JPS6141497B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、メタノール合成工程から得られる
不純メタノールが精留されて高純度メタノールが
生産される方法に関する。 詳細には、不純メタノールが含有するメタノー
ルよりも高揮発性成分、即ち、低沸点成分の実質
的全量が予備的精留によつて除去されて得られる
粗製メタノールが特定範囲内の加圧状態に維持さ
れた第一精留塔に供給されて、塔頂から高純度メ
タノール、塔底から水、塔の中間段部分から水と
エタノールを微量含有するメタノールからなる側
流が抽出され、この側流が第一精留塔よりも、特
定範囲内の低圧に維持されている第二精留塔に供
給され、塔頂から高純度メタノール、塔底から少
量のエタノールが含有されるメタノールと水の混
合物が少量排出される不純メタノールの精製法に
関する。 〔従来の技術とその問題点〕 メタノール合成工程から得られる不純メタノー
ルには、合成の温度・圧力、原料ガス組成、触媒
組成などの要因により、多種の微量不純物と10〜
25wt％の水が副生成物として含有されている。 製品メタノールの純度は、用途により異なる
が、必要純度が高ければ高い程、不純物除去に必
要な精留塔の総段数と消費エネルギーが増加す
る。 先行技術の特公昭51―32603では、常圧の第一
精留塔の塔頂から製品メタノールが得られ、塔底
流は加圧の第二精留塔に供給されて、塔頂から製
品メタノールが得られ、主として水からなる塔底
流が排出され、第二精留塔の塔頂の製品メタノー
ルの凝縮潜熱が、第一精留塔の塔底液の蒸発に利
用されるのであり、熱経済に関しては優れている
が、不純分エタノールの除去の配慮がなく、製品
純度の保証が不十分である。 特開昭53―112803には、不純メタノール中の低
沸点成分の実質的全量または全量が予備精留塔に
よつて除去された粗製メタノールが、第二精留塔
より低圧の第一精留塔に供給され、塔頂から高純
度製品メタノールが得られ、主として水からなる
塔底流が排出され、中間部分から水と少量のエタ
ノールを含有するメタノールが側流として抽出さ
れ、この側流は第一精留塔よりも高圧の第二精留
塔へ供給され、塔頂から高純度製品メタノールが
得られ、塔底から少量のエタノールが含有される
メタノールと水の混合物が排出され、第二精留塔
の塔頂の製品メタノールの凝縮潜熱が、第一精留
塔および／または予備精留塔の塔底液の蒸発に利
用される方法と、変型法として第一精留塔と第二
精留塔との間に特別の圧力差が設けられず、予備
精留塔、第一精留塔および第二精留塔の塔底液の
加熱蒸発がいずれも外部から導入される熱源によ
つて行われる方法が記載されている。 〔発明の目的〕 この発明の方法は、第一精留塔内の圧力を第二
精留塔内の圧力よりも、特に高く、維持すること
により、従来方法に比較してメタノール合成ガス
製造工程を含むメタノール製造全工程の低温余剰
熱の利用向上と、精留装置小型化を目的とする。 〔発明の構成〕 第１図において、メタノール合成工程から管１
１により50〜60℃の不純メタノールが、その組成
に応じ、予備精留塔Ａの適当位置へ供給される。 予備精留塔Ａは、理論段数20〜35段、塔頂圧力
常圧〜1.0Kg／cm2Ｇ、還流比10〜200を以て稼働す
る。 主成分ジメチルエーテルの低沸点成分は、濃縮
され蒸気として、不純メタノールに溶存していた
ガスとともに、若干量のメタノール蒸気と水蒸気
を同伴して予備精留塔Ａの塔頂の凝縮器Ｇへ管１
３により流入する。 凝縮器Ｇから低沸点成分が管１４により除去さ
れ、還流液は塔頂へ管１５により返還される。 不純メタノール溶存ガスと低沸点成分の実質的
に全量が除去され生成した粗製メタノールは、予
備精留塔Ａの塔底から管１２により排出され、一
部は予備精留塔Ａの蒸発器Ｄへ管１６により送ら
れ、 蒸発器Ｄにおいて加熱され予備精留塔Ａ用の蒸
気となり、塔底へ管１７により送入される。 蒸発器Ｄの熱源として、メタノール製造工程中
に発生する低温熱源、予備精留塔Ａに後続の第一
精留塔の塔頂から得られるメタノール蒸気の一部
などが使用される。 管１２の粗製メタノールの主流は、管１８を
経、昇圧後、第一精留塔の供給液の加熱器Ｉに流
入する。 加熱器Ｉ通過の粗製メタノールは、第一精留塔
Ｂの所定位置へ管２１により供給される。 第一精留塔Ｂは、理論段数40〜45段、塔頂圧力
1.5〜3.0Kg／cm2Ｇ、外部還流比3.5〜4.5程度を以
て稼動する。 第一精留塔Ｂ塔頂の、エタノール含有量
10ppm純度99.9wt％以上の精製メタノール蒸気
は、管２３により排出され、第二精留塔Ｃ塔底液
の蒸発器Ｆへ送入され、熱交換して凝縮し蒸発器
Ｆから管２４により排出される。 蒸発器Ｆ加熱源として、第一精留塔Ｂ塔頂の精
製メタノール蒸気の凝縮熱が有効であるために
は、第一精留塔Ｂ塔頂と第二精留塔Ｃ塔底の圧力
差が、1.4〜2.0Kg／cm2Ｇ程度必要である。 管２４の凝縮した精製メタノールは、第一精留
塔Ｂの外部還流比が3.5〜4.5程度となるように、
一部は第一精留塔Ｂ塔頂へ管２５により還流さ
れ、残部の管２６の製品精製メタノールは抽出さ
れる。 第一精留塔Ｂ塔底液は、水であり、アルコール
含有量100ppm以下であり、管２２により抽出さ
れ、 一部は第二精留塔Ｂの蒸発器Ｅへ、管２８によ
り送入され、加熱され蒸気となり第一精留塔Ｂ塔
底へ管２９により返還され、残部は熱回収後、工
程外へ管２０により排出される。 蒸発器Ｅの加熱源として、メタノール製造工程
中に発生する低温熱源が使用される。 管２０の排出水は、予備精留塔Ａにおいて水に
よる抽出蒸留が要求される場合、またはメタノー
ル合成工程において工程流の水洗が行われる場
合、水源として使用される。 一方、第一精留塔Ｂ塔頂と供給段の中間の所望
位置からエタノール含有の側流が抽出され、その
組成に対応する第二精留塔Ｃ供給段の圧力に減圧
され、第二精留塔Ｃへ管２７により供給される。 第二精留塔Ｃは、理論段数30〜45段、塔頂圧力
０〜0.5Kg／cm2Ｇ、還流比2.0〜3.0程度で稼動す
る。 第二精留塔Ｃ塔頂のエタノール含有量10ppm
以下、純度99.9％以上の精製メタノール蒸気は第
二精留塔Ｇ塔頂の凝縮器Ｈへ、管３３により流入
し、凝縮し、凝縮液の一部が、第二精留塔Ｃの還
流比を2.0〜3.0程度とするために、管３４と３５
により第二精留塔Ｃ塔頂へ還流され、残部の製品
精製メタノールは管３６により抽出される。 第二精留塔Ｃ塔底液はエタノール２〜7wt.％メ
タノール50〜60wt.％、残部が水であり、管３２
により抽出され、一部は第二精留塔Ｃの蒸発器Ｆ
へ管３７により送入され、加熱され蒸気となり第
二精留塔Ｃ塔底へ管３８により返還され、残部は
工程外へ管３９により排出され、炉燃料などに使
用される。 蒸発器Ｆの加熱源は、第一精留塔Ｂ塔頂のメタ
ノール蒸気の凝縮潜熱である。 〔発明の特長の発生理由〕 この発明の特長の第一は、不純メタノール精製
工程の３基の精留塔中の最高圧の第一精留塔Ｂの
塔頂圧力が、先行技術特開昭53―112803における
最高圧の第二精留塔の塔頂圧力より、低いことで
ある。 第２図は、この特長の所以の説明用図である。 予備精留塔によつてメタノールよりも沸点が低
い成分が除去された粗製メタノールから、第一お
よび第二の精留塔が使用されて、エタノールの含
有量が非常に小さい高純度メタノールが、収率よ
く製造される場合は、第２図の第一精留塔Ｂ塔頂
のメタノールは、濃度99.9％以上、エタノール含
有量10ppm以下であり、塔底液は、メタノール
を100ppm程度含有する水であり、第二精留塔Ｃ
塔頂のメタノールは、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノ
ールに同等の高純度メタノールであり、塔底液
は、メタノール50〜60％、エタノール数％、残部
が水からなる混合液であり、第一精留塔Ｂの側流
は、エタノール濃度が比較的に高い位置からの抽
出が有利であるから、側流組成はメタノール90〜
95％、エタノール0.1〜0.2％、残部が水である混
合液であるなどのように、各塔頂流・各塔底流・
側流の組成は略々一定する。 第２図工程と、この発明の第一図工程との相違
点は、第２図工程は第一精留塔と第二精留塔とも
に塔頂圧力が常圧であること、第２図工程は第一
精留塔Ｂ塔頂に、外部から導入の冷却媒体使用の
凝縮器Ｊがあり、第一精留塔Ｂ塔頂蒸気の凝縮熱
が第二精留塔Ｃ塔底液の加熱に使用されないこ
と、および、第一および第二精留塔、ともに塔底
液の加熱に精留工程外から供給される加熱媒体が
使用されることの三点である。 第２図工程の第一精留塔Ｂの操業圧力が高くさ
れて、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノール蒸気温度
が、常圧の第二精留塔Ｃ塔底液の蒸発器Ｆの加熱
源として使用可能温度まで高くなり、凝縮器Ｊの
機能を蒸発器Ｆが兼務する場合が、この発明の方
法である。即ち、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノール
蒸気温度が、常圧の第二精留塔Ｃ塔底液の沸謄温
度約80℃に蒸発器Ｆ加熱源としての所要温度差10
〜12℃が加えられた温度になるよう第２図の第一
精留塔Ｂ塔頂圧力が1.5〜2.05Kg／cm2Ｇまで上昇
させられるのである。 一方、特開昭53―112803は、第２図工程の第二
精留塔Ｃの操業圧力が高くされ、第二精留塔Ｃ塔
頂メタノール蒸気温度が、常圧第一精留塔Ｂ塔底
液の蒸発器Ｅの加熱源として使用可能温度まで高
くなり、第二精留塔Ｃの凝縮器Ｈの機能を蒸発器
Ｅが兼務する方法である。即ち、第二精留塔Ｃ塔
頂メタノール蒸気温度が、常圧第一精留塔Ｂ塔底
液の沸謄温度約104℃に、蒸発器Ｅ加熱源として
の所要温度差10〜12℃が加えられた温度となるよ
う第２図の第二精留塔Ｃ塔頂圧力は4.3〜4.8Kg／
cm2Ｇまで上昇させられる必要がある。 この発明の方法において、特開昭53―112803の
方法に比較し、最高の塔頂圧力が約2.0〜2.8Kg／
cm2低い。 この圧力差は、一見、大差ではないが、現在の
メタノール生産規模は100t／日以上、精留塔の直
径4.5ｍ以上、総高65ｍ程度、本体重量150t以上
であり、塔内圧低下による塔本体の設計重量の減
少は、この巨大な精留塔の製作、輸送、基礎工
事、据付などの経済的負担を大いに軽減する。 この発明の特長の第二は、特開昭53―112803の
方法が使用される場合よりも、第一精留塔と第二
精留塔の合計棚段数が小さくなることである。 一発に、多成分液の沸謄温度における気液平衡
曲線は、圧力に応じて変化する。 従つて、第２図工程の第一精留塔Ｂの塔頂圧力
が僅かに上昇させられるこの発明の方法と、第二
精留塔Ｃの塔頂圧力が大きく上昇させられる特開
昭53―112803の方法とは、塔頂圧力が上昇させら
れる各精留塔の塔頂流と塔底流の成分組成を圧力
上昇前と同一に維持するために必要な棚段の増加
数が相違する。 即ち、第一精留塔Ｂをメタノール・水の二成分
系と見做して、常圧下の気液平衡曲線を描けば、
第３図の曲線Ｏになる。 第二精留塔Ｃをメタノール・エタノールの二成
分系と見做して、常圧下の気液平衡曲線を描け
ば、第３図の曲線Ｐになる。 メタノール・エタノール間の沸点差が、メタノ
ール・水の間の沸点差より小さいため、曲線Ｐ
が、曲線Ｏよりも、対角線Ｑに近い。 精留塔の塔頂流中と塔底流中の二成分の濃度
が、それぞれ、一定とされる場合には、二成分の
気液平衡曲線が対角線Ｑに近付く程、精留塔の必
要棚段数が増加することは周知である。 第３図の右下端のPCは、第一および第二精留
塔において略々同等である塔頂流のメタノールの
モル分率、F1およびF2は、それぞれ第一精留塔
Ｂおよび第二精留塔Ｃへの供給流のメタノールの
モル分率であり、W1は第一精留塔Ｂの塔底流の
メタノールのモル分率であり、W2は第二精留塔
Ｃの塔底液をメタノール・エタノールの二成分系
と見做した場合の塔底液のメタノールのモル分率
である。 第２図工程における常圧の第一精留塔Ｂの圧力
が、この発明の方法の特定圧力まで上昇させられ
た場合、気液平衡曲線は曲線Ｏから曲線Ｒへ変化
するため、この発明の第一精留塔Ｂの所要精留棚
段数は、曲線Ｒに対応して決定され、常圧の第一
精留塔Ｂの場合よりは増加する。 これに対して、特開昭53―112803の方法の場合
は、第２図工程の常圧の第二精留塔Ｃの圧力が、
大きく上昇させられるため、気液平衡曲線は曲線
Ｐから曲線Ｔへ変化し、対角線Ｑへ著しく接近す
る。 特開昭53―112803の方法の第二精留塔の所要精
留棚段数は、曲線Ｔに対応して決定される。 高純度のメタノールが製造される場合、即ち、
第３図のメタノールのモル分率が1.0の近くで
は、第一精留塔の場合は水、第二精留塔の場合は
エタノールを減少させるために必要な棚段数が、
各精留塔の総棚段数の大部分を占める。 従つて、メタノールのモル分率1.0付近におい
て、曲線Ｒと曲線Ｔそれぞれの対角線Ｑとの角度
が小さくなるのに従つて、各精留塔の所要総棚段
数は急激に増大する。 第２図工程の常圧の第一精留塔Ｂが高圧化され
るこの発明の方法の場合は、第二精留塔Ｃが高圧
化される特開昭53―112803の方法の場合よりも、
所要総棚段数の増加が遥かに少ない。 以上の説明では、二成分系と見做しているが、
三成分系の場合も、事情は略々同様であり、三成
分系の場合は二成分系の場合より棚段数の増加数
の差が拡大される。 発明者らの検討結果では、第一および第二精留
塔の合計棚段数において、この発明の方法では、
特開昭53―112803の方法の場合よりも、各段の精
留効率が考慮された実棚段数は40段以上、少な
い。 この実棚段数の差は、この発明の第一の特長の
圧力上昇が小さいことと相俟つて、装置の軽量化
小型化のため大きい効果があるとともに、第二精
留塔の塔底圧力の上昇抑制のためにも有益であ
る。 この発明の特長の第三は、第一精留塔の塔底液
蒸発のため精留工程外から導入の熱源の温度が、
特開昭53―112803の方法よりも低いことである。 第２図工程の場合、通常、第一精留塔Ｂ塔底と
第二精留塔Ｃ塔底の圧力差は、僅かであるため、
第二精留塔Ｃ塔底液の沸謄温度が、第一精留塔Ｂ
塔底液の沸謄温度よりも低いか、この発明の第一
および第二の特長の説明の通り、この発明の第一
精留塔が高圧化される場合は、圧力上昇の程度が
小さく、棚段数の増加も少ないため、必然的に特
開昭53―112803の第二精留塔の塔底液の沸謄温度
よりも低く、従つて、精留工程外から導入される
熱源温度は、低くてよいこととなる。 発明者らの検討結果では、特開昭53―112803の
方法よりも10〜15℃低くすることができる。 この熱源温度の低下は、従来、廃熱と考えられ
ていた150〜170℃程度の低温熱源の有効利用を可
能とし、加えて、第一精留塔塔頂のメタノール蒸
気により常圧の第二精留塔塔底液が加熱されるた
め、この発明の方法の場合は、第２図工程の二基
の精留塔の塔底液の加熱用に精留工程外からの導
入熱量に比較して、略々半量で充分である。 この発明の方法において、常圧の第二精留塔の
塔底液の蒸発用の所要熱量が少なく、第一精留塔
塔頂メタノール蒸気の凝縮熱に余剰が生じる場
合、余剰凝縮熱は第１図の予備精留塔Ａ塔底液の
蒸発用にも単独あるいは他の熱源と併用され得
る。 逆に、常圧の第二精留塔塔底液の蒸発用の所要
熱量が多く、第一精留塔の塔頂メタノール蒸気の
凝縮熱のみで不足の場合、他の熱源と併用され
る。 この発明の第二精留塔内圧は、塔頂１Kg／cm2Ｇ
以下、水銀柱650mm以上程度の軽度減圧までの間
にあることが望ましい。 〔実験例〕 第１図による実施の主要値が、次表に示され
る。
不純メタノールが精留されて高純度メタノールが
生産される方法に関する。 詳細には、不純メタノールが含有するメタノー
ルよりも高揮発性成分、即ち、低沸点成分の実質
的全量が予備的精留によつて除去されて得られる
粗製メタノールが特定範囲内の加圧状態に維持さ
れた第一精留塔に供給されて、塔頂から高純度メ
タノール、塔底から水、塔の中間段部分から水と
エタノールを微量含有するメタノールからなる側
流が抽出され、この側流が第一精留塔よりも、特
定範囲内の低圧に維持されている第二精留塔に供
給され、塔頂から高純度メタノール、塔底から少
量のエタノールが含有されるメタノールと水の混
合物が少量排出される不純メタノールの精製法に
関する。 〔従来の技術とその問題点〕 メタノール合成工程から得られる不純メタノー
ルには、合成の温度・圧力、原料ガス組成、触媒
組成などの要因により、多種の微量不純物と10〜
25wt％の水が副生成物として含有されている。 製品メタノールの純度は、用途により異なる
が、必要純度が高ければ高い程、不純物除去に必
要な精留塔の総段数と消費エネルギーが増加す
る。 先行技術の特公昭51―32603では、常圧の第一
精留塔の塔頂から製品メタノールが得られ、塔底
流は加圧の第二精留塔に供給されて、塔頂から製
品メタノールが得られ、主として水からなる塔底
流が排出され、第二精留塔の塔頂の製品メタノー
ルの凝縮潜熱が、第一精留塔の塔底液の蒸発に利
用されるのであり、熱経済に関しては優れている
が、不純分エタノールの除去の配慮がなく、製品
純度の保証が不十分である。 特開昭53―112803には、不純メタノール中の低
沸点成分の実質的全量または全量が予備精留塔に
よつて除去された粗製メタノールが、第二精留塔
より低圧の第一精留塔に供給され、塔頂から高純
度製品メタノールが得られ、主として水からなる
塔底流が排出され、中間部分から水と少量のエタ
ノールを含有するメタノールが側流として抽出さ
れ、この側流は第一精留塔よりも高圧の第二精留
塔へ供給され、塔頂から高純度製品メタノールが
得られ、塔底から少量のエタノールが含有される
メタノールと水の混合物が排出され、第二精留塔
の塔頂の製品メタノールの凝縮潜熱が、第一精留
塔および／または予備精留塔の塔底液の蒸発に利
用される方法と、変型法として第一精留塔と第二
精留塔との間に特別の圧力差が設けられず、予備
精留塔、第一精留塔および第二精留塔の塔底液の
加熱蒸発がいずれも外部から導入される熱源によ
つて行われる方法が記載されている。 〔発明の目的〕 この発明の方法は、第一精留塔内の圧力を第二
精留塔内の圧力よりも、特に高く、維持すること
により、従来方法に比較してメタノール合成ガス
製造工程を含むメタノール製造全工程の低温余剰
熱の利用向上と、精留装置小型化を目的とする。 〔発明の構成〕 第１図において、メタノール合成工程から管１
１により50〜60℃の不純メタノールが、その組成
に応じ、予備精留塔Ａの適当位置へ供給される。 予備精留塔Ａは、理論段数20〜35段、塔頂圧力
常圧〜1.0Kg／cm2Ｇ、還流比10〜200を以て稼働す
る。 主成分ジメチルエーテルの低沸点成分は、濃縮
され蒸気として、不純メタノールに溶存していた
ガスとともに、若干量のメタノール蒸気と水蒸気
を同伴して予備精留塔Ａの塔頂の凝縮器Ｇへ管１
３により流入する。 凝縮器Ｇから低沸点成分が管１４により除去さ
れ、還流液は塔頂へ管１５により返還される。 不純メタノール溶存ガスと低沸点成分の実質的
に全量が除去され生成した粗製メタノールは、予
備精留塔Ａの塔底から管１２により排出され、一
部は予備精留塔Ａの蒸発器Ｄへ管１６により送ら
れ、 蒸発器Ｄにおいて加熱され予備精留塔Ａ用の蒸
気となり、塔底へ管１７により送入される。 蒸発器Ｄの熱源として、メタノール製造工程中
に発生する低温熱源、予備精留塔Ａに後続の第一
精留塔の塔頂から得られるメタノール蒸気の一部
などが使用される。 管１２の粗製メタノールの主流は、管１８を
経、昇圧後、第一精留塔の供給液の加熱器Ｉに流
入する。 加熱器Ｉ通過の粗製メタノールは、第一精留塔
Ｂの所定位置へ管２１により供給される。 第一精留塔Ｂは、理論段数40〜45段、塔頂圧力
1.5〜3.0Kg／cm2Ｇ、外部還流比3.5〜4.5程度を以
て稼動する。 第一精留塔Ｂ塔頂の、エタノール含有量
10ppm純度99.9wt％以上の精製メタノール蒸気
は、管２３により排出され、第二精留塔Ｃ塔底液
の蒸発器Ｆへ送入され、熱交換して凝縮し蒸発器
Ｆから管２４により排出される。 蒸発器Ｆ加熱源として、第一精留塔Ｂ塔頂の精
製メタノール蒸気の凝縮熱が有効であるために
は、第一精留塔Ｂ塔頂と第二精留塔Ｃ塔底の圧力
差が、1.4〜2.0Kg／cm2Ｇ程度必要である。 管２４の凝縮した精製メタノールは、第一精留
塔Ｂの外部還流比が3.5〜4.5程度となるように、
一部は第一精留塔Ｂ塔頂へ管２５により還流さ
れ、残部の管２６の製品精製メタノールは抽出さ
れる。 第一精留塔Ｂ塔底液は、水であり、アルコール
含有量100ppm以下であり、管２２により抽出さ
れ、 一部は第二精留塔Ｂの蒸発器Ｅへ、管２８によ
り送入され、加熱され蒸気となり第一精留塔Ｂ塔
底へ管２９により返還され、残部は熱回収後、工
程外へ管２０により排出される。 蒸発器Ｅの加熱源として、メタノール製造工程
中に発生する低温熱源が使用される。 管２０の排出水は、予備精留塔Ａにおいて水に
よる抽出蒸留が要求される場合、またはメタノー
ル合成工程において工程流の水洗が行われる場
合、水源として使用される。 一方、第一精留塔Ｂ塔頂と供給段の中間の所望
位置からエタノール含有の側流が抽出され、その
組成に対応する第二精留塔Ｃ供給段の圧力に減圧
され、第二精留塔Ｃへ管２７により供給される。 第二精留塔Ｃは、理論段数30〜45段、塔頂圧力
０〜0.5Kg／cm2Ｇ、還流比2.0〜3.0程度で稼動す
る。 第二精留塔Ｃ塔頂のエタノール含有量10ppm
以下、純度99.9％以上の精製メタノール蒸気は第
二精留塔Ｇ塔頂の凝縮器Ｈへ、管３３により流入
し、凝縮し、凝縮液の一部が、第二精留塔Ｃの還
流比を2.0〜3.0程度とするために、管３４と３５
により第二精留塔Ｃ塔頂へ還流され、残部の製品
精製メタノールは管３６により抽出される。 第二精留塔Ｃ塔底液はエタノール２〜7wt.％メ
タノール50〜60wt.％、残部が水であり、管３２
により抽出され、一部は第二精留塔Ｃの蒸発器Ｆ
へ管３７により送入され、加熱され蒸気となり第
二精留塔Ｃ塔底へ管３８により返還され、残部は
工程外へ管３９により排出され、炉燃料などに使
用される。 蒸発器Ｆの加熱源は、第一精留塔Ｂ塔頂のメタ
ノール蒸気の凝縮潜熱である。 〔発明の特長の発生理由〕 この発明の特長の第一は、不純メタノール精製
工程の３基の精留塔中の最高圧の第一精留塔Ｂの
塔頂圧力が、先行技術特開昭53―112803における
最高圧の第二精留塔の塔頂圧力より、低いことで
ある。 第２図は、この特長の所以の説明用図である。 予備精留塔によつてメタノールよりも沸点が低
い成分が除去された粗製メタノールから、第一お
よび第二の精留塔が使用されて、エタノールの含
有量が非常に小さい高純度メタノールが、収率よ
く製造される場合は、第２図の第一精留塔Ｂ塔頂
のメタノールは、濃度99.9％以上、エタノール含
有量10ppm以下であり、塔底液は、メタノール
を100ppm程度含有する水であり、第二精留塔Ｃ
塔頂のメタノールは、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノ
ールに同等の高純度メタノールであり、塔底液
は、メタノール50〜60％、エタノール数％、残部
が水からなる混合液であり、第一精留塔Ｂの側流
は、エタノール濃度が比較的に高い位置からの抽
出が有利であるから、側流組成はメタノール90〜
95％、エタノール0.1〜0.2％、残部が水である混
合液であるなどのように、各塔頂流・各塔底流・
側流の組成は略々一定する。 第２図工程と、この発明の第一図工程との相違
点は、第２図工程は第一精留塔と第二精留塔とも
に塔頂圧力が常圧であること、第２図工程は第一
精留塔Ｂ塔頂に、外部から導入の冷却媒体使用の
凝縮器Ｊがあり、第一精留塔Ｂ塔頂蒸気の凝縮熱
が第二精留塔Ｃ塔底液の加熱に使用されないこ
と、および、第一および第二精留塔、ともに塔底
液の加熱に精留工程外から供給される加熱媒体が
使用されることの三点である。 第２図工程の第一精留塔Ｂの操業圧力が高くさ
れて、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノール蒸気温度
が、常圧の第二精留塔Ｃ塔底液の蒸発器Ｆの加熱
源として使用可能温度まで高くなり、凝縮器Ｊの
機能を蒸発器Ｆが兼務する場合が、この発明の方
法である。即ち、第一精留塔Ｂ塔頂のメタノール
蒸気温度が、常圧の第二精留塔Ｃ塔底液の沸謄温
度約80℃に蒸発器Ｆ加熱源としての所要温度差10
〜12℃が加えられた温度になるよう第２図の第一
精留塔Ｂ塔頂圧力が1.5〜2.05Kg／cm2Ｇまで上昇
させられるのである。 一方、特開昭53―112803は、第２図工程の第二
精留塔Ｃの操業圧力が高くされ、第二精留塔Ｃ塔
頂メタノール蒸気温度が、常圧第一精留塔Ｂ塔底
液の蒸発器Ｅの加熱源として使用可能温度まで高
くなり、第二精留塔Ｃの凝縮器Ｈの機能を蒸発器
Ｅが兼務する方法である。即ち、第二精留塔Ｃ塔
頂メタノール蒸気温度が、常圧第一精留塔Ｂ塔底
液の沸謄温度約104℃に、蒸発器Ｅ加熱源として
の所要温度差10〜12℃が加えられた温度となるよ
う第２図の第二精留塔Ｃ塔頂圧力は4.3〜4.8Kg／
cm2Ｇまで上昇させられる必要がある。 この発明の方法において、特開昭53―112803の
方法に比較し、最高の塔頂圧力が約2.0〜2.8Kg／
cm2低い。 この圧力差は、一見、大差ではないが、現在の
メタノール生産規模は100t／日以上、精留塔の直
径4.5ｍ以上、総高65ｍ程度、本体重量150t以上
であり、塔内圧低下による塔本体の設計重量の減
少は、この巨大な精留塔の製作、輸送、基礎工
事、据付などの経済的負担を大いに軽減する。 この発明の特長の第二は、特開昭53―112803の
方法が使用される場合よりも、第一精留塔と第二
精留塔の合計棚段数が小さくなることである。 一発に、多成分液の沸謄温度における気液平衡
曲線は、圧力に応じて変化する。 従つて、第２図工程の第一精留塔Ｂの塔頂圧力
が僅かに上昇させられるこの発明の方法と、第二
精留塔Ｃの塔頂圧力が大きく上昇させられる特開
昭53―112803の方法とは、塔頂圧力が上昇させら
れる各精留塔の塔頂流と塔底流の成分組成を圧力
上昇前と同一に維持するために必要な棚段の増加
数が相違する。 即ち、第一精留塔Ｂをメタノール・水の二成分
系と見做して、常圧下の気液平衡曲線を描けば、
第３図の曲線Ｏになる。 第二精留塔Ｃをメタノール・エタノールの二成
分系と見做して、常圧下の気液平衡曲線を描け
ば、第３図の曲線Ｐになる。 メタノール・エタノール間の沸点差が、メタノ
ール・水の間の沸点差より小さいため、曲線Ｐ
が、曲線Ｏよりも、対角線Ｑに近い。 精留塔の塔頂流中と塔底流中の二成分の濃度
が、それぞれ、一定とされる場合には、二成分の
気液平衡曲線が対角線Ｑに近付く程、精留塔の必
要棚段数が増加することは周知である。 第３図の右下端のPCは、第一および第二精留
塔において略々同等である塔頂流のメタノールの
モル分率、F1およびF2は、それぞれ第一精留塔
Ｂおよび第二精留塔Ｃへの供給流のメタノールの
モル分率であり、W1は第一精留塔Ｂの塔底流の
メタノールのモル分率であり、W2は第二精留塔
Ｃの塔底液をメタノール・エタノールの二成分系
と見做した場合の塔底液のメタノールのモル分率
である。 第２図工程における常圧の第一精留塔Ｂの圧力
が、この発明の方法の特定圧力まで上昇させられ
た場合、気液平衡曲線は曲線Ｏから曲線Ｒへ変化
するため、この発明の第一精留塔Ｂの所要精留棚
段数は、曲線Ｒに対応して決定され、常圧の第一
精留塔Ｂの場合よりは増加する。 これに対して、特開昭53―112803の方法の場合
は、第２図工程の常圧の第二精留塔Ｃの圧力が、
大きく上昇させられるため、気液平衡曲線は曲線
Ｐから曲線Ｔへ変化し、対角線Ｑへ著しく接近す
る。 特開昭53―112803の方法の第二精留塔の所要精
留棚段数は、曲線Ｔに対応して決定される。 高純度のメタノールが製造される場合、即ち、
第３図のメタノールのモル分率が1.0の近くで
は、第一精留塔の場合は水、第二精留塔の場合は
エタノールを減少させるために必要な棚段数が、
各精留塔の総棚段数の大部分を占める。 従つて、メタノールのモル分率1.0付近におい
て、曲線Ｒと曲線Ｔそれぞれの対角線Ｑとの角度
が小さくなるのに従つて、各精留塔の所要総棚段
数は急激に増大する。 第２図工程の常圧の第一精留塔Ｂが高圧化され
るこの発明の方法の場合は、第二精留塔Ｃが高圧
化される特開昭53―112803の方法の場合よりも、
所要総棚段数の増加が遥かに少ない。 以上の説明では、二成分系と見做しているが、
三成分系の場合も、事情は略々同様であり、三成
分系の場合は二成分系の場合より棚段数の増加数
の差が拡大される。 発明者らの検討結果では、第一および第二精留
塔の合計棚段数において、この発明の方法では、
特開昭53―112803の方法の場合よりも、各段の精
留効率が考慮された実棚段数は40段以上、少な
い。 この実棚段数の差は、この発明の第一の特長の
圧力上昇が小さいことと相俟つて、装置の軽量化
小型化のため大きい効果があるとともに、第二精
留塔の塔底圧力の上昇抑制のためにも有益であ
る。 この発明の特長の第三は、第一精留塔の塔底液
蒸発のため精留工程外から導入の熱源の温度が、
特開昭53―112803の方法よりも低いことである。 第２図工程の場合、通常、第一精留塔Ｂ塔底と
第二精留塔Ｃ塔底の圧力差は、僅かであるため、
第二精留塔Ｃ塔底液の沸謄温度が、第一精留塔Ｂ
塔底液の沸謄温度よりも低いか、この発明の第一
および第二の特長の説明の通り、この発明の第一
精留塔が高圧化される場合は、圧力上昇の程度が
小さく、棚段数の増加も少ないため、必然的に特
開昭53―112803の第二精留塔の塔底液の沸謄温度
よりも低く、従つて、精留工程外から導入される
熱源温度は、低くてよいこととなる。 発明者らの検討結果では、特開昭53―112803の
方法よりも10〜15℃低くすることができる。 この熱源温度の低下は、従来、廃熱と考えられ
ていた150〜170℃程度の低温熱源の有効利用を可
能とし、加えて、第一精留塔塔頂のメタノール蒸
気により常圧の第二精留塔塔底液が加熱されるた
め、この発明の方法の場合は、第２図工程の二基
の精留塔の塔底液の加熱用に精留工程外からの導
入熱量に比較して、略々半量で充分である。 この発明の方法において、常圧の第二精留塔の
塔底液の蒸発用の所要熱量が少なく、第一精留塔
塔頂メタノール蒸気の凝縮熱に余剰が生じる場
合、余剰凝縮熱は第１図の予備精留塔Ａ塔底液の
蒸発用にも単独あるいは他の熱源と併用され得
る。 逆に、常圧の第二精留塔塔底液の蒸発用の所要
熱量が多く、第一精留塔の塔頂メタノール蒸気の
凝縮熱のみで不足の場合、他の熱源と併用され
る。 この発明の第二精留塔内圧は、塔頂１Kg／cm2Ｇ
以下、水銀柱650mm以上程度の軽度減圧までの間
にあることが望ましい。 〔実験例〕 第１図による実施の主要値が、次表に示され
る。
【表】
度℃
【表】
ル
高純度メタノール高収率の実施例であり、第一
精留塔Ｂへの管１８供給液の予熱器Ｉの熱源の一
部に、第一精留塔Ｂ塔底液流２０が使用され、第
一精留塔Ｂ塔底液の蒸発器Ｅの熱源に、合成ガス
原料炭化水素がリフオーミングされ、熱回収の後
の水蒸気多量含有の156℃の高圧ガスが使用され
る。 エタノール含有量8.8ppmの高純度メタノール
50071Kg／時が、収率98.5％を以て得られる。
高純度メタノール高収率の実施例であり、第一
精留塔Ｂへの管１８供給液の予熱器Ｉの熱源の一
部に、第一精留塔Ｂ塔底液流２０が使用され、第
一精留塔Ｂ塔底液の蒸発器Ｅの熱源に、合成ガス
原料炭化水素がリフオーミングされ、熱回収の後
の水蒸気多量含有の156℃の高圧ガスが使用され
る。 エタノール含有量8.8ppmの高純度メタノール
50071Kg／時が、収率98.5％を以て得られる。
第１図は、この発明の方法を実施するための工
程図を示し、第２図は、第一および第二精留塔の
塔頂圧力が常圧の場合の説明用図であり、第３図
は、メタノール・水系、およびメタノール・エタ
ノール系の気液平衡線図である。
程図を示し、第２図は、第一および第二精留塔の
塔頂圧力が常圧の場合の説明用図であり、第３図
は、メタノール・水系、およびメタノール・エタ
ノール系の気液平衡線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ メタノール合成法により得られる不純メタノ
ールが予備精留塔へ供給され、塔頂から高揮発性
不純物が除去され、塔底からメタノールと水の混
合物であり、高揮発性不純物を含有しない粗製メ
タノールが得られ、この組成メタノールは加圧状
態にある第一精留塔に供給され、塔頂からエタノ
ール含有量10ppm以下の高純度メタノールが留
出させられて回収され、塔底から水が排出され、
第一精留塔の中間部分から水と微量のエタノール
を含有するメタノールが側流として抽出され、こ
の抽出された側流は第二精留塔へ供給され、塔頂
からエタノール含有量10ppm以下の高純度メタ
ノールが留出させられて回収され、塔底から少量
のエタノール含有のメタノールと水の混合物が少
量排出される不純メタノールの精製法において、 予備精留塔の塔頂圧力が０乃至1.0Kg／cm2Ｇの
範囲内に維持され、第一精留塔の塔頂圧力が1.5
乃至3.0Kg／cm2Ｇの範囲内に維持され、第一精留
塔の中間部分から抽出される側流は、減圧されて
第二精留塔へ供給され、第一精留塔の塔頂圧力よ
り第二精留塔の塔底圧力が、1.4乃至2.0Kg／cm2、
低く維持され、第一精留塔の塔頂から留出する高
純度メタノール蒸気メタノール蒸気保有熱が第二
精留塔および／もしくは予備精留塔の塔底液の蒸
発に使用されることを特徴とするメタノールの精
製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2738780A JPS56123926A (en) | 1980-03-06 | 1980-03-06 | Purification of methanol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2738780A JPS56123926A (en) | 1980-03-06 | 1980-03-06 | Purification of methanol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56123926A JPS56123926A (en) | 1981-09-29 |
| JPS6141497B2 true JPS6141497B2 (ja) | 1986-09-16 |
Family
ID=12219637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2738780A Granted JPS56123926A (en) | 1980-03-06 | 1980-03-06 | Purification of methanol |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56123926A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3311316A1 (de) * | 1983-03-29 | 1984-10-11 | Uhde Gmbh, 4600 Dortmund | Verfahren zur erzeugung von methanol in chemie-qualitaet |
| JPH0692333B2 (ja) * | 1985-07-31 | 1994-11-16 | 三菱重工業株式会社 | メタノ−ルプラントの加圧蒸留法 |
| JPH0692332B2 (ja) * | 1985-07-31 | 1994-11-16 | 三菱重工業株式会社 | メタノ−ルプラントの加圧蒸留方法 |
| KR100464165B1 (ko) * | 2002-05-02 | 2005-01-03 | 재원산업 주식회사 | 메탄올의 정제방법 |
-
1980
- 1980-03-06 JP JP2738780A patent/JPS56123926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56123926A (en) | 1981-09-29 |
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