KR0161517B1 - 진공 증류 장치 - Google Patents

진공 증류 장치

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KR0161517B1 KR1019900001478A KR900001478A KR0161517B1 KR 0161517 B1 KR0161517 B1 KR 0161517B1 KR 1019900001478 A KR1019900001478 A KR 1019900001478A KR 900001478 A KR900001478 A KR 900001478A KR 0161517 B1 KR0161517 B1 KR 0161517B1
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내용 없음.

Description

진공 증류 장치
제1도는 본 발명에 따르는 진공 증류 장치(Vacuum distillation device)의 개략적인 부분적 횡단면도이다.
제2도는 본 발명에 따르는 진공 증류 장치의 대안적 구조물의 상면도이다.
제3도는 제2도의 III-III 부분의 확대도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공 증류 컬럼 2, 2' : 노
3, 3' : 접속 도관 6 : 컬럼 입구
8 : 하부 출구 9 : 하부 유출 도관
10 : 상부 출구 12 : 도관
14 : 증기 배출 장치 16 : 증기 유입 도관
18 : 증기 유출 도관 20 : 버너
22 : 연료 공급도관 23 : 산화제 공급도관
25 : 연도 기체 배출 도관 27, 27' : 열-교환관
28, 28' : 관 입구 29, 29' : 관 출구
33, 33' : 유입구 말단 34, 34' : 유출구 말단
40 : 전달 도관 42 : 지지체
본 발명은 컬럼 입구, 하부 출구 및 상부 출구를 갖는 진공 증류 컬럼, 관 입구 및 관 출구를 갖는 열-교환관이 갖추어진 노(furnace) 및 관 출구에 접속된 유입구 말단과 컬럼 입구와 유동 연결되어 있는 유출구 말단이 갖추어진 접속 도관으로 구성된 진공 증류 장치에 관한 것이다.
그러한 진공 증류 장치는 탄화수소-함유 공급물을 분류하는데 사용된다. 공급물은 때때로 긴 잔류물(long residue)로서 언급된다. 정상적 작동중에, 진공 증류 컬럼내의 절대압은 650 내지 5200 Pa로 유지된다. 노 내의 열-교환관을 통과하는 액체 공급물은 부분적으로 증발되고, 부분적으로 증발된 공급물은 380 내지 425℃에서 접속 도관을 통하여 컬럼 입구에 공급된다.
본 발명의 목적은 컬럼 입구로부터의 공급물 상류 대부분이 증발되도록 하는 진공 증류 장치를 제공하는 것이다.
이 목적을 위해 본 발명에 따르는 진공 증류 장치는 컬럼 입구, 하부 출구 및 상부 출구를 갖는 진공 증류 컬럼, 관입구 및 관출구를 갖는 열-교환관이 갖추어진 노 및 관 출구에 접속된 유입구 말단과 컬럼 입구와 유동 연결되어 있는 유출구 말단이 갖추어진 접속 도관으로 구성되는데, 이때 열-교환관의 내부 직경은 열-교환관의 길이에 따라 관 입구 내부 직경의 2.4 내지3배까지 증가하며, 접속 도관의 내부 직경은 일반적으로 접속 도관의 길이에 따라 관 출구 내부 직경의 2.5 내지 5.4배까지 점차로 증가한다.
본 발명에 따르는 진공 증류 장치의 정상적 작동 동안, 단지 50중량% 이하의 공급물이 노 내의 열-교환관에서 증발되며 더많은 공급물은 접속도관에서 증발되어, 접속도관의 유출구 말단에서 공급물이 약 0.9kg 증기/kg 공급물을 포함하도록 한다.
정상적 작동동안 열-교환관에서의 증발을 감소시키고 열교환관의 말단부에서 유체의 속도를 조절할 수 있도록, 하기 위해 열-교환관 길이의 95%에서 그 내부 직경은 열-교환관 관 입구의 내부 직경의 1.0-1.6배이며, 열-교환관 길이의 98%에서 그 내부 직경은 관 입구 내부 직경의 1.7-2.3배이다.
적당하게는 접속 도관 길이의 1/4에서 그 내부 직경은 열-교환관 관 출구의 내부 직경의 1.0-1.8배이며, 접속 도관 길이의 절반에서 그 내부 직경은 관 출구 내부 직경의 1.3-2.8배이며, 접속 도관 길이의 3/4에서 그 내부 직경은 관 출구 내부 직경의 1.7-4.5배이다.
접속 도관의 출구 말단은 증류 컬럼 입구에 직접 연결될 수 있다. 대안적 실시양태에서, 진공 증류 장치는 또한 접속 도관의 출구 말단 내부 직경의 0.7-5.7배인 내부 직경을 갖는, 접속 도관의 출구 말단과 컬럼 입구 사이에 뻗어있는 전달 도관도 포함한다.
이제, 본 발명은 첨부된 도면을 참고로 예로서 더 자세히 기술될 것이다.
제1도를 참고로 한다. 진공 증류 장치는 진공 증류 컬럼(1), 노(2) 및 접속 도관(3)으로 구성된다.
진공 증류 컬럼(1)에는 컬럼 입구(6), 여기에 접속된 하부 유출 도관(9)를 갖는 하부 출구(8) 및 상부 출구(10)이 제공되어 있다. 상부 출구(10)은 도관(12)에 의해 증기 유입 도관(16), 및 증기 유출 도관(18)이 갖추어진 증기 배출 장치(14)에 접속되어 있다. 진공 증류 컬럼(1)에는 또한 적당한 내부 장치 및 인취 장치(draw-off means)(나타내지 않았음)도 갖추어져 있다.
노(2)에는 연료 공급 도관(22) 및 산화제 공급도관(23)을 갖는 버너(20), 연도 기체 배출 도관(25) 및 관 입구(28) 및 관 출구(29)를 갖는 열-교환관(27)이 준배되어 있다.
접속 도관(3)에는 입구 말단(33)과 출구 말단(34)가 제공되고; 입구 말단(33)은 관 출구(29)에 접속되어 있으며 출구 말단(34)는 컬럼 입구(6)에 직접 연결되어 있다.
열-교환관(27)의 내부 직경은 열-교환관(27)의 길이에 따라(유체흐름 방향으로) 관 입구(28)의 내부 직경의 2.4-3배까지 증가하며 접속 도관3의 내부 직경은 접속 도관의 길이에 따라(유체흐름 방향으로) 관 출구(29)의 내부 직경의 2.5-3.4배까지 점차 증가한다.
열-교환관(27)의 관 입구(28)의 내부 직경은 0.06-0.1m이며 열-교환관(27)의 길이는 600-850m이며 접속 도관(3)의 길이는 50-70m이다.
정상적 작동 동안 증기 배출 장치(14)는 증기 유입 도관(16)을 통하여 증기 배출 장치(14)에 증기를 도공급함으로써 진공 증류 컬럼 1 내지 부압을 유지하기 위해 작동된다. 연료 및 산화제는 관 입구(28)을 통하여 공급된 액체 공급물을 가열시키기 위해 노 2의 버너(20)에 공급되며 연도 기체는 연도 기체 배출 도관(25)를 통하여 노로부터 제거된다.
열-교환관(27)내에서 공급물은 부분적으로 증발되어서, 열-교환관(27)내에는 항상 존재하는 액체 분류물이 있고; 이 액체 분류물은 열-교환관(27)의 내부 표면과 열-교환관(27)을 통하여 흐르는 공급물 사이에 우수한 열 전달을 보장한다. 향상된 열 전달 효과는 열-교환관(27) 벽의 내부 표면상에 고온 반점(hot spots)의 수가 감소하여서 액체 공급물이 코크스로 변환될 수 있는 지점의 수를 감소시켜 오염 양을 감소시킨다는 것이다.
접속 도관(3)의 내부 직경이 점차 증가함에 따라 공급물의 액체 분류물이 접속 도관(3)내에서 증발하게 되어 충분히 많은 양의 공급물이 증발된다.
이제 제2도 및 제3도를 참고로 한다. 진공 증류 장치는 진공 증류 컬럼(1) 2개의 노(2) 및 (2') 및 2개의 접속 도관(3) 및 (3')으로 구성된다.
진공 증류 컬럼(1)에는 컬럼 입구(6), 이에 접속된 하부 유출 도관(나타내지 않았음)을 갖는 하부 출구(나타내지 않았음) 및 상부 출부(나타내지 않았음)가 제공된다. 상부 출구는 진공 증류 장치(나타내지 않았음)에 접속된다. 진공 증류 컬럼(1)에는 적당한 내부 장치(나타내지 않았음)가 제공된다.
노(2)에는 연료 공급 도관(나타내지 않았음) 및 산화제 공급도관(나타내지 않았음)을 가즌 버너(나타내지 않았음) 연도 기체 출구 도관(나타내지 않았음) 및 관입구(28) 및 관출구(29)를 갖는 열-교환관(27)이 제공된다. 노(2')에는 연료 공급 도관(나타내지 않았음) 및 산화제 공급도관(나타내지 않았음)을 갖는 버너(나타내지 않았음), 연도 기체 출구 도관(나타내지 않았음) 및 관입구(28') 및 관출구(29')를 갖는 열-교환관(27)'이 제공된다. 열-교환관(27) 및 (27')는 같은 치수를 갖는다.
접속 도관(3)에는 입구 말단(33)과 출구 말단(34)가 제공되어 있고; 입구 말단(33)은 관 출구(29)에 접속되어 있으며 출구 말단(34)는 전달 도관(40)을 통해 컬럼 입구(6)과 유동연결되어 있다. 접속 도관(3')에는 관 출구(29')에 연결되어 있는 입구 말단(33')와 전달 도관(40)을 통해 컬럼 입구(6)과 유동 연결되어 있는 출구 말단(34')가 제공되어 있다. 전달 도관(40)은 지지체(42)상에 놓여있다. 접속 도관(3) 및 (3')는 같은 치수이다.
열-교환관(27) 및 (27')의 내부 직경은 열-교환관(27) 및 (27')의 길이에 따라 관 입구(28) 및 (28')의 내부 직경의 2.4-3배까지 증가하여 접속 도관(3) 및 (3')의 내부 직경은 접속 도관의 길이에 따라 관 출구(29) 및 (29')의 내부 직경의 2.5-5.4배까지 점차 증가한다.
열-교환관(27) 및 (27')의 관 입구(28) 및 (28')의 내부 직경은 0.06-0.10m이며 열-교환관(27) 및 (27')의 길이는 5200-6200m이며 접속 도관(3) 및 (3')의 길이는 200-280m이다.
전달 도관(40)의 내부 직경은 접속 도관(3)의 출구 말단(34)의 내부 직경의 2.7-5.7배이며 전달 도관(40)의 길이는 25-35m이다. 정상적 작동 동안 진공 증류 컬럼(1)내에서 부압이 유지된다. 연료 및 산화제는 관입구(28) 및 (28')을 통하여 공급된 액체 공급물을 가열시키기 위해 노(2) 및 (2')의 버너에 공급되며 연도 기체는 연도 기체 출구 도관(나타내지 않았음)를 통하여 노로부터 제거된다.
열-교환관(27) 및 (27')내에서 공급물은 부분적으로 증발되어서, 열-교환관(27) 및 (27')내에는 항상 존재하는 액체 분류물이 있고; 이 액체 분류물은 열-교환관(27) 및 (27')의 내부 표면과 열-교환관(27) 및 (27')을 통하여 흐르는 공급물 사이에 우수한 열 전달을 보장한다.
접속 도관(3) 및 (3')의 내부 직경이 점차 증가함에 따라 공급물이 액체 분류물이 접속 도관(3) 및 (3')내에서 증발하게 된다.
제1도를 참고로 관찰되는 바와 같이, 노내의 열-교환관의 우수한 열전달은 열-교환관 내부 표면의 오염을 감소시킨다.
따라서 열-교환관내에서 공급물에 시간 단위 당 더 많은 열이 공급될 수 있으며; 이는 공급물을 더 높은 온도로 가열시키거나 같은 온도에 대한 처리량(throughpout)을 증가시킨다.

Claims (6)

  1. 컬럼 입구(6), 하부 출구(8) 및 상부 출구(10)를 가지는 진공 증류 컬럼(1)과, 관 입구(28) 및 관 출구(29)를 가지는 열-교환관(27)이 갖추어진 노(2), 및 관 출구(29)에 접속된 유입구 말단(33) 및 컬럼 입구(6)와 유동 연결되어 있는 유출구 말단(34)이 갖추어진 접속 도관(3)을 포함하여 구성되는 진공 증류 장치에 있어서, 열-교환관(27)의 내부 직경은 열-교환관(27)의 길이를 따라 관 입구(28) 내부 직경의 2.4배 내지 3배까지 증가하며, 열-교환관(27) 길이의 95% 지점에서 그 내부 직경은 관 입구(28) 내부 직경의 1.0배 내지 1.6배이고, 또한 접속 도관(3)의 내부 직경은 접속 도관(3)의 길이에 따라 관 입구(28) 내부 직경의 2.5배 내지 5.4배까지 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
  2. 제1항에 있어서, 열-교환관(27) 길이의 98% 지점에서 그 내부 직경이 관 입구(28) 내부 직경의 1.7배 내지 2.3배인 진공 증류 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접속 도관(3) 길이의 1/4 지점에서 그 내부 직경이 관 출구(29) 내부 직경의 1.0배 내지 1.8배인 진공 증류 장치.
  4. 제1항에 있어서, 접속 도관(3) 길이의 절반 위치에서, 그 내부 직경이 관 출구(29) 내부 직경의 1.3배 내지 1.8배인 진공 증류 장치.
  5. 제1항에 있어서, 접속 도관(3) 길이의 3/4 지점에서 그 내부 직경이 관 출구(29) 내부 직경의 1.7배 내지 4.5배인 진공 증류 장치.
  6. 제1항에 있어서, 접속 도관(3)의 유출구 말단(34)과 컬럼 입구(6) 사이에 뻗어 있고, 그 내부 직경이 접속 도관(3)의 유출구 말단(34) 내부 직경의 0.7배 내지 5.7배인 전달 도관(40)을 더욱 포함하여 구성되는 진공 증류 장치.
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