JPS5823122B2 - distillation column - Google Patents

distillation column

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JPS5823122B2
JPS5823122B2 JP497880A JP497880A JPS5823122B2 JP S5823122 B2 JPS5823122 B2 JP S5823122B2 JP 497880 A JP497880 A JP 497880A JP 497880 A JP497880 A JP 497880A JP S5823122 B2 JPS5823122 B2 JP S5823122B2
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distillation column
fraction
distillation
reflux
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貞雄 大内
行信 平場
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Nikki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸留塔の改良に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to improvements in distillation columns.

本発明は、石油精製工場において原油や重質油を蒸留し
て各種石油留分を得る、石油類の主蒸留塔に適用したと
きに、最も大きな意義を有する。
The present invention has the greatest significance when applied to a main distillation column for petroleum products that distills crude oil or heavy oil to obtain various petroleum fractions in a petroleum refinery.

原油の主蒸留塔では、原油をナフサライター留分(ナフ
サおよびそれより軽い留分の混合物)、灯油留分、軽質
軽油留分、重質軽油留分および残渣油に分留することが
最近では多く行なわれる。
In the main distillation column of crude oil, it is recently possible to fractionate the crude oil into naphtha lighter fraction (a mixture of naphtha and lighter fractions), kerosene fraction, light gas oil fraction, heavy gas oil fraction and residual oil. It is often done.

場合によっては、ナフサ留分を軽質ナフサと重質ナフサ
とに分けて主蒸留塔から留出させたり、軽油留分をさら
に細分して留出させることもある。
In some cases, the naphtha fraction is divided into light naphtha and heavy naphtha and distilled from the main distillation column, or the light oil fraction is further divided and distilled.

ナフサライター留分を一括して留出させたときは、これ
から軽質成分を分離し、スプリッターとよぶ小型の蒸留
装置にかけて、軽質ナフサおよび重質ナフサに分割する
のがふつうである。
When the naphtha lighter fraction is distilled all at once, it is common to separate light components from it and use a small distillation device called a splitter to divide it into light naphtha and heavy naphtha.

こうした原油の蒸留は一般に常圧近辺の圧力下に行なわ
れるので、この主蒸留塔を通常、常圧主蒸留塔とよぶ。
Since distillation of such crude oil is generally carried out under pressure near normal pressure, this main distillation column is usually called an atmospheric main distillation column.

第1図は常圧主蒸留塔をとりまく代表的なフローを示す
系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a typical flow surrounding an atmospheric main distillation column.

一方、原油を常圧主蒸留塔で蒸留した残渣油や、重油と
総称される重質油中には各種の潤滑油として有用な留分
が含まれているので、それらをとり出す目的で、重質油
をさらに蒸留することがある。
On the other hand, residual oil obtained by distilling crude oil in an atmospheric main distillation column and heavy oil, collectively called heavy oil, contain fractions useful as various lubricating oils, so in order to extract them, Heavy oil may be further distilled.

重質油の蒸留は、高温度における劣化や分解を避けるた
め、減圧して沸点を下げて行なうので、それに用いる主
蒸留塔は、減圧主蒸留塔とよばれる。
Distillation of heavy oil is carried out under reduced pressure to lower the boiling point in order to avoid deterioration and decomposition at high temperatures, so the main distillation column used for this purpose is called a vacuum main distillation column.

これらの主蒸留塔は、常圧にせよ減圧にせよ、いずれも
塔の中途から、サイドカットとして通常は複数の留分を
とり出している。
These main distillation columns, whether under normal pressure or reduced pressure, usually take out a plurality of fractions as side cuts from the middle of the column.

第1図を参照して原油の常圧蒸留について説明を補足す
れば、原油は主蒸留塔からの留出物、残渣油およびサイ
ドリフラックス(側還流)と熱交換して予熱されたのち
、加熱炉で所定の温度に加熱されて常圧主蒸留塔に供給
される。
To further explain the atmospheric distillation of crude oil with reference to Figure 1, crude oil is preheated by exchanging heat with the distillate from the main distillation column, residual oil, and side reflux. It is heated to a predetermined temperature in a heating furnace and supplied to the atmospheric pressure main distillation column.

常圧主蒸留塔では、リボイラーは用いず、蒸留に必要な
熱量のすべてを主蒸留塔に入る前の原油に与える。
In the atmospheric main distillation column, no reboiler is used, and all of the heat required for distillation is given to the crude oil before it enters the main distillation column.

そのため、原油中の各留分は、残渣油を別としてほとん
ど蒸気の状態で主蒸留塔に供給される。
Therefore, each fraction in the crude oil, apart from the residual oil, is fed to the main distillation column mostly in the vapor state.

塔内には、周知のとおり、バブルキャップトレイ、バル
ブタイプトレイ、パーフォレーテッド1〜レイなどの気
液接触手段が設けてあり、気体状態の各留分が上方に向
い、液体が下降してここで接触することにより、気体中
の高沸点成分が液化し液体中の低沸点成分は気化し、こ
れがくり返し行なわれる結果、塔頂に近づくにつれて低
沸点成分に富み、塔底にゆくに従って高沸点成分が多く
なるという成分分布があられれて蒸留が行なわれる。
As is well known, gas-liquid contact means such as bubble cap trays, valve-type trays, and perforated trays are installed in the tower, and each fraction in the gaseous state is directed upward while the liquid is directed downward. By making contact here, the high-boiling components in the gas liquefy and the low-boiling components in the liquid vaporize. As a result of this process being repeated, the closer to the top of the tower the higher the content of low-boiling components, and the closer to the bottom of the tower the higher the content. Distillation is performed after the component distribution is changed so that the number of boiling point components increases.

温度の分布からみれば、塔頂部は最も低く、原料供給部
分が最も高い。
In terms of temperature distribution, the temperature is lowest at the top of the column and highest at the raw material supply section.

塔頂温度は、塔頂留出物であるナフサライター留分が気
相で留出するに適した温度であって、これはトップリフ
ラックス(塔頂還流)の調節により得られる。
The column top temperature is a temperature suitable for distilling the naphthalite fraction, which is the column top distillate, in the gas phase, and is obtained by adjusting the top reflux (column top reflux).

ナフサライター留分はコンデンサーによりほとんど凝縮
し、スタビライザーとよばれる蒸留装置において軽質の
ガスおよびLPG成分とナフサ留分とに分離される。
Most of the naphtha lighter fraction is condensed in a condenser and separated into light gas and LPG components and a naphtha fraction in a distillation device called a stabilizer.

必要により、ナフサ留分を軽質と重質とに分割す。If necessary, the naphtha fraction is divided into light and heavy.

ることは前述のとおりである。As mentioned above.

灯油、軽質軽油および重質軽油などのサイドカット留分
は、主蒸留塔のそれぞれに適した位置から抜き出される
Side-cut fractions such as kerosene, light gas oil and heavy gas oil are withdrawn from the main distillation column at respective appropriate locations.

ただし、各サイドカット留分とも、低沸点留分の混入が
避けられず、これは製品の使用上好ましくないから、ス
トリッパーにかけて除去する。
However, each side-cut fraction is unavoidably mixed with low-boiling fractions, which is undesirable in terms of product use, so they are removed by using a stripper.

ストリッパー内では、サイドカット留分をスチームと向
流接触させたり、リボイラーを用いたりして加熱して、
低沸点留分を追い出す。
In the stripper, the side-cut fraction is heated by contacting it countercurrently with steam or by using a reboiler.
Drive off low-boiling fractions.

追い出された低沸点留分は、主蒸留塔に戻される。The driven off low-boiling fraction is returned to the main distillation column.

残渣油留分は、主蒸留塔にほぼ液体の状態で供給され、
塔の下部から導入されるストリッピングスチームと向流
接触して軽質分を除かれ、塔底から出る。
The residual oil fraction is supplied to the main distillation column in an almost liquid state,
Light components are removed by countercurrent contact with stripping steam introduced from the bottom of the column and exit from the bottom of the column.

蒸留操作においては、一般に、塔頂ガスを凝縮させてそ
の一部を塔頂第1段に戻す、いわゆるトップリフラック
ス(塔頂還流)が不可欠であることはいうまでもないが
、常圧主蒸留塔のようにサイドカット留分をとる蒸留操
作では、還流をいくつかに分けて塔頂のほかに塔の中間
部においても行なうことが多い。
In distillation operations, it goes without saying that so-called top reflux (top reflux), in which the top gas is condensed and a portion of it is returned to the first stage at the top of the column, is generally essential. In distillation operations that take a side cut fraction, such as in a distillation column, reflux is often divided into several parts and carried out not only at the top of the column but also in the middle of the column.

これがサイドリフラック(側還流)とよばれる操作で、
蒸留塔の中間からかなりの量の液を抜き出し、熱交換器
を介して原油などに熱を与えて液を冷却した上で、抜き
出し段の数段上に戻すものである。
This is an operation called side reflux.
A considerable amount of liquid is extracted from the middle of the distillation column, cooled by applying heat to crude oil etc. via a heat exchanger, and then returned to several stages above the extraction stage.

これにより蒸留塔から熱をとり去り、塔頂還流の負担を
軽減する。
This removes heat from the distillation column and reduces the burden of overhead reflux.

サイドリフラックスの採用は、後述するところからも明
らかなように、蒸留塔の塔径が増大するのを避けること
と、塔からとり去る熱量をより有効に利用する上で利益
がある。
As will be clear from what will be described later, the use of side reflux is advantageous in avoiding an increase in the diameter of the distillation column and in more effectively utilizing the amount of heat removed from the column.

なお、第1図の例ではトップリフラックスを上述した気
体の凝縮をへて行なわず、塔頂の数段下からサイドリフ
ラックス同様に液を抜き、冷却・(原油と熱交換)して
塔頂第1段に戻している。
In the example shown in Figure 1, the top reflux is not performed through the gas condensation described above, but the liquid is extracted from several stages below the top of the tower in the same way as the side reflux, cooled (exchanged heat with crude oil), and then returned to the tower. It has returned to the first stage at the top.

これは熱をより有効に利用するためのひとつの手段であ
って、トップリフラックスとしての機能は在来の技術と
異なるところはない。
This is one way to use heat more effectively, and its function as a top reflux is no different from conventional technology.

ところで、蒸留塔に必要な横断面積は、その中を互いに
向流的に流れて接触する液体と気体の量、いわゆる塔内
液負荷および蒸気負荷の合計によって決定される。
By the way, the cross-sectional area required for a distillation column is determined by the amounts of liquid and gas that flow countercurrently through the column and come into contact with each other, the so-called sum of the column internal liquid load and vapor load.

そして、この塔内負荷は、蒸留塔の垂直力向の部分によ
って著しく変動する。
This internal load varies significantly depending on the vertical force direction of the distillation column.

塔内負荷の変動に対してより大きな影響を与えるのは液
負荷の力であるから、これを模式的にあられせば、第2
図のとおりである。
Since it is the liquid load force that has a greater influence on fluctuations in the load inside the tower, if we can represent this schematically, we can use the second
As shown in the figure.

サイドカットのない単純な蒸留の場合は、塔頂から原料
供給部に向って温度が上昇するにつれて塔内還流の量が
少なくなるから、第2図Aのようiに、負荷は上部では
大きく、下部へゆくほど次第に小さくなる。
In the case of simple distillation without side cuts, the amount of reflux in the column decreases as the temperature rises from the top of the column toward the raw material supply section, so the load is large at the top, as shown in Figure 2A. It gradually becomes smaller towards the bottom.

サイドカットを行なって液の一部を製品として抜き出す
と、その抜き出した段から下方の塔内還流はその分だけ
減少して、第2図Bの折線に示すlようになる。
When a part of the liquid is extracted as a product by performing a side cut, the reflux in the column below the stage from which the liquid was extracted is reduced by that amount, and becomes as shown by the broken line in FIG. 2B.

さらに、サイドリフラックスを設けた蒸留塔では、塔内
の熱の一部が取り除かれる結果、それより上部の塔内還
流は、サイドリフラックスのない場合にくらべて減少す
る。
Furthermore, in a distillation column provided with side reflux, part of the heat within the column is removed, and as a result, the reflux in the column above the column is reduced compared to a case without side reflux.

この減少の程度は、す1フラツクスの割合に比例する。The degree of this reduction is proportional to the rate of flux.

−力、サイドリフラックスをとり出す段と戻す段との間
は、循環量が大きくなり、液負荷は著しく大きくなる。
- Between the stage for taking out the side reflux and the stage for returning it, the amount of circulation becomes large, and the liquid load becomes significantly large.

その状況は第2図Cに示すとおりであって、図の斜線の
領域はサイドリフラックスの採用により軽減さ;れた塔
内液還流量であり、二重斜線の部分は逆に増大した塔内
液還流量である。
The situation is as shown in Figure 2C, where the shaded area in the figure is the amount of liquid reflux in the column that has been reduced by adopting side reflux, and the double shaded area is on the contrary, the amount that has increased in the column. This is the internal fluid reflux amount.

蒸留塔に必要な横断面積、換言すれば塔径は、いうまで
もなく最大の負荷量に支配されるから、第2図Aおよび
Bの場合には塔頂における負荷が基準になり、第2図C
の場合には、塔頂またはサイドリフラックス部のいずれ
か負荷の大きい力が基準になる。
Needless to say, the cross-sectional area required for the distillation column, in other words, the column diameter, is controlled by the maximum load, so in the cases of Figure 2 A and B, the load at the top of the column is the standard, and the second Diagram C
In this case, the standard is the force that has the greater load on either the tower top or side reflux section.

前述したサイドリフラックスの採用により塔径の縮減が
できることは、第2図Cから容易に理解されるであろう
It will be easily understood from FIG. 2C that the diameter of the column can be reduced by employing the side reflux described above.

また、塔内負荷が、サイドカットにより、さらにサイド
リフラックスにより、塔の垂直力向の部分ごとに著しく
変化することも、あわせて理解されるであろう。
It will also be appreciated that the in-column load varies significantly from side to side in the vertical direction of the column due to side cut and also due to side reflux.

蒸留塔の径は、部分的にはその負荷の大小に応じた大き
さをもっていればよい。
The diameter of the distillation column may be determined in part depending on the magnitude of the load.

しかし、塔の外殻に凹凸の多い形状のものを製作すると
なると、より高いコストと長い工期とが必要になり、工
業的にはかえって不利になる。
However, if the outer shell of the tower is to be made with many irregularities, it will require higher costs and a longer construction period, which is actually disadvantageous from an industrial perspective.

従来も、殻頂付近が下方よりかなり低負荷となる特殊な
蒸留に限って、トラクリ型の蒸留塔がつくられたことが
あるに止。
Traditionally, Trakuri-type distillation columns have only been built for special distillations where the load near the top of the shell is much lower than that below.

まる。circle.

従って、蒸留塔とくに原油の常圧主蒸留塔は、必然的に
、大きな余裕のある部分をもったままで建設されていた
Therefore, distillation columns, especially atmospheric main distillation columns for crude oil, have necessarily been constructed with large margins.

これは、いうまでもなく、スペースの空費を意味する。Needless to say, this means wasted space.

他力、蒸留塔には、一般に蒸留操作またはそれシに関連
した付属設備が必要である。
In addition, distillation columns generally require distillation operations or associated equipment.

とくにサイドカットを行なう場合には、前述したように
、サイドカット留分に含まれている低沸点成分を除去す
ることが望ましく、サイドストリッパーのような装置を
設けるべきである。
In particular, when side-cutting is performed, as mentioned above, it is desirable to remove low-boiling components contained in the side-cut fraction, and a device such as a side stripper should be provided.

こうした付属設備は、従来は蒸留塔と別個に建設され、
両者の間を往復する配管も必要であった。
Traditionally, such auxiliary equipment was constructed separately from the distillation column.
Piping was also required to go back and forth between the two.

本発明者らは、上述の、蒸留塔内には空費されているス
ペースが存在するという事実に注目し、その有効利用を
はかるとともに、建設費の軽減を実現すべく、このスペ
ースに付属設備を組み込むことを着想して本発明に至っ
た。
The inventors of the present invention have focused on the fact that there is unused space within the distillation column, and in order to make effective use of this space and reduce construction costs, the inventors of the present invention have attempted to install attached equipment in this space in order to make effective use of it and reduce construction costs. The present invention was conceived based on the idea of incorporating the following.

従って本発明の蒸留塔は、複数の液体成分の混合物を沸
点の差により分離し、少なくとも1種のサイドカット留
分を分取する蒸留塔において、塔の外殻内部であって塔
内の負荷量すなわち塔内を還流する物質の量が少ない部
分に、塔の水平断面の一部を占めるように、蒸留留分の
処理のための設備を収容して設けたことを特徴とする。
Therefore, the distillation column of the present invention separates a mixture of a plurality of liquid components based on the difference in their boiling points, and separates at least one type of side cut fraction. It is characterized in that equipment for processing the distilled fraction is housed in a portion where the amount of material refluxing in the column is small, occupying a part of the horizontal cross section of the column.

さぎの説明から明らかと思われるが、本発明の好適な態
様は、蒸留塔が少なくとも1個のサイドリフラックス設
備をそなえており、留分の処理のための設備をサイドリ
フラックス流が循環しない部分に設けたものである。
As may be clear from Sagi's description, a preferred embodiment of the invention is that the distillation column is equipped with at least one side reflux facility, and the side reflux stream does not circulate through the facility for treatment of the fraction. It is provided in the section.

本発明によるときは、留分の処理のための設備の建設作
業が、基礎工事を含めて不要になる。
According to the present invention, construction work for equipment for treating fractions, including foundation work, becomes unnecessary.

また、主蒸留塔と処理設備との間の配管工事も大幅に低
減できる。
Moreover, piping work between the main distillation column and the processing equipment can be significantly reduced.

留分の処理設備は蒸留塔内の従来は空費されていたスペ
ースに納められるから、塔径そのものは増加させる必要
がない。
Since the fraction processing equipment can be housed in the space that was previously wasted within the distillation column, there is no need to increase the column diameter itself.

これらの利益は、プラント建設のコストの低減と工期の
短縮とに大いに寄与する。
These benefits greatly contribute to reducing plant construction costs and shortening the construction period.

さらに、限られた土地に蒸留プラントを建設しようとす
る場合に、本発明はすこぶる有用である。
Furthermore, the present invention is extremely useful when attempting to construct a distillation plant on limited land.

再び原油の常圧主蒸留塔に立ち戻って、前述したところ
を検討してみる。
Let's go back to the atmospheric main distillation column for crude oil and consider the points mentioned above.

塔内負荷は、まず原油の性状、主としてその蒸留曲線に
よって異なる。
The load in the column varies depending on the properties of the crude oil, mainly its distillation curve.

すなわち、残渣油以外の留分、いい換えれば主蒸留塔に
ガス状で供給される留分の合計が原油中にどのくらい含
まれているか、そして蒸留によって得られる各留分の割
合がどうであるかによる。
In other words, how much of the total fraction other than residual oil, in other words, the fraction supplied in gaseous form to the main distillation column, is contained in the crude oil, and what is the proportion of each fraction obtained by distillation? It depends.

しかし、どのような場合でも、塔内負荷は、塔の部分に
よって大きく異なる。
However, in any case, the in-column loads vary widely from section to section of the column.

これは、上述したように、サイドカットおよびサイドリ
フラックスに起因するものであり、負荷が塔の部分によ
ってどう変化するかは、残渣油を除く各留出油の量比の
ほか、どのリフラックスによりどの程度の熱量を取り除
くかによって異なって(る。
As mentioned above, this is due to side cut and side reflux, and how the load changes depending on the part of the column depends on the amount ratio of each distillate except for residual oil, as well as which reflux. It depends on how much heat is removed.

第3図は常圧主蒸留塔の一例について、第2図と同様に
塔内負荷をあられしたものであって、実線は液負荷を、
点線は蒸気負荷をそれぞれ示す。
Figure 3 shows an example of the normal pressure main distillation column, with the internal load in the column similar to Figure 2, and the solid line indicates the liquid load,
Each dotted line indicates the steam load.

この例は、原油をナフサライター留分、灯油留分、軽質
軽油留分、重質軽油留分および残渣油に分留する場合で
あって、トップリフラックスに加え、軽質軽油留分抜出
し部と重質軽油留分抜出し部との2カ所にサイドリフラ
ックスを設けている。
In this example, crude oil is fractionated into naphthalene fraction, kerosene fraction, light gas oil fraction, heavy gas oil fraction, and residual oil, and in addition to the top reflux, a light gas oil fraction extraction section is also used. Side reflux is provided at two locations: the heavy gas oil distillate extraction section.

この図において、符号A−Gで示した各部分においては
、それぞれ下記の操作が行なわれる。
In this figure, the following operations are performed in each section indicated by symbols A to G.

A・・・・・・トップリフラックスが循環B・・・・・
・ナフサライター留分と灯油留分との分留C・・・・・
・灯油ライター留分と軽質軽油留分との分留D・・・・
・・軽質軽油サイドリフラックスが循環E・・・・・・
軽質軽油ライター留分と重質軽油留分との分留 F・・・・・・重質軽油サイドリフラックスが循環G・
・・・・・重質軽油ライター留分と残渣油との分留塔内
の現象を説明すれば、加熱された原油が塔の下部にフラ
ッシュされ、蒸気と液とが分離する。
A... Top reflux circulates B...
・Fractional distillation C between naphtha lighter fraction and kerosene fraction...
・Fractional distillation D between kerosene lighter fraction and light gas oil fraction...
・Light diesel oil side reflux circulates E...
Fractional distillation of light gas oil lighter fraction and heavy gas oil fraction F...Heavy gas oil side reflux is circulated G.
...To explain the phenomenon in the fractionation tower between the lighter fraction of heavy gas oil and residual oil, heated crude oil is flashed to the bottom of the tower, and vapor and liquid are separated.

原油は通常わずかにオーバーフラッシュの状態で入り、
蒸気が塔内を上昇する間に、Gにおいてそのオーバーフ
ラッシュ分が凝縮して塔底に下る。
Crude oil usually enters with a slight overflush;
While the steam rises in the column, its overflash condenses at G and falls to the bottom of the column.

Gにおいては、その上部はど温度が低く凝縮液量が多く
なるため、液負荷は下刃から上方へ向って増大する。
In G, the temperature in the upper part is low and the amount of condensed liquid increases, so the liquid load increases upward from the lower blade.

同時に重質軽油ライター留分の蒸発が起るので、蒸気負
荷も、下部から上カヘ向っていく分増大する。
At the same time, evaporation of the lighter fraction of heavy gas oil occurs, so the steam load also increases from the lower part to the upper part.

Fの部分では重質軽油サイドリフラックスが循環してい
るので、液負荷は大きくなるが、この部分の上部と下部
とでほとんど差がない。
In part F, heavy light oil side reflux is circulating, so the liquid load increases, but there is almost no difference between the upper and lower parts of this part.

−力、蒸気の一部がリフラックスにより凝縮するので、
蒸気負荷は下部から上部に向って、少し減少する。
− As part of the force and steam condenses due to reflux,
The steam load decreases slightly from the bottom to the top.

同様に、軽油ライター留分と重質軽油留分との分留が行
なわれるE、そして軽質軽油サイドリフラックスが循環
するDにおいて、GおよびFについて述べたような理由
で液負荷および蒸気負荷が変化する。
Similarly, at E, where the light oil fraction and heavy gas oil fraction are fractionated, and at D, where the light gas oil side reflux is circulated, the liquid load and vapor load are low for the reasons described for G and F. Change.

灯油ライター留分と軽質軽油留分との分留が行なわれる
Cナフサライター留分と灯油留分との分留が行なわれる
B、およびトップリフラックスが循環するAにおいても
、GおよびFと同様な液負荷の変化が起る。
C, where the kerosene lighter fraction and light gas oil fraction are fractionated, B, where the naphtha lighter fraction and kerosene fraction are fractionated, and A, where the top reflux circulates, are the same as G and F. A significant change in fluid load occurs.

いうまでもなく、塔頂に向って低下する温度勾配がある
から、各部分の上部はど液負荷は大きく、さらにBとC
の間では抜出し量に応じた差があり、Aではリフラック
ス比シに応じた負荷の増大がある。
Needless to say, since there is a temperature gradient that decreases toward the top of the column, the liquid load at the top of each section is large, and furthermore, B and C
There is a difference depending on the amount of extraction between A and A, and there is an increase in load depending on the reflux ratio.

トップリフラックスは9.かなり温度が低下して塔頂に
戻るため、Aにおける蒸気負荷の現象は著しく、この影
響がBにも及んで、図示したような蒸気負荷の変化とな
る。
Top reflux is 9. Since the temperature drops considerably and returns to the top of the column, the phenomenon of steam load at A is significant, and this influence also extends to B, resulting in the change in steam load as shown in the figure.

上述のように、液負荷はサイドカット留分の抜′出し部
、サイドリフラックスの抜出し部および戻し部を境界と
した部分z−h−”(大きく変化しており、とくにサイ
ドリフラックスが循環する部分の液負荷は大きく、それ
がない部分の10倍以上(こ達することがある。
As mentioned above, the liquid load changes greatly in the part z-h-"(z-h-") bounded by the side-cut distillate extraction section, the side-reflux extraction section, and the return section. The liquid load in the area where the liquid is applied is large, and can reach more than 10 times that in the area without it.

重力、塔内の蒸気量は、原料供給部から上方では、各部
分における塔内還流の量と、その部分よりも上方から留
出する留分の量との和に相当する。
Gravity and the amount of vapor in the column above the raw material supply section correspond to the sum of the amount of reflux in the column in each section and the amount of fraction distilled from above that section.

その和は当然に各部分によって異なるが、容積流量でみ
て、最も多いところでも最も少ないところの2倍に達し
ない。
The sum naturally differs from part to part, but in terms of volumetric flow rate, even the part with the highest volume does not reach twice the volume of the part with the lowest volume.

このようなわけで、上記の液負荷と蒸気負荷とを合計し
た各部分の塔内負荷は、第2図Cに示した液負荷はどの
差異はないにしても、サイドリフラックスの循環してい
る部分が、そうでない部分にくらべて著しく大きいこと
に変わりはない。
Therefore, although there is no difference in the liquid load shown in Figure 2C, the internal load of each part, which is the sum of the liquid load and vapor load mentioned above, is determined by the circulation of side reflux. There is no change in the fact that the part that is present is significantly larger than the part that is not.

原油の常圧主蒸留塔の大きさは、処理能力15900キ
ロリ゛ントル/日(10万バーレル用のもので塔内径が
5.7m程度、31.800キロリツ)トル/日(20
万バ一レル/日)のもので(ま8.Omにも達し、塔有
効高さも45〜50mに及ぶ巨大な設備である。
The normal pressure main distillation column for crude oil has a processing capacity of 15,900 kiloliters/day (a column for 100,000 barrels has an inner diameter of about 5.7 m, 31,800 kiloliters) and a torr/day (20,000 barrels).
It is a gigantic facility with a capacity of 8,000 barrels per day (1,000 barrels per day) and an effective tower height of 45 to 50 meters.

従って、この広い塔内のスペースの有効利用は、大いに
意義がある。
Therefore, effective use of the space within this wide tower is of great significance.

第4図は、本発明の実施態様を説明する、塔の一部の詳
細図であって、主蒸留塔の外殻1の内部であって主蒸留
装置2の側部に、サイトスl−IJツバ−3を収容して
設けた例を示す。
FIG. 4 is a detailed view of a part of the column illustrating an embodiment of the present invention, in which cytosl-IJ is located inside the shell 1 of the main distillation column and on the side of the main distillation apparatus 2. An example is shown in which the collar 3 is accommodated.

主蒸留装置2から抜き出されたサイドカット留分は、ラ
イン4を通ってサイトスt−IJツバ−3の頂部31へ
供給する。
The side cut fraction extracted from the main distillation apparatus 2 is supplied to the top 31 of the Cytos t-IJ tube 3 through a line 4.

抜き出しライン4には調節バルブ(図示してない)を設
けるのが便宜であって、図示したようにサイドカット留
分を一度塔外へとり出してからサイドストリッパー3へ
送り込むようにすれば、塔外部にあるライン4の途中に
調節弁をとりつけることができる。
It is convenient to provide a control valve (not shown) in the withdrawal line 4, and as shown in the figure, if the side cut fraction is taken out of the column once and then sent to the side stripper 3, the column A control valve can be installed in the middle of the line 4 located outside.

サイドカット留分のサイドストリッパー3への供給は、
第4図では重力を利用しているが、調節弁の使用は流体
の圧力損失を伴うので、必要に応じ、ポンプを用いて供
給すればよい。
The supply of the side cut fraction to the side stripper 3 is as follows:
Although gravity is used in FIG. 4, the use of a control valve involves fluid pressure loss, so if necessary, a pump may be used to supply the fluid.

サイドストリッパー3には、底部32ヘライン6からス
チームを導入する。
Steam is introduced into the side stripper 3 from the bottom 32 line 6.

除去された低沸点成分はペーパーライン7を通って主蒸
留装置2内の適当な段に放出される。
The removed low-boiling components are discharged through paper line 7 to appropriate stages within main distillation apparatus 2.

低沸点成分を除いたサイドカット留分は、サイドストリ
ッパー底部32から製品ライン5にとり出される。
The side cut fraction from which low boiling point components have been removed is taken out to the product line 5 from the side stripper bottom 32.

サイドストリッパー3の断面形状は任意であって、第5
図Aのようであっても、また同図Bのようであってもよ
い。
The cross-sectional shape of the side stripper 3 is arbitrary, and the fifth
It may be as shown in Figure A or as shown in Figure B.

ただし、その塔1内への収容に当っては、熱応力に注意
を払わなければならない。
However, when housing it in the tower 1, attention must be paid to thermal stress.

それは、主蒸留装置2とサイドストリッパー3とは内部
温度が異なるので、サイドストリッパー3を塔の外殻に
接して設けると、殻1cこ面する部分と主蒸留装置2に
離接した部分との間の温度差のため歪みが生じ。
The main distillation device 2 and the side stripper 3 have different internal temperatures, so if the side stripper 3 is provided in contact with the outer shell of the column, the part facing the shell 1c and the part separated from the main distillation device 2 are Distortion occurs due to the temperature difference between.

装置の破損を招くおそれがあるからである。This is because there is a risk of causing damage to the device.

この問題を避けて、サイドストリッパー−の全側壁がほ
ぼ同じ温度になるようにするには、たとえば、第4図に
示したように、サイドストリッパー3を塔の外殻1から
離して独立の装置として設は主蒸留装置2との間には仕
切板8をおき、サイドストリッパー3の周囲を、主蒸留
装置2内の流体が、短絡はしないで包むようにしてもよ
い。
To avoid this problem and ensure that all side walls of the side stripper are at approximately the same temperature, it is possible, for example, to move the side stripper 3 away from the column shell 1 and install it in an independent device, as shown in FIG. Alternatively, a partition plate 8 may be placed between the side stripper 3 and the main distillation apparatus 2 so that the fluid in the main distillation apparatus 2 surrounds the side stripper 3 without causing a short circuit.

第6図ならびに第7図AおよびBは、サイドストリッパ
ー3を主蒸留装置2の中央部に位置させた実施態様を示
す。
6 and 7A and 7B show an embodiment in which the side stripper 3 is located in the center of the main distillation apparatus 2.

こうすれば、上記の熱的歪みの問題からは解放される。This eliminates the problem of thermal distortion mentioned above.

なお、主蒸留装置2とサイドストリッパー3の温度差が
太きいときは、両者の間に断熱を施してもよい。
In addition, when the temperature difference between the main distillation apparatus 2 and the side stripper 3 is large, heat insulation may be provided between the two.

第3図に示した構造の原油の常圧主蒸留塔で処理能力4
,770キロリットル/日(30,000ハ一レル/日
)のものにより、表の原油を精製してやはり表に記した
製品を得ようとする場合について。
The crude oil atmospheric pressure main distillation column with the structure shown in Figure 3 has a throughput capacity of 4.
, 770 kiloliters/day (30,000 barrels/day) to refine the crude oil listed in the table to obtain the product also listed in the table.

主蒸留装置の各部分が必要とする塔の断面積、および各
サイドカット留分のストリッパーが必要とする断面積を
算出した。
The cross-sectional area of the column required by each part of the main distillation apparatus and the cross-sectional area required by the stripper of each sidecut fraction was calculated.

その結果は次のとおりである。The results are as follows.

上記の例では、サイドストリッパーを塔内に収容しても
なお、余裕のあることがわかる。
In the above example, it can be seen that even if the side stripper is accommodated in the tower, there is still room.

さきの説明から理解されるであろうが、主蒸留塔の部分
による所要断面積、換言すれば余裕スペースの大小は、
原油の重質、軽質の差よりは、残渣油を除く各留分の得
率従ってサイドカットの割合と、サイドリフラックスを
どのようにとるかによって決定される。
As you can understand from the previous explanation, the required cross-sectional area of the main distillation column, in other words, the size of the extra space, is
Rather than the difference between heavy and light crude oil, it is determined by the yield of each fraction excluding residual oil, the side cut ratio, and how side reflux is taken.

はとんどの場合、上に例示したように、サイドストリッ
パーを塔内に収容しても、なお十分な余裕スペースがあ
る。
In most cases, there is still sufficient space to accommodate the side stripper within the tower, as illustrated above.

従って、場合によってはサイドストリッパーに限らず、
たとえば塔頂留出分を再蒸留処理するスプリッターを収
容することもできよう。
Therefore, in some cases, not only side strippers,
For example, a splitter could be included for redistilling the overhead distillate.

さらには、熱交換器の設置場所として利用できる可能性
もある。
Furthermore, there is a possibility that it can be used as a place to install a heat exchanger.

以上、本発明を、その代表的な適用の対象である原油の
常圧主蒸留塔に例をとって説明してきたが、本発明はこ
れに限定されるわけではなく、重質油の減圧主蒸留塔そ
の他種々の蒸留装置に対しても、サイドカット留分を分
取するもの、とくにサイドリフラックスを行なうもので
あれば、塔内負荷の部分による差を利用して付属設備を
収容することにより実現できることを理解すべきである
Although the present invention has been explained above using an example of an ordinary pressure main distillation column for crude oil, which is a typical application target, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Regarding distillation columns and other types of distillation equipment, if the side cut fraction is separated, especially if side reflux is performed, it is necessary to accommodate the attached equipment by taking advantage of the difference in the load inside the column. It should be understood that this can be achieved by

また、本発明には種々の変更態様が可能であり、それら
は当業者が必要に応じて実施できるであろう。
Moreover, various modifications are possible to the present invention, and those skilled in the art will be able to implement them as necessary.

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

第1図は、原油の常圧主蒸留塔とそれに関連する設備の
代表的な例を示すフローチャートである。 第2図A、BおよびCは、蒸留塔内の液負荷の量が塔の
垂直方向において変化する状況を、サイドカットおよび
サイドリフラックスとの関連において比較して模式的に
説明した図である。 第3図は、第1図の常圧主蒸留塔内の液負荷および蒸気
負荷の、塔各部における変化を示した、第2図と同様な
図である。 第4図ならびに第5図AおよびBは、本発明の実施態様
を示す塔の一部の詳細図であって、第4図は縦断面図、
第5図AおよびBは第4図のI−1部分の横断面である
。 第6図ならびに第7図AおよびBは、本発明の別の実施
態様を示す、第4図ならびに第5図AおよびBと同様な
図である。 1・・・・・・蒸留塔の外殻、2・・・・・・主蒸留装
置、3・・・・・・サイドストリッパー。
FIG. 1 is a flowchart showing a typical example of an atmospheric main distillation column for crude oil and related equipment. FIGS. 2A, B, and C are diagrams schematically illustrating the situation in which the amount of liquid load in the distillation column changes in the vertical direction of the column, comparing it in relation to side cut and side reflux. . FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2, showing changes in liquid load and vapor load in each part of the atmospheric-pressure main distillation column in FIG. 1. 4 and 5A and 5B are detailed views of a portion of a tower showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 being a longitudinal sectional view;
5A and 5B are cross sections of the I-1 section in FIG. 4. 6 and 7A and B are views similar to FIGS. 4 and 5A and B showing another embodiment of the invention. 1...Outer shell of the distillation column, 2...Main distillation apparatus, 3...Side stripper.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数の液体成分の混合物を沸点の差により分離し、
少なくとも1種のサイドカット留分を分取する蒸留塔に
おいて、塔の外殻内部であって塔内の負荷量が少ない部
分に、塔の水平断面の一部を占めるように、蒸留留分の
処理のための設備を収容して設けたことを特徴とする蒸
留塔。 2 蒸留塔が少なくとも1個のサイドリフラックス設備
をそなえており、留分の処理のための設備をサイドリフ
ラックス流が循環しない部分に設けた特許請求の範囲第
1項の蒸留塔。 3 蒸留の対象が石油類である特許請求の範囲第1項の
蒸留塔。 4 石油類が原油であって、常圧近辺の圧力下に運転す
る主蒸留塔である特許請求の範囲第3項の蒸留塔。 5 石油類が重質油であって、減圧下に運転する主蒸留
塔である特許請求の範囲第3項の蒸留塔。 6 留分の処理のための設備が気液接触による蒸留装置
である特許請求の範囲第1項の蒸留塔。 7 蒸留装置がサイトスt−IJツバ−である特許請求
の範囲第6項の蒸留塔。
[Claims] 1. Separating a mixture of a plurality of liquid components based on the difference in boiling points,
In a distillation column that separates at least one type of side cut fraction, the distillation fraction is placed inside the outer shell of the column and in a part of the column with a small load so as to occupy a part of the horizontal cross section of the column. A distillation column characterized in that it houses treatment equipment. 2. The distillation column according to claim 1, wherein the distillation column is equipped with at least one side reflux equipment, and the equipment for treating the fraction is provided in a part where the side reflux stream is not circulated. 3. The distillation column according to claim 1, wherein the object of distillation is petroleum. 4. The distillation column according to claim 3, wherein the petroleum is crude oil and the main distillation column is operated under pressure near normal pressure. 5. The distillation column according to claim 3, wherein the petroleum is heavy oil and the main distillation column is operated under reduced pressure. 6. The distillation column according to claim 1, wherein the equipment for treating the fraction is a distillation device using gas-liquid contact. 7. The distillation column according to claim 6, wherein the distillation device is a Cytos t-IJ tube.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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