0066】このようにして、シミュレーション条件が
入力されると、オペレータは、操作パネル102を操作
して、主塔31の接続ストリームを入力する。すなわ
ち、オペレータは、原液流路L11、留出液流路L1
2、缶出液流路L13、第1の液体流路L1、第2の蒸
気流路L4、第1の蒸気流路L2及び第2の液体流路L
3がそれぞれ接続される段#22、#1、#42、#1
2、#32、#12、#32を入力するとともに、留出
液流路L12、缶出液流路L13、第1の液体流路L1
及び第2の蒸気流路L4を流れる留出液、缶出液、液体
及び蒸気について、流量S2〜S5及び相(液相か気相
かの別)を下記のように入力する。When the simulation conditions are input as described above, the operator operates the operation panel 102 to input the connection stream of the main tower 31. That is, the operator sets the raw liquid flow path L11 and the distillate flow path L1.
2, bottom liquid flow path L13, first liquid flow path L1, second vapor flow path L4, first vapor flow path L2, and second liquid flow path L
# 3, stages # 22, # 1, # 42, # 1
2, # 32, # 12, and # 32 are input, and the distillate flow path L12, the bottom liquid flow path L13, and the first liquid flow path L1
For the distillate, bottoms, liquid and vapor flowing through the second vapor flow path L4, the flow rates S2 to S5 and the phase (liquid phase or gas phase) are input as follows.
【0067】流量S2:50〔kg/hr〕 留出液の相:液相 流量S3:50〔kg/hr〕 缶出液の相:液相 流量S4:1000〔kg/hr〕 液体の相:液相 流量S5:1000〔kg/hr〕 蒸気の相:気相 次に、オペレータは、操作パネル102を操作して、結
合型蒸留塔10における充填物データ及び塔径を、主塔
31及び側塔32における充填物データ及び塔径に対応
させて入力する。この場合、結合型蒸留塔10における
濃縮部AR1及び回収部AR2は、それぞれ、主塔31
における濃縮部・回収部BED2に対応させられ、結合
型蒸留塔10における濃縮部AR3は、主塔31におけ
る濃縮部BED1に対応させられ、結合型蒸留塔10に
おける回収部AR4及び濃縮部AR5は、それぞれ、側
塔32における回収部BED4及び濃縮部BED5に対
応させられ、結合型蒸留塔10における回収部AR6
は、主塔31における回収部BED3に対応させられ
る。Flow rate S2: 50 [kg / hr] Distillate phase: liquid phase Flow rate S3: 50 [kg / hr] Boiler phase: liquid phase Flow rate S4: 1000 [kg / hr] Liquid phase: Liquid phase Flow rate S5: 1000 [kg / hr] Vapor phase: Gas phase Next, the operator operates the operation panel 102 to determine the packing data and the column diameter in the combined distillation column 10 and the main column 31 and the side. Input is made in correspondence with the packing data and the column diameter in the column 32. In this case, the enrichment section AR1 and the recovery section AR2 in the combined distillation tower 10 are respectively provided in the main tower 31.
The enrichment section AR3 in the combined distillation column 10 is made to correspond to the enrichment section BED1 in the main tower 31, and the collection section AR4 and the enrichment section AR5 in the combined distillation tower 10 are Each of them corresponds to the recovery section BED4 and the enrichment section BED5 in the side tower 32, and is connected to the recovery section AR6 in the combined distillation tower 10.
Is made to correspond to the recovery section BED3 in the main tower 31.
【0068】前記充填物データは、濃縮部BED1、濃
縮部・回収部BED2、回収部BED3、回収部BED
4及び濃縮部BED5における各充填物の種類、及び各
充填高さである。この場合、前記各充填物の種類とし
て、規則充填物(住友重機械工業株式会社製「MELL
APAK250Y」、「MELLAPAK250X」
等)が、前記各充填高さとして、4500〔mm〕が入
力される。The packing data is stored in the enrichment section BED1, enrichment section / collection section BED2, collection section BED3, and collection section BED.
4 and the type of each packing in the concentration section BED5, and each packing height. In this case, as the type of each of the fillers, a regular filler (“MELL” manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.)
APAK250Y ”,“ MELLAPAK250X ”
4500 [mm] are input as the filling heights.
【0069】また、塔径については、結合型蒸留塔10
における第1室14A〜16A及び第2室14B〜16
Bの各実質的な径、すなわち、相当径δ1、δ2を算出
し、該相当径δ1、δ2をそれぞれ主塔31及び側塔3
2の塔径として入力する。Further, regarding the column diameter, the combined distillation column 10
The first chambers 14A to 16A and the second chambers 14B to 16 in
B, ie, the equivalent diameters δ1 and δ2 are calculated, and the equivalent diameters δ1 and δ2 are calculated as the main tower 31 and the side tower 3 respectively.
Input as the tower diameter of 2.
【0070】そして、結合型蒸留塔10の塔本体の径を
dとし、第1室14A〜16Aの断面積をQ1とし、第
2室14B〜16Bの断面積をQ2としたときに、断面
積Q1、Q2が等しい場合、 Q1=Q2 =(πd2 /4)/2 =πδ12 /4 =πδ22 /4 になる。したがって、相当径δ1、δ2は、 δ1=δ2 =d/√(2) になる。When the diameter of the column body of the combined distillation column 10 is d, the sectional area of the first chambers 14A to 16A is Q1, and the sectional area of the second chambers 14B to 16B is Q2, the sectional area is Q1, if Q2 are equal, becomes Q1 = Q2 = (πd 2/ 4) / 2 = πδ1 2/4 = πδ2 2/4. Therefore, the equivalent diameters δ1 and δ2 are as follows: δ1 = δ2 = d / √ (2)
【0071】この場合、相当径δ1、δ2として100
0〔mm〕が入力される。In this case, the equivalent diameters δ1 and δ2 are 100
0 [mm] is input.
【0072】なお、流量S8が、流量S2、S3より少
ない場合は、塔本体内において中仕切りを偏心させた偏
心型の結合型蒸留塔に適用することもできる。その場
合、前記相当径は、d/√(2)にはならず、実際の第
1室14A〜16Aの断面積、及び第2室14B〜16
Bの断面積に基づいて算出される。When the flow rate S8 is smaller than the flow rates S2 and S3, the present invention can also be applied to an eccentric combined distillation column having an eccentric middle partition in the tower body. In this case, the equivalent diameter does not become d / √ (2), but the actual cross-sectional area of the first chambers 14A to 16A and the second chambers 14B to 16B.
It is calculated based on the cross-sectional area of B.
【0073】次に、オペレータは、操作パネル102を
操作して、側塔32の接続ストリームを入力する。すな
わち、オペレータは、第1の液体流路L1、第2の蒸気
流路L4、第1の蒸気流路L2、第2の液体流路L3及
びサイドカット液流路L14が接続される各段D1、D
20、D1、D20、D10を入力するとともに、第1
の蒸気流路L2、第2の液体流路L3及びサイドカット
液流路L14を流れる蒸気、液体及びサイドカット液に
ついて、流量S6〜S8及び相(液相か気相かの別)を
下記のように入力する。Next, the operator operates the operation panel 102 to input the connection stream of the side tower 32. That is, the operator operates each stage D1 to which the first liquid flow path L1, the second vapor flow path L4, the first vapor flow path L2, the second liquid flow path L3, and the side cut liquid flow path L14 are connected. , D
20, D1, D20, D10, and the first
For the steam, liquid and side cut liquid flowing through the vapor flow path L2, the second liquid flow path L3 and the side cut liquid flow path L14, the flow rates S6 to S8 and the phase (whether liquid phase or gas phase) are as follows. Enter
【0074】流量S6:1000〔kg/hr〕 蒸気の相:気相 流量S7:1000〔kg/hr〕 液体の相:液相 流量S8:900〔kg/hr〕 サイドカット液の相:液相 続いて、オペレータは、操作パネル102を操作して、
側塔32における塔頂の圧力Pa〔mmHg〕を入力す
ることによって、後述される第1の収束処理のための準
備をする。なお、前記圧力Paは、主塔31の段#12
における圧力と等しくされる。Flow rate S6: 1000 [kg / hr] Vapor phase: gas phase Flow rate S7: 1000 [kg / hr] Liquid phase: liquid phase Flow rate S8: 900 [kg / hr] Side cut liquid phase: liquid phase Subsequently, the operator operates the operation panel 102 to
By inputting the pressure Pa [mmHg] at the top of the side tower 32, preparations are made for a first convergence process described later. Note that the pressure Pa is the same as the pressure in the stage # 12 of the main tower 31.
Is equal to the pressure at
【0075】次に、オペレータが、操作パネル102を
操作して、シミュレーション作業の開始指示を行うと、
前記制御部101はシミュレーション作業を開始する。Next, when the operator operates the operation panel 102 to give an instruction to start the simulation work,
The control unit 101 starts a simulation operation.
【0076】これに伴って、オペレータが、操作パネル
102を操作して、前記シミュレーションプログラムに
あらかじめ組み込まれたコントローラ機能CN1を指定
すると、前記制御部101の図示されない第1の収束処
理手段は、第1の収束処理を行う。該第1の収束処理に
おいては、第1室14A〜16Aにおける圧力損失を主
塔31内の段#12〜#31における圧力損失DPMと
し、第2室14B〜16Bにおける圧力損失を側塔32
内の段D1〜D20における圧力損失DPSとしたと
き、圧力損失差ΔDPを小さくするための繰返計算が行
われる。Accordingly, when the operator operates the operation panel 102 to specify the controller function CN1 incorporated in the simulation program in advance, the first convergence processing means (not shown) of the control unit 101 1 is performed. In the first convergence process, the pressure loss in the first chambers 14A to 16A is defined as the pressure loss DPM in stages # 12 to # 31 in the main tower 31, and the pressure loss in the second chambers 14B to 16B is determined as the side tower 32.
When the pressure loss DPS at the stages D1 to D20 is set, the repetitive calculation for reducing the pressure loss difference ΔDP is performed.
【0077】この場合、前述されたように、前記圧力P
a〔mmHg〕と主塔31の段#12における圧力とが
等しくされるので、圧力損失差ΔDPを小さくするため
に、成分B及びCに富んだ蒸気が蒸気出口95から蒸気
入口96に第2の蒸気流路L4を介して送られる流量バ
ランスにより圧力差を小さくする。In this case, as described above, the pressure P
a [mmHg] and the pressure in the stage # 12 of the main tower 31 are made equal, so that the steam rich in the components B and C flows from the steam outlet 95 to the steam inlet 96 through the second steam in order to reduce the pressure loss difference ΔDP. The pressure difference is reduced by the balance of the flow rate sent through the steam flow path L4.
【0078】すなわち、側塔32の段D20における圧
力をP1〔mmHg〕とし、主塔31の段#32におけ
る圧力をP2〔mmHg〕としたとき、圧力P1、P2
の圧力差ΔPが0(零)になるように繰返計算を行う。
そのために、圧力差ΔPの目標値が0に近い所定の値、
本実施の形態においては、0.0001〔mmHg〕に
設定され、流量S5が変数にされ、圧力差ΔPが0.0
001〔mmHg〕に収束するように、流量S5が繰返
計算によって変更され、収束させられる。本実施の形態
においては、前記初期値dS5は1579〔kg/h
r〕であり、流量S5は最終的に収束させられて158
0.7095〔kg/hr〕になる。That is, when the pressure in the stage D20 of the side tower 32 is P1 [mmHg] and the pressure in the stage # 32 of the main tower 31 is P2 [mmHg], the pressures P1, P2
Iterative calculation is performed so that the pressure difference ΔP becomes 0 (zero).
Therefore, the target value of the pressure difference ΔP is a predetermined value close to 0,
In this embodiment, the pressure difference is set to 0.0001 [mmHg], the flow rate S5 is set as a variable, and the pressure difference ΔP is set to 0.0
The flow rate S5 is changed by iterative calculation so as to converge to 001 [mmHg], and is converged. In the present embodiment, the initial value dS5 is 1579 [kg / h
r], and the flow rate S5 is finally converged to 158
0.7095 [kg / hr].
【0079】前記繰返計算においては、最初に初期値d
S5に基づいて圧力差ΔPを算出し、算出された圧力差
ΔPに対応させて流量S5を所定の変化率で変更し、圧
力差ΔPの算出と流量S5の変更とを、圧力差ΔPが
0.0001〔mmHg〕以下になるまで繰り返すよう
にしている。In the repetitive calculation, first, the initial value d
The pressure difference ΔP is calculated based on S5, the flow rate S5 is changed at a predetermined rate of change corresponding to the calculated pressure difference ΔP, and the calculation of the pressure difference ΔP and the change of the flow rate S5 are performed when the pressure difference ΔP becomes 0. .0001 [mmHg] or less.
【0080】このように、コントローラ機能CN1によ
って自動的に繰返計算が行われるので、圧力差ΔP及び
流量S5を収束させる作業を簡素化することができる。
したがって、シミュレーション作業の収束性を向上させ
ることができる。As described above, since the repetitive calculation is automatically performed by the controller function CN1, the operation of converging the pressure difference ΔP and the flow rate S5 can be simplified.
Therefore, the convergence of the simulation work can be improved.
【0081】また、フィード側(塔本体33内の段#3
2)とサイドカット側(塔本体34内の段D20)とに
蒸気を分配するための蒸気分配比率の収束性を向上させ
ることができるので、シミュレーション作業の収束性を
向上させることができる。そして、フィード側を上昇す
る蒸気の流量、及びサイドカット側を上昇する蒸気の流
量を容易に設定することができる。The feed side (stage # 3 in the tower body 33)
Since the convergence of the steam distribution ratio for distributing the steam to 2) and the side cut side (stage D20 in the tower main body 34) can be improved, the convergence of the simulation operation can be improved. Then, the flow rate of the steam rising on the feed side and the flow rate of the steam rising on the side cut side can be easily set.
【0082】また、オペレータが、操作パネル102を
操作して、前記シミュレーションプログラムにあらかじ
め組み込まれたコントローラ機能CN2を指定すると、
前記制御部101の図示されない第2の収束処理手段
は、第2の収束処理を行う。該第2の収束処理において
は、留出液の還流比RRに対応する適正な加熱熱量Qr
が得られるように繰返計算が行われる。When the operator operates the operation panel 102 and designates the controller function CN2 previously incorporated in the simulation program,
A second convergence processing unit (not shown) of the control unit 101 performs a second convergence process. In the second convergence process, an appropriate heating heat amount Qr corresponding to the distillate reflux ratio RR
Is repeatedly calculated so that is obtained.
【0083】この場合、前記還流比RRは、還流液入口
74を介して段#2に還流される液体の流量Sr〔mo
l/hr〕と、流量S2〔mol/hr〕との比であ
り、 RR=Sr/S2 で表される。In this case, the reflux ratio RR is equal to the flow rate Sr [mo of the liquid refluxed to the stage # 2 via the reflux liquid inlet 74.
1 / hr] and the flow rate S2 [mol / hr], and is represented by RR = Sr / S2.
【0084】そして、還流比RRが60に設定され、加
熱熱量Qrが変数にされ、還流比RRが60に収束する
ように、加熱熱量Qrが繰返計算によって変更され、収
束させられる。本実施の形態においては、前記初期値d
Qrは0.27981×10 6 〔kcal/hr〕であ
り、加熱熱量Qrは最終的に収束させられて0.280
32×106 〔kcal/hr〕になる。Then, the reflux ratio RR is set to 60,
The calorific value Qr is used as a variable, and the reflux ratio RR converges to 60.
Thus, the heating heat amount Qr is changed by the repetitive calculation,
Be bundled. In the present embodiment, the initial value d
Qr is 0.27981 × 10 6[Kcal / hr]
The heating heat amount Qr is finally converged to 0.280
32 × 106[Kcal / hr].
【0085】前記繰返計算においては、最初に初期値d
Qrに基づいて還流比RRを算出し、算出された還流比
RRに対応させて加熱熱量Qrを所定の変化率で変更
し、還流比RRの算出と加熱熱量Qrの変更とを、収束
精度が0.001で還流比RRが60になるまで繰り返
すようにしている。なお、前記収束精度は、蒸留装置の
プロセスの厳密度によって選択される。In the repetitive calculation, first, the initial value d
The recirculation ratio RR is calculated based on Qr, and the heating heat amount Qr is changed at a predetermined rate of change in accordance with the calculated recirculation ratio RR. The process is repeated until the reflux ratio RR reaches 60 at 0.001. The convergence accuracy is selected depending on the rigor of the process of the distillation apparatus.
【0086】このように、コントローラ機能CN2によ
って自動的に繰返計算が行われるので、還流比RR及び
加熱熱量Qrを収束させる作業を簡素化することができ
る。したがって、シミュレーション作業の収束性を向上
させることができる。また、還流比RRに対応する適正
な加熱熱量Qrを容易に得ることができる。As described above, the repetitive calculation is automatically performed by the controller function CN2, so that the operation of converging the reflux ratio RR and the heating heat amount Qr can be simplified. Therefore, the convergence of the simulation work can be improved. In addition, an appropriate amount of heating heat Qr corresponding to the reflux ratio RR can be easily obtained.
【0087】そして、シミュレーション作業が終了する
と、主塔31の塔頂において得られる留出液、主塔31
の塔底において得られる缶出液、及び側塔32の塔サイ
ドにおいて得られるサイドカット液のそれぞれの流量バ
ランスをシミュレーション結果として得ることができ
る。When the simulation operation is completed, the distillate obtained at the top of the main tower 31, the main tower 31
Can be obtained as simulation results of the bottom flow obtained at the bottom of the column and the flow balance of the side cut liquid obtained at the column side of the side column 32.
【0088】次に、フローチャートについて説明する。 ステップST1 計算条件を設定する。 ステップST2 留出液の流量S2及び缶出液の流量S
3を入力する。 ステップST3 液分配比率ηを入力する。 ステップST4 蒸気の流量S5の初期値dS5を入力
する。 ステップST5 加熱熱量Qrの初期値dQrを入力す
る。 ステップST6 主塔31の接続ストリームを入力す
る。 ステップST7 充填物データ及び塔径を入力する。 ステップST8 側塔32の接続ストリームを入力す
る。 ステップST9 第1の収束処理を行う。 ステップST10 第2の収束処理を行い、処理を終了
する。Next, the flowchart will be described. Step ST1 Calculation conditions are set. Step ST2 Distillate flow rate S2 and bottoms flow rate S
Enter 3. Step ST3 The liquid distribution ratio η is input. Step ST4 The initial value dS5 of the steam flow rate S5 is input. Step ST5 An initial value dQr of the heating heat amount Qr is input. Step ST6 The connection stream of the main tower 31 is input. Step ST7 The packing data and the column diameter are input. Step ST8 The connection stream of the side tower 32 is input. Step ST9 A first convergence process is performed. Step ST10 A second convergence process is performed, and the process ends.
【0089】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【0090】[0090]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、蒸留装置のシミュレーション方法においては、塔
本体内が中仕切りによって第1室と第2室とに区画さ
れ、塔サイドに原液が供給され、塔頂において留出液が
排出され、塔底において缶出液が排出され、塔サイドに
おいてサイドカット液が排出される結合型蒸留塔を備え
た蒸留装置について、主塔の上方に設定された第1の位
置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及び第1の蒸気流路
によって接続され、主塔の下方に設定された第2の位置
と側塔の塔底とが第2の液体流路及び第2の蒸気流路に
よって接続された複合塔を備えた蒸留装置のシミュレー
ションプログラムを使用してシミュレーションを行うよ
うになっている。As described above in detail, according to the present invention, in the method for simulating a distillation apparatus, the inside of the tower body is divided into the first chamber and the second chamber by a partition, and the undiluted solution is placed on the side of the tower. Is supplied, a distillate is discharged at the top of the column, a bottoms is discharged at the bottom of the column, and a distillation apparatus equipped with a combined distillation column from which side cut liquid is discharged at the side of the column. The set first position and the top of the side tower are connected by the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower Are simulated using a simulation program of a distillation apparatus having a composite column connected by a second liquid flow path and a second vapor flow path.
【0091】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記フィード側からサイドカット側
に供給される蒸気の流量の初期値を入力する。また、該
蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔内における蒸気出
口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の圧力との圧力差を
算出し、算出された圧力差に対応させて蒸気の流量を変
更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by adjusting the liquid descending from the top of the main tower to the inside of the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. And the initial value of the flow rate of the steam supplied from the feed side to the side cut side. Further, based on the initial value of the flow rate of the steam, the pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference is calculated according to the calculated pressure difference. Change the steam flow.
【0092】この場合、結合型蒸留塔についての分配比
が、主塔及び側塔の液分配比率に変換され、前記フィー
ド側からサイドカット側に供給される蒸気の流量の初期
値が入力され、該蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔
内における蒸気出口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の
圧力との圧力差が算出され、算出された圧力差に対応さ
せて蒸気の流量が変更されるので、シミュレーション作
業の収束性を向上させることができる。In this case, the distribution ratio of the combined distillation column is converted into the liquid distribution ratio of the main column and the side column, and the initial value of the flow rate of the steam supplied from the feed side to the side cut side is inputted. Based on the initial value of the flow rate of the steam, a pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference of the steam corresponding to the calculated pressure difference is calculated. Since the flow rate is changed, the convergence of the simulation work can be improved.
【0093】本発明の他の蒸留装置のシミュレーション
方法においては、塔本体内が中仕切りによって第1室と
第2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、塔頂
において留出液が排出され、塔底において缶出液が排出
され、塔サイドにおいてサイドカット液が排出される結
合型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方に設
定された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及
び第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に設定
された第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路及び
第2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた蒸留
装置のシミュレーションプログラムを使用してシミュレ
ーションを行うようになっている。In another method for simulating a distillation apparatus according to the present invention, the inside of the tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, and a stock solution is supplied to the side of the tower, and a distillate is collected at the top of the tower. Discharged, bottom product is discharged at the bottom of the column, and the first position set above the main column and the side column of the distillation apparatus having the combined distillation column in which the side cut liquid is discharged at the side of the column. The top is connected to the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected to the second liquid flow path and the second liquid flow path. The simulation is performed using a simulation program of a distillation apparatus provided with a composite column connected by the vapor flow path.
【0094】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記主塔に接続された蒸発器におけ
る加熱熱量の初期値を入力する。また、該加熱熱量の初
期値に基づいて前記留出液の還流比を算出し、算出され
た還流比に対応させて加熱熱量を変更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by changing the liquid descending from the top of the main tower to the inside of the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. , And the initial value of the heating heat amount in the evaporator connected to the main tower. Further, a reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heating heat amount, and the heating heat amount is changed in accordance with the calculated reflux ratio.
【0095】この場合、結合型蒸留塔についての分配比
が、主塔及び側塔の液分配比率に変換され、前記主塔に
接続された蒸発器における加熱熱量の初期値が入力さ
れ、該加熱熱量の初期値に基づいて前記留出液の還流比
が算出され、算出された還流比に対応させて加熱熱量が
変更されるので、シミュレーション作業の収束性を向上
させることができる。In this case, the distribution ratio of the combined distillation column is converted into the liquid distribution ratio of the main column and the side column, and the initial value of the amount of heating heat in the evaporator connected to the main column is inputted. The reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heat amount, and the heating heat amount is changed in accordance with the calculated reflux ratio, so that the convergence of the simulation operation can be improved.
【0096】本発明の更に他の蒸留装置のシミュレーシ
ョン方法においては、塔本体内が中仕切りによって第1
室と第2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、
塔頂において留出液が排出され、塔底において缶出液が
排出され、塔サイドにおいてサイドカット液が排出され
る結合型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方
に設定された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流
路及び第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に
設定された第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路
及び第2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた
蒸留装置のシミュレーションプログラムを使用してシミ
ュレーションを行うようになっている。[0096] In still another method for simulating a distillation apparatus according to the present invention, the inside of the tower main body is partitioned by a first partition.
Compartment and a second compartment, and the undiluted solution is supplied to the tower side,
A distillate is discharged at the top of the column, a bottoms is discharged at the bottom of the column, and a distillation apparatus having a combined distillation column in which a side cut liquid is discharged at the side of the column. The first position and the top of the side tower are connected by the first liquid flow path and the first vapor flow path, and the second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected to the second position. The simulation is performed using a simulation program of a distillation apparatus having a composite column connected by a liquid flow path and a second vapor flow path.
【0097】そして、前記結合型蒸留塔の塔頂から下降
する液体を第1室と第2室とに分配するための分配比
を、前記主塔の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィ
ード側を下降する液体と、前記第1の液体流路を介して
側塔に送られ、側塔内のサイドカット側を下降する液体
とに分配するために設定された、各液体の流量の液分配
比率として入力し、前記フィード側からサイドカット側
に供給される蒸気の流量の初期値を入力し、前記主塔に
接続された蒸発器における加熱熱量の初期値を入力す
る。また、前記蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔内
における蒸気出口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の圧
力との圧力差を算出し、算出された圧力差に対応させて
蒸気の流量を変更し、前記加熱熱量の初期値に基づいて
前記留出液の還流比を算出し、算出された還流比に対応
させて加熱熱量を変更する。The distribution ratio for distributing the liquid descending from the top of the combined distillation column to the first chamber and the second chamber is determined by changing the liquid descending from the top of the main tower to the inside of the main tower. The flow rate of each liquid set to be distributed to the liquid descending on the feed side and the liquid sent to the side tower through the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. , The initial value of the flow rate of steam supplied from the feed side to the side cut side, and the initial value of the amount of heating heat in the evaporator connected to the main tower. Further, based on the initial value of the flow rate of the steam, the pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference is calculated according to the calculated pressure difference. The flow rate of steam is changed, the reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heating heat amount, and the heating heat amount is changed in accordance with the calculated reflux ratio.
【0098】この場合、結合型蒸留塔についての分配比
が、主塔及び側塔の液分配比率に変換され、前記フィー
ド側からサイドカット側に供給される蒸気の流量の初期
値が入力され、該蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔
内における蒸気出口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の
圧力との圧力差が算出され、算出された圧力差に対応さ
せて蒸気の流量が変更されるとともに、前記主塔に接続
された蒸発器における加熱熱量の初期値が入力され、該
加熱熱量の初期値に基づいて前記留出液の還流比が算出
され、算出された還流比に対応させて加熱熱量が変更さ
れるので、シミュレーション作業の収束性を向上させる
ことができる。In this case, the distribution ratio of the combined distillation column is converted into the liquid distribution ratio of the main column and the side column, and the initial value of the flow rate of the steam supplied from the feed side to the side cut side is inputted. Based on the initial value of the flow rate of the steam, a pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower is calculated, and the pressure difference of the steam corresponding to the calculated pressure difference is calculated. While the flow rate is changed, the initial value of the heating heat in the evaporator connected to the main tower is input, and the reflux ratio of the distillate is calculated based on the initial value of the heating heat, and the calculated reflux is calculated. Since the amount of heating heat is changed according to the ratio, the convergence of the simulation work can be improved.
【図1】本発明の実施の形態におけるシミュレーション
方法の動作を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an operation of a simulation method according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態における結合型蒸留塔の概
念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a combined distillation column according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態における蒸留装置の概念図
である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態におけるシミュレーション
プログラムにおいて想定される蒸留装置を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a distillation apparatus assumed in a simulation program according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態におけるシミュレーション
装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a simulation device according to the embodiment of the present invention.
10 結合型蒸留塔 14A〜16A 第1室 14B〜16B 第2室 22〜24 中仕切り 31 主塔 32 側塔 35、81 凝縮器 36、82 蒸発器 L1、L3 第1、第2の液体流路 L2、L4 第1、第2の蒸気流路 #12、#32 段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combined distillation tower 14A-16A 1st chamber 14B-16B 2nd chamber 22-24 Partition 31 Main tower 32 Side tower 35, 81 Condenser 36, 82 Evaporator L1, L3 1st, 2nd liquid flow path L2, L4 First and second steam channels # 12, # 32 stages
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成12年11月13日(2000.11.
13)[Submission date] November 13, 2000 (200.11.
13)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図4】 FIG. 4
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 祐二 東京都田無市谷戸町二丁目1番1号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 Fターム(参考) 4D076 AA13 AA22 AA23 AA24 BB04 BB25 BB27 CA11 CC24 DA25 EA03Y EA05Y EA13X EA13Y EA14X EA14Y EA16Y EA17Y EA20X EA45 FA31 FA34 FA35 FA37 JA03 4H006 AA05 AC90 5B049 BB07 DD00 EE01 EE41 FF02 FF03 FF04 Continued on the front page (72) Inventor Yuji Suzuki 2-1-1 Tanidocho, Tanashi-shi, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory F-term (reference) 4D076 AA13 AA22 AA23 AA24 BB04 BB25 BB27 CA11 CC24 DA25 EA03Y EA05Y EA13Y EA13X EA13Y EA14X EA14Y EA16Y EA17Y EA20X EA45 FA31 FA34 FA35 FA37 JA03 4H006 AA05 AC90 5B049 BB07 DD00 EE01 EE41 FF02 FF03 FF04
Claims (3)
2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、塔頂に
おいて留出液が排出され、塔底において缶出液が排出さ
れ、塔サイドにおいてサイドカット液が排出される結合
型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方に設定
された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及び
第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に設定さ
れた第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路及び第
2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた蒸留装
置のシミュレーションプログラムを使用してシミュレー
ションを行う蒸留装置のシミュレーション方法におい
て、(a)前記結合型蒸留塔の塔頂から下降する液体を
第1室と第2室とに分配するための分配比を、前記主塔
の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィード側を下降
する液体と、前記第1の液体流路を介して側塔に送ら
れ、側塔内のサイドカット側を下降する液体とに分配す
るために設定された、各液体の流量の液分配比率として
入力し、(b)前記フィード側からサイドカット側に供
給される蒸気の流量の初期値を入力し、(c)該蒸気の
流量の初期値に基づいて、主塔内における蒸気出口と蒸
気入口との間の圧力と側塔内の圧力との圧力差を算出
し、(d)算出された圧力差に対応させて蒸気の流量を
変更することを特徴とする蒸留装置のシミュレーション
方法。1. The inside of a tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, a stock solution is supplied to a side of the tower, a distillate is discharged at a top of the tower, and a bottom is discharged at a bottom of the tower. In the distillation apparatus having a combined distillation column from which the side cut liquid is discharged on the side of the column, the first position set above the main column and the top of the side column are the first liquid flow path and A composite column connected by a first vapor flow path, wherein a second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected by a second liquid flow path and a second vapor flow path A simulation method for a distillation apparatus for performing a simulation using a simulation program for a distillation apparatus provided with: (a) a method for distributing a liquid descending from the top of the combined distillation column to a first chamber and a second chamber. The distribution ratio of the liquid descending from the top of the main tower The body is configured to be distributed to a liquid descending on the feed side in the main tower and a liquid sent to the side tower via the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. In addition, the flow rate of each liquid is input as a liquid distribution ratio, (b) the initial value of the flow rate of steam supplied from the feed side to the side cut side is input, and (c) the initial value of the flow rate of the steam is input. Calculating the pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower, and (d) changing the flow rate of the steam in accordance with the calculated pressure difference. A simulation method of a distillation apparatus characterized by the following.
2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、塔頂に
おいて留出液が排出され、塔底において缶出液が排出さ
れ、塔サイドにおいてサイドカット液が排出される結合
型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方に設定
された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及び
第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に設定さ
れた第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路及び第
2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた蒸留装
置のシミュレーションプログラムを使用してシミュレー
ションを行う蒸留装置のシミュレーション方法におい
て、(a)前記結合型蒸留塔の塔頂から下降する液体を
第1室と第2室とに分配するための分配比を、前記主塔
の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィード側を下降
する液体と、前記第1の液体流路を介して側塔に送ら
れ、側塔内のサイドカット側を下降する液体とに分配す
るために設定された、各液体の流量の液分配比率として
入力し、(b)前記主塔に接続された蒸発器における加
熱熱量の初期値を入力し、(c)該加熱熱量の初期値に
基づいて前記留出液の還流比を算出し、(d)算出され
た還流比に対応させて加熱熱量を変更することを特徴と
する蒸留装置のシミュレーション方法。2. The inside of the tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, a stock solution is supplied to the side of the tower, a distillate is discharged at the top of the tower, and a bottom liquid is discharged at the bottom of the tower. In the distillation apparatus having a combined distillation column from which the side cut liquid is discharged on the side of the column, the first position set above the main column and the top of the side column are the first liquid flow path and A composite column connected by a first vapor flow path, wherein a second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected by a second liquid flow path and a second vapor flow path A simulation method for a distillation apparatus for performing a simulation using a simulation program for a distillation apparatus provided with: (a) a method for distributing a liquid descending from the top of the combined distillation column to a first chamber and a second chamber. The distribution ratio of the liquid descending from the top of the main tower The body is configured to be distributed to a liquid descending on the feed side in the main tower and a liquid sent to the side tower via the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. In addition, the flow rate of each liquid is input as a liquid distribution ratio, (b) the initial value of the heating heat amount in the evaporator connected to the main tower is input, and (c) the retention time is calculated based on the initial value of the heating heat amount. A method for simulating a distillation apparatus, comprising: calculating a reflux ratio of a discharged liquid; and (d) changing a heating calorie according to the calculated reflux ratio.
2室とに区画され、塔サイドに原液が供給され、塔頂に
おいて留出液が排出され、塔底において缶出液が排出さ
れ、塔サイドにおいてサイドカット液が排出される結合
型蒸留塔を備えた蒸留装置について、主塔の上方に設定
された第1の位置と側塔の塔頂とが第1の液体流路及び
第1の蒸気流路によって接続され、主塔の下方に設定さ
れた第2の位置と側塔の塔底とが第2の液体流路及び第
2の蒸気流路によって接続された複合塔を備えた蒸留装
置のシミュレーションプログラムを使用してシミュレー
ションを行う蒸留装置のシミュレーション方法におい
て、(a)前記結合型蒸留塔の塔頂から下降する液体を
第1室と第2室とに分配するための分配比を、前記主塔
の塔頂から下降する液体を、主塔内のフィード側を下降
する液体と、前記第1の液体流路を介して側塔に送ら
れ、側塔内のサイドカット側を下降する液体とに分配す
るために設定された、各液体の流量の液分配比率として
入力し、(b)前記フィード側からサイドカット側に供
給される蒸気の流量の初期値を入力し、(c)前記主塔
に接続された蒸発器における加熱熱量の初期値を入力
し、(d)前記蒸気の流量の初期値に基づいて、主塔内
における蒸気出口と蒸気入口との間の圧力と側塔内の圧
力との圧力差を算出し、(e)算出された圧力差に対応
させて蒸気の流量を変更し、(f)前記加熱熱量の初期
値に基づいて前記留出液の還流比を算出し、(g)算出
された還流比に対応させて加熱熱量を変更することを特
徴とする蒸留装置のシミュレーション方法。3. The inside of the tower body is divided into a first chamber and a second chamber by a partition, a stock solution is supplied to the side of the tower, a distillate is discharged at the top of the tower, and a bottom liquid is discharged at the bottom of the tower. In the distillation apparatus having a combined distillation column from which the side cut liquid is discharged on the side of the column, the first position set above the main column and the top of the side column are the first liquid flow path and A composite column connected by a first vapor flow path, wherein a second position set below the main tower and the bottom of the side tower are connected by a second liquid flow path and a second vapor flow path A simulation method for a distillation apparatus for performing a simulation using a simulation program for a distillation apparatus provided with: (a) a method for distributing a liquid descending from the top of the combined distillation column to a first chamber and a second chamber. The distribution ratio of the liquid descending from the top of the main tower The body is configured to be distributed to a liquid descending on the feed side in the main tower and a liquid sent to the side tower via the first liquid flow path and descending on the side cut side in the side tower. Further, (b) an initial value of the flow rate of steam supplied from the feed side to the side cut side is input, and (c) an evaporator connected to the main tower. And (d) calculating a pressure difference between the pressure between the steam outlet and the steam inlet in the main tower and the pressure in the side tower based on the initial value of the steam flow rate. Then, (e) changing the flow rate of steam in accordance with the calculated pressure difference, (f) calculating the reflux ratio of the distillate based on the initial value of the heating calorie, and calculating (g) A method for simulating a distillation apparatus, wherein a heating amount is changed in accordance with a reflux ratio.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117311193A (en) * | 2023-11-16 | 2023-12-29 | 北京东方仿真软件技术有限公司 | Rectifying tower control system based on dynamic mathematical model |
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2000
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