JP6672527B2 - Pta精製ユニット母液の回収及び利用方法 - Google Patents
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Description
PTA精製ユニット母液を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給し、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)は、少なくともN段のフラッシュ蒸発段を備え、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)において前記PTA精製ユニット母液をN−1段に分けてフラッシュ蒸発させ、
前記高効率多段式フラッシュタワー(1)における第Nフラッシュ蒸発段は、フラッシュ蒸発冷却段であり、前記フラッシュ蒸発冷却段でフラッシュ蒸発が起こらず、且つ前記フラッシュ蒸発冷却段は、第N−2フラッシュ蒸発段と第N−1フラッシュ蒸発段の間にある多段フラッシュ蒸発冷却工程と、
第1フラッシュ蒸発段〜第Mフラッシュ蒸発段で発したフラッシュ蒸気を余熱利用ユニットに供給する余熱利用工程と、
第N−1フラッシュ蒸発段で発した母液を低温結晶化ユニットに供給することで、PTA精製ユニット母液からp−トルイル酸結晶を回収するp−トルイル酸結晶回収工程とを含み、そのうちN=4〜8、M=1〜4、N>M、NとMが何れも整数である。
高効率多段式フラッシュタワー(1)からの1次フラッシュ蒸気の一部を再生器(21)中に供給して臭化リチウム希溶液を加熱して蒸発させ、熱交換済の復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、蒸発で発した蒸気を凝縮器(22)に供給して循環冷却水を利用して凝縮させ、凝縮器で発した作動媒体復水を作動媒体循環ポンプを利用して夫々加熱蒸発器(23)及び冷却蒸発器(25)に供給し、加熱蒸発器(23)において、他の一部の1次フラッシュ蒸気を利用して作動媒体復水を加熱して蒸発させ、凝縮後の1次フラッシュ復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、加熱蒸発された作動媒体蒸気を加熱吸収器(24)に供給し、加熱吸収器(24)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して作動媒体蒸気を吸収し、吸収過程において大量の熱量を放出し、4次復水供給ポンプ(35)からの復水を加熱吸収器(24)に供給して加熱し、加熱後の復水を2次復水緩衝タンク(34)に供給してフラッシュ蒸発させることで中圧蒸気、低圧蒸気を生成し、該中圧蒸気と低圧蒸気を次のシステムに供給して利用することが好ましい。
前記冷却蒸発器(25)に供給される作動媒体復水を低温水で加熱して蒸発させ、蒸発で発した作動媒体蒸気を冷却吸収器(26)に供給し、冷却吸収器(26)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して作動媒体蒸気を吸収し、循環冷却水を利用して吸収過程で放出される大量の熱量を冷却させ、熱交換済の低温水を冷却蒸発器(25)において冷却して温度がより低い冷却水を取得し、
冷却蒸発器(25)で生成した冷却水の一部を空気熱交換器(36)に供給することにより空気圧縮機入口で空気を冷却させ、熱交換済の冷却水を冷却水緩衝タンク(37)に供給し且つ冷却水供給ポンプ(38)を利用して冷却蒸発器(25)に供給して再利用し、他の一部の冷却水を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給してフラッシュ蒸気を冷却させることが好ましい。
第2フラッシュ蒸発段〜第Mフラッシュ蒸発段夫々に熱交換器が接続され、且つ各熱交換器の間を同時に直列接続することで、高効率多段式フラッシュタワー(1)で発した蒸気を利用して熱交換器における溶媒をガス化し、
第Mフラッシュ蒸発段からのフラッシュ蒸気と溶媒供給ポンプ(8)からの溶媒とをそれに接続する1次熱交換器において間接的に熱交換させ、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
上記加熱済の溶媒を、1次熱交換器に直列接続される下流熱交換器に供給し、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
上記溶媒とフラッシュ蒸発段内におけるフラッシュ蒸気との熱交換を繰り返し、
ガス化済の溶媒蒸気をタービン(5)に供給することでタービンを回転させて発電し、使用済の溶媒蒸気を後に溶媒凝縮器(6)に供給し、凝縮で発した溶媒復水を溶媒緩衝タンク(7)に供給し且つ溶媒供給ポンプ(8)を利用して1次熱交換器に供給することでPTA母液における一部の余熱を電気エネルギーに変換する循環プロセスを完遂し、
1次復水緩衝タンク(9)における復水を、1次復水供給ポンプ(10)を利用して次のシステムに供給して使用することが好ましい。
前記高効率多段式フラッシュタワー(1)における第N−2フラッシュ蒸発段にベンチュリエジェクター(12)が接続され、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)における第Nフラッシュ蒸発段がフラッシュ蒸発冷却段であり、且つ該第Nフラッシュ蒸発段に2次復水供給ポンプ(13)が接続され、
第N−1フラッシュ蒸発段で発した母液を結晶化タンク(15)に供給し、結晶化タンク(15)において大量のp−トルイル酸結晶を析出させ、結晶化後に残された少量の固形不純物を含む液体を、1次母液供給ポンプ(16)を利用して順に複数の直列接続される濾過器に供給し、固形粒子を捕獲して濾過器の底部から排出し、濾過後の母液を母液緩衝タンク(19)に供給し、更に2次母液供給ポンプ(20)を利用してベンチュリエジェクター(12)に供給し、第N−2フラッシュ蒸発段からのフラッシュ蒸気を凝縮させ、凝縮後の復水を2次復水供給ポンプ(13)を利用して次の膜処理システムに供給することが好ましい。
工程a)まず、PTA精製ユニット母液を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給し、PTA精製ユニット母液に対してN段に分けてフラッシュ蒸発を行い、第1フラッシュ蒸発段(I)で1次フラッシュ蒸発が起こり、該第1フラッシュ蒸発段(I)で発したフラッシュ蒸気を再生器(21)及び加熱蒸発器(23)に供給し、
1次フラッシュ蒸発済の復水を第2フラッシュ蒸発段(II)に供給して2次フラッシュ蒸発させ、フラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気を3次熱交換器(2)に供給し、
2次フラッシュ蒸発済の復水を第3フラッシュ蒸発段(III)に供給して3次フラッシュ蒸発させ、フラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気を2次熱交換器(3)に供給し、
3次フラッシュ蒸発済の復水を第4フラッシュ蒸発段(IV)に供給して4次フラッシュ蒸発させ、フラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気を1次熱交換器(4)に供給し、
4次フラッシュ蒸発済の復水を第5フラッシュ蒸発段(V)に供給して5次フラッシュ蒸発させ、フラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気を蒸気凝縮器(11)に供給し且つ循環冷却水を利用して凝縮させ、凝縮後の復水を次のシステムに供給して利用し、
5次フラッシュ蒸発済の復水を第6フラッシュ蒸発段(VI)に供給し、フラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気をベンチュリエジェクター(12)に供給し、
6次フラッシュ蒸発済の復水を第7フラッシュ蒸発段(VII)に供給し、冷却水を利用してフラッシュ蒸発で発したフラッシュ蒸気を凝縮させ、3次復水供給ポンプ(14)を利用して凝縮済のフラッシュ蒸発復水を冷却水緩衝タンク(37)に供給して冷却水製造用の補充水とし、
工程b)第4フラッシュ蒸発段(IV)からのフラッシュ蒸気と溶媒供給ポンプ(8)からの溶媒を1次熱交換器(4)において間接的に熱交換させ、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
1次熱交換器(4)によって加熱された溶媒を2次熱交換器(3)に供給し、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
2次熱交換器(3)によって加熱された溶媒を3次熱交換器(2)に供給してガス化し、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
ガス化済の溶媒蒸気をタービン(5)に供給することでタービンを回転させて発電し、使用済の溶媒蒸気を後に溶媒凝縮器(6)に供給し、凝縮で発した溶媒復水を溶媒緩衝タンク(7)に供給し、更に溶媒供給ポンプ(8)を利用して1次熱交換器(4)に供給することでPTA母液における一部の余熱を電気エネルギーに変換する循環プロセスを完遂し、
1次復水緩衝タンク(9)における復水を、1次復水供給ポンプ(10)を利用して次のシステムに供給して利用し、
工程c)第7フラッシュ蒸発段(VII)でフラッシュ蒸発を行われたPTA母液を結晶化タンク(15)に供給し、結晶化タンク(15)においてp−トルイル酸結晶を大量に析出させ、結晶化後に残された少量の固形不純物を含む液体を1次母液供給ポンプ(16)の加圧を利用して順に複数の直列接続される濾過器に供給し、固形粒子を捕獲して濾過器の底部から排出し、濾過後の母液を母液緩衝タンク(19)に供給し、且つ2次母液供給ポンプ(20)を利用してベンチュリエジェクター(12)に供給することで第6フラッシュ蒸発段(VI)からのフラッシュ蒸気を凝縮させ、凝縮後の復水を2次復水供給ポンプ(13)を利用して次の膜処理システムに供給し、
工程d)高効率多段式フラッシュタワー(1)からの1次フラッシュ蒸気の一部を再生器(21)に供給することで臭化リチウム希溶液を加熱して蒸発させ、熱交換済の復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、蒸発で発した蒸気を凝縮器(22)に供給し且つ循環冷却水を利用して凝縮させ、凝縮器で発した作動媒体復水を作動媒体循環ポンプを利用して夫々加熱蒸発器(23)及び冷却蒸発器(25)に供給し、加熱蒸発器において、上記とは別の一部の1次フラッシュ蒸気を利用して作動媒体復水を加熱して蒸発させ、凝縮後の1次フラッシュ復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、加熱で蒸発された作動媒体蒸気を加熱吸収器(24)に供給し、加熱吸収器(24)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して作動媒体蒸気を吸収し、吸収過程において大量の熱量を放出し、4次復水供給ポンプ(35)からの復水を加熱吸収器(24)に供給して加熱し、加熱後の復水を2次復水緩衝タンク(34)に供給してフラッシュ蒸発させて中圧蒸気、低圧蒸気を生成し、該中圧蒸気、低圧蒸気を次のシステムに供給して利用し、
工程e)冷却蒸発器(25)に供給される作動媒体復水を低温水で加熱して蒸発させ、蒸発で発した作動媒体蒸気を冷却吸収器(26)に供給し、加熱吸収器(24)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して作動媒体蒸気を吸収し、吸収過程で放出される大量の熱量を循環冷却水で冷却させ、冷却蒸発器(25)において熱交換済の低温水を冷却して温度がより低い冷却水を取得し、
工程f)冷却蒸発器(25)で発した冷却水の一部を空気熱交換器(36)に供給することで空気圧縮機入口の空気を冷却させ、熱交換済の冷却水を冷却水緩衝タンク(37)に供給し、更に冷却水供給ポンプ(38)を利用して冷却蒸発器(25)に供給して再利用し、他の一部の冷却水を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給することで7次フラッシュ蒸気を冷却させる。
2 3次熱交換器
3 2次熱交換器
4 1次熱交換器
5 タービン
6 溶媒凝縮器
7 溶媒緩衝タンク
8 溶媒供給ポンプ
9 1次復水緩衝タンク
10 1次復水供給ポンプ
11 蒸気凝縮器
12 ベンチュリエジェクター
13 2次復水供給ポンプ
14 3次復水供給ポンプ
15 結晶化タンク
16 1次母液供給ポンプ
17 1次濾過器
18 2次濾過器
19 母液緩衝タンク
20 2次母液供給ポンプ
21 再生器
22 凝縮器
23 加熱蒸発器
24 加熱吸収器
25 冷却蒸発器
26 冷却吸収器
27 1次溶媒熱交換器
28 2次溶媒熱交換器
29 1次臭化リチウム循環ポンプ
30 1次作動媒体循環ポンプ
31 2次作動媒体循環ポンプ
32 3次作動媒体循環ポンプ
33 2次臭化リチウム循環ポンプ
34 2次復水緩衝タンク
35 4次復水供給ポンプ
36 空気熱交換器
37 冷却水緩衝タンク
38 冷却水供給ポンプ
39 3次復水緩衝タンク
40 5次復水供給ポンプ
41 1次真空ポンプ
42 2次真空ポンプ
43 3次真空ポンプ
I 第1フラッシュ蒸発段
II 第2フラッシュ蒸発段
III 第3フラッシュ蒸発段
IV 第4フラッシュ蒸発段
V 第5フラッシュ蒸発段
VI 第6フラッシュ蒸発段
VII 第7フラッシュ蒸発段
VIII フラッシュ蒸発冷却段
Claims (12)
- PTA精製ユニット母液の回収及び利用方法であって、該方法は、
PTA精製ユニット母液を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給し、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)は、少なくともN段のフラッシュ蒸発段を備え、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)において前記PTA精製ユニット母液は、N−1次フラッシュ蒸発が行われ、
前記高効率多段式フラッシュタワー(1)において、第Nフラッシュ蒸発段は、フラッシュ蒸発冷却段であり、前記フラッシュ蒸発冷却段でフラッシュ蒸発が起こらず、且つ前記フラッシュ蒸発冷却段は、第N−2フラッシュ蒸発段と第N−1フラッシュ蒸発段の間にある多段フラッシュ蒸発冷却工程と
第1フラッシュ蒸発段〜第Mフラッシュ蒸発段で発したフラッシュ蒸気を余熱利用ユニットに供給する余熱利用工程と
第N−1フラッシュ蒸発段で発した母液を低温結晶化ユニットに供給することで、PTA精製ユニット母液におけるp−トルイル酸結晶を回収するp−トルイル酸結晶回収工程と
を含み、
そのうちN=4〜8、M=1〜4、N>Mであり、且つNとMは何れも整数であるPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - 前記余熱利用ユニットは、第1余熱利用ユニット及び第2余熱利用ユニットを備え、
前記第1余熱利用ユニットは、第1フラッシュ蒸発段で発した1次フラッシュ蒸気が供給される加熱ユニット及び/又は冷却ユニットであり、
前記第2余熱利用ユニットは、第2フラッシュ蒸発段〜第Mフラッシュ蒸発段で発したフラッシュ蒸気が供給される発電ユニットである、請求項1に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - 前記加熱ユニットにおいて、
高効率多段式フラッシュタワー(1)からの1次フラッシュ蒸気の一部を再生器(21)に供給することで臭化リチウム希溶液を加熱して蒸発させ、熱交換済の復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、蒸発で発した蒸気を凝縮器(22)に供給し且つ循環冷却水を利用して凝縮させ、凝縮器で発した作動媒体復水を作動媒体循環ポンプを利用して夫々加熱蒸発器(23)及び冷却蒸発器(25)に供給し、加熱蒸発器(23)において、他の一部からの1次フラッシュ蒸気を利用して作動媒体復水を加熱して蒸発させ、凝縮後の1次フラッシュ復水を3次復水緩衝タンク(39)に供給し、加熱で発した作動媒体蒸気を加熱吸収器(24)に供給し、加熱吸収器(24)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して作動媒体蒸気を吸収し、吸収過程において大量の熱量を放出し、4次復水供給ポンプ(35)からの復水を加熱吸収器(24)に供給して加熱し、加熱後の復水を2次復水緩衝タンク(34)に供給してフラッシュ蒸発させることで中圧蒸気、低圧蒸気を生成し、該中圧蒸気、低圧蒸気を次のシステムに供給して利用することが行われる、請求項2に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - 前記冷却ユニットにおいて、
前記冷却蒸発器(25)に供給される作動媒体復水を低温水で加熱して蒸発させ、蒸発で発した作動媒体蒸気を冷却吸収器(26)に供給し、作動媒体蒸気を冷却吸収器(26)における不飽和状態の臭化リチウム濃溶液を利用して吸収し、吸収過程で放出される大量の熱量を循環冷却水で冷却させ、熱交換済の低温水を冷却蒸発器(25)において冷却させて温度がより低い冷却水を取得し、
冷却蒸発器(25)で発した冷却水の一部を空気熱交換器(36)に供給することで空気圧縮機入口の空気を冷却させ、熱交換済の冷却水を冷却水緩衝タンク(37)に供給し且つ冷却水供給ポンプ(38)を利用して冷却蒸発器(25)に供給して再利用し、他の一部を冷却水を高効率多段式フラッシュタワー(1)に供給してフラッシュ蒸気を冷却させることが行われる、請求項2に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - 前記発電ユニットにおいて、
第2フラッシュ蒸発段〜第Mフラッシュ蒸発段に夫々熱交換器が接続され、且つ高効率多段式フラッシュタワー(1)で発した蒸気で熱交換器における溶媒をガス化できるように、各熱交換器の間は、同時に直列接続され、
第Mフラッシュ蒸発段からのフラッシュ蒸気と溶媒供給ポンプ(8)からの溶媒を、それと接続する1次熱交換器において間接的に熱交換させ、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
上記熱交換で加熱された溶媒を、1次熱交換器に直列接続される次の1次熱交換器に供給し、熱交換済の復水を1次復水緩衝タンク(9)に送液し、
上記溶媒とフラッシュ蒸発段からのフラッシュ蒸気との熱交換を繰り返し、
ガス化済の溶媒蒸気をタービン(5)に供給することでタービンを回転させて発電し、使用済の溶媒蒸気を後に溶媒凝縮器(6)に供給し、凝縮で発した溶媒復水を溶媒緩衝タンク(7)に供給し、更に溶媒供給ポンプ(8)を利用して1次熱交換器に供給することでPTA母液における一部の余熱を電気エネルギーに変換する循環プロセスを完遂し、
1次復水緩衝タンク(9)における復水を、1次復水供給ポンプ(10)を利用して次のシステムに供給して使用することが行われる、請求項2に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - 前記低温結晶化ユニットにおいて、
前記高効率多段式フラッシュタワー(1)における第N−2フラッシュ蒸発段に、ベンチュリエジェクター(12)が接続されており、前記高効率多段式フラッシュタワー(1)における第Nフラッシュ蒸発段は、フラッシュ蒸発冷却段であり、且つ2次復水供給ポンプ(13)が接続されており、
第N−1フラッシュ蒸発段で発した母液を結晶化タンク(15)に供給し、結晶化タンク(15)においてp−トルイル酸結晶が大量に析出し、結晶化後に残された少量の固形不純物を含む液体を1次母液供給ポンプ(16)を利用して順に複数の直列接続される濾過器に供給し、固形粒子を捕獲して濾過器の底部から排出し、濾過後の母液を母液緩衝タンク(19)に供給し且つ2次母液供給ポンプ(20)を利用してベンチュリエジェクター(12)に供給することにより第N−2フラッシュ蒸発段からのフラッシュ蒸気を凝縮させ、更に2次復水供給ポンプ(13)を利用して凝縮後の復水を次の膜処理システムに供給することが行われる、請求項1〜5の何れか1項に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。 - Nは8であり、Mは4である、請求項1〜5の何れか1項に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
- Nは8であり、Mは4である、請求項6に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
- 前記PTA精製ユニット母液の温度は、140℃〜150℃の範囲である、請求項7に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
- R245fa溶媒を、前記溶媒供給ポンプ(8)の溶媒とする、請求項5に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
- 前記臭化リチウム希溶液の質量濃度は、56%〜60%の範囲であり、前記臭化リチウム濃溶液の質量濃度は、60%〜64%の範囲である、請求項3又は請求項4に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
- 前記複数の直列接続される濾過器は、1次濾過器(17)と2次濾過器(18)とを直列接続してなり、且つ前記複数の直列接続される濾過器に濾布が設けられている、請求項6に記載のPTA精製ユニット母液の回収及び利用方法。
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