JPH043436B2

JPH043436B2 -

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Publication number: JPH043436B2
Application number: JP59269176A
Authority: JP
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1992-01-23
Also published as: JPS61148294A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、主蒸留塔と前蒸留塔とを有する蒸
留装置で石油類を蒸留する方法に関し、更に詳し
くは、上記装置における主蒸留塔の加熱炉負荷を
低減できるようにした石油類の蒸留方法に関する
ものである。

この明細書中で石油類とは、代表的には原油を
意味するが、一般的に蒸留によりLPG、ナフサ
を得ることができる石油系の化合物を総称する。

＜従来の技術＞原油を常圧で蒸留して各種留分を取出すための
装置としては、従来から各種のものが考えられて
いるが、その一つとして、主蒸留塔の前段に前蒸
留塔を設置し、熱回収系で予熱された原油から
LPGとナフサ（軽質＋重質）との混合留分の一
部を前蒸留塔で蒸留して、スタビライザおよびス
プリツタからなるナフサ精留系に直接この前蒸留
塔の塔頂留分を主蒸留塔の塔頂留分と共に送るよ
うにした原油常圧蒸留装置がある。この装置を第
１図の工程図に基づいて説明すると、原油は主蒸
留塔２０の側線還流２０ａ、各留分２０ｃ，２０
ｄ、および塔底残油２０ｅ等を熱源とする一つ以
上の熱交換器群Ｅ１，Ｅ２からなる熱回収系で予
熱された後、前蒸留塔１０へ供給される。これら
各熱交換器群は、原油を１つ以上の熱源に対して
順次熱交換する方式（ワンスルー型）、熱源の数
に応じて分配し、各熱源と熱交換後に合流させる
方式（スプリツト型）またはそれらの組合せ方式
によつて配列された熱交換器の集まりである。前
蒸留塔１０は、側線還流方式、塔頂外部還流方式
或いは両者の併用方式といつた還流機構を具備し
ている。側線還流方式を採用する場合には、図示
したように側線還流１０ａの熱を熱回収系熱源と
して利用することができる。前蒸留塔１０におけ
る源油の精留に要する熱は、熱回収系における原
油予熱により原油によつて持ち込まれる熱で通常
は十分であり、前蒸留塔用のリボイラは特に必要
としない。図示していないが、前蒸留塔の精留効
果を高めるために、必要に応じてストリツピング
スチームが前蒸留塔塔底部に導入される。熱回収
系熱交換器群Ｅ１，Ｅ２で予熱された原油は、前
蒸留塔１０で精留され、塔頂からLPG・ナフサ
混合留分の一部である前蒸留塔塔頂留分１０ｆが
取り出される。

一方、LPG・ナフサ混合留分の一部が除去さ
れた前蒸留塔塔底残油１０ｅは、熱交換器群Ｅ３
および加熱炉３０で更に加熱された後、主蒸留塔
２０に供給される。主蒸留塔２０においては、異
なる沸点範囲を有する各種留分２０ｃ，２０ｄが
順次蒸留され、塔頂からは前蒸留塔で除去されな
かつたLPG・ナフサ留分の残部である主蒸留塔
塔頂留分２０ｆが取出され、塔底からは残油２０
ｅが得られる。前蒸留塔１０と主蒸留塔２０の塔
頂部機構はいずれも、コンデンサ１１，２１と塔
頂受槽１２，２２とを備えた塔頂凝縮還流系から
なり、前蒸留塔と主蒸留塔のそれぞれの塔頂部機
構で凝縮されたLPG・ナフサ混合留分１０ｆ，
２０ｆはナフサ精留系（図示せず）へ送られ、更
に分離される。

上記の蒸留装置の前蒸留塔１０では、塔頂より
LPGとナフサ（軽質＋重質）留分の一部が抜出
されかつこれに混入する灯油留分が重質ナフサの
製品品質を損なわない程度の精留が達成できる原
料予熱温度であればよい。またその塔頂圧力は、
源油の油種や予熱温度で多少変動するが、塔頂抜
出し留分の組成から、１〜５Kg／cm²Ｇの範囲とな
る。

主蒸留塔２０の塔頂部においては、前蒸留塔１
０塔頂にて抜出されなかつたLPG・ナフサ（軽
質＋重質）の残部（主として重質ナフサを多く含
む）が、塔頂ガス製品として抜出される。

主蒸留塔２０に供給される原料油の主蒸留塔加
熱炉３０を通しての加熱温度は、やはり原油の油
種等で多少変動するが、主蒸留塔の運転圧力、原
油の種類、各留分の精留度に応じて必要な熱量を
供給し得る温度とする必要がある。

主蒸留塔２０の塔頂部にいては、第２図に示し
たごとく、主蒸留塔２０の塔頂より発生する塔頂
蒸気２０ｇはコンデンサ２１でその一部または全
部を凝縮させた後、塔頂受槽２２にて気液分離さ
れ、その一部または全部が塔頂ガス製品および塔
頂液製品として抜出される。また、塔頂蒸気２０
ｇの一部のみを製品として抜出す場合には、残留
凝縮液２０ｈを塔頂受槽２２より塔頂還流（点線
ライン２３）として主蒸留塔２０塔頂へ戻す。な
お、主蒸留塔の側線還流２０ａ，２０ｂのみで所
定の精留効果を満足している場合には、点線ライ
ン２３の塔頂還流は不要となる。

主蒸留塔２０の塔頂圧力は、塔頂ガス２０ｇの
組成、コンデンサ２１の能力、冷媒（冷却水、空
気等）の温度、目標とする塔頂ガスの凝縮度およ
び凝縮温度によつて定まるが、組成が同一であれ
ば、圧力が高い程ガスを露点温度および液の沸点
温度は高くなり、高温度でも凝縮液量が増加す
る。また冷媒との温度差が大きくなるため、コン
デンサ能力が同一であれば冷媒量が少なくて済
む。

しかしながら圧力を高める場合、塔頂温度を含
め、蒸留塔全体の温度も高める必要があり、加熱
炉３０における熱負荷が上昇し、不経済となり、
温度が高過ぎると重質油分の熱分解の虞が生ず
る。

以上の観点から、主蒸留塔２０の操作圧力は次
の二つの要素を考慮に入れて決定される。

() 塔頂蒸気を一部でも凝縮させて塔頂抜出し
製品を留出させる場合、塔頂抜出し製品留分の
必要な組成および収量に応じて定まる塔頂蒸気
の組成。

() コンデンサ用冷媒温度の最高温度と塔頂凝
縮液沸点との温度差が十分あり、コンデンサ能
力に不足をもたらすことがない値であること。

さて、前蒸留塔１０を具備しない一塔式の主蒸
留塔２０によつて石油類を蒸留分離する場合は、
石油類中に不純物として塩化マグネシウム
（MgCl₂）、塩化カルシウム（CaCl₂）等の金属塩
化物が微量に含まれ、これら塩化物は120℃程度
の低温においても加水分解され、塩化水素ガスが
発生し、蒸留塔の塔頂にガス状で上昇し、もし塔
頂部において凝縮水分が存在する場合、すなわち
塔頂温度が、塔頂に存在するストリツピングスチ
ーム等の水蒸気の露点温度以下となつている場合
には、前記水分に吸収されて塩酸水溶液となり、
激しい塔内の腐食を惹起することとなる。従つて
塔頂温度は少なくとも予想されるスチームの露点
温度を上廻る必要があり、これに前記二要素を考
慮すると主蒸留塔２０の操作圧力は塔頂部におい
て0.5Kg／cm²Ｇ以上に加圧し蒸留する必要があつ
た。

そして、主蒸留塔２０の前段に前蒸留塔１０を
設置するこの発明と同様な構成の装置を用いる従
来の蒸留技術においても、主蒸留塔の操作圧力は
一塔式主蒸留塔において用いられていた圧力であ
る0.5Kg／cm²Ｇ以上をそのまま踏襲していた。

従つて、加熱炉３０による供給源料の加熱量に
も特段の減少変化は認められなかつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら本発明者等は、前蒸留塔、主蒸留
塔および両塔間に設置した加熱炉を具備した常圧
蒸留装置を用いて原油類を蒸留する場合には、前
蒸留塔なしの場合とは違つた最適な主蒸留塔圧力
がある筈であるという考えのもとに種々研究を重
ねた結果、主蒸留塔の蒸留効果の向上に伴い、蒸
留に要求される加熱量を低減でき、これによつて
主蒸留塔用加熱炉の負荷を節減でき、なおかつ、
凝縮する腐食物質量の激減によつて塔頂の腐食防
止も十分に可能となる主蒸留塔操作圧力条件を見
出し、この発明を完成させたものである。

＜問題点を解決するための手段＞本発明者等は、主蒸留塔の前段に前蒸留塔を設
置した場合には、主蒸留塔における操作圧力を塔
頂部で0.5Kg／cm²Ｇ未満、0.1Kg／cm²Ｇ以上に低下
させても、0.5Kg／cm²Ｇ以上の塔頂圧力で運転さ
れる従来の一塔式主蒸留塔の塔頂部温度以上の塔
頂部温度を確保でき、同時に、抜出し留分の組成
と収量に何等影響がなく、塔頂内腐食も発生しな
いことを確認した。この発明は上記の知見に基づ
いてなされたものである。

すなわちこの発明は、原油または蒸留により
LPGとナフサを得ることができる石油類を、主
蒸留塔の前段に設けた前蒸留塔で蒸留し塔頂より
LPGとナフサの混合留分の一部を抜出し、塔底
より抜出した前蒸留塔の残油を加熱炉を通して加
熱した後、主蒸留塔にて蒸留してLPGとナフサ
の混合留分の残部を塔頂より抜出すことからなる
石油類の常圧蒸留方法において、前記主蒸留塔の
操作圧力を塔頂部において0.1Kg／cm²Ｇ以上0.5
Kg／cm²Ｇ未満とすることを特徴とする石油類の常
圧蒸留方法である。

主蒸留塔操作圧力の調整は、例えば第２図の主
蒸留塔２０の塔頂受槽２２とガス抜き配管２４の
バルブ２５との間の圧力調整手段PCにより行う
ことができる。

＜作用＞この発明におけるように、主蒸留塔２０の前段
には前蒸留塔１０を設置した場合、腐食性ガスは
前蒸留塔１０塔頂より凝縮することなく大部分除
去され、主蒸留塔２０に影響を及ぼす虞が殆どな
い。また、主蒸留塔２０塔頂の抜出し留分は一塔
式主蒸留塔塔頂抜出し留分と異なり重質ナフサを
多く含むLPG・ナフサ留分である。従つて、塔
頂圧力が一塔式の限界圧力である0.5Kg／cm²Ｇを
下廻つても、塔頂温度は一塔式主蒸留塔のそれよ
り低くならず、十分冷媒との温度差を確保でき、
かつ塔頂抜出し留分である重質LPG・ナフサの
収量と組成を確保することが可能である。加え
て、たとえ腐食性ガスが若干塔頂に存在しても、
塔頂スチームの露点温度より高い温度であるので
酸腐食の防止もできる。

またこの発明によれば、塔頂凝縮還流系のコン
デンサの圧力損失を考慮して、主蒸留塔の塔頂圧
力を最低0.1Kg／cm²Ｇまでは下げることができる。
かような圧力であれば、主蒸留塔の塔内圧により
塔頂留分を流出させることが可能となり、何等特
別の移送用機器を必要としない。

＜発明の効果＞上記したごとく主蒸留塔の塔頂操作圧力を0.5
Kg／cm²Ｇより低下させ得たことにより、蒸留塔に
おける各留分の比揮発度が大となり、精留効果が
向上すること、および蒸留塔全体の温度が低下す
ることの相乗効果で、主蒸留塔供給原料油の温度
の低下が可能となり、蒸留に必要な熱エネルギー
の大幅な節減、各種留分の性状、特に重質油の熱
安定性の向上、さらには塔頂部の腐食の防止が、
従来装置をそのまま使用して何等新しい設備機器
を付加することなく可能となる。

以下に実施例を挙げてこの発明の効果を具体的
に説明する。

実施例前蒸留塔、主蒸留塔および両塔の間に配置した
加熱炉からなる第１図のごとき原油常圧蒸留装置
〔100000BPSD（バーレル／日）〕を用いて中東系
原油100000BPSDを処理し、前蒸留塔にて対原油
11vol％の軽質分を除去し、前蒸留塔の塔底残油
を主蒸留塔でさらに蒸留した。

この主蒸留塔での操作圧力を塔頂にて0.7Kg／
cm²Ｇとした場合（従来法）と、0.2Kg／cm²Ｇとし
た場合（本発明法）の、主蒸留塔用加熱炉負荷を
比較したところ、本発明法においては5.93×
10⁶kcal／Ｈの熱量を低減させることができ、こ
れは燃料（重油）換算で約4740ton／年の大幅節
減をもたらした。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明で用いる蒸留装置を示す説
明図、および第２図は第１図の主蒸留塔の塔頂部
の説明図である。１０……前蒸留塔、２０……主蒸留塔、３０…
…加熱炉。

Claims

【特許請求の範囲】

１原油または蒸留によりLPGとナフサを得る
ことができる石油類を、主蒸留塔の前段に設けた
前蒸留塔で蒸留し塔頂よりLPGとナフサの混合
留分の一部を抜出し、塔底より抜出した前蒸留塔
の残油を加熱炉を通して加熱した後、主蒸留塔に
て蒸留してLPGとナフサの混合留分の残部を塔
頂より抜出すことからなる石油類の常圧蒸留方法
において、前記主蒸留塔の操作圧力を塔頂部にお
いて0.1Kg／cm²Ｇ以上0.5Kg／cm²Ｇ未満とすること
を特徴とする石油類の常圧蒸留方法。