JPS60500448A - 塔底油添加剤を用いる蒸留分離 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気−液接触製置、例えば蒸留トレー、充填装置及びこれらの組合せを有する蒸留 塔において原料流の所望の塔頂生成物流及び塔底生成物流への分離を行う蒸留プ ロセスを最少のエネルギーで運転するのが望ましい。代表的な蒸留プロセスでは 、塔頂生成物の少くとも一部を凝縮させて小部分を蒸留塔の頂部に循環させ、一 方塔底生成物流は抜き出し、再沸（ｒｅｂｏｉｌ　）　させて少くとも一部を塔 の底部に循環させて所望の塔の運転条件を与える。

いくつかの蒸留塔はこのような条件下で作動し、それにより所望の成分に富む定 められた規格匝の所望の塔頂生成物γＡＬを得、或は逆に特有の成分に冨む定め られた規格値の塔底生成物流を得、或は共に、化学、製油所又は石油化学操作に おいて更に分離又は回収又は用いる精製流を得る。いずれにしても、かかる蒸留 技術は最適のエネルギー節約を行い得る最も望ましい塔の運転条件で実施される べぎである。

蒸留塔において原料流、特にメタンガスと二酸化炭素等の酸性ガスとから成るガ ス状炭化水素ｒｇ、科流は非極性添加剤、例えば液体疹加剤、例えば、Ｃ３−０ ６アルカン、特にブタン以上（ブタン−プラス）を二酸化炭素からメタンを低温 蒸留する際に固体の生成を防止する量で該蒸留塔の上部に導入して用いて有効に 分難し得ることが知られている；これについては例えば１９８２年６月９日発行 の米国特許￥４．５１８．７２３号により詳細に記載されている（本明細書に援 用する）。

また、エタンと二酸化炭素及び水素と硫化水素及びその他の成分との間の共沸形 成を防止する際に、非極セー添加剤、例えばＣ３−Ｃ６アルカン、特にブタン以 上等の液体炭化水素添加剤を導入することが共沸混合物の形成を防止又は抑制し 、かつ共沸形成を改変して所望の成分に一層富む塔頂生成物流と塔底生成物成分 に一層富む塔底生成物流とを与える分離を回前にすることも知られていた、これ については、例えば１９８２年９１月２１日発行の米国特許第４．３５０．５１ １号により詳細に記載されかつ説明されている（本明細書中に援用する）。

また、二しζ化炭素と硫化水素との相対揮発度を高める、従って分離効率を増大 するために、添加剤、例えば炭化水素等の非極性液体添加剤；例えばＣ３−Ｃ６ アルカン、特にブタン以上を用いて酸性ガス成分、例えば硫化水素に対する二酸 化炭素の相対揮発度を変えることも知られており、これＫついては１９８１年１ ０月６日発行の米国特許ｚ　４．２９３．３２２号に記載されている。。

１９８１年１０月１日出願の米国十Ｔ許出原自番号第３０７、６７２号、現在１ ９８３死５月１７日発行の米国特許＄４，３８３．８４２号（本明細書中に援用 する）は蒸留塔において二酸化炭素からメタンを有効に分離させることの向上に 関するもので、還流冷却器及び塔の全ての部分を三重点の温度以上に維持するた めＶＣ還流冷却器に加える非接性添加剤の３・を増大することによって、塔の上 部を二酸化炭素の三重点、すなわち−７０’Ｆ（−５７℃）以上の温度で運転す る。

先行の運転の全てにおいて、生成した塔底生成物流は、通常の塔頂生成物流の成 分に加えて、塔内の運転条件を変更するために加える液体非極性添加剤、特に液 体炭化水素添加剤を含有する。液体添加剤は塔底生成物流と共に循環させるか、 或は前述の添加剤の使用のいずれか１つ又は全てにおいて用いろために、特に天 然ガス流又は６　石泊化学流を所望の成分に分離するためにかかる蒸留プロセス を１−、　−．３−又は多塔操作で用いる場合に分離し、かつ循環させることが できる。かかる蒸留プロセスで用いる原料流は、除去するのが望ましい酸性ガス 成分を多セーに有する原料流及び敵性ガス成分を少量含有するか或は含有しない 原料流を包含する。かかる蒸留分離或は運転の組合せ及び添加罰を用いないその 他の蒸留操作において、かかる蒸留技術のエネルギー要求量を低減させることが 望ましい。

発明の要約 本発明は、蒸留塔運転条件を刺刃しかつエネルギーを貝つ約するために生成物流 を用いる蒸留技術に関する。特に、本発明は、塔違転条件を調節してエネルギー の節予ノを実施するために、定められた規格値の塔頂生成物流、代表的にはＣ６ −０６流の多部分を蒸留塔の凝縮器に循環させ、塔頂流を循環塔底生成物流によ って大きく汚染させない蒸留技術に関する。

塔底生成物流の一部、例えば少量、典型的には７．０９（。

よりも少い、例えば２０５６、−最奥型的には原料流１００モル当り約１．０〜 １０モルの循環生成物を循環させ、循環塔底生成物流をその又は別の塔、又は複 数の蒸留塔の塔頂流について用いる凝縮器の中に４１人することが、塔の運転条 件をしてエネルギーな相当に節約するように調節することを可能にすることを発 見した。エネルギーの節約を可能にするために、塔底生成物流を蒸留系のＭ流凝 縮器に（「ｕ環させることが、塔の運転条件の９１Ａ節、例えは塔の頂部温度の 上昇、塔の底部温朋の下降、ヌは拓の圧力の下降、又は加熱及び冷Ｈｉ９荷の低 下、又はこれらの組合せを可能にすることがわかった。

本発明の実施において効果的であるために、凝縮器−１の液体添加剤の導入は、 添〃ａ剤か蒸留塔から凝、Ｊｌ！ｉ器に入る塔頂生成物流と均一に混合されるよ うにし、かつ典型回には塔頂流と一緒になって凝縮器の甲を流れるように行うべ きである。液体添加剤を凝縮器出口に４入することは効果的で無く、かつ液体添 加剤の分配をｔくして、炭縮器入口に導入することは効率をかなり低下してしま う。

従って、液体添加剤は流入する塔頂生成物蒸気流に尋人混合されてそれらと一緒 になって流れるべざであり、それによって、液体添加剤は、通常、少くとも熱交 換器表面或は凝縮器面の大部分にわたって均一に分配される。

導入混合の一方法は、凝縮器の入口付近或は凝縮器の熱交換表面の付近若しくは すぐ上流にスパージャ−を使用することである。導入混合の別の適当な方法は液 体添加剤を流入する蒸気塔頂生成物流の中に噴霧して一緒にさせることから成る 。

本発明の一方法は蒸留塔を用いるそれらの添加剤回収蒸留技術に向けられるもの で、その技術は主に塔底生成物流の最終月、格値に同けられかつ塔頂生成物流が 原料流から１種以上の汚染物又は不純物を取り除く。こうして、塔頂生成物流を 収容する凝縮器に塔底生成物流、例えばブタン以上の流れを導入することか特有 の蒸留技術の運転油、格値に影響を与えない場合には、塔底生成物流を該′４輪 器に循環させることηΔ塔の運転≠件の有利な調節を可能にする。

本発明は、発明の背景の先行技術において説明した如きそれらの蒸留技術のよう に、固体域の形成を防止し、特有成分の相対揮発度を〜ｊめ、Ωｙ、は共ａト形 成を防止するために添加剤を塔に導入する際に特に有用である。かかる運転の添 加剤回収塔かりの糸底生成物流を添加剤回収塔或は系内のその他の塔に循環させ てエネルギーを節約することができる。

また、本発明の方法は原料流か炭化水素含有流、例えは炭化水素が多くかつ上２ 社ガス成分が少量であるか或は酸性ガス成分が木質的にほとんど無い石油或は天 然若しくは合成ガス流から成る場合ても有用である。不発明はそれらの塔底生成 物であって、塔底生成物流が代表的とは高級アルカン、一層特にはＣ４−Ｃ６ア ルカン、例えばｌＣ４，ｎＣ４，ｌＣ５，ｎＣ５及びそれ以上の炭化水素成分に 富むものに向けられる。ｂ５底生成物流からの０４＋の高級炭化水素成分を蒸留 系の塔頂凝縮器に直接に循環させることにより塔頂凝縮器を一層高い温げで運転 することができるか、或は代りに一層高級な成分が塔頂生成物中に存在する場合 には蒸留塔を一層低い圧力で運転することができる。

例えは、５性ガス成分か少いか或は本質的に酸性ガスを含有せず、かつ塔底生成 物流が定められた規格値の所望の流れでありかつ塔頂生成物中が望ましくな〜・ 汚染物を含有する流れである原、脣流において、塔底生成物流から直接の塔底生 成物流を分離することなく塔頂生成物流について用いる塔頂凝縮器に循環させる ことが、塔の頂部及びｄ潅器の温度を例えば１０下〜６０下（６℃〜３６°Ｃ） 、例えば１５°Ｆ〜５０°Ｆ（８°ｃ〜２８６Ｃ）上昇させ、一方、塔の底部の 温度を例えば５’Ｆ〜５０下（３℃〜２８℃）低下させる。塔の運転温度が保た れかつ全体の塔底か低下されて全てかエネルギーを有効に節約し、しかも、塔底 生成物流の分離効率に影響を与えないか、或は、事実、分離動量を増大させる場 合がいくつか肩る。

ぼた、塔底生成物流の循環量を変えて塔の運転圧を２゜ｐｓｉ（１４ｋｇ／／馴 ２）以上、例えば３０　ｐｓｉ　（２，１ｋｇΔ２）、例えば６０〜１５０ｐｓ ｉ（２，１〜１ｏ、ｓｉ＜９７α２）低下させることもできる。

本発明の方法は、原料流が先の分離からのブタン以上の添加剤から成り、かつ蒸 留塔の＃縮器をプロパン、アンモニア又はフレオン（Ｆｒｅｏｎ　）　（デュポ ン社の酉標）で冷却し、塔底生成物添加剤を凝縮器の温度を上げるために凝縮器 に供給する場合に有利である。凝縮器における温度上昇により、ｔＦｆｆｉ生成 物流を一層高い温度を用いて冷却或は凝傘させることができろ；例えば冷却水又 は任意の同等の、安価な冷却用放熱器の使用は４　ａ転のエネルギー効率を増大 させる。

例えば、本発明の方法の一実施態様において、Ｃ４炭化水素を含有する塔底生成 物流、すなわち先行運転からの非極性液体添加剤を回収し、かつ該炭化水素を分 離せず、炭化水素塔底液の硫化水素濃度を所定レベル、例えば１００万当り１０ 部以下に保ちかつＣ３を所定レベル、１夕１］えば０，５谷量光以下に除去し、 次いで塔底生成物流を別の塔の冷却分離に２いて液体添加剤流の少くとも一部と して用いることが盲ましい。糀頂戻縮器刀・一層高い温度で作動するように塔底 生成物の一部を塔頂凝縮器に通して循環させることによって塔頂流を望ましくは 水或は同等のエネルギー冷却用放熱器によって冷却するか、或は代りにかつ好ま しくは、より高級な（−４炭化水素の十分な量か塔頂生成物流中に存在する場合 には塔を一層低い圧力で運転するととができろ。

本発明のそれ以上の実施態様において、例えば窒素を例えば約５〜３０容倣％又 はそれ以上含有する天然ガス原料流から実質的に純粋なメタン生成物を分離する 際に、方法は二酸化炭素又は硫化水素含量の低い残留ガス流、二酸化炭素、硫化 水素及び窒素含量の低い燃料ガス流、多量の二酸化炭素及びし、ｉ化水素を含有 するエタン以上の回収率の高いサワー（５ｏｖｒ　）　液化石油ガス流を与えろ 。

この方法において、窒素を含有する天然ガス原料流を冷却される蒸留塔に導入し 、液体添加剤を４災縮器に通して供給してエチレンレベルの冷却温度を保ちかつ メタンを塔の底に流し、塔頂生成物が窒素で富むようにする。

１９８２年３月９日発行の米１ジ特許第４．３１８．７２３号におけるように、 液体添加剤を用いる追加の冷却蒸留塔をメタンと二酸化炭素との分に４用に使甲 し、塔底生成物流中の二酸化炭素はＣ４＋の液体添カ１剤と共に、かつメタンは 塔頂生成物流から除かれて、液体添加剤を塔の上部に導入することによって固体 域の形成を防止する。次いで、添加剤回収用の第６の塔を用（・、液体添加剤を 含有する塔底生成物流を抛１及び釘、２蒸留塔−５の弓却した原料流として用い る。

それ以上の実施、一様において、少量の塔底流、例えはＣＡ＋塔底流を添加剤回 収塔から凝縮器或はＣＵ　とＣと６ を分離する塔の上部に循環させることによって、蒸留塔でのＣ３からの二酸化炭 素及びＣ２の分離が大きく高められかつ相当の熱エネルギーが節約されることが 分った。

改良されたプロパンの回収率又はエネルギー低下を得るために、非極性液状Ｃ４ ＋添加塔底剤を原料トレーよりも十分な数だけ上のトレーに導入することが必要 である。

Ｃ＋塔底循環流を塔頂凝縮器に加えることができるが、いくらかの０４＋の流れ が作られ或はＣ０２−Ｃ２塔頂流中に存在する。所望の場合には、Ｃ０２−０２ 塔頂流中のＣ４＋流の含量を低下させるために、Ｃ４＋循環塔底流のいくらか或 は全部を蒸留塔の最上のトレーセクションに導入し、それによって上部のトレー は塔頂流中のＣ４＋含量を低下させることができる。典型的には、Ｃ４循環塔底 流を塔の上部セクションに導入する場合には、かかる導入は塔の初めの頂部１０ ）レー又はそれ以下、例えば初めの頂部５又はそれ以下のトレーにおいて行われ る。熱除去の低下はＣＯ２対Ｃ５の相効渾発度が改良されたことと塔内の液体中 のＣ４＋循環塔底流の一度が増大したこととによる。この熱エネルギーの節約は 、通常、成分の揮発度か改良されることによって、塔頂温度及び塔の運転圧を太 きく変更することなく行われる。

本発明をいくつかの特定の実施態様に関して単に例示のために説明する；しかじ 、当莱省であれは発明の精神及び範囲から逸脱することなくかかる例示した実施 態様に柚々の変更或は変更態様を行い得ることが認められる。

図面の簡単な説明 第１図は発明を添加剤回収に適用する略図である。

済２図は発明を用いる窒素分離方法の応用の略図である。

第３図は発明を用いるＣＯ２−プロパン分離の応用の略図である。

実施態様の説明 第１図は本発明を用いる非極性液体添加剤回収使用の蒸留分離方法の略図であっ て、原料流は１つ又はそれ以上の先行分離ブロースから誇高され、かつ原料流は 硫化水素、二酸化炭素及びＣ２＋炭化水素から成るもので管路１２より蒸留塔１ ４に導入される。該蒸留塔１４は内部に気−液接触装置、例えば蒸留トレーを有 し、かつ管路１６を通して塔頂より取り出される流れを還流凝縮器１日に導入し 、塔頂流の液化部分を管路２２を通して塔の頂部に循環させ、二酸化炭素に富む 塔頂生成物流を管路２０を通して塔頂より取つ出す。之の逆転において、塔１４ 内の共部形成を防止或は改質するために、アルカン混合物等の液体添加ｆｊ、例 えば多桁のブタン以上から成るＣ３−　Ｃ６を管路２４より塔１４の上部セクシ ョンに導入する。塔底流を管路２６より取り出してリボイラー２８に尋人し、一 部を菅路３０より塔の底部に循環させ、Ｃ２＋、　Ｃ３−Ｃ６添加剤及び硫化水 素を含有する塔底生成ｇＪ流を管路３２より抜き出し、熱又候器６４で冷却し、 次いで管路３６より蒸留トレーを収容する添加剤回収塔笛塔２８に原料流として 導入する。

塔頂生成物流を塔６８の管路４０より取り出して凝縮器４２に導入し、液化塔頂 流の一部を管路４６より塔の頂部に循環させ、Ｃ２，Ｃ，及びおそらく極めて少 い量のＣ４＋及び汚染物、例えば硫化水素を含有する塔頂生成物流を取り出す。

Ｃ３−０６添加剤を含有する塔底生成物流を管路４８よりリボイラー５０に取り 出し、そこで、一部を管路５２より塔の底部に循環させ、一方、還流凝縮器４２ の運転温度を上昇させるために別の部分を、管路６０より管路５６に取り去り冷 却器６２だ通し、循環させて管路５８及び管路４０により直接に一緒にして塔３ ８の塔頂還流凝縮器４２の入口に導入する。Ｃ４＋を含有する定められた塔底生 成物流の残留部分を管路５４より取り出す。適宜、図示したように、塔底流のそ れ以上の部分を管路５６から管路２４によって取り去って塔１４に導入する添加 剤の全部或は一部として導入する。

組成的には、Ｃ３−Ｃ６塔底流、例えばＣ４＋塔底流又はそれ以上の成分を分離 することは望ましくなく、かつこの流れを１つ又はそれ以上の塔で添加剤流とし て用いるために掘取させるか又は単に回収することができる。定められた方法に おける堵底生成物回収流は硫化水素濃度が定められた規格値レベル以下、例えば 約１０　ｐｐｍ以下のＨ２Ｓに保たれ、かつＣ３か所定の規格値レベル以下、例 えば約ａ、　Ｓ容蓋％以下にまで除去された規定流である。

塔頂凝縮器の温度を同じにして塔を運転することが望ましい場合には、塔の運転 圧を下けることができる。

塔頂還流凝縮器４２は一層高い温度で作動するか、或は、代りに、塔頂還流凝縮 器の温度を同じに保ちながら蒸留塔３８を一層低い圧力で運転することができる 。塔５８の運転において、規格値は塔底液としての添加剤の回収に向けられ、そ れによって添加剤塔底流を塔の還流凝縮器に循環させることが塔頂生成物流を汚 染しｔ［い。塔頂還流凝縮器の温度が高い程、一層安価な冷却源、例えば冷却水 、空気或は一層適当な冷媒源を使用することを可能にする。

塔の条件及び運転をシミュレートするために、逐次塔計算器プログラムを用−・ て方法の多数のコンピューターシミュレーションを実施した。使用したソフトウ ェアコンピューター−プログラムシミュレーションはカリホルニア、フラートン のシミュレーションサイエ／シズ社のプロセスＳＭシミュレーションフ゛ログラ ム、バージョン０８８１であった。第１図の塔５８のように添加剤回収塔の凝縮 器に循環させる添加剤回収塔の運転の代表的なコンピューターシミュレーション におＩｒＪ’ルＭ料、塔ＪＭ、、塔頂及び循環添加剤の組成を１００ｐｓｉａ（ ７ゆ／、、’　Ａ）運転について表Ｉに記載する。

添加剤を塔６８の兼流凝内器４２に循環させない１００ｐｓｉａ　（７ｋｇ／ｃ ｚ２Ａ　）における添加体ｊ回双塔の運転を表Ｈのデータによって示す。

表　■ 表■ 表■に示すトレーは理論的又は同等の、完全平衡トレーであり、還流凝縮器４２ をトレー１とし、リボイラー５０をトレー１５とし、原料流をトレー７に導入す る。

同じ圧力であるが、本発明に従って液体添加剤流を還流凝縮器に循環させる添加 剤回収塔の運転を表■のデータによって示す。

表■ Ｃ４＋添加剤５００−１ｂモル／時間をリボイラーから回収塔の還流凝縮器に循 環させることの効果は、還流凝縮器の温度を添加剤を用いない場合の９３３下（ ３４，１℃）から添加剤を用いた場合の１０９．０　’Ｆ　（４２，ａ℃）へ上 昇させ、かつリボイラーの温度を２３６．９’′Ｆ（１１３，８’Ｃ）から２３ ２．ｅ’Ｆ（＋１ｔ６°Ｃ）ＶＣ低下させるものである。還流凝縮器のこの調節 により、水或は同等の安価な今回３用放熱器を用いて塔頂生成物流を冷却するこ とが可能になり、一方、塔からの所望の規格値流がＣ４塔底生成物流であるから 、循環添加剤は塔頂流を汚染しな℃・。

所望の場合：（は、還流凝縮器を添加剤を用いない場合と同じ温度に維持するこ とが望ましいならば、蒸留を一層倫い７０　ｐｓｉａ　（５ｋｇ／ｃＪｒＬ２Ａ 　）の圧力で行うことができる。

このように、データは第１図に示した方法に２いてＣ４＋液体添加剤流をリボイ ラーから還流凝縮器に循環させてエネルギーを節約する有意な利点を示す。

第２図は不発明を用いる別の蒸留分離の略図で、Ｃ３−（：６　塔底生成物流を 、塔底生成物流を取り出す塔と別の塔の塔頂に循環させるものである。この実施 態様では、原料流は、代表的には、多量のメタンと、い（らかの０２＋と、窒素 、例えば９〜２５Ｘの屋素と、ＣＯ２との天然ガス流から成り、これを管路１２ ６より蒸留塔１２８に導入し、塔頂生成物流を管路１６０を通して取り去って１ ！ｉｊ器１６２に導入し、液化し、凝縮させた流れの一部を管路１３４を通して 塔１２８の頂部に循環させ、本質的に全てが窒素で一部がメタンの混合物を塔頂 流として管路１３６より取り出す。塔底生成物流を管路１３８より取り出してリ ボイラー１４０に導入し、一部を管路６６を通して塔１２８の底部に循環させる 。一部がメタンと実質上全てが０２　と二酸化炭素とから成る塔底生成物流は管 路６８を通って熱交換器７０に流れて流れを冷却し、該冷涼を次の蒸留塔７４− ・の原料流として管路７２を通して導入する。

塔頂生成物流を管路７６より取り出して凝縮器７８に導入し、凝縮した部分を管 路８０を通して塔の頂部に循環させ、メタンに冨む、’Ｅｆｔ　ｉ−Ｊ的に純粋 なメタンの隼頂生成物流を管路８２より取り去る。塔の運転において、米国特許 第４．３１８．７２３号におけるように、二砧化炭素固体域の形成を防止するた めに、Ｋｊ７体添加剤Ｃ，−Ｃ６アルカン剤を管路８４を通して塔の頂部に加え る。塔底生成物流を管路８６を通して取り去ってリボイラー８８に導入し、一部 を管路９０を通して塔７４の底部に循環させ、二酸化炭素と０２＋（添加剤を有 する）とから成ろリボイラーからの塔底生成物流を管路１００を通して取り去り 、熱交換器１０２に通して流れを冷却し、管路１０４を通して添加剤回収蒸留塔 １０６へ原料流として導入する。この堵は、本質的陀溌体添塀α１の規定塔底生 成物を与えかつ塔頂生成物流中の二酸化炭素を不純物として除去するために、第 １図におけるように運転する。

二酸化炭素と、Ｃ２と、Ｃ３とから成る塔頂生成物蒸気流を塔の頂部から管路１ ０８によって取り去り、還流凝縮器１１０に導入し、凝縮した部分を管路１１２ を通して塔の頂部に循環させる一方、二酸化炭素、Ｃ２及びＣ３を塔頂流として 管路１１４から取り出す。主にＣ４から成る塔底生成物流を塔の底部から管路１ １，６を通して取り去ってリボイラー１１８に導入し、一部を管路１２０を通し て塔１０６の底部に循環させる。第１図におけるように定められた規格値を有す る規定の塔底生成物流を管路１２２を通して取り出し、これの一部、例えば、塔 原料に対して、例えば［１５〜２０モル％又はそれ以上、例えばｔＯ〜５モル％ を管路１２４及び冷却器１４２を通して連続に循環させて蒸留塔１２８の凝Ｂ器 １６２に導入し、一部を適宜図示するように管路１２４又は１２６を経て凝縮器 ７８（点線によって示す）に導入して凝縮器１３２及び７８の運転温度を上昇さ せ、それによって塔１２８及び７４の運転圧力を低下させるか或は熱エネルギー を節約させることができる。この運転によって本質的に全てのＣ２を回収するこ とが可能になり、しかもＮ２／ＣＨ４分離に先立ってＣ０２を除去することを必 要としない。プロセスにおいて、蒸留塔１２８の塔頂温度を塔頂のＮ、、　／　 ＣＨ４含量に関係しないで上昇させることができる。還流凝縮器１３２の温度は 凝縮器への循環添加剤の添加速度によって制御しかつ調節することができる。

塔１２８の塔頂流において極めて低い沸点の屋素か取り一１２５″ｌ”（−８７ ℃）で作動するエチレン冷却系のみを必要とするように設定することができる。

Ｎ　とＣＨ４とを分離するｓ　７２　ｐｓｉａ　（４０，２ｋｙ／ｚ’Ａ）にお ける蒸留塔１２８の運転をコンピューターシミュレートした例において、流れの 回吸を表■に記載し、塔運転条件を表Ｖに記載する。

表Ｖ 原料流からのＮ２　とＣ）Ｉ４との分離（でおいて、リボイラー１１８からの数 体基低生成物５４８−１ｂモル／時間をリボイラー１１８に加えることによって 、塔１２８からのｉ＆　抵ＭｅについてＣＨ４７９０−１ｂモル／時間の回収を 与え、このＣ４−１４を＠７４において本質的に純粋なＣＨ４の塔頂流として回 収する。塔１２８の塔頂生成物流はへ２とＣＨ４との混合物か本質的に９９％を 超える。循環Ｃ４＋塔抵添加剤流を導入しない場合、還流、凝縮器の温度はエチ レン冷却系の限界（豹−１ｓｏ°Ｆ（−１０１°Ｇ））よりもはるか下であり、 一方、塔底流を循環させる場合、塔頂温度は一１２５下（−８７°Ｃ）であり、 塔の運転における熱エネルギーの節約を行う。

第３図は発明の方法の略図であり、蒸留技術によるプロパンからのＣＯ，及びエ タンの分離が、少量の液体Ｃ４＋添加剤循環塔底流を凝縮器に、或は蒸留分離塔 の最上のトレーセクションに導入することによって、顕著に高められることを見 出したものである。添加剤回収又はその他の蒸留塔源からのＣ４＋塔底流の少４ １、例えば原料１００モル当り１〜８モルを導入することは、ＣＯ２対プロパン の相対揮発度を改良してＣ４＋留分を増大し、かつ還流凝縮器及びリボイラーの 熱デユーティを６０％以上低減させる。

第３図（（示す冥施態様において、不５１的にＣＯ２と、エタンと、Ｃ３＋とか ら成る原料流を管路１５２より複数の蒸留トレーを収容する蒸留塔１５０に導入 し、塔頂蒸気流を管路１５４より取り出して還流凝縮器１５６に導入し、液体凝 縮流の一部を管路１５８を通して塔１５０の頂部にＬｕＲさせる。本質的に００ ２とエタンとから成る混合物を塔頂生成物流として管路１６０より取り去る。基 低生成物を管路１６２によってリボイラー１６４に取り出し、一部を管路１６６ を通して塔１５０の底部に循環させる。主にプロパンから成る塔底生成物流を塔 １５０の凝縮器又は上部に導入する全ての循環液体添加剤と共に管路１６８によ って塔底生成物流として抜き１１３シて熱交換器１７０に導入して塔底生成物流 を冷却する。

冷塔底生成物流を管路１７２によってＣ４＋添加剤回収ｊ　塔、７４工導いすう 。塔、ユ成物流ヶ管、ｇ１７６によって取り出して凝縮器１７８に導入し、凝縮 器からの一部を管路１８０によって塔１７４の頂部に循環させる。主にプロパン から成る塔頂生成物流を管路１８２によって取り出す。Ｃ４＋添加剤から成る塔 底生成物流を管路１８４によってリボイラー１８６Ｖ：、取り出し、そこで一部 を管路１８８によって塔１７４の底部に循環させて、Ｃ４添加剤留分を循環、回 収用或はその他の用途用に回収する。

塔１７４からの回収添加剤塔底生成物流の少部分、例えば分離塔１５０−の原料 量の１〜５モル％をリボイラー１８６から管路１９０によって取り出して凝縮器 １９６を通して分離塔１５０の疑陥？汁１５６に循環させ、かつまた、適宜、所 望のる合には、液体Ｃ４＋添加￥Ｘｌ塔、旨生我物流を点線として示すように管 路１９４によって塔１５０の最上トレーセクションに導入することもできる。

表■は多−ｉｉ・のＣＯ２と、エタンと、プロパンとから成る塔原料流の組成を 分離塔１５０の運転においてコンピューターシミュレートしたデータを示す。主 にＣ４−Ｃ６アルカン液体添加剤から成る塔１７４からのｋｍ添加★ｉ］回収双 塔添加剤九の少量（原料流に対して句４モル％よりも少い、例えば６七ルＸ）を 管路１９０によって凝縮器１５６（）レー１）に導入し、−万、原料流を管路１ ５２によって塔１５０のトレー７に導入する。塔頂流は原料流中の本質的に全て のＣ０２，Ｃ１，Ｃ２を除き、一方略底流はＣ３＋成分、すなわち分離したＣ３ と循環Ｃ４＋添加剤塔底流と１で富む。

表）■は、分離塔１５０において循環添加剤塔底流を用いない場合の原料、塔頂 及び塔底流の組成を示す以外は表■Ｉと同じである。

表■ 表νｉｌｌ及びＩＸは、凝洗器へのＣ４＋’（、：’３環塔底添加剤流の添加を 用いる場合と用いない場合の両方のＣＯ２＋Ｃ２／Ｃ６分離塔１５０のｓ　ｏ　 ｏ　ｐｓｉａ　（３５Ｒｇ／、１２Ａ）における運転を示し、かつより特別には 、リボイラー及び凝縮器の熱デユーティの変化を示す。

６ 表■ 袋叩したように少量の循環０４″−添加剤塔底流は、凝縮器及びリボイラーの熱 負荷を著しく低減し、ＣＯ２と０３との分離を太いに高め、相対揮発度の変化に よって高い分離効率になるのみならず塔運転洗おけるエネルギー節約を伴う。

定められた規格値の高級アルカン塔底生成物流を塔頂凝縮器に循環さゼニること の利漬は、塔底生成物が塔頂生成物流に対する汚染物を構成したり或は汚染物と して作用することなく、エネルギー節約を与えるものである。

函 区 Ｃ） 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ　ａ）　原料流を圧力、温度及び原料組成の定められた条件下で作動する蒸留 塔に導入し、 ｂ）原料流から除かれるべき少くとも１種の成分π富む塔頂生成物流を抜き出し 、 Ｃ）塔頂生成物流の少くとも一部を凝縮器で凝縮させかつ凝縮した塔頂流の一部 を該蒸留塔の頂部に循環させ、ｄ）回収することがめられる原料流の少くとも１ 種の定められた成分に富む定められた規格値を有する塔底生成物流を回収し、 ｅ）抜き出される塔底生成物流の少くとも一部を再沸させて塔底生成物流の一部 を塔の底部に循環させることから成る気−液接触装置を収容する蒸留塔における 炭化水素含有原料流の蒸留分離方法において、原料ｆｉ１００モル当りＣ３−０ ６アルカンから成る循環液体塔底生成物流約１〜３０モルを蒸留塔の塔頂凝縮器 域に導入し、液体塔底生成物流を塔頂生成物流と一緒にして凝縮器域に導入しか つ凝縮器域内で混合し、塔頂生成物流は凝縮器域内で循環塔底生成物流によって 笑質的な汚染を受けず、循環塔底生成物の量は以下：ａ）蒸留塔の波縞器の温度 を約１０′Ｆ（（ＳｏＣ）又はそれ以上上昇させるか、又は ｂ）蒸笥塔の温度を幻５″Ｆ（３°Ｃ）又はそれ以上低下させるか、又は Ｃ）蒸留Ｋ　Ｋ４転圧を約２０　ｐｓｉ　（ｔ　４　ｋｙ７ｃｍ２）又はそれ以 上低下させる によって蒸留塔運転エネルギーの節約を実施するように蒸留域の運転条件の調節 を行うのに十分なものであることを特徴とする前記方法。 Ｚ　循環液体塔底生成物流の量が原料流１００モル当り約１〜１０モルの範囲で ある請求の秤囲第１項記載の方法。 五　循環液体塔底生成物流を塔頂凝縮器域に、塔頂１疑縮器域の温度を塔底生成 物流を導入しない場合の塔頂凝縮器域の温度よりも約１０Ｑ〜６０下（６°〜３ ３°Ｃ）上昇させる程に導入することを包含する請求の枠囲第１項記載の方法。 ４　循環液体塔底生成物流を塔頂凝縮器域に、蒸留塔運転圧を塔底生成物流を導 入しない場合に用いる運転圧よりも低下させる程に導入することを包含する請求 の別ゴ１囲第１項記載の方法。 ５、塔底生成物流を、蒸留搭の運転圧を約５０〜１５０ｐｓｉ　（２〜１１　ｋ ｇ７ｃｍ２）低下させる程に導入することを包含する請求の範囲第４項記載の方 法。 ６　循環液体塔底生成物流が大多数のＣ４アルカンから成る請求の範囲第１項記 載の方法。 Ｚ　塔底生成物流を加えた塔頂凝縮器域からの熱を、冷却水又は冷却系を用いて 除くことを包含する請求の範囲第１項記載の方法。 ８　循環液体塔底生成物流を、塔底生成物流が回収される同じ蒸留塔の塔頂凝縮 器域に循環させる請求の範囲第１項記載の方法。 ９　循環塔底生成物流が約０５モル％よりも少いＣ３及び最大約１０ｐｐｍのＨ ２Ｓを有する請求の範囲第１項記載の方法。 １０、蒸留塔への原料流がＨ２ＳとＣ２＋アルカンとの冷原料流から成りかつ本 質的に二酸化炭素の存在しないものであり、塔頂流がＨ２Ｓ　、　Ｃ２及びＣ６ に富みかっ塔底生成物流が０４　アルカンに富む請求の範囲第８項記載の方法っ １１　原料流がＣｏ２．　Ｈ２Ｓ及びＣ２−Ｃ６アルカンから成り、＠底流が主 にＣ４−０６アルカンから成る請求の範囲第１項記載の方法。 １２、原料流が本質的に酸性カスの存在しないものである請求の範囲第１項記載 の方法。 １６、液体塔底流を蒸気塔頂生成物流の中に散布することによって液体塔底生成 物流を塔頂凝縮器域に導入することを包含する請求の範囲第１項記載の方法。 １４　液体塔底流を塔頂凝縮域に導入される蒸気塔頂生成物流の中に一緒にさせ るようにａｘ　ｉｆｒすることを包含する請求の範囲第１項記載の方法。 １５、循環液体塔底生成物流を塔頂凝縮域に、塔の底部の運転温度を循環液体塔 底生成物流を導入しない場合の温度から約５０〜５０′Ｆ（３〜２３℃）低下さ せる程の量で導入することを包含する請求の範囲第１項記載の方法。 １６、少量の塔底生成物流を０５＋及び塔底流と二酸化炭素及びＣ２塔頂流とを 分離する蒸留塔の最上トレーセクションに循環させることを包含する蒸留塔にお ける二酸化炭素及びＣ２塔頂流と０３堵底流との蒸留分離から成る請求の範囲側 １項記載の方法。 １Ｚ　塔底生成物がＣ４流から成り、かつ蒸留塔の頂部１０トレーの内の少くと も１つに導入される請求の範囲第１項記載の方法。 １８ＣＨ４−Ｎ２　蒸留分離塔において原料流から象素及びメタンを蒸留分離す ることから成り、かつ塔頂流としてのＣＯ，０及びＣ６とＣ４＋添圓剤塔底生成 物流との蒸留２ 分離からの液体塔底生成物流をＣＩ−＋　４とＮ２　とを分離するＣＨ−Ｎ　蒸 餉塔の塔頂凝縮器域に導入してＣＨ４−八、塔２ 頂・礎縮器械の塔運転温度を上昇させる請求の範囲第１項記載の方法。 １９、Ｃ４−Ｃ６＋液体塔底生成物流を蒸留塔の塔頂凝縮域に循環させて堵頂、 疑縮器械の温度を上昇させることを包含する蒸留塔において０４−０６＋液体塔 ノ圧生成物流から硫化水素、Ｃ２及びＣ５の流れを塔頂流として分離することか ら成る諸子の範囲第１項記載の方法。 ２０、Ｃｏ２と０２　とを蒸留塔だおいて塔ｍ流として蒸留分離し、Ｃ３僧底流 を原料流として回収して別の蒸留塔においてＣ５を塔頂生成物としてかっＣ４＋ を液体塔底添加剤流として蒸留分離し、液体部１氏生成物流の一部をＣ３とＣＯ ２−Ｃ２とを分離する蒸留塔の塔頂凝縮器に循環させてＣ０２−Ｃ２蒸搦塔の塔 頂、凝−器械の運転温度を上昇させることを包含する二酸化炭素及びエタン流と プロパンとの蒸留分離から成る請求の範囲第１項記載の方法。 ２１、原料流１００モル当り約１〜８モルの塔底生成物流をＣＯ，Ｃ，、蒸留塔 に循環させる請求の範囲第１９項記載の方法。 ２２、塔底生成物流を凝縮器域内の熱交換器領域よりも上流で塔頂生成物流と混 和させ、それによって、混和した塔頂及び塔底生成物流を凝縮器域の熱交換器領 域の蒸気部分に通して広く均一に分配させる請求の範囲第１項記載の方法。 ２３　塔底生成物流を循環することによって塔頂凝縮域を温度約−１２５″Ｆ（ −８７℃）又はそれ以上に維持する請求の範囲第１項記載の方法。 ２４、異る蒸留塔からの液体塔底生成物流を蒸留塔頂塔の凝縮器域に循環させる ことを包含する請求の範囲第１項記載の方法。 ２５、ａ）　原料流を第１蒸獅塔に導入し、ｂ）非極性液体Ｃ３−Ｃ，アル刀ン 添加剤を原料流の４人点よりも上の塔の上部セクションに導入し、Ｃ）第１塔の 頂部から二酸化炭素に富む第１塔頂生成物流を抜き出し、 ｄ）第１塔の底部から液体添刀口剤を含有する第１塔底生成物流を抜き出し、 ｅ）第１塔生成物流を第２塔の原料流として第２蒸留塔に導入肱 ｆ）第２塔の頂部から主に０２と０３アルカンとから成る第２塔項生成物流を抜 き出し、 ｇ）第２塔の塔底から主ＶＣＣ４＋アルカンから成る第２塔底生放物流を抜き出 し、 ｈ）第２塔頂生成物流の少くとも一部を塔頂凝縮器に２いて凝縮させ、かつ第２ 塔頂生成物流の一部を第２塔の頂部に循環させ。 ｉ）第２塔底生成物流の少くとも一部をリボイラーにおいて再沸させ、かつ再沸 した塔底生成物流の一部を第２塔の底部に循環させ、 Ｊ）Ｃ４＋から成る再沸した第２塔底生成物流を回収し、ｋ）第２塔に２いて原 料流１００モルを基進にして第２塔底生成物Ｃ４＋流約１〜３０モルの部分を第 ２塔頂凝縮器にルＩａ環させ、かつ循環Ｃ４＋塔底流を第２塔頂生我物流と一緒 にして嶋２塔頂凝縮器に導入して第２塔頂凝縮器の温度を上昇させるか或は第１ 塔の運転圧を低下させる ことから成る二酸化炭素を含有するカス状炭化水素原料流から二酸化炭素を分離 する請求の範囲第１項記載の方法。 ２６、再沸した塔底生成物流の一部を第１塔に導入する液体添刀口剤流の少くと も一部として循環させることを包含する請求の範囲第２５項記載の方法。 ２７、ａ）　原料流を第１点筒塔に導入し、ｂ）第１塔の頂部から二酸化炭素と Ｃ２とに冨む第１塔頂生成物流を抜き出し、 Ｃ）第１塔の底部から０３に富む第１塔底生成物流を抜き出し、 ｄ）第１塔頂生成物流の少くとも一部を第１塔頂凝縮器において凝縮させかつ第 １塔頂生成物流′の一部を第１塔の頂部に循環させ、 ｅ）第１塔底生成物流の少くとも一部をリボイラーにおいて再沸させ、かつ再沸 した塔底生成物流の一部を第１塔の底部に循環させ、 ｆ）第１塔底生成物流を原料流として複数の蒸留塔を収容する第２蒸留塔に導入 し、 ｇ）第２塔の頂部から主にＣ３から成る第２塔頂生成物流を抜き出し、 ｈ）第２塔の塔戎から主に０４＋から成る第２塔底生成物流を抜き出し、 ｉ）再沸した第２塔底生成物流を回収し、Ｊ）第１塔において原料流１００モル を基準にして第２塔底Ｃ４生成物流約１〜１０モルの部分を第１塔項生成物流と 一緒にして第１塔項凝縮器の入口に循環させて凝縮器において塔底流と塔頂生成 物流とを均一に混和させるか、或は第１塔の上部１０又はそれ以下のトレ〜に循 環させて第１塔の運転における熱デユーティを低減させる ことから成る二酸化炭素、Ｃ２”　３及びＣ４＋を含有するカス状炭化水素原料 流から二酸化炭素を特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ２８、ａ）　原料流を第１蒸留塔に導入し、ｂ）第１塔の頂部から♀素に富む第 １塔頂生成物流を抜き出し、 Ｃ）第１塔の底部からＣＨ４，Ｃ０２及びＣ２＋を含有する第１塔底生成物流を 抜き出し、 ｄ）第１塔頂生成物流の少くとも一部を第１塔頂凝縮器で凝縮させかつ第１塔頂 生成物流の一部を第１塔の頂部に循環させ、 ｅ）第１塔底生成物流を第２原料流として第２蒸留塔に導入し、 ｆ）第２塔の頂部からメタンに富む第２塔頂生成物流を抜き出し、 ｇ）第２塔の底部から００２と０２＋生成物とを含有する第２塔底生成物流を抜 き出し、 ｈ）非極性数体Ｃ３−Ｃ６アルカン添加剤を第２原料流の導入点よりも上の第２ 塔の上部セクションに尋人し、１）第２塔頂生成物流の少くとも一部を第２塔頂 凝縮器において凝縮させ、かつ凝縮した第２塔項流の一部を第２塔の頂部に循環 させ、 Ｊ）第２塔底生成物流を第３原料流として第３蒸留塔に導入し、 ｋ）第３塔の頂部からｃｏ’、ｃ　及びＣ３を含有する第２ ６塔頂生成物流を抜き出し、 ｌ）第６塔の塔底かも主に０４　アルカンから成る第３塔底生成物流を抜き出し かつ回収し、 ｍ）第３塔底生成物流の少くとも１部を第１塔頂生成物流と一緒にして第１塔頂 凝縮器に循環させて、凝縮器において塔底流と塔頂生成物流とを均一に混和させ て塔頂凝縮器の温度を上昇させるか、或は第１塔の運転圧を低下させることから 成る窒素、メタン、二酸化炭素及びＣ２＋アルカンから成るガス状原料流から窒 素及びメタンを蒸留分離する請求の範囲第１項記載の方法。 ２９　液体添加剤の少くとも一部として第２塔に導入するために第６塔底生成物 流の一部を循環させることを包含する請求の範囲第２８項記載の方法。 ５０、第１塔頂生成物流か本質的にと素とメタンとから成り、かつ第２塔頂生成 物流が本質的に純粋なメタンから成る請求の範囲第２８８項記載方法。 ３１、ａ）　原料流を圧力、温度及び原料組成の定められた条件下で作動する蒸 留塔に導入し、 ｂ）原料流から除かれるべき少くとも１種の成分に富む塔頂生成物流を抜き出し 、 Ｃ）塔頂生成物流の少くとも一部を凝縮器において凝縮させかつ凝縮した塔頂流 の一部を該蒸留塔の頂部に循環させ、 ｄ）回収することがめられる原料流の少くとも１種の定められた成分に冨む定め られた規格値を有する塔底生成物流を回収し、 ｅ）抜き出される塔底生成物流の少くとも一部を再沸させて塔底生成物流の一部 を塔の底部に循環させることから成る気−液抜７！！！！装置を収容する蒸留塔 における炭化水素含有原料流の蒸留分離方法だおいて、原料流１００モル当りＣ ３−Ｃ６アルカンから成る循環液体塔底生成物流約１〜３Ｄモルを蒸留塔の塔頂 凝縮器域に導入し、液体塔底生成物流を塔頂生成物流と一緒にして凝縮器域に導 入しかつ凝縮器域内で混合し、塔頂生成物流は凝縮器域内で循環塔底生成物流に よって実質的な汚染を受けず、循環浴底生放物の貴が蒸留塔運転エネルギーの節 約を実施するように蒸留域の運転条件の１節を行うのに十分なものであることを 特徴とする前記方法。 ３２　蒸留塔の凝縮器域の温度を約ＩＱ’ｌ”（６℃）又はそれ以上上昇させる ことによって蒸留塔を運転するエネルギーを低減させる請求の範囲第３１項記載 の方法。 ３３　蒸留塔の底部の温度を約５’Ｆ（６℃）又はそれ以上低下させることによ って蒸留塔を運転するエネルギーを低減させる請求の範囲其３１項記載の方法。 ３４　蒸留塔運転圧を約２０　ｐｓｉ　（’Ｌ　４ｋｊ７／儂２）又はそれ以上 低下させることによって蒸留塔を運転するエネルギーを低下させる請求の範囲第 ６１項記載の方法。