KR101335341B1 - A reflux-less fractional distillation device with diabatic horizontal distillation column - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비점이 각기 다른 2 성분의 혼합물로부터 2 성분을 분리하기 위하여 수평형 열교환 증류관에 다수 개의 가열기를 설치한 것을 특징으로 하는 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치에 관한 것으로, 수평형 열교환 증류관의 길이 방향으로 증류관의 외부 면과 접하게 다수 개의 가열기를 배열한 구조로서 증류관의 내부 온도를 각각 다르게 조절하여 수평형 열교환 증류관으로 소비되는 열을 각 가열기 별로 구분하여 나누어 사용함으로써 무환류 증류조작이 가능하게 하고, 재비기를 설치하지 않음에 따라 증류 조작시 소비되는 전력의 사용을 없애 에너지 효율을 높이도록 한 것이 장점이다. The present invention relates to a non-reflow fractionation unit equipped with a heat exchange type horizontal distillation tube, characterized in that a plurality of heaters are installed in the horizontal heat exchange distillation tube to separate two components from a mixture of two components having different boiling points. Structure is a structure in which a plurality of heaters are arranged in contact with the outer surface of the distillation tube in the longitudinal direction of the horizontal heat exchanger distillation tube. By dividing it, it is possible to make reflux distillation operation possible, and to improve energy efficiency by eliminating the use of power consumed in the distillation operation by not installing a reboiler.
Description
본 발명은 열교환형 수평 증류관이 구비된 분별증류 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비점이 다른 2 성분의 혼합물로부터 2 성분을 각각 분리하기 위하여 수평형 열교환형 증류관을 설치함으로써, 증류조작 시 환류를 하지 아니하고 증류시킴에 따라 소비되는 에너지를 절감하고 2 성분 분리효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a fractional distillation apparatus equipped with a heat exchanger type horizontal distillation tube, and more particularly, by installing a horizontal heat exchanger type distillation tube to separate two components from a mixture of two components having different boiling points. The present invention relates to a non-reflux fractionation device equipped with a heat exchange type horizontal distillation tube, which can reduce energy consumption and increase two-component separation efficiency by distillation without reflux.
종래, 1 기의 증류탑을 구비하여 2가지 성분 혼합액을 분류하는 통상적인 증류장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 메탄올(A)과 n-프로판올(B)의 혼합물인 원료(F)가 공급되는 증류탑의 공급단을 기준으로 상부의 메탄올(A)이 분리되는 정제부와 하부의 n-프로판올(B)이 분리되는 회수부로 구분된다. 회수부의 하단에 재비기가 설치되어 탑의 하단으로 증기를 공급하고 공급된 증기는 탑의 상부 즉, 정제부를 거쳐 탑의 상단으로 배출된 후 냉각기에서 액으로 냉각되어 다시 탑으로 환류되어 탑 내에서 기액 접촉을 연속으로 형성하도록 한 구조의 증류장치이다.
Conventionally, a conventional distillation apparatus having one distillation column for dividing a two component mixture liquid is supplied with a raw material (F) which is a mixture of methanol (A) and n-propanol (B) as shown in FIG. On the basis of the feed stage of the distillation column, the upper part of the methanol (A) is separated into a purification part and the lower n-propanol (B) is separated into a recovery part. A reboiler is installed at the bottom of the recovery unit to supply steam to the bottom of the tower, and the supplied steam is discharged to the top of the tower, that is, through the refining unit, to the top of the tower, cooled by liquid in a cooler, and then refluxed back to the tower to vaporize liquid in the tower. It is a distillation apparatus having a structure to form a continuous contact.
즉, 상기와 같은 증류장치는 탑 하부의 회수부에 열을 공급하기 위한 재비기가 설치되고, 탑 상부의 정제부에 열을 제거하기 위한 냉각기를 설치하여야 한다. 증류탑 내에서 고비점 성분과 저비점 성분의 분리는 증기와 액이 서로 접촉하여 저비점 성분은 증류탑의 상부로, 고비점 성분은 증류탑의 하부로 이동하면서 분리가 이루어진다. 이렇게 증기와 액이 충분히 접촉하기 위해서는 냉각기에서 얻어진 액을 환류하여 다시 증류탑에 지속적으로 공급할 필요가 있다. 그러나 증류탑이 수직으로 설치되어 있기 때문에 액이 증류탑 내에서 체류하는 시간이 매우 짧아 다량의 액을 환류하여야 한다. 환류된 액은 증류탑의 하부에서 다시 가열하여 증기로 만들어지고 이 증기는 증류탑 하부로 공급되어 상부로 이동하면서 액과 지속적으로 접촉하는 구조로 이루어진다. 이러한 구조를 갖는 증류장치는 많은 에너지가 필요하게 되므로 에너지 사용량의 절감을 위하여 증류탑의 구조를 변경하는 등 여러 가지 방법이 응용되고 있으나 기존공정의 설비변경에 따른 증류공정의 이상 발생 등과 같은 위험성 때문에 현장 기술자들이 새로운 증류 시스템을 도입하기를 어려워하고 있다.
That is, the distillation apparatus as described above is provided with a reboiler for supplying heat to the recovery portion of the lower part of the column, and a cooler for removing heat from the purification unit of the upper part of the tower. Separation of the high boiling point component and the low boiling point component in the distillation column is performed by separating the low boiling point component to the upper portion of the distillation column and the high boiling point component to the lower portion of the distillation column. In order for the vapor and the liquid to sufficiently contact, the liquid obtained from the cooler needs to be refluxed and continuously supplied to the distillation column. However, since the distillation column is installed vertically, the liquid residence time in the distillation column is very short, and a large amount of liquid must be refluxed. The refluxed liquid is heated again at the bottom of the distillation column to form steam, which is fed into the lower part of the distillation column and moves upwards to make continuous contact with the liquid. Since a distillation apparatus having such a structure requires a lot of energy, various methods such as changing the structure of a distillation column have been applied to reduce energy consumption, but due to risks such as abnormal occurrence of the distillation process due to the change of equipment of the existing process, It is difficult for technicians to introduce new distillation systems.
이에 본 발명자 등은 상기와 같이 기존의 증류시스템 대신 열교환형 수평 증류관을 적용한 새로운 증류시스템을 제안하여 증류공정의 에너지 사용량을 절감할 수 있는 증류 장치를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. 수평형 증류관은 수직형 증류탑에 비해 액의 체류 시간이 길어 환류가 없어도 증류관 내에서 액을 장시간 유지할 수 있다. 또 증류관의 온도를 길이에 따라 조절함으로써 저비점 성분과 고비점 성분의 구성비를 관의 위치에 따라 서로 다르게 유지할 수 있다. 즉 수직형에 요구되는 다량의 에너지 사용량을 절감하여 에너지 효율을 높일 수 있다.
The present inventors have completed the present invention by developing a distillation apparatus that can reduce the energy consumption of the distillation process by proposing a new distillation system applying a heat exchange type horizontal distillation tube instead of the existing distillation system as described above. The horizontal distillation tube has a longer residence time than the vertical distillation column, so that the liquid can be maintained in the distillation tube for a long time without reflux. In addition, by adjusting the temperature of the distillation tube according to the length, the composition ratio of the low boiling point component and the high boiling point component can be kept different depending on the position of the tube. In other words, it is possible to increase energy efficiency by reducing a large amount of energy required for the vertical type.
따라서, 상기와 수직형 증류 장치에서 요구되는 에너지 사용량을 개선하기 위한 방안으로 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 수평형 열교환 증류관에 다수 개의 가열기를 설치하여 온도를 조절하는 구조를 갖는 증류 장치를 설치함으로써, 2 성분 혼합물로부터 2 성분의 분리 증류조작 시 소비되는 에너지를 효율적으로 절감하는 것을 특징으로 하는 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치를 제공함을 과제로 한다.
Therefore, the present invention as a method for improving the energy usage required in the vertical distillation apparatus as described above is a distillation having a structure for controlling the temperature by installing a plurality of heaters in a horizontal heat exchanger distillation tube as shown in FIG. An object of the present invention is to provide a non-reflux fractionation apparatus equipped with a heat exchanger type horizontal distillation tube, which efficiently reduces energy consumed in two-component separation distillation operation from a two-component mixture.
또한 종래의 수직형 증류탑은 재비기가 구비되어 에너지 사용량이 많고 운전 및 장치관리가 복잡한데 반해 본 발명은 재비기를 설치하지 않음에 따라 증류 조작 시 과다한 에너지를 사용하지 않고, 운전 및 장치 관리가 용이한 것을 특징으로 하는 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치를 제공함을 또 다른 과제로 한다.
In addition, the conventional vertical distillation column is equipped with a reboiler has a high energy consumption and complicated operation and device management, while the present invention does not use the reboiler, and does not use excessive energy during the distillation operation, it is easy to operate and manage the device. Another object of the present invention is to provide a non-reflux fractionation apparatus equipped with a heat exchange type horizontal distillation tube.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 증류식 2 성분 분별증류장치에 있어서, In the present invention for achieving the above object in a distillation two-component fractionation distillation apparatus,
상기 분별증류장치는 2 성분 혼합물이 내부로 공급되는 수평형 열교환 증류관(30)과,The fractional distillation apparatus is a horizontal heat
상기 수평형 열교환 증류관(30)의 외부 면과 접하게 다수 개의 가열기(H1~H5)가 설치된 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별 증류 장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
A non-reflow fractional distillation apparatus equipped with a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that a plurality of heaters H1 to H5 is provided in contact with the outer surface of the horizontal heat
상기 가열기(H1~H5)는 수평형 열교환 증류관(30)의 길이 방향으로 다수 개가 배열된 구조로서, 이 가열기(H1~H5)들과 외부 면이 접한 증류관의 내부 온도는 가열기의 배열순서에 따라 점차적으로 높아지거나 또는 점차적으로 낮아지는 구조로서,The heaters H1 to H5 have a structure in which a plurality of horizontal heat
상기 2 성분 분별증류장치는 비점이 다른 2 성분 혼합물인 원료(F)가 수평형 열교환 증류관(30)의 중간부 위치에 유입되고, 저비점 성분(A)이 수평형 열교환 증류관의 온도가 낮은 쪽으로 이송되고, 고비점 성분(B)이 수평형 열교환 증류관의 온도가 높은 쪽으로 이송되어 외부로 유출되어지고, In the two-component fractionation distillation apparatus, the raw material (F), which is a two-component mixture having different boiling points, is introduced into the middle portion of the horizontal heat exchanger distillation tube (30), and the low boiling point component (A) has a low temperature in the horizontal heat exchanger distillation tube. The high boiling point component (B) is transferred to the high temperature of the horizontal heat exchanger distillation tube and flows out to the outside,
상기 수평형 열교환 증류관(30)은 상단부의 유출구에 응축기(10)만이 있고, 소비되는 열은 수평형 열교환 증류관(30)의 외부에 설치된 가열기(H1~H5)로 필요한 열량을 제공하여 사용하므로 무환류 증류조작이 가능하며, The horizontal heat
그리고 상기 수평형 열교환 증류관(30)은 유리 또는 금속 소재인 것을 특징으로 한다.
And the horizontal heat
상기와 같은 과제 해결 수단인 본 발명에 따른 분별증류 장치는 증류관을 수평으로 설치함으로써, 소비되는 열은 수평형 열교환 증류관(30)의 외부에 설치된 가열기(H1~H5)로 필요한 열량을 제공하여 사용하므로 무환류 증류조작이 가능하고, 증류조작에 소비되는 에너지를 절감하여 비점이 각기 다른 2 성분의 혼합물로부터 2 성분의 분리효율을 높일 수 있으며, 또한, 기존 사용하는 증류탑의 내부의 온도를 각각 조절할 수 있어 증류 조작 시 운전 및 장치 관리가 용이한 것이 장점이다.
The fractional distillation apparatus according to the present invention as a means for solving the above problems by installing the distillation tube horizontally, the heat consumed provides the necessary amount of heat to the heater (H1 ~ H5) installed outside the horizontal heat exchanger distillation tube (30). Non-reflux distillation operation is possible, energy saving for distillation operation can be reduced, and separation efficiency of two components can be increased from mixture of two components with different boiling points, and the temperature inside the existing distillation column can be increased. Each can be adjusted to facilitate operation and device management during the distillation operation.
도 1은 종래의 증류 방법에 따른 1기의 탑을 사용한 2 성분 증류장치를 개략적으로 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 증류방법에 따른 2 성분 수평형 열교환 증류장치의 열교환 작용에 따른 증류부를 개략적으로 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing a two-component distillation apparatus using one column according to a conventional distillation method,
Figure 2 is a schematic diagram showing a distillation unit according to the heat exchange action of the two-component horizontal heat exchanger distillation apparatus according to the distillation method of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면인 도 2에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 분별증류장치 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail, with reference to the same reference numerals for components that perform the same function in FIG. On the other hand, in the drawings and detailed description showing and referring to the configuration and operation that can be easily known to those skilled in the general fractional distillation apparatus field briefly or omitted.
본 발명은 증류식 2 성분 분별증류장치에 있어서, The present invention is a distillation two-component fractionation distillation apparatus,
상기 분별증류장치는 2 성분 혼합물이 내부로 공급되는 수평형 열교환 증류관(30)과,The fractional distillation apparatus is a horizontal heat
상기 수평형 열교환 증류관(30)의 외부 면과 접하게 다수 개의 가열기(H1~H5)가 설치된 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별 증류 장치에 관한 것이다.
It relates to a non-reflux fractional distillation apparatus having a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that a plurality of heaters (H1 ~ H5) is installed in contact with the outer surface of the horizontal heat exchanger distillation tube (30).
본 발명은 기존 증류탑을 사용하는 도 1에 도시된 바와 같은 1 탑 구조를 갖는 수직형의 증류 장치를 도 2에 도시된 바와 같은 수평형 증류장치로 변형시킨 것으로, 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 종래의 증류탑에서 사용하는 환류를 없앰으로써 증류조작 시 소비되는 에너지가 절감하고 분리효율을 높일 수 있다. 환류를 만들기 위해서는 환류에 필요한 만큼의 증기를 재비기(20)에서 발생시키고 이를 냉각기에서 냉각하여 환류로 사용한다. 이와 같은 환류를 사용하지 않음으로써 재비기(20)에서 사용하는 에너지의 양을 절약할 수 있다.
The present invention is to transform a vertical distillation apparatus having a one-top structure as shown in Figure 1 using a conventional distillation column to a horizontal distillation apparatus as shown in Figure 2, the structure as shown in Figure 1 By eliminating the reflux used in the conventional distillation column having a reduced energy consumed during the distillation operation can be improved separation efficiency. In order to make reflux, as much steam as necessary for reflux is generated in the
그리고 본 발명에 적용하는 2 성분 혼합물은 각기 비점이 다른 2 성분 혼합물로서, 구체적인 예를 비점이 64.7℃인 메탄올, 비점이 97.2℃인 n-프로판올의 혼합물을 예로 들 수 있으며, 비점이 각기 다른 2 성분 혼합물일 경우에는 혼합물의 종류에 관계없이 모두 적용되어 질 수 있다.
The two-component mixtures to be applied to the present invention are two-component mixtures having different boiling points, and specific examples include a mixture of methanol having a boiling point of 64.7 ° C. and n-propanol having a boiling point of 97.2 ° C., and two having different boiling points. In the case of a component mixture, all may be applied regardless of the type of mixture.
상기 가열기(H1~H5)는 수평형 열교환 증류관(30)의 길이 방향으로 다수 개가 배열된 구조로서, 이 가열기(H1~H5)들과 외부 면이 접한 증류관의 내부 온도는 가열기의 배열순서에 따라 점차적으로 높아지거나 또는 점차적으로 낮아지는 구조인 것이 바람직하다.
The heaters H1 to H5 have a structure in which a plurality of horizontal heat
따라서, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 증류장치는 환류가 없어도 액이 증류관의 하부에 항상 존재하기 때문에 환류액을 사용하지 않고도 기액 간의 접촉을 충분히 형성할 수 있다. 다만 저비점 성분을 생산하기 위해서 일부의 액을 증기로 만들어야 하고 이는 수평형 열교환 증류관(30)의 외부에 설치된 가열기(H1~H5)로 필요한 소량의 열량을 제공한다. 이때 수평형 열교환 증류관(30)의 온도 분포를 저비점 성분 쪽은 낮게 고비점 성분 쪽은 높게 유지하여 필요한 제품을 각각 생산하도록 설비되어 있다.
Therefore, the distillation apparatus according to the present invention shown in FIG. 2 can sufficiently form contact between the gas and liquid without using the reflux because the liquid is always present at the bottom of the distillation tube even without reflux. However, in order to produce a low boiling point component, some of the liquid must be made of steam, which provides a small amount of heat required by the heaters H1 to H5 installed outside the horizontal heat
그리고 상기 2 성분 분별증류장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 비점이 다른 2 성분 혼합물인 원료(F)가 수평형 열교환 증류관(30)의 중간부 위치(C)에 유입되고, 저비점 성분(A)이 수평형 열교환 증류관의 온도가 낮은 쪽으로 이송되고, 고비점 성분(B)이 수평형 열교환 증류관의 온도가 높은 쪽으로 이송되어 외부로 유출되어진다.
In the two-component fractionation distillation apparatus, as shown in FIG. 2, the raw material F having a two-point mixture having different boiling points is introduced into the middle portion C of the horizontal heat
또한 상기 수평형 열교환 증류관(30)은 기액 간의 접촉을 높여 증류 효율을 높이기 위해 내부에 패킹을 충전할 수 있다. 충전재로서는 스텐 소재의 철망, 버얼 새들(Berl saddle), 라시히링(Raschig ring), 레싱링(lessing ring) 등과 같이 다양한 종류의 충전재로 패킹할 수 있다.
In addition, the horizontal heat
그리고 상기 수평형 열교환 증류관(30)은 상단부의 유출구에 응축기(10)만이 있고, 소비되는 열은 수평형 열교환 증류관(30)의 외부에 설치된 가열기(H1~H5)로 필요한 열량을 제공하여 사용하므로 무환류 증류조작이 가능한 구조로서, 재비기를 설치하지 않음에 따라 증류 조작시 소비되는 전력의 사용을 없애 에너지 효율을 높도록 한 것이 특징이다.
In addition, the horizontal heat
그리고 상기 수평형 열교환 증류관(30)은 유리 또는 금속 소재를 사용하는 것이 바람직하며, 수평형 열교환 증류관(30)의 외부 면에 설치하는 가열기((H1~H5)의 설치 개수는 2 성분 혼합물의 종류에 따라 구체적으로는 비점이 각기 다른 2 성분 혼합물로부터 2 성분이 효율적으로 분리될 수 있도록 3 내지 7개를 설치하는 것이 바람직하다.
The horizontal heat
이하 본 발명에 따른 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치를 하기의 실시예를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 하기의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니다.
Hereinafter, a non-reflux fractionation apparatus equipped with a heat exchanger type horizontal distillation tube according to the present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not necessarily limited to the following examples.
1. 메탄올과 n-프로판올 2 성분 혼합물의 분리1. Separation of Methanol and n-propanol Binary Mixtures
아래 [표 1]은 메탄올과 n-프로판올 2 성분 혼합물을 분리하기 위하여 증류 실험에서 사용한 수평형 열교환 증류관(직경 40mm × 길이 1500mm)은 그 외부 면에 접하도록 5개의 가열기를 설치하고, 수평형 열교환 증류관(30)의 외부온도 분포를 제시하였다. 아래 [표 1]에서와 같이 수평형 열교환 증류관(30)의 외부온도분포를 다르게 유지하여 저비점 성분인 메탄올과 고비점 성분인 n-프로판올이 각각 생산되도록 실시하였다.
[Table 1] below shows the horizontal heat exchanger distillation tube (diameter 40mm × length 1500mm) used in the distillation experiment to separate methanol and n-propanol bicomponent mixtures. The external temperature distribution of the heat
제품측 내부Low boiling point
Inside product side
제품측 내부High boiling point
Inside product side
2. 2 성분 혼합물로부터 2 성분의 분리 결과2. Result of Separation of Two Components from Two-Component Mixture
본 발명에 따른 증류장치를 사용하여 2 성분 혼합물의 원료가 수평형 열교환 증류관의 중간부 위치(가열기 3이 위치하는 곳)에 공급되도록 하고, 상기 [표 1]의 온도 조건에 의해 2 성분을 분리하는 증류조작을 3회 실시한 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다. 3 회의 시험결과로부터 본 발명에 따른 증류장치가 설계된 대로 작동함을 나타낸다.
Using the distillation apparatus according to the present invention, the raw material of the two-component mixture is supplied to a middle position (where heater 3 is located) of the horizontal heat exchanger distillation tube, and the two components are prepared by the temperature conditions of the above [Table 1]. The results of three distillation operations to separate are shown in Table 2 below. From the three test results it is shown that the distillation apparatus according to the invention works as designed.
3. 2 성분 혼합물로부터 2 성분의 분리에 소비된 열량 평가3. Evaluation of the amount of heat consumed for the separation of two components from a two component mixture
본 발명에 따라 상기 1. 2의 방법에 따라 2 성분 혼합물로부터 2 성분의 분리시 소요되는 열량(3회 실시 평균값)과 이에 대조되는 실험으로 상기 수평형 열교환 증류관과 동일한 규모의 수직형 증류탑(직경 40mm × 길이 1500mm)에서 환류비가 각각 1.5, 2.0, 2.5인 경우로 구분하여 3회 실시한 결과의 열량 사용량을 아래 [표 3]에 나타내었다.
According to the present invention, an experiment in contrast to the amount of heat required for separation of two components from the two-component mixture according to the method of 1.2 (three times the average value) and a vertical distillation column of the same scale as the horizontal heat exchange distillation tube ( Diameter of 40mm × length 1500mm) in the reflux ratio of 1.5, 2.0, 2.5, respectively, divided by the case of three times the results of the calorie consumption is shown in Table 3 below.
상기 [표 3]에서 본 발명에 따른 증류장치가 사용한 열량의 계산치는 비평형 증류모델(매트랩, 매스웍스)을 사용한 계산 결과이고 기존 수직 증류탑의 열량 사용량 계산치는 동일한 원료와 제품이 생산될 때 각기 다른 환류비를 사용하였을 때의 열량 사용량을 증류탑 설계 프로그램(하이시스, 아스펜)으로 계산한 값이다. 재비기의 열소비를 보면 본 발명에 따른 증류장치가 기존의 수직 증류탑에 비해 환류비에 따라 20.3% 에서 42.4%의 열량 사용량이 절감된 것을 확인할 수 있었다.
In Table 3, the calorie value calculated by the distillation apparatus according to the present invention is a calculation result using an unbalanced distillation model (matlab, massworks), and the calorie consumption calculation of the existing vertical distillation column is different when the same raw materials and products are produced. The amount of calories used when different reflux ratios were used was calculated by the distillation column design program (Hysis, Aspen). Looking at the heat consumption of the reboiler it was confirmed that the distillation apparatus according to the present invention reduced the amount of heat consumption of 20.3% to 42.4% according to the reflux ratio compared to the conventional vertical distillation column.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환형 수평 증류관이 구비된 무환류 분별증류장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
As described above, a non-reflow fractionation distillation apparatus equipped with a heat exchange type horizontal distillation tube according to a preferred embodiment of the present invention is illustrated in accordance with the above description and drawings, but this is merely described by way of example and the technical features of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.
A : 메탄올 B : n-프로판올
F : 원료 10 : 응축기
20 : 재비기 30 : 수평형 열교환 증류관
H 1 : 가열기 1 H 2 : 가열기 2
H 3 : 가열기 3 H 4 : 가열기 4
H 5 : 가열기 5 A: methanol B: n-propanol
F: raw material 10: condenser
20: reboiler 30: horizontal heat exchanger distillation tube
H 1: heater 1 H 2: heater 2
H 3: heater 3 H 4: heater 4
H 5: heater 5
Claims (5)
상기 분별증류장치는 2 성분 혼합물이 내부로 공급되는 수평형 열교환 증류관(30)과,
상기 수평형 열교환 증류관(30)의 외부 면과 접하게 다수 개의 가열기(H1~H5)가 설치된 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별 증류 장치.
In a distillation two-component fractionation distillation apparatus,
The fractional distillation apparatus is a horizontal heat exchanger distillation tube 30, the two-component mixture is supplied to the inside,
Non-reflow fractionation distillation apparatus having a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that a plurality of heaters (H1 ~ H5) is installed in contact with the outer surface of the horizontal heat exchanger distillation tube (30).
상기 가열기(H1~H5)는 수평형 열교환 증류관(30)의 길이 방향으로 다수 개가 배열된 구조로서, 이 가열기(H1~H5)들과 외부 면이 접한 증류관의 내부 온도는 가열기의 배열순서에 따라 점차적으로 높아지거나 또는 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별증류 장치.
The method of claim 1,
The heaters H1 to H5 have a structure in which a plurality of horizontal heat exchanger distillation tubes 30 are arranged in the longitudinal direction, and the internal temperatures of the heaters H1 to H5 and the outer surfaces of the distillation tubes are arranged in order of the heaters. Non-reflow fractionation distillation unit equipped with a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that gradually increases or gradually decreases.
상기 2 성분 분별증류장치는 비점이 다른 2 성분 혼합물인 원료(F)가 수평형 열교환 증류관(30)의 중간부 위치에 유입되고, 저비점 성분(A)이 수평형 열교환 증류관의 온도가 낮은 쪽으로 이송되고, 고비점 성분(B)이 수평형 열교환 증류관(30)의 온도가 높은 쪽으로 이송되어 외부로 유출되어지는 구조인 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별증류장치.
3. The method of claim 2,
In the two-component fractionation distillation apparatus, the raw material (F), which is a two-component mixture having different boiling points, is introduced into the middle portion of the horizontal heat exchanger distillation tube (30), and the low boiling point component (A) has a low temperature in the horizontal heat exchanger distillation tube. Non-reflow fractionation unit equipped with a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that the structure is transported to the side, the high boiling point component (B) is transferred to the high temperature of the horizontal heat exchanger distillation tube (30) to flow out .
상기 수평형 열교환 증류관(30)은 상단부의 유출구에 응축기(10)만이 있고, 소비되는 열은 수평형 열교환 증류관(30)의 외부에 설치된 가열기(H1~H5)로 필요한 열량을 제공하여 사용하므로 무환류 증류조작이 가능한 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별증류장치.
The method of claim 1,
The horizontal heat exchanger distillation tube 30 has only the condenser 10 at the outlet of the upper end, the heat consumed is provided by providing the necessary heat amount to the heater (H1 ~ H5) installed on the outside of the horizontal heat exchanger distillation tube (30) Non-reflow fractionation distillation apparatus equipped with a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that the non-reflux distillation operation is possible.
상기 수평형 열교환 증류관(30)은 유리 또는 금속 소재인 것을 특징으로 하는 수평형 열교환 증류관이 구비된 무환류 분별증류장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The horizontal heat exchanger distillation tube 30 is a non-reflow fractionation distillation apparatus equipped with a horizontal heat exchanger distillation tube, characterized in that the glass or metal material.
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