JPH06190204A - 蒸留塔及びその側流ストリッピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸留塔とストリッピング装置とを組合せた蒸
留処理装置において、簡略化された構造で、かつ側流間
の高い分離効率を与える蒸留処理装置を提供する。 【構成】 複数個の液体側流ラインをもつ蒸留塔１と多
段構成の液体ストリッピング装置１３とを組合せた装置
において、該ストリッピング装置の各段が、（ｉ）側流
ラインに連絡するストリッピング部（１４，１５，１
６）と、（ii）該ストリッピング部の上方に設けられた
上昇蒸気を凝縮させる精留部（２２，２３，２４）とか
らなり、かつ各段はいずれも共通する外胴２８内に順次
重ねて組込まれ、各段における蒸気はその上方の段に上
昇し、各段における凝縮物はその下方の段に降下するこ
とを特徴とする蒸留塔とストリッピング装置を組合せた
蒸留処理装置。この装置においては、蒸気が、ストリッ
ピン装置の底部から頂部へストリッピング部を順次通過
していくので、ストリッピング部のそれぞれにストリッ
ピングガスを供給したり／または個々に真空を付与する
必要は無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸留塔とその側流スト
リッピング装置との組合せからなる蒸留処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】原油の常圧蒸留や減圧蒸留のような蒸留
処理法においては、種々の側流製品が製造される。各側
流は対応するストリッパーで水蒸気を用いてストリッピ
ングされることが多く、使用した水蒸気及びストリッピ
ングされた蒸気は、主蒸留塔の側流が引抜かれた段もし
くはその上の段に戻される。配置の簡易化及び装置の小
型化の観点から、２つ以上の側流を処理する複数個のス
トリッパーを、１つの外胴の中に重ね合せることが多
い。しかしながら、各ストリッパー間での液体連絡は無
いので、各ストリッパーはそれぞれ独立したストリップ
ガス供給点と排出点を持つことになる。各ストリッパー
の目的は、側流製品から軽質留分を除去し、隣接する側
流間同志での分離を改良することである。しかしなが
ら、このようなストリッピング装置では、隣接する側流
間同志での分離選択性が余り良くなく、大量の水蒸気と
多くの理論段数を用いても、側流間同志での分離は僅か
な改良しか得られない。以上のことから明らかなよう
に、この蒸留処理装置の分野においては、装置の簡略化
や側流間の分離の改良が強く要望されている。

【０００３】Ｍ．Ｊ．Ｂｕｒｋｈａｒｄによる米国特許
２，００９，０７９号及び２，０５７，００４号並びに
Ｅ．Ｗａｔｔによる米国特許２，０７１，９０９号に
は、単一の側流とそれに関連した単一のストリッパーを
もつ炭化水素類を蒸留する分留塔が開示されている。
Ｊ．Ｔ．Ｗａｒｄによる米国特許２，０５４，７７７号
には、各側流製品を各段でストリッピングをする側流ス
トリッパーを内部に積み重ねた直立外胴が開示されてい
る。この米国特許明細書においては、ストリッパーが互
に液体連絡をしているかどうかということ及びストリッ
プガスをどのようにして供給するかということについ
て、明白には述べられていないが、その第１図から個別
のストリップガスが各ストリッパーの底部位置に配管供
給されているように見受けられる。またストリッパー
は、別個の容器であることも分る。さらに、いずれのス
トリッパーも、直立ストリッパー胴内に精留帯域をもっ
てはいない。Ｆ．Ｅ．Ｊｏｈｎｓｏｎ等による米国特許
３，３１０，４８７号によると、分留装置と一つの側流
ストリッパーからなる蒸留処理装置が開示されている。
そして、この装置においては、分留塔からの各側流は対
応する各ストリッパーでストリッピングされる。これら
のストリッパーは、互に積み重ねられて１つの多区画化
された直立のストリッパーに構成されるとともに、各区
画は独立した側流ストリッパーとなっている。各ストリ
ッパーの頂部蒸気はそれぞれ独立して分留塔へ戻る。ま
た、多区画化されたストリッパー内には、精留帯域は設
けられていない。

【０００４】蒸留塔からの２つの側流を受け取る単一ス
トリッパーが、Ｊ．Ｖａｎ．Ｐｏｏｌによる米国特許
３，３６５，３８６号に開示されている。このストリッ
ピング塔では、ストリッピングのためのガスは用いられ
ていない。その代りに、ストリッピングはスチームコイ
ルにより行われ、塔内に発生した蒸気は塔頂蒸気配管に
より蒸留塔の蒸留段に戻される。Ｗ．Ｔ．Ｊｏｎｅｓに
よる米国特許３，４０２，１２４号においては、主蒸留
塔からの単一側流を、蒸留塔もしくはストリッパーでス
トリッピングすることが示されている。この米国特許明
細書中には、多重ストリッパーの使用可能性について述
べられているが、その具体的使用態様については示唆し
ていない。さらに、この明細書には、一つのストリッパ
ーからの頂部ストリップガスや蒸気を、共通の直立スト
リッパー外胴内を自由に通過させ、その次の上段のスト
リッパーへ移動させることについては全く示されておら
ず、また、精留帯域の設置についても全く言及されてい
ない。最後に、Ｍｕｒｐｈｙによる米国特許４，４１
５，４４３号について述べると、この明細書中には、各
塔にストリッピング帯域と精留帯域をもっている対をな
す蒸留塔からなる蒸留装置が示されている。この装置に
おいては、第１蒸留塔の塔底物は第２塔のストリッピン
グ帯域へ供給される。また、第１塔の精留帯域からの流
出物は、側流として第２塔の精留帯域へ供給される。し
かし、第１塔の側流は第２塔のストリッピング帯域に供
給されることはなく、第２塔はただ一つのストリッピン
グ帯域を持っているだけである。また、このマーフィー
の特許明細書には、一般的な意味での追加塔の使用が記
載されているが、追加塔の連結をどこに行うかならびに
その場合の連結方法については何ら記載されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、蒸留塔とス
トリッピング装置とを組合せた蒸留処理装置において、
簡略化された構造で、かつ側流間の高い分離効率を与え
る蒸留処理装置を提供することをその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、複数個の液体側流ラ
インをもつ蒸留塔と多段構成の液体ストリッピング装置
とを組合せた装置において、該ストリッピング装置の各
段が、（ｉ）側流ラインに連絡するストリッピング部
と、（ii）該ストリッピング部の上方に設けられた上昇
蒸気を凝縮させる精留部とからなり、かつ各段はいずれ
も共通する外胴内に順次重ねて組込まれ、各段における
蒸気はその上方の段に上昇し、各段における凝縮物はそ
の下方の段に降下することを特徴とする蒸留塔とストリ
ッピング装置を組合せた蒸留処理装置が提供される。

【０００７】本発明の蒸留処理装置は、複数個の側流ラ
インを有する蒸留塔と、多段ストリッピング装置との組
合せから構成される。そして、この多段ストリッピング
装置における各段は、蒸留塔の対応する各側流ラインに
連結するストリッピング部と、その上部に位置する精留
部（精留帯域）から構成され、それらの各段は、共通し
た直立の外胴、例えば直立円筒状の外胴内に順次重ねて
組込まれている。また、各段は、各段からの頂部蒸気及
びストリップガスが存在する場合にはそのストリップガ
スは、共通外胴内を上方の段へ移動できる構造になって
いる。ストリッピング部の機能は、液体の側流から軽質
成分を蒸発により除去することである。各精留部の機能
は、関連するストリッピング部の頂部蒸気から重質成分
を除去することであり、この機能は蒸気の部分凝縮によ
って達成される。この凝縮は、各精留部に内部冷却装置
を設置することにより行うことができる。精留部に存在
する液体よりも軽質の留分の側流を含む側流ラインは、
その内部冷却装置に連結され、その軽質留分の側流は内
部冷却装置の冷媒として用いられる。本発明の一つの好
ましい態様においては、少なくとも一つのストリッピン
グ部での液体製品を、その下方に位置する隣接精留部へ
流入させ、その精留部に還流を行わせることである。

【０００８】ストリッピングは、最上段の上方にある共
通外胴の頂部に真空をかけることにより、及び／又は最
下段の下方の外胴内にストリップガスを供給することに
より生起させることができる。本発明のストリッピング
装置は、前記のように、より沸点の高い側流からの放出
ストリップガスや蒸気を、より沸点の低い側流をストリ
ッピングするためのストリップガスとして用いる構造の
もので、このような構造にすることにより、構造簡単
で、側流間の分離効率の良い、しかもコンパクトな装置
とすることが可能になる。また、本発明において、一つ
の直立外胴内にストリッパーを配設することは、各段間
での蒸気の自由通過を促進させるので、非常に有利であ
る。本発明の一つの態様においては、共通外胴の頂部か
らの排出蒸気及びストリップガスが存在する場合にはそ
のストリップガスは、蒸留塔の頂部へ返送される。

【０００９】次に、本発明を添付図面を参照にしながら
詳述する。図１は、蒸留塔とストリッピング装置を組合
せた本発明の蒸留処理装置の一つの例についての説明図
である。図２は、図１に示されたストリッピング装置に
含まれるストリッピング部と、それに関連した精留部と
を拡大して図示した概要図である。

【００１０】図１において、１は、例えば原油から潤滑
油原料を製造するために用いられる真空蒸留塔を示す。
この蒸留塔１は、塔の底部に近い所に原料供給点２を有
するとともに、熱除去のための環流を形成する２個所の
ポンプ循環部３、４を有し、さらに４箇所の側流ライン
５、６、７、８を有している。図１には４個の側流ライ
ンが示されているが、用いられる側流の個数は重要な意
味をもつものではなく、必要により４個より多くなった
り少くなったりする。以下でより詳しく説明するが、３
個の側流ライン５、６、７は、ストリッピング装置（本
明細書では、単にストリッパーとも言う）１３の対応す
る側流ストリッピング部１４、１５、１６に連結してい
る。ライン８を通る一番上の側流は、通常、ストリッピ
ング処理されない。主塔１の底部製品９は、一般には、
塔の底部での水蒸気１０でストリッピングされる。塔１
から出る大部分の蒸気と大部分の水蒸気は、点１１で凝
縮し、凝縮物はライン２７を通って排出される。真空
は、真空系により点１２において塔頂にかけられてい
る。

【００１１】各側流ライン５、６、７、は関連するスト
リッピング部１４、１５、１６の頂部に側流を導入する
ように連結されている。ストリッパー１３は、最下部の
ストリッピング部１４の下方に位置するストリップガス
（例えばスチーム）の供給点２０と、外胴の頂部に配設
された真空点２１とを有する直立した共通円筒状外胴２
８から構成され、その真空点２１には真空系２９が連結
されている。共通外胴２８を使用することと共に、共通
外胴２８の頂部の点２１で真空をかけたり、ストリッパ
ー１３の底部近くの供給点２０にストリップガスを供給
したりすることの効果は、各ストリッピング部１４、１
５、１６からの頂部蒸気やストリップガスを、その上段
のストリッピング部１５、１６、２４へ自由に順次上昇
させることにある。このことにより、ストリップガスと
蒸気はストリッパー１３の底部から頂部へとストリッピ
ング部を順次連続的に通過することとなる。図示されて
いる様に、本発明の好ましい形態においては、共通外胴
２８の塔頂部から抜出された蒸気又は蒸気とストリップ
ガスとの混合物は、真空系２９により、真空系２９の排
気側と蒸留塔１の頂部との間に配設した蒸気返送ライン
３３を通って蒸留塔１の頂部に返送される。

【００１２】大部分の液体は、製品ライン１７、１８、
１９を通って最終製品として各ストリッピング部の底部
から抜き出されるが、各ストリッピング部に入った側流
の一部は蒸発する。各ストリッピング部には、液体と蒸
気の間の接触を達成させるために、棚段、無方向に積め
込んだ充填物、構造体充填物等を配設することができ
る。これらの配設それ自体は当該技術分野では良く知ら
れており、ここにおいては、特に詳述しない。各ストリ
ッピング部の頂部に入った液体は、堰板や、オリフィス
棚段（ストリッピング部が充填物を含んでいる場合）、
頂部での棚段それ自身（棚段式ストリッパー）のような
従来公知の手段によって分散される。側流５、６、７の
部分蒸発は、点２０からのストリップガス（例えば水蒸
気）を用いるかもしくは点２１で真空を付与するか、あ
るいは真空とストリップガスの双方を組合せることによ
り達成される。ストリッパー外胴２８は、その内部にス
トリッピング部を収容するとともに、好ましくは図示さ
れているように、各ストリッピング部１４、１５、１６
に関連して、その上部に位置し、かつ間隔をもって配置
した三つの精留部（分留床）２２、２３、２４をさらに
収容する。ストリッピング部と精留部は３つの対もしく
は段として構成され、相互に重なって配設されており、
それぞれはストリッピング部１４、１５、１６と、スト
リッピング部の上方に位置する精留部２２、２３、２４
から構成されている。

【００１３】図２は、１つのストリッピング部／精留部
の段の拡大図であり、ストリッピング部１５と精留部２
３とから構成され、全てのストリッピング部／精留部に
ついてその操作様式は同じである。図２について特に説
明をすると、軽質製品の蒸気(ストリップガスが存在す
る場合にはそのストリップガス)は、下段（底部ストリ
ッピング部１４の場合にはストリップガスの入口点）か
ら矢印Ａで示されたようにストリッピング部１５を通過
上昇する。ストリップガス及び／又は低圧は、ストリッ
ピング部１５と精留部２３の間の領域３０に作用し、側
流６の部分蒸発を促進させる。その結果、軽・重質製品
の蒸気は、矢印Ｂで示されるように領域３０内を上昇
し、一方、最終液体製品はストリッピング部１５からラ
イン１８を通って抜き出される。ストリッピング部１
４、１５、１６を出た蒸気は、分留床（精留部）２２、
２３、２４に対し、その下部から流入する。これらの精
留部においては、蒸気の中の重い部分が凝縮する（従っ
てこの部分は精留部と呼称される）。そして、凝縮物
は、下部に位置するストリッピング床１５へ戻っていく
（矢印Ｃで示されている）。蒸気の中の軽沸点部分は精
留床２３を通過し（矢印Ｄで示されている）、その上部
に位置するストリッピング部１６で主として凝縮され、
次のより軽い留分である側流７と合流することになる。
精留床２４を通過した蒸気は、床２５で凝縮し、製品と
して製品ライン２６を通って抜き出されるか、あるいは
側流７の出口点より少し上方の位置の点に、戻りライン
３１に沿って主塔１の方へ戻される。精留床で凝縮を達
成させるための熱除去は、次に述べる種々の方法で達成
される。例えば、床の中もしくは上部へ冷却コイルを設
ける方法（この場合、冷媒として、より軽い、それ故、
より冷たい側流を用いることが可能である）、床２５に
関して示されている外部凝縮器３２の形をとる外部熱除
去方式を用いる方法、あるいは図１の床２２、２３に関
し、垂直方向の矢印で示されているように、より軽い側
流１８、１９から若干量のより冷たい液を床２２、２３
の上に流下させ、これらの精留部に還流を発生させる方
法等がある。精留部２２、２３、２４には、液と蒸気の
間の接触をよく達成させるために、棚段、無方向に詰め
込んだ充填物、構造体充填物等を設置することができ
る。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、前記したように、ストリッピ
ング部と精留部からなる段を複数有するストリッピング
装置を蒸留塔と組合せたことを特徴とし、これによって
側流間の分離を著しく改善させることができる。なお、
側流間の分離のある程度の改善は、ストリッパー内での
操作圧力を減少させることなく及び／又は精留部を用い
ることなく、１つのストリッパー内で数種の側流のスト
リッピングを前記したようにして組合せることによって
も得ることができる。本発明で用いる蒸留塔は、図面に
示した真空蒸留塔の他、常圧蒸留塔及び加圧蒸留塔であ
ることができる。本発明の蒸留処理装置は、その構造が
簡単であり、側流間の分離効率が高く、かつ経済性にも
すぐれたもので、原油を含む種々の多成分系液体に対し
て有利に適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸留塔とストリッピング装置を組合せた本発明
の蒸留処理装置の一つの例についての説明図を示す。

【図２】図１に示されたストリッピング装置に含まれる
ストリッピング部と、それに関連する精留部を拡大して
示した概要図である。

【符号の説明】

１ 蒸留塔 ３，４ 熱除去用ポンプ循環部 ５，６，７ 側流ライン １３ ストリッピング装置 １４，１５，１６ ストリッピング部 １７，１８，１９，２６ 製品ライン ２２，２３，２４ 精留部（分留床） ２８ 円筒状外胴 ２９ 真空系 ３１ 戻りライン ３３ 蒸気返送ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイドリアヌス ウェルマーズ アメリカ合衆国、ルイジアナ州、バトン ルージ、ウィンブルドン アヴェニュー 8216

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の液体側流ラインをもつ蒸留塔と
   多段構成の液体ストリッピング装置とを組合せた装置に
   おいて、該ストリッピング装置の各段が、（ｉ）側流ラ
   インに連絡するストリッピング部と、（ii）該ストリッ
   ピング部の上方に設けられた上昇蒸気を凝縮させる精留
   部とからなり、かつ各段はいずれも共通する外胴内に順
   次重ねて組込まれ、各段における蒸気はその上方の段に
   上昇し、各段における凝縮物はその下方の段に降下する
   ことを特徴とする蒸留塔とストリッピング装置を組合せ
   た蒸留処理装置。
2. 【請求項２】 ストリッピング装置の最上段の上方に位
   置する共通外胴に、トリッピング装置に真空を付与する
   真空系を連結した請求項１の装置。
3. 【請求項３】 ストリップガスの入口ラインを、ストリ
   ッピング装置の最下段の下方に位置する共通外胴底部に
   配設した請求項１又は２の装置。
4. 【請求項４】 各精留部に、隣接する下方のストリッピ
   ング部からの蒸気の部分凝縮を促進させるための内部冷
   却器を配設した請求項１〜３のいずれかの装置。
5. 【請求項５】 精留部の内部冷却器に、その精留部の液
   体よりも軽質の液体側流を含む液体側流ラインを連結さ
   せ、その軽質液体側流を内部冷却器の冷媒として用いる
   請求項４の装置。
6. 【請求項６】 各ストリッピング部を、そのストリッピ
   ング部の液体をそのストリッピング部の下方に位置する
   精留部に流下させ、その精留部に還流を生じさせるよう
   に配設した請求項１〜５のいずれかの装置。
7. 【請求項７】 真空系を、共通外胴頂部の真空を付与す
   る真空点に連結させるとともに、蒸留塔の頂部と真空系
   の排気側との間に、共通外胴の頂部から抜き出された蒸
   気又は蒸気とストリップガスの混合物を蒸留塔へ返送す
   る蒸気返送ラインを配設した請求項１〜６のいずれかの
   装置。