JPH0256395B2 - - Google Patents

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JPH0256395B2
JPH0256395B2 JP57190670A JP19067082A JPH0256395B2 JP H0256395 B2 JPH0256395 B2 JP H0256395B2 JP 57190670 A JP57190670 A JP 57190670A JP 19067082 A JP19067082 A JP 19067082A JP H0256395 B2 JPH0256395 B2 JP H0256395B2
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JP
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distillation column
stream
heat exchange
distillation
column
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Toruu Aarubaagu Debitsudo
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Polysar Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/28—Evaporating with vapour compression
    • B01D1/2803—Special features relating to the vapour to be compressed
    • B01D1/2806—The vapour is divided in at least two streams and only a part of the vapour is compressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/28—Evaporating with vapour compression
    • B01D1/284—Special features relating to the compressed vapour
    • B01D1/2856—The compressed vapour is used for heating a reboiler or a heat exchanger outside an evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B01D3/322—Reboiler specifications

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭化水素の流れの分別のための蒸留
装置であつて、この場合塔頂留出物蒸気の流れを
温度の上昇を伴いつつ圧縮し、次いで該圧縮され
た蒸気の流れを該蒸留装置の再循環される塔底液
の流れと熱交換させる前記装置に関する。
分別蒸留による炭化水素の精製は石油化学工業
界にあまねく工業的に使用されている周知の方法
である。該方法はまた、かなりのエネルギー入力
（このエネルギーは慣用的にはスチームである）
を必要とすることが知られている方法でもある。
このような方法の多くは純粋な生成物を得るため
に高い還流比を採用するので、すなわち多量の炭
化水素を蒸留塔に再循環させるので精製される生
成物の単位当りの入力エネルギーが高い、エネル
ギー、特にスチームの供給コストが増大するにつ
れて該エネルギーの少くとも一部を供給する代替
手段を開発することに対する誘因も増大する。必
要なエネルギーの少くとも一部を提供する上記方
法の一つはヒートポンプを利用することである。
この場合においては流れを温度の上昇を伴いつつ
圧縮し、次いで該圧縮された流れを該蒸留装置に
おける別の流れと熱交換させる。英国特許第
1452377号明細書は分別蒸留法を記載しており、
ここにおいて塔頂留出物蒸気の画分を温度の上昇
を伴いつつ圧縮し、該圧縮された流れの凝縮潜熱
を蒸留塔の流れと熱交換させ、推進流体
（motive fluid）としてスチームのような蒸気を
使用してタービンにより圧縮機を駆動し、かつ該
推進流体の排気の凝縮潜熱を使用して熱交換によ
り蒸留塔の流れを加熱している。米国特許第
4177111号明細書は、ジメチルアシルアミド及び
水を含有する流れを蒸留塔において予備濃縮し、
蒸留塔からの塔頂留出物蒸気の流れを圧縮し、次
いで該圧縮された塔頂留出物蒸気の凝縮潜熱を使
用して蒸留塔を加熱することによるジメチルアシ
ルアミドの回収方法を記載している。
本発明により、第一の蒸留塔、第二の蒸留塔、
圧縮機、前記第一の蒸留塔に接続する第一の熱交
換手段、及び前記第二の蒸留塔に接続する第二の
熱交換手段を組み合わせて包含する蒸留装置が提
供される。該装置においては、前記第一の蒸留塔
に約70枚から約100枚までのプレートが備えられ、
前記第二の蒸留塔には約５枚から約20枚までのプ
レートが備えられ、有機炭化水素供給物を前記第
一の蒸留塔の中点付近に供給するための手段を設
け、前記第一の蒸留塔からの塔底液の流れの第一
の部分を前記第二の蒸留塔の上部地点に供給する
ための手段を設け、前記第一の蒸留塔からの塔底
液の流れの第二の部分を前記第一の熱交換手段に
循環させ、そこで該塔底液の流れを前記圧縮機か
らの流れと間接的に熱交換させるための手段を設
け、前記第二の蒸留塔からの塔底液の流れを前記
第二の熱交換手段に循環させ、そこで該塔底液の
流れを、供給される熱水又はスチームとの間接的
熱交換に供するための手段を設け、前記第二の蒸
留塔からの塔頂留出物の流れを前記第一の蒸留塔
の下部地点に供給するための手段を設け、前記第
二の蒸留塔の底部から高沸点成分の流れを取り出
すための手段を設け、前記第一の蒸留塔からの塔
頂留出物の流れの一部を精製された生成物として
取り出すための手段を設け、前記第一の蒸留塔か
らの塔頂留出物の流れの第二の部分を前記圧縮機
に供給するための手段を設け、かつ前記圧縮機か
らの圧縮された流れを前記第一の熱交換手段に、
次いで前記第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流れ
の一点に循環させるための手段を設けてある。
また本発明は本明細書に記載の蒸留装置の使用
方法をも提供する。該方法においてはC4炭化水
素供給物を蒸留して精製生成物としてのイソブチ
レンを、そしてイソブチレンと、ジイソブチレン
及び第三ブチルアルコールを包含する高沸点不純
物と、シス−ブテン−２、トランス−ブテン−２
及びブタンのような不純物のより少量とを含有す
る塔底液の流れを供給する。
圧縮機を使用して高圧高温の流れを提供し、こ
れをエネルギー源として利用して蒸留塔に熱を供
給することは公知である。しかしながら、このよ
うなヒートポンプ機構の利用効率は蒸留塔の塔頂
留出物蒸気の流れと塔底液の流れとの間の温度差
に関係する。該温度差が増加するにつれて圧縮機
を操作するに要するエネルギーもまた増加し、か
つ該圧縮機を駆動するモーターの設備馬力も増加
する。このようなヒートポンプ機構は高沸点不純
物が該精製すべき低沸点成分の沸点から余り隔た
つていない（すなわち通常には約25〜30℃以下）
沸点を有する蒸留工程に応用する場合、又は該高
沸点不純物が、該蒸留塔の塔底液の流れの沸点を
有意に上昇させないのに十分であるような少量に
おいて存在する場合においてのみ効果的に使用す
ることができる。
本発明においてはヒートポンプ機構を効率的に
運転するための基礎知識を利用する。該装置に第
二の蒸留塔を包含させ、それを使用して第一の蒸
留塔の塔底液の流れを精製することによりヒート
ポンプ機構の効果的な使用を達成することができ
るということが発見された。この独特の組合せが
高沸点不純物を第二の蒸留塔からの塔底物の流れ
として除去することを可能とし、これが順次に第
一の蒸留塔を比較的に小さな、塔頂留出物と塔底
液との各流れ間の温度差により運転することを可
能とし、これが順次にヒートポンプ機構が該ヒー
トポンプ機構の圧縮機に対して過剰な馬力を要す
ることなく、塔頂留出物の流れと共に効率的に使
用されて、第一の蒸留塔を運転するための熱を塔
底液の流れに与えることを可能とする。
第１図において流路１により有機炭化水素供給
物が第一蒸留塔２のほぼ中点に供給される。該蒸
留塔からの塔頂留出物蒸気が流路３を経て取り出
され、流路２４及び３７の両方に供給される。流
路３７が該塔頂留出物の流れの一部を流路３８に
供給し、順次に流路３８がそれを熱交換器３９に
供給する。熱交換器３９は流路４０を通つて供給
される水によつて冷却され、該塔頂留出物の流れ
が、そこにおいて間接的な熱交換に供され、凝縮
して流路４１に液体の流れを供給し、流路４１は
還流ドラム４２内に該液体の流れを供給する。該
還流ドラムからの液体は流路４３を経て流路４４
及び４５に供給され、流路４４は還流の目的のた
めに該液体を蒸留塔２に供給し戻し、流路４５は
該液体を好適な貯槽又は取り出し手段（図示省
略）に精製生成物として供給する。流路２４にお
ける塔頂留出物蒸気はドラム２５に供給され、そ
こにおいてすべての液体が該蒸気から分離される
ことができ、次いで流路３２により取り出されて
流路３８に供給される。蒸気は流路２６を通つて
圧縮機２７に至り、次いで流路２８を経て圧縮さ
れた流れとして該圧縮機を出て行く。該圧縮され
た流れは起動運転中においては流路２９を経て水
冷間接熱交換器３０に至り、次いで液化された流
れがドラム２５に返送されることができる。通常
運転中においては、該圧縮された流れは流路３３
を経て熱交換器５を通過して流路３４に至り、減
圧弁３５及び流路３６を通つて流路３８に至る。
熱交換器５には第一蒸留塔の塔底液の流れの一部
が流路４を通つて供給され、次いで該塔底液は流
路３３内の該圧縮された流れとの間接的熱交換に
供され、次いで流路６により塔に返送される。第
一蒸留塔の塔底液の流れの第二の部分は流路７を
経てポンプ８を通り流路９又は流路１５に取り出
される。流路１５における該塔底液の流れは第二
蒸留塔１６に供給され、そこで該塔底液は分留さ
れて塔頂留出物の流れを生成し、これは流路１７
により第一の蒸留塔の下部地点に供給される。塔
底液の流れの一部を流路１８を経て熱交換器１９
に通し、そこで該流れを、流路２０により供給さ
れる熱水又はスチームと間接的な熱交換をさせ、
次いでそのようにして加熱された流れを流路２１
を経て該第二蒸留塔に返送することにより第二蒸
留塔を運転するためのエネルギーが供給される。
高沸点化合物の流れを第二蒸留塔の底部から流路
２２を経て取り出し、次いでポンプ２３により適
当な、ほかの取扱い手段（図示省略）に係給する
ことができる。蒸留塔２からの塔底液の流れの、
もう一つの部分が流路１０及び流路１１を経て熱
交換器１２に輸送され、そこにおいて該流れは、
流路１３により供給される熱水又はスチームとの
間接的な熱交換に供され、次いで流路１４を経て
蒸留塔に戻されることができる。
第２図は従来技術の蒸留装置を説明するもので
ある。流路１００により炭化水素供給物が蒸留塔
１０１のほぼ中点に供給される。蒸留塔からの塔
頂留出物の蒸気が流路１０２を経て取り出されて
熱交換器１０３に至り、そこで該蒸気が、流路１
０４を経て供給される水との間接的熱交換に供さ
れる。該冷却された流れは流路１０５を経て還流
ドラム１０６に供給され、次いで流路１０７を経
て流路１０８及び１０９に至る。流路１０９によ
り該流れが還流調節のために蒸留塔に戻され、流
路１０８は精製物の取出し用である。蒸留塔を運
転するための熱は１個又は２個の熱交換器によつ
て供給される。図面には２個が示されている。蒸
留塔からの塔底液の流れは流路１１０又は流路１
１４を経て、それぞれ熱交換器１１１又は１１５
に至る。これら熱交換器には流路１１２及び１１
６によりスチームが供給される。次いで該加熱さ
れた流れが流路１１３又は１１７を経て蒸留塔に
戻される。塔底液の流れが流路１１８を経て、該
蒸留塔から高沸点残留物を取り出すための手段と
してのポンプ１１９及び流路１２０に取り出され
る。
本発明による装置の使用について説明するため
に第１図に示す蒸留装置を使用して、主としてイ
ソブチレンより成るC4炭化水素の流れを精製し
た。蒸留塔２には100枚のプレートが備えられ、
蒸留塔１６には６枚のプレートが備えられてあつ
た。イソブチレン約97重量％を含有する炭化水素
供給物を毎時約15900Kgの速度で流路１を経て蒸
留塔２に供給した。流路１の供給物は温度約52
℃、圧力約６Kg／cm2であり、かつイソブチレン
と、主な不純物としてのブテン、第三ブチルアル
コール及びジイソブチレンより成る混合物とを含
有した。精製されたイソブチレン（約99.7重量％
のイソブチレン）を流路４５を通して毎時約
15100Kgの速度で取り出した。重量％でイソブチ
レン約44％、ブチン−２約11％、第三ブチルアル
コール約４％及びジイソブチレン約40％より成る
高沸点成分の流れを蒸留塔１６の底部から流路２
２を経て毎時約800Kgの速度で取り出した。供給
物からのイソブチレンの回収率は約97.7重量％で
あつた。蒸留塔２からの塔底液の流れを毎時約
8000Kgの速度で流路１５を経て塔１６に供給し、
塔１６からの塔頂留出物の蒸気を毎時約7200Kgの
速度で流路１７を経て塔２に戻した。塔２からの
塔頂留出物蒸気の流れの約85％を圧縮機２７に供
給した。該圧縮機に供給された蒸気は温度約50
℃、圧力約5.5Kg／cm2であつた。流路３３におけ
る該圧縮機からの圧縮蒸気は圧力約９Kg／cm2でか
つ温度約73℃であつた。この圧縮蒸気を熱交換器
５に供給し、そこで該圧縮蒸気を塔２からの塔底
液の流れと間接的に熱交換させ、それにより塔２
の運転のための熱を供給した。該熱交換器に供給
された圧縮蒸気は熱交換器内において実質上完全
に液相に凝縮し、次いで流路３４を経て温度約66
℃、圧力約8.8Kg／cm2において取り出され、次い
で減圧弁３５を通り、熱交換器３９に、次いで還
流ドラム４２に至つた。
２個の蒸留塔を包含する該装置を運転するため
に要するエネルギー入力は主として、熱交換器５
及び１９から得られるエネルギーによつて供給さ
れた。熱交換器１２はエネルギー需要を調整する
ためにのみ使用され、しかもそれから得られるエ
ネルギーは塔２を運転するに必要なエネルギーの
わずかに約３〜５％を占めるに過ぎなかつた。２
個の塔に対しては、塔１６を運転するのに必要な
エネルギーは全体を運転するのに必要なエネルギ
ーのわずかに約５％から約10％までであり、その
エネルギーの一部を、高温蒸気を流路１７に供給
することによつて塔２を運転するために使用し
た。通常の運転条件下においては、圧縮機２７を
運転するために必要なエネルギーは該装置を運転
するのに必要な全エネルギーの約40％から約50％
までに相当する。
第２図に示すような従来技術の蒸留装置におい
ては、該装置を運転して、精製イソブチレンの同
様な生産速度において同様な炭化水素を精製する
ために必要なエネルギー消費量は前述した本発明
の装置を運転するために必要なエネルギーの約４
倍から５倍であつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の蒸留装置の概略図である。第
２図は慣用の従来技術の蒸留装置の概略図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ C4炭化水素供給物を蒸留して精製生成物と
    してのイソブチレン、ならびにイソブチレンと、
    ジイソブチレン及び第三ブチルアルコールを含む
    高沸点不純物と、シス−ブテン−２、トランス−
    ブテン−２及びブタンのような、より少量の不純
    物とを含有する塔底液の流れを与える、C4炭化
    水素の分別蒸留方法において、蒸留装置として 第一の蒸留塔、 第二の蒸留塔、 圧縮機、 前記第一の蒸留塔に接続する第一の熱交換手
    段、 及び 前記第二の蒸留塔に接続する第二の熱交換手段
    の組み合わせから成り、 前記第一の蒸留塔には約70枚から約100枚まで
    のプレートを備え、 前記第二の蒸留塔には約５枚から約20枚までの
    プレートを備え、 有機炭化水素供給物を前記第一の蒸留塔のほぼ
    中点に供給するための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔底液の流れの第一の
    部分を前記第二の蒸留塔の上部の地点に供給する
    ための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔底液の流れの第二の
    部分を前記第一の熱交換手段に循環させ、そこに
    おいて該部分を前記圧縮機からの流れとの間接的
    熱交換に供するための手段を設け、 前記第二の蒸留塔からの塔底液の流れを前記第
    二の熱交換手段に循環させ、そこにおいて該流れ
    を、供給される熱水又はスチームとの間接的熱交
    換に供するための手段を設け、 前記第二の蒸留塔からの塔頂留出物の流れを前
    記第一の蒸留塔の下部地点に供給するための手段
    を設け、 前記第二の蒸留塔の底部からの高沸点成分の流
    れを採りだすための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流れの一
    部を精製生成物として取り出すための手段を設
    け、 前記第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流れの第
    二の部分を前記圧縮機に供給するための手段を設
    け、 前記圧縮機からの圧縮された流れを前記第一の
    熱交換手段に、次いで前記第一の蒸留塔からの塔
    頂留出物の流れの一点に循環させるための手段を
    設けてある蒸留装置を用いることを特徴とする方
    法。 ２ 第一の蒸留塔、 第二の蒸留塔、 圧縮機、 前記第一の蒸留塔に接続する第一の熱交換手
    段、 及び 前記第二の蒸留塔に接続する第二の熱交換手段
    の組み合わせから成る蒸留装置であつて、 前記第一の蒸留塔には約70枚から約100枚まで
    のプレートを備え、 前記第二の蒸留塔には約５枚から約20枚までの
    プレートを備え、 有機炭化水素供給物を前記第一の蒸留塔のほぼ
    中点に供給するための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔底液の流れの第一の
    部分を前記第二の蒸留塔の上部の地点に供給する
    ための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔底液の流れの第二の
    部分を前記第一の熱交換手段に循環させ、そこに
    おいて該部分を前記圧縮機からの流れとの間接的
    熱交換に供するための手段を設け、 前記第二の蒸留塔からの塔底液の流れを前記第
    二の熱交換手段に循環させ、そこにおいて該流れ
    を、供給される熱水又はスチームとの間接的熱交
    換に供するための手段を設け、 前記第二の蒸留塔からの塔頂留出物の流れを前
    記第一の蒸留塔の下部地点に供給するための手段
    を設け、 前記第二の蒸留塔の底部からの高沸点成分の流
    れを取り出すための手段を設け、 前記第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流れの一
    部を精製生成物として取り出すための手段を設
    け、 前記第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流れの第
    二の部分を前記圧縮機に供給するための手段を設
    け、 前記圧縮機からの圧縮された流れを前記第一の
    熱交換手段に、次いで前記第一の蒸留塔からの塔
    頂留出物の流れの一点に循環させるための手段を
    設けてあることを特徴とする蒸留装置。 ３ 精製生成物を取り出すための手段が水冷間接
    熱交換手段、還流ドラム及び分配手段を包含し、
    それにより、第一の蒸留塔からの塔頂留出物の流
    れ及び第一の熱交換手段からの圧縮された流れが
    冷却され、次いで一部が精製生成物として取り出
    され、かつ一部が前記第一の蒸留塔に戻される特
    許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 第三の熱交換手段を第一の蒸留塔に接続し、
    それにより前記蒸留塔からの塔底液の流れを、供
    給される熱水又はスチームとの間接的熱交換に供
    することができる特許請求の範囲第３項記載の装
    置。
JP57190670A 1981-10-30 1982-10-29 蒸留装置 Granted JPS5883089A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CA389083 1981-10-30
CA000389083A CA1179291A (en) 1981-10-30 1981-10-30 Distillation apparatus

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JPS5883089A JPS5883089A (ja) 1983-05-18
JPH0256395B2 true JPH0256395B2 (ja) 1990-11-30

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US (1) US4559108A (ja)
EP (1) EP0080808B1 (ja)
JP (1) JPS5883089A (ja)
AU (1) AU553811B2 (ja)
CA (1) CA1179291A (ja)
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