JPS63131901A - 反応熱の回収方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化学工場で発生する反応熱を回収して、低圧の
水蒸気（以下蒸気という）を発生させ、これを加圧圧縮
して高エネルギーの蒸気に変換する反応熱の回収方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、反応熱等の比較的低位の熱の回収方法としては、
フロンタービンによる動力としての回収、吸熱式冷凍機
としての冷熱転換、高圧蒸気のエジェクターによる増量
方式等の回収方法が行なわれている。

しかし、近年圧縮機性能の向上に伴なって、蒸発缶、濃
縮缶から発生する蒸気の再圧縮再利用が行なわれるよう
になった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記動力転換、冷熱転換、増量方式等の回収
方法は、排熱温度が２００〜３００℃でないと効率が悪
く、排熱温度が１５０℃以下の場合には殆ど利用されて
いない。

また、発生蒸気を再圧縮する方法は、反応熱の回収に使
用された例はない。

化学プロセスには、原料を反応塔に導入し、反応熱によ
って昇温した反ｔ；Ｓ流体を反応塔より流出させ、次の
工程に送液するプロセスがある。この際、一般には上記
反応流体を熱交換器を介して適温に冷却した後、次の工
程に送液する。上記冷却水は１ｍして温水となって放出
されるが、発生する反応熱の黴が多いと、温水が放出さ
れる川、海などの水温が上昇し、熱公害の原因となる。

本発明者等は、上記熱公害の発生を防止するとともに反
応熱を有効利用すべく鋭意研究した結果、温度が比較的
低くとも、発生熱量が大きく、スチームの使用個所がプ
ラント内等の近い位置にある際には、スチーム転換が最
も有効であることを知見した。

本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、反応熱
を有効利用可能なスチームに転換して回収する方法を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成すべくなされたもので、その
要旨は、反応熱を熱交換器を介して低圧蒸気に変換し、
この低圧蒸気を圧縮して高エネルギー蒸気として回収す
る反応熱の回収方法にある。

〔発明の具体的構成および作用〕

以下本発明を説明する。

第１図は、本発明の方法を実施する反応熱回収プロセス
の一例を示すもので、図中符号１は竪形の熱交換器であ
る。熱交換器１の上蓋１ａの上端には反応熱によって昇
温された反応流体の導入管２が取付けられ、下蓋１ｂに
は降温された反応流体の導出管３が取付りられている。

この導出管３によって抜出された反応流体は、熱交換器
４によって所定の温度に降温され、次の工程に送られる
。

上記熱交換器１とほぼ同じレベルに並んで気液分離器５
が設けられている。この気液分離器５の下端は熱交換器
１の胴部１Ｃの下部と配管６によって接続されている。

この配管６には気液分離器５のＬｉＯ２によって作動さ
れるコントロールバルブ８を有するボイラー水（ｇｉｌ
ｌ！水）の導入管９が接続されている。また、気液分離
器５の側面上部と、胴部１Ｇの上部とは配管１０によっ
て接続されている。

上記気液分離器５の頂部には低圧蒸気管１１が取付けら
れ、この低圧蒸気管１１は圧縮機１２に接続されている
。この圧縮機１２は、ドレインの発生によるノッキング
を防止するため、通常渦巻ケーシングを持ち、インペラ
がピニオン軸に組立てられたシンプルな構造の回転ガス
圧縮機が用いられる。上記低圧蒸気管１１には、飽和蒸
気導入管１３、および蒸気放出管１４が接続されている
。

これら導入管１３、放出管１４には、低圧蒸気管１１に
設けられたＰＩＣ１５によって作動されるコントロール
バルブ１３ａ、１４ａがそれぞれ取付けられている。

上記圧縮機１２によって昇温圧縮された蒸気は、蒸気供
給管１６によって他の工程に送られ使用されるが、蒸気
供給管１６には、これにとり付けられたＰＩＣ１７によ
って作動するコントロールバルブ１８ａを有する分岐管
１８が設けられている。

上記の装置によって反応熱を回収するには、次のように
操作する。

先ず、導入管２より熱交換器１に反応熱によって昇温し
た反応流体を導入し、胴部１Ｃ内の水によって冷却する
。胴部１Ｃ内の水は加熱気化され、気液混相流となって
、配管１０を通って気液分離器５に導入される。降温し
た反応流体は導出管３によって熱交換器４に導かれ、所
定の温度に降温されて次の工程に送られる。上記熱交換
器の冷却水は昇温されるが、大部分の熱は熱交換器１に
よって回収されているので、その保有熱量は小さく、放
流しても熱公害の発生原因とはならない。

−５＝ 上記気液分離器５内に入った気液混合相流は、気液分離
されて蒸気のみが低圧蒸気管１１を通って圧縮機１゛２
に吸引される。

分離された水はサーモサイホンにより、配管６を通って
胴部１Ｃに循環され、蒸気を発生する。

この際、気液分離器５の液レベルは降下の傾向を示すが
、ＬｉＯ２によって純水が導入管９より配管６に導入さ
れ、サーモサイホンによって循環する水に伴なわれて胴
部１Ｃに導入され、気液分離器５の液レベルは一定に保
持される。

上記低圧蒸気管１１内の圧は、ＰＩＣ１５によって低い
場合には飽和蒸気導入管１３より飽和蒸気が導入され、
圧の上昇した場合には蒸気放出管１４により蒸気が放出
されて、圧縮機１２に吸引される低圧蒸気の圧がほぼ一
定に保持される。この際、上記低圧蒸気管１１内では温
度がほぼ一定であり、管１１内の圧損によって圧力がや
や低下するため、僅か加熱された状態の蒸気として圧縮
機１２に吸引される。

圧縮機１２に吸引された蒸気は、断熱圧縮されるが、圧
縮機１２の回転エネルギーが付与され、凝縮することな
く昇温、昇圧され高位の蒸気となり、蒸気供給管１６に
よって他の工程に送られ使用に供される。この際、供給
される蒸気の圧を使用目的に合った所望の圧とするため
、ＰＩＣ１７によって、コントロールバルブ１８ａを操
作して圧を調整する。

このようにして、反応熱は、プロセスに使用出来る状態
の蒸気として回収される。

なお、上記説明では、反応熱によって昇温した反応流体
より反応熱を回収したが、反応塔などの温度コントロー
ルによって発生する蒸気も同様にして回収可能である。

しかし、反応熱量が小さい場合には、装置費用に対して
発生する蒸気量が少なく、経済性を失う。

〔実施例〕

次に本発明の方法をアセトアルデヒド製造プラントに適
用した場合を示して説明する。

装置は第１図に示したものを用い、各部のマテリアルバ
ランス、ヒートバランスを第２図に示す。

但し、低圧蒸気管１１は長さ約１５ｍ、、圧縮機１２は
気液分離器５の１０ｍ下方に位置している。

第２図より明らかなように、反応流体は低圧蒸気に変換
され、圧縮機により断熱圧縮されるとともにエネルギー
が付与され、使用可能な蒸気として回収される。この回
収蒸気は水蒸気蒸留に用いられる。

また、熱交換器４によって除去される熱は、熱交換器１
を用いない場合の約１７３となり、熱交換器４より排出
される温水を川、海等に放出しても熱公害を発生するこ
とはない。

（発明の効果〕 以上述べたように本発明の方法は、反応熱を有効利用可
能な水蒸気に変換するので、水蒸気の原単位を大幅に下
げ、さらに熱公害の発生を防止するなど、化学工業に寄
与することは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す図、
第２図は第１図の装置をアルデヒド製造工業に適用した
場合の、各部のマテリアルバランス、ヒートバランスを
示す図である。 １・・・・・・熱交換器、１ａ・・・・・・上蓋、１ｂ
・・・・・・下蓋、１Ｃ・・・・・・胴部、２・・・・
・・導入管、３・・・・・・導出管、４・・・・・・熱
交換器、５・・・・・・気液分離器、６・・・・・・配
管、７・・・・・・ＬＩＣ，８・・・・・・コントロー
ルバルブ、９・・・・・・純水導入管、１０・・・・・
・配管、１１・・・・・・低圧蒸気管、１２・・・・・
・圧縮機、１３・・・・・・飽和蒸気導入管、 １３ａ・・・・・・コントロールバルブ、１４・・・・
・・蒸気放出管、 １４ａ・・・・・・コントロールバルブ、１５・・・・
・・ＰＩＣ。 １６・・・・・・蒸気供給管、１７・・・・・・ＰＩＣ
。 １８・・・・・・分岐管、１８ａ・・・・・・コントロ
ールバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応熱を熱交換器を介して低圧水蒸気に変換し、この低
   圧水蒸気を圧縮して高エネルギー水蒸気として回収する
   ことを特徴とする反応熱の回収方法。