JPH0568283B2 - - Google Patents

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JPH0568283B2
JPH0568283B2 JP17639284A JP17639284A JPH0568283B2 JP H0568283 B2 JPH0568283 B2 JP H0568283B2 JP 17639284 A JP17639284 A JP 17639284A JP 17639284 A JP17639284 A JP 17639284A JP H0568283 B2 JPH0568283 B2 JP H0568283B2
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JP
Japan
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distillation column
low
component
distillation
reboiler
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JP17639284A
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Japanese (ja)
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JPS6154203A (en
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Tsukumo Horigome
Norimasa Shirozu
Chiaki Watanabe
Kenji Shimada
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Priority to US06/727,059 priority patent/US4615769A/en
Priority to DE8585302996T priority patent/DE3569518D1/en
Priority to EP85302996A priority patent/EP0160553B1/en
Publication of JPS6154203A publication Critical patent/JPS6154203A/en
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多成分系混合物の蒸溜方法に係
り、特に、蒸溜塔に供給される供給原料の成分組
成が変動するような場合に適用される蒸溜方法に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for distilling a multi-component mixture, and is particularly applicable to cases where the component composition of the feedstock supplied to a distillation column varies. The present invention relates to a distillation method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、沸点の異なる多成分系混合物の分離精
製の手段として蒸溜方法が採用されている。
Generally, a distillation method is employed as a means for separating and purifying multi-component mixtures having different boiling points.

例えば、エチルベンゼンを脱水素して得られる
粗製スチレン中には、反応生成物であるスチレン
の他に、未反応のエチルベンゼンや副反応により
生成したベンゼン、トルエン、α−メチルスチレ
ン等が不純物として含有されており、この粗製ス
チレンから高純度のスチレンを製造する際に蒸溜
方法が採用されている。
For example, crude styrene obtained by dehydrogenating ethylbenzene contains impurities such as unreacted ethylbenzene and benzene, toluene, and α-methylstyrene produced by side reactions, in addition to styrene, which is a reaction product. Distillation is used to produce high-purity styrene from this crude styrene.

ところで、蒸溜塔に供給される供給液の成分組
成が常に一定である場合には問題が無いが、種々
の反応によつて得られた反応混合物においては、
その反応条件やこの反応混合物の経時変化によつ
てその成分組成が変化し、この成分組成の変化が
蒸溜条件に影響を及ぼして安定した蒸溜操作を行
うことができなくなる場合がある。
By the way, there is no problem if the component composition of the feed liquid supplied to the distillation column is always constant, but in reaction mixtures obtained by various reactions,
The component composition changes depending on the reaction conditions and the reaction mixture over time, and this change in the component composition may affect the distillation conditions, making it impossible to perform a stable distillation operation.

例えば、上記粗製スチレンの場合においては、
エチルベンゼンの脱水素反応の際における触媒の
性能や経時変化、原料エチルベンゼン中に含有さ
れる不純物の種類や量、反応温度や反応圧力等の
反応条件、さらには脱水素反応に使用されるスチ
レンの量やこのスチーム中の不純物等により影響
を受けて反応生成物である粗製スチームの成分組
成が変化する。
For example, in the case of the above crude styrene,
Catalyst performance and changes over time during the dehydrogenation reaction of ethylbenzene, types and amounts of impurities contained in the raw material ethylbenzene, reaction conditions such as reaction temperature and reaction pressure, and the amount of styrene used in the dehydrogenation reaction. The composition of crude steam, which is a reaction product, changes due to the influence of impurities in the steam.

また、スチレンの生産プラントにおいても、機
器のメンテナンスや触媒交換又は法定検査のため
に年1回の定期修理を必要とし、この定期修理の
際に蒸溜塔の運転を停止するが、その後再度運転
を開始する際に脱水素反応触媒系のスタート方法
として、通常、触媒層に窒素ガス等の露点の低い
イナートガスを添加し、徐々に昇温してからエチ
ルベンゼンを導入していく方法が採用されるが、
スタート初期には触媒を保護するために徐々にそ
の反応率を上げていくため、反応生成物である粗
製スチレン中のスチレン濃度が低く、蒸溜塔の正
常運転時に比べて粗製スチレンの成分組成に大き
な差異が生じる。また、正常運転時においても、
反応工程と蒸溜工程との中間タンクからの水分混
入があつたり、反応系の性能低下等があつて、条
件変更を行う必要が生じ、結果的に反応生成物で
ある粗製スチレンの成分組成が変動することがあ
る。
In addition, styrene production plants also require periodic repairs once a year for equipment maintenance, catalyst replacement, or statutory inspections, and during these periodic repairs, the operation of the distillation tower is stopped, but then it is restarted. When starting the dehydrogenation reaction catalyst system, the method usually adopted is to add an inert gas with a low dew point such as nitrogen gas to the catalyst layer, gradually raise the temperature, and then introduce ethylbenzene. ,
In the initial stage of startup, the reaction rate is gradually increased to protect the catalyst, so the styrene concentration in the reaction product, crude styrene, is low, and the composition of the crude styrene is large compared to when the distillation tower is normally operated. Differences arise. Also, even during normal operation,
Water contamination from the intermediate tank between the reaction process and the distillation process may occur, or the performance of the reaction system may deteriorate, making it necessary to change conditions, and as a result, the composition of crude styrene, the reaction product, changes. There are things to do.

一方、粗製スチレンの蒸溜塔においては、ベン
ゼン、トルエン等の軽質成分とエチルベンゼン類
とを最初の蒸溜塔で分離するシステムにおいて
も、また、最初の蒸溜塔でベンゼン、トルエン、
エチルベンゼン類とスチレン及び重質成分とを分
離する場合においても、上述したような粗製スチ
レンの成分組成に変動があると、蒸溜塔の応答が
遅く、有用なスチレンを蒸溜塔溜出液中に同伴さ
せてしまい、エチルベンゼン回収系での用役負荷
の増大をもたらすほか、エチルベンゼン類を蒸溜
塔塔底液中に同伴させ製品スチレンの品質を低下
させてしまうこともある。
On the other hand, in crude styrene distillation towers, even in systems where light components such as benzene and toluene and ethylbenzenes are separated in the first distillation tower, benzene, toluene, etc.
Even when separating ethylbenzenes from styrene and heavy components, if there are variations in the composition of crude styrene as described above, the response of the distillation column will be slow and useful styrene will be entrained in the distillation column distillate. This not only increases the utility load in the ethylbenzene recovery system, but also entrains ethylbenzenes into the bottom liquid of the distillation column, degrading the quality of the styrene product.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このように、蒸溜塔に供給される供給液の成分
組成に変動があつた場合、通常は、運転マンが蒸
溜塔内温度を観察して対応するが常時観察を続け
ることは困難である。また、これに対し、蒸溜塔
の成分組成変動の多いポイント、例えばピンチポ
イントに温度計を設置し、この温度計からの情報
と還流タンクの液面コントロールで制御される蒸
溜塔の塔頂還流量あるいは溜出液流量及び/又は
流量や圧力等で制御されるリボイラー加熱媒体の
伝熱量とをカスケード制御し、これによつて溜出
液中に同伴されるスチレンの量を極力抑制するこ
とも可能であるが、このような方法では供給液の
成分組成の変動に対する蒸溜塔の応答が遅く、粗
製スチレンの成分組成の変動に蒸溜塔が充分に追
従できないという問題があつた。
In this way, when there is a change in the component composition of the feed liquid supplied to the distillation tower, the operating personnel usually take action by observing the temperature inside the distillation tower, but it is difficult to constantly monitor the temperature. In addition, to deal with this, a thermometer is installed at a point in the distillation column where the component composition fluctuates frequently, such as a pinch point, and the top reflux rate of the distillation column is controlled by information from this thermometer and liquid level control in the reflux tank. Alternatively, it is also possible to cascade control the distillate flow rate and/or the heat transfer amount of the reboiler heating medium controlled by flow rate, pressure, etc., and thereby suppress the amount of styrene entrained in the distillate as much as possible. However, in this method, the response of the distillation column to changes in the component composition of the feed liquid is slow, and there is a problem that the distillation column cannot sufficiently follow changes in the component composition of the crude styrene.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

従つて、本発明は、かかる観点に鑑みて創案さ
れたものであり、多成分系混合物の蒸溜において
操業のポイントとなる位置の蒸溜塔内温度が設定
温度となるように、低沸点溜分の抜取量及び/又
はリボイラー加熱媒体の伝熱量をカスケード制御
するに際し、上記リボイラー加熱媒体として複数
成分蒸気を使用すると共に蒸溜塔に供給される多
成分系混合物の組成分析を連続的に行い、この組
成分析結果と蒸溜塔内温度とをフイードフオワー
ド制御演算させ、その出力信号によりリボイラー
加熱媒体の凝縮温度を決める気液分離タンク内設
定圧力を自動的に調節することにより、原料組成
の変動に対応した蒸溜塔の最適運転条件を作り出
すことができる多成分系混合物の蒸溜方法であ
る。
Therefore, the present invention was devised in view of this point of view, and is designed to reduce the temperature of low-boiling fractions so that the temperature inside the distillation column at the point of operation in distilling a multi-component mixture becomes the set temperature. When controlling the withdrawal amount and/or the heat transfer amount of the reboiler heating medium in a cascade manner, multi-component steam is used as the reboiler heating medium, and the composition of the multi-component mixture supplied to the distillation column is continuously analyzed. By performing feed-forward control calculations on the analysis results and the temperature inside the distillation column, and using the output signal to automatically adjust the set pressure inside the gas-liquid separation tank, which determines the condensation temperature of the reboiler heating medium, it is possible to adapt to fluctuations in raw material composition. This is a method for distilling multi-component mixtures that can create optimal operating conditions for the corresponding distillation column.

本発明方法が適用される多成分系混合物として
は、それが分離精製手段として蒸溜法を採用する
ことができるものであれば如何なるものであつて
も適用することができるが、本発明方法が最もそ
の効果を発揮するのは炭化水素混合物であり、特
にスチレン製造工程でエチルベンゼンを脱水素反
応させて得られ、蒸溜によつて精製される粗製ス
チレンである。
The method of the present invention can be applied to any multi-component mixture as long as it can be separated and purified by distillation, but the method of the present invention is most applicable. Hydrocarbon mixtures exhibit this effect, particularly crude styrene obtained by dehydrogenating ethylbenzene in the styrene manufacturing process and purified by distillation.

上記多成分系混合物を蒸溜するための蒸溜塔の
構成型式としては特に制限があるものではなく、
第1塔で目的の成分を高純度で取出す型式のもの
であつてもよく、また、例えば粗製スチレンの蒸
溜の際に一般に採用される型式、すなわち、第1
塔でベンゼン、トルエン等のエチルベンゼンより
低沸点の軽質成分を分離し、次いで第2塔でエチ
ルベンゼン類とスチレン類及びそれ以上の沸点を
有する重質成分を分離し、その後に第3塔でスチ
レン類と重質成分とを分離する型式や、第1塔で
その塔頂からエチルベンゼン類及びこれより低沸
点の軽質成分を分離し、また、その塔底からスチ
レン類及びそれ以上の沸点を有する重質成分を分
離し、次いで塔頂低沸点溜分及び塔底高沸点溜分
をそれぞれ別の第2塔に装入し、上記塔頂低沸点
溜分についてはエチルベンゼン類と軽質成分とに
分離し、また、上記塔底高沸点溜分についてはス
チレン類と重質成分とに分離するようにした型
式、のもの等に採用することができる。また、本
発明が適用される蒸溜塔の型式についても特に制
限はなく、棚段塔型式、充填塔型式等従来公知の
ものに適用することができる。
There are no particular restrictions on the configuration type of the distillation column for distilling the above multi-component mixture.
It may be of a type in which the target component is taken out in high purity in the first column.
Light components with a boiling point lower than ethylbenzene, such as benzene and toluene, are separated in a column, then ethylbenzenes, styrenes, and heavy components with a boiling point higher than that are separated in a second column, and then styrenes are separated in a third column. In the first column, ethylbenzenes and light components with a boiling point lower than this are separated from the top of the first column, and styrene and heavy components with a boiling point higher than this are separated from the bottom of the column. The components are separated, and then the top low-boiling fraction and the bottom high-boiling fraction are charged into separate second columns, and the top low-boiling fraction is separated into ethylbenzenes and light components, Further, for the high-boiling fraction at the bottom of the column, a type that separates styrenes and heavy components can be adopted. Further, there is no particular restriction on the type of distillation column to which the present invention is applied, and the present invention can be applied to conventionally known types such as plate column type and packed column type.

本発明方法により蒸溜塔を制御するに当たつ
て、蒸溜塔内温度を検出するために設置される温
度計の設置ポイントは、操業のポイントとなる位
置であり、蒸溜に付される多成分系混合物の種類
によつて適宜定められるもので、蒸溜塔の如何な
る位置であつてもよい。
When controlling the distillation column by the method of the present invention, the installation point of the thermometer installed to detect the temperature inside the distillation column is the point of operation, and the multi-component system subjected to distillation is It is determined as appropriate depending on the type of mixture, and may be located at any position in the distillation column.

また、本発明方法により蒸溜塔を制御するに当
たつては、上記蒸溜塔内温度が設定温度に制御さ
れるように、低沸点溜分の抜取量及び/又はリボ
イラー加熱媒体の伝熱量を上記蒸溜塔内温度とカ
スケード制御する。この蒸溜塔内温度とカスケー
ド制御する情報としては、上記低沸点溜分の抜取
量及びリボイラー加熱媒体の伝熱量のいずれであ
つてもよいが、好ましくはその両者に対してカス
ケード制御するのがよい。
In addition, when controlling the distillation column by the method of the present invention, the amount of low-boiling fraction extracted and/or the amount of heat transferred from the reboiler heating medium is adjusted as described above so that the temperature inside the distillation column is controlled to the set temperature. Cascade control with distillation tower internal temperature. The information to be controlled in cascade with the temperature inside the distillation column may be either the extraction amount of the low boiling point fraction or the amount of heat transferred to the reboiler heating medium, but it is preferable to perform cascade control on both of them. .

蒸溜塔の低沸点溜分の抜取量を検出する流量計
とこの抜取量を制御するコントロール弁とは、蒸
溜塔の塔頂部に設けられた低沸点溜分蒸気の循環
ラインから枝分れした低沸点溜分の抜取ライン、
好ましくは上記低沸点溜分蒸気の循環ラインに設
けられた還流ドラムからの低沸点溜分の抜取ライ
ンに設けられる。また、リボイラー加熱媒体の伝
熱量を検出し制御する手段としては、リボイラー
出口に設置した加熱媒体の気液分離タンク内の圧
力を検出する圧力計とこの気液分離タンクから気
化した蒸気を抜出す抜出ラインに設けられるコン
トロール弁とを組合せて行うことができる。
The flowmeter that detects the amount of low-boiling fraction withdrawn from the distillation column and the control valve that controls this amount of withdrawal are the boiling point distillate extraction line;
Preferably, it is provided in a line for withdrawing the low boiling point fraction from the reflux drum, which is provided in the circulation line for the low boiling point vapor. In addition, as means for detecting and controlling the amount of heat transfer of the reboiler heating medium, there is a pressure gauge that detects the pressure in the gas-liquid separation tank of the heating medium installed at the reboiler outlet, and a pressure gauge that extracts the vaporized steam from this gas-liquid separation tank. This can be done in combination with a control valve provided in the extraction line.

本発明において使用されるリボイラー加熱媒体
は、少なくとも沸点の異なる2種以上の成分から
なる複数成分蒸気である。このリボイラー加熱媒
体としては、圧力制御により蒸溜塔塔底液よりも
高い温度条件下で凝縮するものであればよく、従
来公知のものを2種以上組合せて使用することも
できるが、本発明方法によつて蒸溜に付される多
成分系混合物が粗製スチレンである場合には、蒸
溜塔の塔頂から溜出して複数の成分で構成される
低沸点溜分蒸気であり、特にこの低沸点溜分蒸気
を圧縮機で断熱圧縮して昇温させたものが好まし
い。
The reboiler heating medium used in the present invention is a multi-component steam consisting of at least two or more components having different boiling points. The reboiler heating medium may be one that condenses under a higher temperature condition than the bottom liquid of the distillation column by pressure control, and conventionally known ones can be used in combination of two or more types, but the method of the present invention When the multi-component mixture subjected to distillation is crude styrene, it is a low-boiling distillate vapor distilled from the top of the distillation column and composed of multiple components. It is preferable to heat the steam by adiabatically compressing it with a compressor.

さらに、本発明においては、上記蒸溜塔に供給
される多成分系混合物の組成分析を連続的に行
い、その組成分析結果と蒸溜塔内温度とをフイー
ドフオワード制御演算させ、その出力信号により
リボイラー加熱媒体の気液分離タンク内設定圧力
を自動的に調節する。
Furthermore, in the present invention, the composition of the multi-component mixture supplied to the distillation column is continuously analyzed, the composition analysis result and the temperature inside the distillation column are subjected to a feed forward control calculation, and the output signal is Automatically adjusts the set pressure of the reboiler heating medium in the gas-liquid separation tank.

〔作用〕[Effect]

以下、多成分系混合物としてエチルベンゼンを
脱水素して得られた粗製スチレンに本発明を適用
した場合の一例を図面に示すフローシートに従つ
て詳細に説明する。
Hereinafter, an example in which the present invention is applied to crude styrene obtained by dehydrogenating ethylbenzene as a multicomponent mixture will be described in detail with reference to a flow sheet shown in the drawings.

第1図において、粗製スチレンは装入ライン1
から減圧系で運転される充填塔型式の蒸溜塔2の
中間部に装入され、この蒸溜塔2で蒸溜されてそ
の塔頂の塔頂ライン3からエチルベンゼン類を主
体とする低沸点溜分蒸気が抜出され、また、その
塔底の塔底ライン4からはスチレン類を主体とす
る高沸点成分液が抜出される。
In Figure 1, crude styrene is placed in charging line 1.
The distillation column 2 is charged into the middle of a packed column-type distillation column 2 operated in a reduced pressure system, and is distilled in the distillation column 2. From the top line 3 at the top of the column, low boiling point distillate vapor mainly containing ethylbenzenes is released. is extracted, and a high-boiling component liquid mainly containing styrene is extracted from the bottom line 4 at the bottom of the column.

上記塔頂ライン3から抜出された低沸点溜分蒸
気は、コンデンサー5側のライン6と圧縮機7側
のライン8とに振分けられ、上記ライン6側に振
分けられた低沸点溜分蒸気はコンデンサー5で冷
却されて一旦還流ドラム9に装入され、この還流
ドラム9をでた低沸点溜分液はその一部が還流ラ
イン10から蒸溜塔2の上部に還流され、また、
残部は抜出ライン11から外部に抜出される。
The low boiling point vapor extracted from the top line 3 is distributed to line 6 on the condenser 5 side and line 8 on the compressor 7 side, and the low boiling point vapor distributed to the above line 6 side is The low-boiling fraction liquid is cooled in the condenser 5 and once charged into the reflux drum 9, and a portion of the low-boiling fraction liquid exiting the reflux drum 9 is refluxed to the upper part of the distillation column 2 through the reflux line 10.
The remaining portion is extracted from the extraction line 11 to the outside.

一方、上記ライン8側に振分けられた低沸点溜
分蒸気は上記圧縮機7で断熱圧縮により昇温され
てからライン12よりリボイラー13に装入さ
れ、蒸溜塔2に装入される粗製スチレンを加熱す
るためのリボイラー加熱媒体として使用される。
On the other hand, the low boiling point distillate vapor distributed to the line 8 side is heated by adiabatic compression in the compressor 7, and then charged to the reboiler 13 via the line 12, where it is used to convert crude styrene into the distillation column 2. Used as a reboiler heating medium for heating.

上記低沸点溜分蒸気のライン6とライン8とへ
の振分けは、主として圧縮機7に導入される低沸
点溜分蒸気の蒸気量を設定値にコントロールする
ために行われるもので、その制御方法としては、
例えば、コンデンサー5内に低沸点溜分蒸気の凝
縮液を溜めてその液面を液面計と凝縮液出口のコ
ントロール弁とで制御することによりこのコンデ
ンサー5の伝熱面を増減させて制御する方法や、
ライン6のコンデンサー5入口側にコントロール
弁を設けて直接制御する方法等任意の方法を採用
することができる。
The above-mentioned distribution of the low-boiling distillate vapor to the line 6 and line 8 is performed mainly to control the amount of low-boiling distillate vapor introduced into the compressor 7 to a set value, and the control method is as,
For example, by storing a condensate of low boiling point distillate vapor in the condenser 5 and controlling the liquid level with a liquid level gauge and a control valve at the condensate outlet, the heat transfer surface of the condenser 5 can be increased or decreased. method and
Any method can be adopted, such as a method of providing a control valve on the inlet side of the condenser 5 of the line 6 to directly control it.

また、圧縮機7に導入される低沸点溜分蒸気が
飽和蒸気であると、この圧縮機7で断熱圧縮する
際に圧縮機7内あるいはその出口ラインで凝縮
し、圧縮機7内では液滴によりインペラートラブ
ル又はスチレンモノマーの重合を引起こし、多大
の損害を被ることがあるので、好ましくは上記ラ
イン8に予熱器14を設け、圧縮機7に導入され
る低沸点溜分蒸気を予め加熱してその温度を上昇
させておく。
Furthermore, if the low boiling point distillate vapor introduced into the compressor 7 is saturated vapor, when the compressor 7 performs adiabatic compression, it will condense within the compressor 7 or at its outlet line, and droplets will form inside the compressor 7. This may cause impeller trouble or polymerization of styrene monomer, resulting in great damage. Therefore, preferably, a preheater 14 is provided in the line 8 to preheat the low boiling point distillate vapor introduced into the compressor 7. and raise its temperature.

上記ライン12を通つてリボイラー13に装入
された低沸点溜分蒸気は、蒸溜塔2の加熱媒体と
して使用された後、ライン15から気液分離タン
ク16に装入され、この気液分離タンク16で上
記リボイラー13で凝縮した低沸点溜分と未凝縮
の低沸点溜分蒸気とに分離される。なお、この
際、好ましくはリボイラー13内における加熱側
の圧力損失を低下させると共に伝熱効率を向上さ
せるために、リボイラー13から気液分離タンク
16へのライン15を3つに分けて設けるのがよ
い。すなわち、第1のラインは凝縮液を気液分離
タンク16へ流入させるためのラインであり、第
2のラインは未凝縮の低沸点溜分蒸気を気液分離
タンク16へ流入させるためのラインであり、第
3のラインは空気、窒素等のイナートガスをリボ
イラー13の上部から気液分離タンク16へ流入
させるためのラインである。このリボイラー13
で凝縮する低沸点溜分は低沸点溜分蒸気の中で比
較的高沸点の成分であつてエチルベンゼン類を主
体とするものであり、また、このリボイラー13
を凝縮しないまま通過する未凝縮の低沸点溜分蒸
気はこの低沸点溜分蒸気の中で比較的低沸点の成
分であつてベンゼンやトルエンあるいは水分、空
気、窒素等を主体とするものである。
The low boiling point distillate vapor charged into the reboiler 13 through the line 12 is used as a heating medium for the distillation column 2, and then charged into the gas-liquid separation tank 16 from the line 15, and this vapor-liquid separation tank At 16, the low boiling point fraction condensed in the reboiler 13 and the uncondensed low boiling point steam are separated. In this case, it is preferable to provide the line 15 from the reboiler 13 to the gas-liquid separation tank 16 in three parts in order to reduce pressure loss on the heating side in the reboiler 13 and improve heat transfer efficiency. . That is, the first line is a line for flowing condensed liquid into the gas-liquid separation tank 16, and the second line is a line for flowing uncondensed low-boiling distillate vapor into the gas-liquid separation tank 16. The third line is a line for flowing inert gas such as air or nitrogen from the upper part of the reboiler 13 into the gas-liquid separation tank 16. This reboiler 13
The low boiling point fraction that is condensed in
The uncondensed low-boiling distillate vapor that passes through without being condensed is a relatively low-boiling component of the low-boiling distillate vapor, which is mainly composed of benzene, toluene, water, air, nitrogen, etc. .

上記気液分離タンク16で分離された未凝縮の
低沸点溜分蒸気はライン17から抜出され、コン
デンサー5に通じるライン6に合流し、また、気
液分離タンク16で分割された低沸点溜分はライ
ン18から抜出され、予熱器14に導入され、圧
縮機7に導入される低沸点溜分蒸気の加熱源とし
て使用されてからライン19を通つてライン6に
合流する。
The uncondensed low-boiling fraction vapor separated in the gas-liquid separation tank 16 is extracted from the line 17 and joins the line 6 leading to the condenser 5. The fraction is withdrawn from line 18 and introduced into preheater 14 where it is used as a heating source for the low boiling distillate vapor introduced into compressor 7 before joining line 6 through line 19.

なお、第1図において、符号20は蒸溜塔2の
スタートアツプ時に使用されるリボイラーであ
り、このリボイラー20にはライン21からスチ
ームが導入される。また、圧縮機7の出口側から
ライン6に連通するライン22も、蒸溜塔2のス
タートアツプ時に蒸溜系が安定するまでの間ある
いは圧縮機7を暖気するのに使用されるバイパス
ラインである。
In FIG. 1, reference numeral 20 is a reboiler used when starting up the distillation column 2, and steam is introduced into the reboiler 20 from a line 21. Further, a line 22 communicating with the line 6 from the outlet side of the compressor 7 is also a bypass line used during startup of the distillation column 2 until the distillation system is stabilized or for warming up the compressor 7.

このフローシートにおいては、上記装入ライン
1にこの装入ライン1を通つて蒸溜塔2に装入さ
れる粗製スチレンの成分組成を連続的に分析する
連続分析用ガスクロマトグフイー23が設けら
れ、上記蒸溜塔2の中間位置にはこの蒸溜塔2内
温度を検出するための温度計24が設けられ、上
記還流ドラム9からの抜出ライン11にはこの抜
出ライン11を通つて抜出される低沸点溜分の流
量を検出する流量計25とこの低沸点溜分の流量
をコントロールするコントロール弁26とが設け
られ、また、上記気液分離タンク16にこの気液
分離タンク16内の未凝縮低沸点溜分蒸気の圧力
を検出するための圧力計27が設けられていると
共にこの気液分離タンク16内の未凝縮低沸点溜
分蒸気を抜出してライン6に合流させるライン1
7に上記未凝縮低沸点溜分蒸気の圧力をコントロ
ールするためのコントロール弁28が設けられて
いる。
In this flow sheet, a gas chromatograph 23 for continuous analysis is provided in the charging line 1 to continuously analyze the component composition of crude styrene charged into the distillation column 2 through the charging line 1, A thermometer 24 for detecting the internal temperature of the distillation column 2 is provided at an intermediate position of the distillation column 2, and the reflux drum 9 is discharged through the withdrawal line 11 from the reflux drum 9. A flow meter 25 for detecting the flow rate of the low boiling point fraction and a control valve 26 for controlling the flow rate of the low boiling point fraction are provided. A line 1 is provided with a pressure gauge 27 for detecting the pressure of the low boiling point distillate vapor and extracts the uncondensed low boiling point vapor in the gas-liquid separation tank 16 to join the line 6.
7 is provided with a control valve 28 for controlling the pressure of the uncondensed low boiling point distillate vapor.

そして、上記温度計24で検出される蒸溜塔2
内温度と流量計25によつて検出される低沸点溜
分の抜取量及び圧力計27によつて検出される気
液分離タンク16内の未凝縮低沸点溜分蒸気の圧
力とがそれぞれカスケード制御されていると共
に、上記連続分析用ガスクロマトグフイー23の
分析結果と上記温度計24で検出される蒸溜塔2
内温度とがフイードフオワード制御演算され、そ
の出力信号により気液分離タンク16内の低沸点
溜分蒸気の設定圧力を制御するようになつてい
る。なお、上記フードフオワード制御の演算式
は、装入ライン1より蒸溜塔2内に供給される多
成分系混合物の種類に応じて適宜定めるものであ
る。
The distillation tower 2 detected by the thermometer 24
The internal temperature, the extraction amount of the low-boiling fraction detected by the flow meter 25, and the pressure of the uncondensed low-boiling fraction vapor in the gas-liquid separation tank 16 detected by the pressure gauge 27 are controlled in cascade, respectively. At the same time, the analysis results of the continuous analysis gas chromatograph 23 and the distillation column 2 detected by the thermometer 24 are
The internal temperature is calculated by feed forward control, and the set pressure of the low boiling point distillate vapor in the gas-liquid separation tank 16 is controlled based on the output signal. The arithmetic expression for the food forward control described above is determined as appropriate depending on the type of the multicomponent mixture supplied from the charging line 1 into the distillation column 2.

このフローシートにおいては、装入ライン1よ
り供給される多成分系混合物が粗製スチレンであ
るので、例えば、その低沸点溜分が増加した場合
には、その分析結果と蒸溜塔2内温度とに基づい
て蒸溜塔2内温度が設定値にコントロールされる
ようにフイードフオワード演算させ、その出力信
号により低沸点溜分の抜取量を増加させるように
コントロール弁26を制御すると共に気液分離タ
ンク16内の低沸点溜分蒸気の設定圧力を一定に
させるようにコントロール弁28を制御するよう
になつており、これによつて、粗製スチレンが蒸
溜塔2内に装入されると同時若しくは装入された
直後に、リボイラー13内での低沸点溜分蒸気の
凝縮温度を高くし、このリボイラー13内を流れ
る低沸点溜分蒸気の伝熱量を大きくする。なお、
反対に、低沸点溜分が減少した場合には、上記低
沸点溜分が増加した場合と全く逆の制御が行われ
ることはいうまでもない。
In this flow sheet, since the multi-component mixture supplied from the charging line 1 is crude styrene, for example, if the low boiling point fraction increases, the analysis results and the temperature inside the distillation column 2 will differ. Based on this, a feedforward operation is performed so that the temperature inside the distillation column 2 is controlled to a set value, and the output signal is used to control the control valve 26 so as to increase the amount of low boiling point distillate extracted, and also to control the gas-liquid separation tank. The control valve 28 is controlled so as to keep the set pressure of the low boiling point distillate vapor in the distillation column 2 constant. Immediately after entering the reboiler 13, the condensation temperature of the low-boiling fraction steam is increased, and the amount of heat transfer of the low-boiling fraction steam flowing through the reboiler 13 is increased. In addition,
On the other hand, when the low boiling point fraction decreases, it goes without saying that the completely opposite control is performed as in the case where the low boiling point fraction increases.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に示すフローシートの蒸溜系に従つて、
エチルベンゼンを脱水素して得られた粗製スチレ
ンを蒸溜した。この蒸溜系では蒸溜塔2として規
則充填物(住友重機工業(株)製商品名:メラパツ
ク)を充填した充填塔が使用され、塔頂−塔底間
の差圧が70mmHg以下に制御された。この蒸溜系
の運転は、粗製スチレンを定常供給して行つた。
According to the distillation system of the flow sheet shown in Figure 1,
Crude styrene obtained by dehydrogenating ethylbenzene was distilled. In this distillation system, a packed column filled with a regular packing (product name: Merapack, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) was used as the distillation column 2, and the differential pressure between the top and bottom of the column was controlled to 70 mmHg or less. This distillation system was operated by constantly supplying crude styrene.

装入ライン1から蒸溜塔2に供給された粗製ス
チレンの成分組成の変動と、伝熱媒体としてリボ
イラーに供給された低沸点溜分の気液分離タンク
内の圧力変動とをそれぞれ第2図及び第3図に示
す。
Figures 2 and 3 show the fluctuations in the composition of crude styrene supplied from the charging line 1 to the distillation column 2 and the pressure fluctuations in the gas-liquid separation tank of the low-boiling fraction supplied to the reboiler as a heat transfer medium, respectively. It is shown in Figure 3.

この実施例においては、第2図に示すように、
粗製スチレンの成分組成が変動したにもかかわら
ず、蒸溜系を安定に運転することができ、スチレ
ン主体の高沸点塔底成分液の組成が安定した。
In this embodiment, as shown in FIG.
Despite fluctuations in the composition of the crude styrene, the distillation system was able to operate stably, and the composition of the high-boiling bottom component liquid, which is mainly styrene, was stabilized.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明方法によれば、原料組成の変動に対応し
た蒸溜塔の最適運転条件を自動的に作り出すこと
ができ、これによつて、低沸点溜分回収系で用役
負荷が増大するようなことがないほか、低沸点溜
分を蒸溜塔塔底液中に同伴させ製品の品質を低下
させることがなく、蒸溜系を安定に運転すること
ができる。
According to the method of the present invention, it is possible to automatically create optimal operating conditions for the distillation column in response to fluctuations in the raw material composition, thereby preventing an increase in the utility load in the low-boiling fraction recovery system. In addition, the distillation system can be operated stably without causing low-boiling fractions to be entrained in the bottom liquid of the distillation tower and deteriorating the quality of the product.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施の一例に係る多成分系混
合物の蒸溜方法を示すフローシート第2図は粗製
スチレンの成分組成の変動を示すグラフ図、第3
図は気液分離タンク内の低沸点溜分の圧力変動を
示すグラフ図である。 符号説明、2……蒸溜塔、7……圧縮機、13
……リボイラー、16……気液分離タンク。
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for distilling a multicomponent mixture according to an example of the implementation of the present invention. FIG. 2 is a graph showing fluctuations in the component composition of crude styrene.
The figure is a graph showing pressure fluctuations of a low boiling point fraction in a gas-liquid separation tank. Code explanation, 2... Distillation column, 7... Compressor, 13
... Reboiler, 16 ... Gas-liquid separation tank.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 多成分系混合物の蒸溜において操業のポイン
トとなる位置の蒸溜塔内温度が設定温度となるよ
うに、低沸点溜分の抜取量及び/又はリボイラー
加熱媒体の伝熱量をカスケード制御するに際し、
上記リボイラー加熱媒体として複数成分蒸気を使
用すると共に蒸溜塔に供給される多成分系混合物
の組成分析を連続的に行い、この組成分析結果と
蒸溜塔内温度とをフイードフオワード制御演算さ
せ、その出力信号によりリボイラー出口に設置し
た加熱媒体の気液分離タンク内設定圧力を自動的
に調節することを特徴とする多成分系混合物の蒸
溜方法。 2 リボイラー加熱媒体が蒸溜塔の塔頂から溜出
する低沸点複数成分蒸気を圧縮機で断熱圧縮する
ことにより昇温させたものである特許請求の範囲
第1項記載の多成分系混合物の蒸溜方法。 3 多成分系混合物が炭化水素混合物である特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の多成分系混合
物の蒸溜方法。 4 炭化水素混合物がエチルベンゼンを脱水素し
て得られた粗製スチレンであり、低沸点複数成分
蒸気がスチレン含有量5重量%以下のエチルベン
ゼン主体の低沸点炭化水素蒸気である特許請求の
範囲第3項記載の多成分系混合物の蒸溜方法。
[Claims] 1. In the distillation of a multi-component mixture, the amount of low-boiling fraction extracted and/or the amount of heat transferred from the reboiler heating medium is controlled so that the temperature inside the distillation column at the point of operation becomes the set temperature. When performing cascade control,
Using multi-component steam as the reboiler heating medium and continuously analyzing the composition of the multi-component mixture supplied to the distillation column, and performing feedforward control calculations on the composition analysis results and the temperature inside the distillation column; A method for distilling a multi-component mixture, characterized in that the set pressure in a gas-liquid separation tank of a heating medium installed at the outlet of the reboiler is automatically adjusted based on the output signal. 2. Distillation of a multi-component mixture according to claim 1, wherein the reboiler heating medium is one in which the temperature is raised by adiabatically compressing low-boiling point multi-component vapor distilled from the top of a distillation column using a compressor. Method. 3. The method for distilling a multi-component mixture according to claim 1 or 2, wherein the multi-component mixture is a hydrocarbon mixture. 4. Claim 3: The hydrocarbon mixture is crude styrene obtained by dehydrogenating ethylbenzene, and the low-boiling multi-component vapor is a low-boiling hydrocarbon vapor mainly composed of ethylbenzene with a styrene content of 5% by weight or less. A method for distilling the described multicomponent mixture.
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