KR101346172B1 - A fractionation system and fractionation method using thereof - Google Patents

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    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation

Abstract

분별증류 장치 및 이를 이용한 분별증류 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 분별증류 장치는, 피처리물이 유입되되, 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 제1 증류칼럼; 제1 하부류가 유입되되, 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 제2 증류칼럼; 제2 하부류가 유입되되, 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 제3 증류칼럼; 및 제3 하부류를 제1 하부류 및 제2 하부류 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 제1 하부류 및 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열유닛을 포함한다.Discrimination distillation apparatus and a fractional distillation method using the same are disclosed. A fractionation distillation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first distillation column into which a treated substance is introduced, and fractionated the treated substance into an ethane-enhanced first overhead steam stream and a component-reinforced first lower stream that is heavier than ethane; A second distillation column into which a first bottoms flows in and fractionates the first bottoms into a propane reinforced second overhead vapor stream and a component strengthened second bottoms heavier than propane; A third distillation column into which the second bottom stream is introduced, and the second bottom stream is separated into butane reinforced third overhead steam and a component strengthened third bottom stream heavier than butane; And a heating unit configured to heat at least one of the first lower stream and the second lower stream by mutually exchanging the third lower stream with at least one of the first lower stream and the second lower stream.

Description

분별증류 장치 및 이를 이용한 분별증류 방법{A FRACTIONATION SYSTEM AND FRACTIONATION METHOD USING THEREOF}Fractional distillation apparatus and fractional distillation method using the same {A FRACTIONATION SYSTEM AND FRACTIONATION METHOD USING THEREOF}

본 발명은, 분별증류 장치 및 이를 이용한 분별증류 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 분별증류 장치 및 이를 이용한 분별증류 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fractional distillation apparatus and a fractional distillation method using the same, and more particularly, to a fractional distillation apparatus capable of improving energy efficiency and a fractional distillation method using the same.

일반적으로 원료 천연가스를 액화시켜 액화 천연가스를 얻는 방법은 여러가지가 공지되어 있다. 천연가스는 기체 상태에서보다 액체 상태일 때에 더 적은 용적을 차지할 뿐만 아니라 고압에서 저장될 필요가 없기 때문에, 먼 거리까지 쉽게 저장되어 수송될 수 있다. 따라서 수송 등을 위해서 천연가스를 액화시키는 것이 바람직하다.Generally, various methods are known for obtaining liquefied natural gas by liquefying raw natural gas. Natural gas not only takes up less volume in the liquid state than in the gaseous state, but also does not need to be stored at high pressure, so it can be easily stored and transported over long distances. Therefore, it is preferable to liquefy natural gas for transportation and the like.

한편, 천연가스는 주로 메탄을 포함한다. 그리고, 천연가스는 많은 소량의 성분들을 함유하는데, 이는 물, 황화수소, 이산화탄소, 수은, 질소, 및 에탄, 프로판, 부탄 등의 2 내지 6개의 탄소 원자를 전형적으로 갖는 중질 탄화수소를 포함할 수 있다.On the other hand, natural gas mainly contains methane. And natural gas contains many small amounts of components, which may include water, hydrogen sulfide, carbon dioxide, mercury, nitrogen, and heavy hydrocarbons typically having 2 to 6 carbon atoms such as ethane, propane, butane and the like.

물, 황화수소, 이산화탄소 및 수은 등과 같은 성분 중 몇몇은 천연가스(LNG)의 처리에서 해로운 오염물로 작용할 수 있으므로, 이들 오염물들은 천연가스 액체(NGL) 회수 공정 전에 제거되어야 한다.Some of the components, such as water, hydrogen sulfide, carbon dioxide and mercury, can act as harmful pollutants in the treatment of natural gas (LNG), so these contaminants must be removed before the natural gas liquid (NGL) recovery process.

그리고, 메탄보다 중질인 에탄, 프로판, 부탄 등의 탄화수소는 전형적으로 천연가스 액체(NGL)로서 응축 및 회수되며, 분별(Fractionation)되어 가치있는 생성물들을 생성한다.Hydrocarbons such as ethane, propane and butane, which are heavier than methane, are typically condensed and recovered as natural gas liquids (NGL) and fractionated to produce valuable products.

이와 같은, 천연가스 액체(NGL) 회수 공정은 증류칼럼을 이용하여, 전처리된 천연가스로부터 메탄과 중질인 탄화수소를 분리한 후, 중질인 탄화수소를 액화한다.The natural gas liquid (NGL) recovery process uses a distillation column to separate methane and heavy hydrocarbons from the pretreated natural gas and then liquefy heavy hydrocarbons.

아래에서 설명될 피처리물은 물, 황화수소, 이산화탄소, 수은, 질소 등이 제거된 에탄, 프로판, 부탄 등을 포함하는 모든 탄화수소 화합물을 의미한다.The object to be described below means all hydrocarbon compounds including ethane, propane, butane, etc., from which water, hydrogen sulfide, carbon dioxide, mercury, nitrogen, and the like have been removed.

도 1은 종래 기술에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to the prior art.

도 1를 참조하면, 종래 기술에 따른 분별증류 장치는, 피처리물(10)이 유입되고 피처리물(10)을 에탄 강화 제1 탑정 증기류(21) 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류(23)로 분리하는 제1 증류칼럼(20)과, 제1 하부류(23)가 유입되고 제1 하부류(23)를 프로판 강화 제2 탑정 증기류(31) 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류(33)로 분리하는 제2 증류칼럼(30)과, 제2 하부류(33)가 유입되고 제2 하부류(33)를 부탄 강화 제3 탑정 증기류(41) 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류(43)로 분리하는 제3 증류칼럼(40)을 포함한다.Referring to Figure 1, the fractional distillation apparatus according to the prior art, the first to strengthen the first object vapor stream 21 and the ethane reinforced component ethanol for the treatment object 10 flows into the treated object 10 The first distillation column 20 and the first lower stream 23 are separated into the lower stream 23 and the first lower stream 23 is heavier than the propane-reinforced second overhead vapor stream 31 and propane. The second distillation column 30 separating the component-reinforced second lower stream 33, the second lower stream 33 flows in, and the second lower stream 33 is connected to the butane-reinforced third overhead stream 41. And a third distillation column 40 separating the component strengthening third lower stream 43 that is heavier than butane.

그리고, 제1 증류칼럼(20), 제2 증류칼럼(30) 및 제3 증류칼럼(40)의 하부에는 열원으로서 제1 리보일러(25)(Reboiler), 제2 리보일러(35) 및 제3 리보일러(45)가 각각 설치되어 있다.In addition, a lower portion of the first distillation column 20, the second distillation column 30, and the third distillation column 40 is a first reboiler 25, a second reboiler 35, and a first reboiler as a heat source. 3 reboiler 45 is provided, respectively.

제1 증류칼럼(20)에 유입된 피처리물(10), 제2 증류칼럼(30)에 유입된 제1 하부류(23), 제3 증류칼럼(40)에 유입된 제2 하부류(33)는 제1 리보일러(25), 제2 리보일러(35), 제3 리보일러(45)에 의해 각각 기화된 후, 제1 증류칼럼(20), 제2 증류칼럼(30) 및 제3 증류칼럼(40) 각각의 상부로 상승하며 제1 증류칼럼(20), 제2 증류칼럼(30) 및 제3 증류칼럼(40) 각각에서 제1 탑정 증기류(21), 제2 탑정 증기류(31) 및 제3 탑정 증기류(41)로 배출된다. 그리고, 배출된 제1 탑정 증기류(21), 제2 탑정 증기류(31) 및 제3 탑정 증기류(41)는 냉각 및 응축되어 저장된다.A second lower stream introduced into the first 10 streams flowed into the first distillation column 40 and the object 10 flowed into the first distillation column 20, 33 is vaporized by the first reboiler 25, the second reboiler 35, and the third reboiler 45, and then the first distillation column 20, the second distillation column 30, and the first reboiler 25. 3 to the top of each of the distillation column (40), the first column top steam (21), the second column top steam in each of the first distillation column (20), the second distillation column (30) and the third distillation column (40) The stream 31 and the third overhead vapor stream 41 are discharged. The discharged first overhead vapor stream 21, the second overhead vapor stream 31, and the third overhead vapor stream 41 are cooled, condensed, and stored.

또한, 제1 증류칼럼(20), 제2 증류칼럼(30) 및 제3 증류칼럼(40) 각각의 하부로 제1 하부류(23), 제2 하부류(33) 및 제3 하부류(43)가 배출된다.Further, the first lower stream 23, the second lower stream 33, and the third lower stream below the first distillation column 20, the second distillation column 30, and the third distillation column 40, respectively. 43) is discharged.

그러나, 종래 기술에 따른 분별증류 장치는, 각각의 증류칼럼에서 피처리물(10), 제1 하부류(23), 제2 하부류(33)를 기화하기 위하여 많은 열량이 투입되고, 기화된 제1 탑정 증기류(21), 제2 탑정 증기류(31) 및 제3 탑정 증기류(41) 냉각 및 응축하기 위한 많은 양의 에너지가 소모된다.However, the fractional distillation apparatus according to the prior art, a large amount of heat is input to vaporize the object 10, the first lower stream 23, the second lower stream 33 in each distillation column, vaporized A large amount of energy is consumed for cooling and condensing the first overhead vapor stream 21, the second overhead vapor stream 31, and the third overhead vapor stream 41.

또한, 제3 하부류(43)를 냉각하여 저장하여야 하므로 제3 하부류(43)가 배출되는 유로상에 설치된 냉각기(50)에 냉각에 따른 에너지가 소모된다.In addition, since the third lower stream 43 must be cooled and stored, energy of the cooling is consumed in the cooler 50 installed on the flow path through which the third lower stream 43 is discharged.

이와 같이, 종래 기술에 따른 분별증류 장치는 열량을 공급하고 회수하는 공정으로 인하여 많은 에너지가 소모되며, 에너지 효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.As such, the fractional distillation apparatus according to the prior art consumes a lot of energy due to a process of supplying and recovering heat, and thus there is a problem that energy efficiency may be reduced.

[문헌1] KR 100-1084866 B1 (바스프 에스이) 2011.11.21.[Document 1] KR 100-1084866 B1 (BASF SE) 2011.11.21.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 피처리물을 분별함에 있어 소모되는 에너지를 절감하기 위하여 공정의 일부를 개선함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 분별증류 장치 및 이를 이용한 분별증류 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a fractionation distillation apparatus and a fractionation distillation method using the same by improving a part of the process in order to reduce the energy consumed in the fractionation of the workpiece. It is.

본 발명의 일 측면에 따르면, 피처리물이 유입되되, 상기 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 제1 증류칼럼; 상기 제1 하부류가 유입되되, 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 제2 증류칼럼; 상기 제2 하부류가 유입되되, 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 제3 증류칼럼; 및 상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열유닛을 포함하는 분별증류 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a first distillation column into which a treated material is introduced, and fractionated into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-reinforced first lower stream that is heavier than ethane; A second distillation column into which the first bottom stream flows and fractionates the first bottom stream into a propane-reinforced second overhead vapor stream and a component-reinforced second bottom stream that is heavier than propane; A third distillation column into which the second downstream flows, and fractionates the second downstream into a butane reinforced third overhead vapor stream and a component strengthened third bottom stream that is heavier than butane; And a heating unit configured to heat at least one of the first lower stream and the second lower stream by mutually exchanging the third lower stream with at least one of the first lower stream and the second lower stream. Distillation apparatus can be provided.

상기 가열유닛은, 상기 제3 하부류와 상기 제1 하부류가 상호 열교환하는 제1 열교환기; 및 상기 제3 하부류와 상기 제2 하부류가 상호 열교환하는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.The heating unit may include a first heat exchanger in which the third lower flow and the first lower flow exchange with each other; And a second heat exchanger in which the third lower flow and the second lower flow exchange with each other.

상기 가열유닛은, 상기 제3 증류칼럼과 연통되되, 상기 제3 증류칼럼에서 상기 제3 하부류가 배출되는 제1 유로; 상기 제1 유로와 연통되되, 상기 제3 하부류가 상기 제1 유로에서 분기되어 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중 적어도 어느 하나로 유입되는 제1 분기유로; 및 상기 제1 분기유로와 연통되되, 상기 제1 분기유로를 따라 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중 적어도 어느 하나에 유입된 후 배출되는 상기 제3 하부류가 합류되는 제1 합류유로를 더 포함할 수 있다.The heating unit may be in communication with the third distillation column, the first flow path for discharging the third lower stream from the third distillation column; A first branch passage communicating with the first passage, wherein the third downstream flows into the first passage and flows into at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger; And a first confluence flow passage communicating with the first branch flow passage, wherein the third downstream flowed into and discharged from at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger is joined along the first branch flow passage. It may further include.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 피처리물이 유입되되, 상기 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 제1 증류칼럼; 상기 제1 하부류가 유입되되, 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 제2 증류칼럼; 상기 제2 하부류가 유입되되, 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 제3 증류칼럼; 및 상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류와 동시에 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류를 동시에 가열하는 가열유닛을 포함하는 분별증류 장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a first distillation column into which the treated material is introduced, and fractionated the treated material into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-enhanced first lower stream that is heavier than ethane; A second distillation column into which the first bottom stream flows and fractionates the first bottom stream into a propane-reinforced second overhead vapor stream and a component-reinforced second bottom stream that is heavier than propane; A third distillation column into which the second downstream flows, and fractionates the second downstream into a butane reinforced third overhead vapor stream and a component strengthened third bottom stream that is heavier than butane; And a heating unit for heating the first lower stream and the second lower stream simultaneously by mutually exchanging the third lower stream with the first lower stream and the second lower stream at the same time. have.

상기 가열유닛은, 상기 제3 하부류와 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류가 상호 열교환하는 제3 열교환기를 포함할 수 있다.The heating unit may include a third heat exchanger in which the third lower stream, the first lower stream, and the second lower stream exchange heat.

상기 가열유닛은, 상기 제3 증류칼럼과 연통되되, 상기 제3 증류칼럼에서 상기 제3 하부류가 배출되는 제2 유로; 및 상기 제2 유로와 연통되되, 상기 제3 하부류의 일부가 상기 제2 유로에서 분기되어 상기 제3 열교환기로 유입된 후 배출되어 다시 상기 제2 유로로 유입되는 제2 분기유로를 더 포함할 수 있다.The heating unit may be in communication with the third distillation column, the second flow path through which the third lower stream is discharged from the third distillation column; And a second branch flow passage communicating with the second flow passage, wherein a part of the third lower flow branch branches from the second flow passage, flows into the third heat exchanger, is discharged, and flows back into the second flow passage. Can be.

상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 상기 피처리물과 상기 제1 증류칼럼에서 배출되는 상기 제1 탑정 증기류가 상호 열교환하여 상기 피처리물을 냉각하는 냉각유닛을 더 포함할 수 있다.The first distillation column and the first to be discharged from the first distillation column discharged from the first overhead vapor stream may further include a cooling unit for cooling the object.

상기 냉각유닛은, 상기 피처리물과 상기 제1 탑정 증기류가 상호 열교환하는 제4 열교환기를 포함할 수 있다.The cooling unit may include a fourth heat exchanger in which the object to be treated and the first overhead vapor stream exchange with each other.

상기 냉각유닛은, 상기 제1 증류칼럼과 연통되되, 상기 피처리물이 유입되는 제3 유로; 및 상기 제3 유로와 연통되되, 상기 피처리물의 일부가 상기 제3 유로에서 분기되어 상기 제4 열교환기로 유입된 후 배출되어 상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 제3 분기유로를 포함할 수 있다.The cooling unit may be in communication with the first distillation column, the third flow path for the processing object flows; And a third branch passage communicating with the third flow passage, wherein a part of the workpiece is branched from the third flow passage to flow into the fourth heat exchanger and then discharged to enter the first distillation column.

상기 제3 분기유로를 통과한 상기 피처리물이 상기 제3 유로를 통과한 상기 피처리물보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치에 유입되도록, 상기 제3 분기유로는 상기 제3 유로보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치에 연결될 수 있다.The third branch flow path may be configured to be formed at a position higher than that of the third distillation column so that the to-be-processed object passing through the third branch channel flows into an upper position of the first distillation column than the to-be-processed object passing through the third flow channel. It can be connected to the upper position of one distillation column.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 증류칼럼에 유입되는 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분리하는 단계; 제2 증류칼럼에 유입된 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분리하는 단계; 제3 증류칼럼에 유입된 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분리하는 단계; 및 상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 단계를 포함하는 분별증류 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the method comprising the steps of: separating an object to be introduced into the first distillation column into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-enhanced first sub stream that is heavier than ethane; Separating the first bottoms introduced into the second distillation column into a propane-enhanced second overhead vapor stream and a component-enhanced second bottoms heavier than propane; Separating the second lower stream introduced into the third distillation column into a butane-enhanced third overhead vapor stream and a component-enhanced third lower stream that is heavier than butane; And heat-exchanging the third sub stream with at least one of the first sub stream and the second sub stream to heat at least one of the first sub stream and the second sub stream. A method may be provided.

상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 단계는, 상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류와 동시에 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류를 동시에 가열하는 것을 포함할 수 있다.In the heating of at least one of the first lower stream and the second lower stream, the first lower stream and the second lower stream may be simultaneously heat-exchanged with the first lower stream and the second lower stream. Heating the second sub-stream at the same time.

상기 제1 증류칼럼에 유입되기 전에 상기 액화 피처리물의 일부를 분기하여 상기 제1 증류칼럼에서 배출되는 상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include branching a portion of the liquefied object to be subjected to the first distillation column and mutually exchanging heat with the first overhead vapor stream discharged from the first distillation column.

상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환된 상기 액화 피처리물의 일부는, 상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환하지 않고 상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 상기 액화 피처리물보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치로 유입될 수 있다.A portion of the liquefied object to be heat-exchanged with the first overhead vapor stream is an upper portion of the first distillation column than the liquefied object to be introduced into the first distillation column without mutual heat exchange with the first overhead vapor stream. May be introduced into the location.

본 발명의 실시예들은, 제3 증류칼럼에서 배출되는 제3 하부류를 제1 증류칼럼 및 제2 증류칼럼에서 각각 배출되는 제1 하부류 및 제2 하부류와 상호 열교환시켜 제1 하부류 및 제2 하부류를 가열하는 가열유닛을 구비함으로써, 피처리물를 분별함에 있어 소모되는 에너지를 절감하며 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention, the first bottom stream and the third bottom stream discharged from the third distillation column and the first bottom stream and the second bottom stream discharged from the second distillation column, respectively, by mutual heat exchange By providing a heating unit for heating the second lower stream, it is possible to reduce the energy consumed in separating the object to be processed and to improve energy efficiency.

도 1은 종래 기술에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분별증류 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a flow chart showing a fractional distillation method according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하, 본 실시예에서 설명될 피처리물은 물, 황화수소, 이산화탄소, 수은, 질소 등이 제거된 에탄, 프로판, 부탄 등을 포함하는 모든 탄화수소 화합물로 정의한다.Hereinafter, the to-be-processed object to be described in this embodiment is defined as all hydrocarbon compounds including ethane, propane, butane and the like from which water, hydrogen sulfide, carbon dioxide, mercury, nitrogen, and the like are removed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분별증류 장치는, 피처리물(100)이 유입되되 피처리물(100)을 에탄 강화 제1 탑정 증기류(210) 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류(230)로 분별하는 제1 증류칼럼(200)과, 제1 하부류(230)가 유입되되 제1 하부류(230)를 프로판 강화 제2 탑정 증기류(310) 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류(330)로 분별하는 제2 증류칼럼(300)과, 제2 하부류(330)가 유입되되 제2 하부류(330)를 부탄 강화 제3 탑정 증기류(410) 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류(430)로 분별하는 제3 증류칼럼(400)과, 제3 하부류(430)를 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330) 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330) 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열유닛(500)과, 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)과 제1 증류칼럼(200)에서 배출되는 제1 탑정 증기류(210)가 상호 열교환하여 피처리물(100)을 냉각하는 냉각유닛(600)을 포함한다.Referring to Figure 2, the fractional distillation apparatus according to an embodiment of the present invention, the to-be-processed material 100 is introduced, but the treated material 100 is heavier than the ethane-reinforced first overhead steam stream 210 and ethane. The first distillation column 200 and the first lower stream 230 are separated into the component-reinforced first lower stream 230, and the first lower stream 230 is propane-reinforced second overhead steam stream 310. The second distillation column 300 and the second lower stream 330 are separated into the component-reinforced second lower stream 330 that is heavier than propane, and the second lower stream 330 is butane-reinforced. 410 and the third distillation column 400 fractionated into a component-reinforced third lower stream 430 that is heavier than butane, and the third lower stream 430 as the first lower stream 230 and the second lower stream ( Heat unit 500 for heating at least one of the first lower flow 230 and the second lower flow 330 by mutual heat exchange with at least one of the 330 and the blood flowing into the first distillation column 200. Treatment 100 and the first Current to the first overhead vapor stream 210 is discharged from the cross heat exchanger column (200) it includes a cooling unit 600 for cooling an object to be treated (100).

제1 증류칼럼(200)은, 유입되는 피처리물(100)로부터 에탄 강화 제1 탑정(Overhead) 증기류(21) 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류(230)를 분별(Fractionation)하는 역할을 한다.The first distillation column 200 fractionates the ethane-reinforced first overhead steam 21 and the component-reinforced first lower stream 230 that is heavier than ethane from the inflow of the treated object 100. It plays a role.

피처리물(100)은 제3 유로(110) 및 제3 분기유로(130)를 따라 제1 증류칼럼(200)으로 유입된다. 또한, 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)은 액상일 수 있다. 그리고, 제3 유로(110) 및 제3 분기유로(130)는 제1 증류칼럼(200)의 측부에 연통되게 설치될 수 있으며, 이에 따라 피처리물(100)은 제1 증류칼럼(200)의 측부로 유입될 수 있다.The workpiece 100 is introduced into the first distillation column 200 along the third flow path 110 and the third branch flow path 130. In addition, the workpiece 100 introduced into the first distillation column 200 may be a liquid phase. In addition, the third flow path 110 and the third branch flow path 130 may be installed to communicate with the side of the first distillation column 200, whereby the workpiece 100 is the first distillation column 200 It may flow into the side of the.

제1 증류칼럼(200)으로 유입된 피처리물(100)은 제1 증류칼럼(200)의 하부에 설치된 제1 하부 순환유로(281)를 따라 제1 증류칼럼(200)에 인접하게 설치된 제1 리보일러(Reboiler,240)로 유입되고, 피처리물(100)은 제1 리보일러(240)에 의해 가열 및 기화된 후, 다시 제1 증류칼럼(200)으로 유입된다.The workpiece 100 introduced into the first distillation column 200 may be disposed adjacent to the first distillation column 200 along the first lower circulation passage 281 installed at the bottom of the first distillation column 200. 1 is introduced into the reboiler (240), the workpiece 100 is heated and vaporized by the first reboiler 240, and then flows back to the first distillation column (200).

상기와 같이, 기화된 피처리물(100)은 제1 증류칼럼(200)의 상부로 상승하며, 제1 증류칼럼(200)의 상부로 배출되는 제1 탑정 증기류(210)를 형성한다.As described above, the vaporized to-be-processed object 100 rises to the top of the first distillation column 200 and forms a first overhead vapor stream 210 discharged to the top of the first distillation column 200.

제1 탑정 증기류(210)는 제1 증류칼럼(200)의 상부에 설치된 제1 상부 순환유로(283)를 따라 이동되고, 제1 상부 순환유로(283) 상에 설치된 제1 응축기(250)에 의해 응축된다. 그리고, 제1 응축기(250)에 의해 응축된 제1 탑정 증기류(210)는 제1 상부 순환유로(283) 상에 설치된 제1 저장용기(270)에 임시 저장된다.The first overhead steam stream 210 is moved along the first upper circulation passage 283 installed on the first distillation column 200, and the first condenser 250 is installed on the first upper circulation passage 283. Is condensed by. In addition, the first overhead vapor stream 210 condensed by the first condenser 250 is temporarily stored in the first storage container 270 installed on the first upper circulation passage 283.

또한, 제1 응축기(250)를 거친 제1 탑정 증기류(210) 중 일부는 제1 상부 순환유로(283) 상에 설치된 제1 환류펌프(260)에 의해 제1 상부 순환유로(283)를 따라 제1 증류칼럼(200)으로 재유입될 수 있다. 한편, 제1 상부 순환유로(283)를 따라 제1 증류칼럼(200)으로 재유입되는 제1 탑정 증기류(210) 중 일부는 냉매로서 사용될 수 있으며, 일부는 외부에 저장될 수 있다.In addition, some of the first overhead vapor stream 210 that passed through the first condenser 250 may pass through the first upper circulation path 283 by the first reflux pump 260 installed on the first upper circulation path 283. As a result, it may be reintroduced into the first distillation column 200. Meanwhile, some of the first overhead vapor streams 210 re-introduced into the first distillation column 200 along the first upper circulation passage 283 may be used as a refrigerant, and some may be stored externally.

그리고, 제1 증류칼럼(200)으로 재유입되는 제1 탑정 증기류(210)를 제외한 나머지 제1 탑정 증기류(210), 즉 연료가스로 사용하기 위해 에탄 강화된 제1 탑정 증기류(210)는, 제1 응축기(250)와 연통되게 설치된 배출유로(287)를 따라 외부로 저장될 수 있다. 이때, 배출유로(287)을 따라 이동되는 제1 탑정 증기류는(210)는 기화상태일 수 있다. 또한, 제2 증류칼럼(300) 및 제3 증류칼럼(400)도 마찬가지로 각각의 제2 탑정 증기류(310), 제3 탑정 증기류(410)가 연료가스로 사용될 수 있다.Then, the first overhead vapor stream 210 except for the first overhead vapor stream 210 which is re-introduced into the first distillation column 200, that is, the first overhead vapor stream 210 which is ethane-reinforced for use as fuel gas, is used. ) May be stored outside along the discharge passage 287 installed in communication with the first condenser 250. In this case, the first overhead vapor stream 210 moving along the discharge passage 287 may be in a vaporized state. In addition, the second distillation column 300 and the third distillation column 400 may be used as the fuel gas, respectively, the second overhead vapor stream 310 and the third overhead vapor stream 410.

그리고, 제1 증류칼럼(200)의 하부로 배출되는 액화된 제1 하부류(230)는 제1 증류칼럼(200)의 하부 및 제2 증류칼럼(300)의 측부와 연통된 제1 하부유로(285)를 따라 제2 증류칼럼(300)으로 유입된다.In addition, the liquefied first lower stream 230 discharged to the lower portion of the first distillation column 200 may communicate with the lower portion of the first distillation column 200 and the first lower flow path communicating with the sides of the second distillation column 300. Along the 285 is introduced into the second distillation column (300).

그리고, 제1 하부유로(285) 상에는 제3 증류칼럼(400)의 제3 하부류(430)와 열교환할 수 있도록 후술할 제1 열교환기(510)가 설치될 수 있다. 이는 제1 하부류(230)를 제3 하부류(430)를 이용하여 가열한 후, 제2 증류칼럼(300)에 유입시킴으로써, 후술할 제2 리보일러(340)에 의한 에너지 소모를 절감할 수 있다.In addition, a first heat exchanger 510 to be described below may be installed on the first lower flow passage 285 so as to exchange heat with the third lower flow 430 of the third distillation column 400. This heats the first lower stream 230 using the third lower stream 430, and then flows into the second distillation column 300, thereby reducing energy consumption by the second reboiler 340 to be described later. Can be.

한편, 배출유로(287)를 따라 이동하는 제1 탑정 증기류(210)는 저온상태인 바, 연료가스로 사용하기 위해 이를 가열하여야 하므로 추가적인 에너지를 가하여야 한다. 그리고, 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)은 전처리 과정을 거치는 동안, 예를들어 피처리물(100)에 함유된 메탄 등을 제거하기 위한 추가적인 분별증류 과정을 거치는 동안 피처리물(100)의 온도가 상당정도 높게 되며, 높은 온도를 갖는 피처리물(100)은 제1 증류칼럼(200)에 유입된 후, 냉각되어 액화되고 다시 제1 리보일러(240)를 통해 기화되는 분별증류 과정을 거치게 된다. 따라서, 높은 온도를 갖는 피처리물(100)을 제1 증류칼럼(200)에서 냉각하는데 많은 에너지가 소모된다.On the other hand, the first overhead vapor stream 210 moving along the discharge flow path 287 is a low temperature bar, so that it must be heated for use as fuel gas, and thus additional energy must be applied. In addition, the treated material 100 introduced into the first distillation column 200 undergoes a preliminary treatment process, for example, during an additional fractional distillation process for removing methane contained in the processed object 100. The temperature of the processing object 100 becomes considerably high, and the processing object 100 having a high temperature flows into the first distillation column 200, is cooled and liquefied, and then again the first reboiler 240. Part of the process is fractionated distillation. Therefore, a large amount of energy is consumed to cool the workpiece 100 having the high temperature in the first distillation column 200.

따라서, 본 실시예에서는, 배출유로(287)를 따라 외부로 배출되는 제1 탑정 증기류(210)의 가열 및 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)의 냉각에 따른 에너지를 절감하기 위하여, 배출유로(287)를 따라 배출되는 제1 탑정 증기류(210)와 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)을 상호 열교환하여 제1 탑정 증기류(210)를 가열함과 동시에 피처리물(100)을 냉각하는 냉각유닛(600)을 포함할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, energy due to the heating of the first overhead vapor stream 210 discharged to the outside along the discharge passage 287 and the cooling of the workpiece 100 introduced into the first distillation column 200. In order to reduce the pressure, the first overhead vapor stream 210 discharged along the discharge flow path 287 and the first overhead vapor stream 210 by mutually heat-exchanging the workpiece 100 introduced into the first distillation column 200. And a cooling unit 600 for cooling the object 100 at the same time as heating.

냉각유닛(600)은, 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)과 제1 탑정 증기류(210)가 상호 열교환하는 제4 열교환기(610)와, 제1 증류칼럼(200)과 연통되되 피처리물(100)이 유입되는 제3 유로(110)와, 제3 유로(110)와 연통되되 피처리물(100)의 일부가 제3 유로(110)에서 분기되어 제4 열교환기(610)로 유입된 후 배출되어 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 제3 분기유로(130)를 포함한다.The cooling unit 600 includes a fourth heat exchanger 610 and a first distillation column in which the object 100 and the first overhead vapor stream 210 introduced into the first distillation column 200 exchange heat with each other. The third flow path 110 is in communication with the 200, but the processing object 100 is introduced, and the third flow path 110 is in communication with the portion 100 of the processing object 100 is branched from the third flow path 110 4 includes a third branch passage 130 introduced into the heat exchanger 610 and then discharged into the first distillation column 200.

예를 들어, 본 실시예에서 냉각유닛(600)은, 배출유로(287)를 따라 배출되는 저온상태의 제1 탑정 증기류(210)를 제4 열교환기(610)에서 가열하여 온도를 상승시키고, 제3 분기유로(130)를 따라 제1 증류칼럼(200)으로 유입되는 피처리물(100)을 제4 열교환기(610)에서 냉각하여 온도를 하강시킬 수 있다.For example, in the present embodiment, the cooling unit 600 heats the first overhead vapor stream 210 of the low temperature state discharged along the discharge flow path 287 in the fourth heat exchanger 610 to increase the temperature. The temperature of the workpiece 100 flowing into the first distillation column 200 along the third branch passage 130 may be cooled by the fourth heat exchanger 610 to lower the temperature.

그리고, 제3 분기유로(130)를 통과한 피처리물(100)이 제3 유로(110)를 통과한 피처리물(100)보다 제1 증류칼럼(200)의 상부 위치로 유입되도록, 제3 분기유로(130)는 제3 유로(110)보다 제1 증류칼럼(200)의 상부 위치에 연결될 수 있다.Then, the processing object 100 passing through the third branch flow path 130 is introduced into the upper position of the first distillation column 200 than the processing object 100 passing through the third flow path 110, The third branch passage 130 may be connected to an upper position of the first distillation column 200 than the third passage 110.

이는 제1 리보일러(240)에 의해 기화된 후 제1 증류칼럼(200)의 상부로 배출되는 제1 탑정 증기류(210)를, 제4 열교환기(610)를 거쳐 냉각된 후 제1 증류칼럼(200)으로 유입된 피처리물(100)을 이용하여 냉각할 수 있어, 제1 응축기(250)에 투입되는 냉매의 냉열을 줄일 수 있도록 하기 위함이다.This is a first distillation after cooling the first overhead vapor stream 210 discharged to the upper portion of the first distillation column 200 after being evaporated by the first reboiler 240 through the fourth heat exchanger 610. In order to reduce the cooling heat of the refrigerant introduced into the first condenser 250 can be cooled by using the workpiece 100 introduced into the column 200.

제2 증류칼럼(300)은, 유입되는 제1 하부류(230)로부터 프로판 강화 제2 탑정 증기류(310) 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류(330)를 분별하는 역할을 한다.The second distillation column 300 serves to separate the propane-enhanced second overhead vapor stream 310 and the component-reinforced second lower stream 330 that are heavier than propane from the first lower stream 230 introduced.

제1 하부류(230)는 제1 하부유로(285)를 따라 제2 증류칼럼(300)으로 유입된다. 그리고, 제1 하부유로(285)는 제2 증류칼럼(300)의 측부에 연통되게 설치될 수 있으며, 이에 따라 제1 하부류(230)는 제2 증류칼럼(300)의 측부로 유입될 수 있다.The first lower stream 230 flows into the second distillation column 300 along the first lower flow passage 285. In addition, the first lower flow passage 285 may be installed to communicate with the side of the second distillation column 300, and thus the first lower flow 230 may flow into the side of the second distillation column 300. have.

제2 증류칼럼(300)으로 유입된 제1 하부류(230)는 제2 증류칼럼(300)의 하부에 설치된 제2 하부 순환유로(381)를 따라 제2 증류칼럼(300)에 인접하게 설치된 제2 리보일러(Reboiler,340)로 유입되고, 제1 하부류(230)는 제2 리보일러(340)에 의해 가열 및 기화된 후, 다시 제2 증류칼럼(300)으로 유입된다.The first lower stream 230 introduced into the second distillation column 300 is installed adjacent to the second distillation column 300 along the second lower circulation passage 381 installed under the second distillation column 300. After flowing into the second reboiler 340, the first lower stream 230 is heated and vaporized by the second reboiler 340, and then flows back into the second distillation column 300.

상기와 같이, 기화된 제1 하부류(230)는 제2 증류칼럼(300)의 상부로 상승하며, 제2 증류칼럼(300)의 상부로 배출되는 제2 탑정 증기류(310)를 형성한다.As described above, the vaporized first lower stream 230 rises to the upper portion of the second distillation column 300 and forms the second overhead vapor stream 310 discharged to the upper portion of the second distillation column 300. .

제2 탑정 증기류(310)는 제2 증류칼럼(300)의 상부에 설치된 제2 상부 순환유로(383)를 따라 이동되고, 제2 상부 순환유로(383) 상에 설치된 제2 응축기(350)에 의해 응축된다. 그리고, 제2 응축기(350)에 의해 응축된 제2 탑정 증기류(310)는 제2 상부 순환유로(383) 상에 설치된 제2 저장용기(370)에 임시 저장된다.The second overhead vapor stream 310 is moved along the second upper circulation passage 383 installed on the second distillation column 300, and the second condenser 350 is installed on the second upper circulation passage 383. Is condensed by In addition, the second overhead vapor stream 310 condensed by the second condenser 350 is temporarily stored in the second storage container 370 installed on the second upper circulation passage 383.

또한, 제2 응축기(350)를 거친 제2 탑정 증기류(310) 중 일부는 제2 상부 순환유로(383) 상에 설치된 제2 환류펌프(360)에 의해 제2 상부 순환유로(383)를 따라 제2 증류칼럼(300)으로 재유입될 수 있다. 한편, 제2 상부 순환유로(383)를 따라 제2 증류칼럼(300)으로 재유입되는 제2 탑정 증기류(310) 중 일부는 냉매로서 사용될 수 있으며, 일부는 외부에 저장될 수 있다.In addition, a portion of the second overhead vapor stream 310 that passes through the second condenser 350 may pass through the second upper circulation flow passage 383 by the second reflux pump 360 installed on the second upper circulation flow passage 383. As a result, it may be reintroduced into the second distillation column 300. Meanwhile, some of the second overhead vapor streams 310 re-introduced into the second distillation column 300 along the second upper circulation passage 383 may be used as a refrigerant, and some may be stored externally.

그리고, 제2 증류칼럼(300)의 하부로 배출되는 액화된 제2 하부류(330)는 제2 증류칼럼(300)의 하부 및 제3 증류칼럼(400)의 측부와 연통된 제2 하부유로(385)를 따라 제3 증류칼럼(400)으로 유입된다.In addition, the liquefied second lower stream 330 discharged to the lower portion of the second distillation column 300 is a second lower flow passage communicating with the lower portion of the second distillation column 300 and the side of the third distillation column 400. Inflow to the third distillation column 400 along 385.

그리고, 제2 하부유로(385) 상에는 제3 증류칼럼(400)의 제3 하부류(430)와 열교환할 수 있도록 후술할 제2 열교환기(530)가 설치될 수 있다. 이는 제2 하부류(330)를 제3 하부류(430)를 이용하여 가열한 후, 제3 증류칼럼(400)에 유입시킴으로써, 후술할 제3 리보일러(440)에 의한 에너지 소모를 절감할 수 있다.In addition, a second heat exchanger 530, which will be described later, may be installed on the second lower flow passage 385 so as to exchange heat with the third lower flow 430 of the third distillation column 400. This heats the second lower stream 330 using the third lower stream 430, and then flows into the third distillation column 400, thereby reducing energy consumption by the third reboiler 440, which will be described later. Can be.

제3 증류칼럼(400)은, 유입되는 제2 하부류(330)로부터 부탄 강화 제2 탑정 증기류(310) 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류(430)를 분별하는 역할을 한다.The third distillation column 400 separates the butane-enhanced second overhead vapor stream 310 and the component-reinforced third lower stream 430 that are heavier than butane from the second lower stream 330 that is introduced.

제2 하부류(330)는 제2 하부유로(385)를 따라 제3 증류칼럼(400)으로 유입된다. 그리고, 제2 하부유로(385)는 제3 증류칼럼(400)의 측부에 연통되게 설치될 수 있으며, 이에 따라 제2 하부류(330)는 제3 증류칼럼(400)의 측부로 유입될 수 있다.The second lower stream 330 flows into the third distillation column 400 along the second lower flow passage 385. In addition, the second lower flow passage 385 may be installed to communicate with the side of the third distillation column 400. Accordingly, the second lower flow passage 330 may flow into the side of the third distillation column 400. have.

제3 증류칼럼(400)으로 유입된 제2 하부류(330)는 제3 증류칼럼(400)의 하부에 설치된 제3 하부 순환유로(481)를 따라 제3 증류칼럼(400)에 인접하게 설치된 제3 리보일러(Reboiler,440)로 유입되고, 제3 하부류(430)는 제3 리보일러(440)에 의해 가열 및 기화된 후, 제3 증류칼럼(400)으로 유입된다.The second lower stream 330 introduced into the third distillation column 400 is installed adjacent to the third distillation column 400 along the third lower circulation passage 481 installed under the third distillation column 400. The third reboiler (440) is introduced, and the third lower stream (430) is heated and vaporized by the third reboiler (440) and then flows into the third distillation column (400).

상기와 같이, 기화된 제3 하부류(430)는 제3 증류칼럼(400)의 상부로 상승하며, 제3 증류칼럼(400)의 상부로 배출되는 제3 탑정 증기류(410)를 형성한다.As described above, the vaporized third lower stream 430 ascends to the upper portion of the third distillation column 400 and forms a third overhead vapor stream 410 discharged to the upper portion of the third distillation column 400. .

제3 탑정 증기류(410)는 제3 증류칼럼(400)의 상부에 설치된 제3 상부 순환유로(483)를 따라 이동되고, 제3 상부 순환유로(483) 상에 설치된 제3 응축기(450)에 의해 응축된다. 그리고, 제3 응축기(450)에 의해 응축된 제3 탑정 증기류(410)는 제3 상부 순환유로(483) 상에 설치된 제3 저장용기(470)에 임시 저장된다.The third overhead steam stream 410 is moved along the third upper circulation passage 483 installed on the third distillation column 400, and the third condenser 450 installed on the third upper circulation passage 483. Is condensed by. In addition, the third overhead vapor stream 410 condensed by the third condenser 450 is temporarily stored in the third storage container 470 installed on the third upper circulation passage 483.

또한, 제3 응축기(450)를 거친 제3 탑정 증기류(410) 중 일부는 제3 상부 순환유로(483) 상에 설치된 제3 환류펌프(460)에 의해 제3 상부 순환유로(483)를 따라 제3 증류칼럼(400)으로 재유입될 수 있다. 한편, 제3 상부 순환유로(483)를 따라 제3 증류칼럼(400)으로 재유입되는 제3 탑정 증기류(410) 중 일부는 냉매로서 사용될 수 있으며, 일부는 외부에 저장될 수 있다.In addition, some of the third overhead vapor stream 410 that has passed through the third condenser 450 may pass through the third upper circulation flow path 483 by a third reflux pump 460 installed on the third upper circulation flow path 483. As a result, it may be reintroduced into the third distillation column 400. Meanwhile, some of the third overhead vapor streams 410 re-introduced into the third distillation column 400 along the third upper circulation passage 483 may be used as a refrigerant, and some may be stored externally.

그리고, 제3 증류칼럼(400)의 하부로 배출되는 액화된 제3 하부류(430)는 냉각되어 외부에 설치된 저장탱크(미도시)에 저장된다.Then, the liquefied third lower stream 430 discharged to the lower portion of the third distillation column 400 is cooled and stored in a storage tank (not shown) installed outside.

한편, 본 실시예에서는, 원료인 피처리물(100)을 제1 증류칼럼(200), 제2 증류칼럼(300) 및 제3 증류칼럼(400)을 이용하여 분별함에 있어서, 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330)를 가열하는 가열에너지 및 제3 하부류(430)를 냉각하는 냉각에너지를 절감하기 위하여 가열유닛(500)을 구비할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the first lower stream in the fractionation of the workpiece 100 as a raw material using the first distillation column 200, the second distillation column 300 and the third distillation column 400, A heating unit 500 may be provided to reduce heating energy for heating the 230 and the second lower stream 330 and cooling energy for cooling the third lower stream 430.

가열유닛(500)은, 제3 하부류(430)와 제1 하부류(230)가 상호 열교환하는 제1 열교환기(510)와, 제3 하부류(430)와 제2 하부류(330)가 상호 열교환하는 제2 열교환기(530)와, 제3 증류칼럼(400)과 연통되되 제3 증류칼럼(400)에서 제3 하부류(430)가 배출되는 제1 유로(551)와, 제1 유로(551)와 연통되되 제3 하부류(430)가 제1 유로(551)에서 분기되어 제1 열교환기(510) 및 제2 열교환기(530)로 유입되는 제1 분기유로(553)와, 제1 분기유로(553)와 연통되되 제1 분기유로(553)를 따라 제1 열교환기(510) 및 제2 열교환기(530)에 유입된 후 배출되는 제3 하부류(430)가 합류되는 제1 합류유로(555)를 포함한다.The heating unit 500 includes a first heat exchanger 510 and a third lower stream 430 and a second lower stream 330 in which the third lower stream 430 and the first lower stream 230 exchange heat. The second heat exchanger 530, the first heat exchanger 530 is in communication with the third distillation column 400, the third lower stream 430 is discharged from the third distillation column 400, and The first branch passage 553 communicating with the first flow passage 551 but branching from the first flow passage 551 to the first heat exchanger 510 and the second heat exchanger 530. And a third lower stream 430 which is in communication with the first branch flow path 553 and is introduced into and discharged from the first heat exchanger 510 and the second heat exchanger 530 along the first branch flow path 553. A first joining passage 555 is joined.

제3 증류칼럼(400)의 하부에서 배출되는 액화된 제3 하부류(430)는 고온 상태를 유지하고 있으며, 제3 하부류(430)는 제3 증류칼럼(400)의 하부에 설치된 제1 유로(551)를 따라 배출되어 냉각된 후 저장된다. 따라서, 본 실시예에서는 제3 하부류(430)를 제1 열교환기(510) 및 제2 열교환기(530)로 유입시키고, 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330)와 열교환시켜 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330)를 가열하는 에너지를 절감하는 한편, 제3 하부류(430)를 냉각하는 에너지를 절감하고자 한다.The liquefied third lower stream 430 discharged from the lower portion of the third distillation column 400 maintains a high temperature state, and the third lower stream 430 is the first installed below the third distillation column 400. The discharge is cooled along the flow path 551 and then stored. Therefore, in the present exemplary embodiment, the third lower stream 430 is introduced into the first heat exchanger 510 and the second heat exchanger 530, and heat exchanges with the first lower stream 230 and the second lower stream 330. In order to save energy for heating the first lower stream 230 and the second lower stream 330, the energy for cooling the third lower stream 430 is reduced.

제1 열교환기(510)는 제1 하부유로(285) 상에 설치될 수 있으며, 제3 하부류(430)가 제1 유로(551) 및 제1 분기유로(553)를 따라 제1 열교환기(510)로 유입된다. 그리고, 제2 열교환기(530)는 제2 하부유로(385) 상에 설치될 수 있으며, 제3 하부류(430)가 제1 유로(551) 및 제1 분기유로(553)를 따라 제2 열교환기(530)로 유입된다.The first heat exchanger 510 may be installed on the first lower flow path 285, and the third lower flow 430 may be disposed along the first flow path 551 and the first branch flow path 553. Flows to 510. In addition, the second heat exchanger 530 may be installed on the second lower flow passage 385, and the third lower flow passage 430 may be disposed along the first flow passage 551 and the first branch flow passage 553. Flow into the heat exchanger (530).

제1 열교환기(510) 및 제2 열교환기(530)로 유입된 제3 하부류(430)는 제1 하부류(230) 및 제2 하부류(330)를 가열함과 동시에 냉각된 후, 제1 합류유로(555)를 따라 외부로 배출되어 저장된다. 따라서 제1 합류유로(555) 상에 설치된 냉각기(700)에 투입되는 냉매에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.After the third lower stream 430 introduced into the first heat exchanger 510 and the second heat exchanger 530 is cooled while simultaneously heating the first lower stream 230 and the second lower stream 330, It is discharged and stored outside along the first confluence passage 555. Therefore, energy required for the refrigerant introduced into the cooler 700 installed on the first confluence passage 555 may be reduced.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분별증류 장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a fractional distillation apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분별증류 장치를 나타내는 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a fractional distillation apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분별증류 장치는, 피처리물(100a)이 유입되되 피처리물(100a)을 에탄 강화 제1 탑정 증기류(210a) 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류(230a)로 분별하는 제1 증류칼럼(200a)과, 제1 하부류(230a)가 유입되되 제1 하부류(230a)를 프로판 강화 제2 탑정 증기류(310a) 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류(330a)로 분별하는 제2 증류칼럼(300a)과, 제2 하부류(330a)가 유입되되 제2 하부류(330a)를 부탄 강화 제3 탑정 증기류(410a) 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류(430a)로 분별하는 제3 증류칼럼(400a)과, 제3 하부류(430a)를 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)와 동시에 상호 열교환하여 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)를 동시에 가열하는 가열유닛(500a)과, 제1 증류칼럼(200a)으로 유입되는 피처리물(100a)과 제1 증류칼럼(200a)에서 배출되는 제1 탑정 증기류(210a)가 상호 열교환하여 피처리물(100a)을 냉각하는 냉각유닛(600a)을 포함한다.Referring to FIG. 3, in the fractionation distillation apparatus according to another embodiment of the present invention, the treated material 100a is introduced, but the processed material 100a is heavier than the ethane-reinforced first overhead steam stream 210a and ethane. The first distillation column 200a fractionated into the component-reinforced first lower stream 230a, the first lower stream 230a is introduced, and the first lower stream 230a is propane-reinforced second overhead steam stream 310a and The second distillation column 300a fractionated into the component-reinforced second lower stream 330a, which is heavier than propane, and the second lower stream 330a are introduced, but the second lower stream 330a is butane-reinforced third column top steam stream. 410a and the third distillation column 400a which is divided into the component-reinforced third lower stream 430a that is heavier than butane, and the third lower stream 430a is divided into the first lower stream 230a and the second lower stream ( 330a and the heating unit 500a for simultaneously heating the first lower stream 230a and the second lower stream 330a by mutual heat exchange with each other, and the workpiece 100a flowing into the first distillation column 200a; First distillation column The first overhead vapor stream 210a discharged from the 200a includes a cooling unit 600a for cooling the object 100a by exchanging heat with each other.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 증류칼럼(200a), 제2 증류칼럼(300a), 제3 증류칼럼(400a) 및 냉각유닛(600a)은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 증류칼럼(200), 제2 증류칼럼(300), 제3 증류칼럼(400) 및 냉각유닛(600)과 그 구성이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 차이점인 가열유닛(500a)에 대하여 설명하기로 한다.The first distillation column (200a), the second distillation column (300a), the third distillation column (400a) and the cooling unit (600a) according to another embodiment of the present invention is a first distillation column according to an embodiment of the present invention. 200, the second distillation column 300, the third distillation column 400 and the cooling unit 600 and the configuration thereof is the same, a detailed description thereof will be omitted, the following heating unit 500a ) Will be described.

본 발명의 다른 실시예에 따른 분별증류 장치는, 제1 하부류(230a), 제2 하부류(330a) 및 제3 하부류(430a)가 하나의 제3 열교환기(510aa)에 유입되어 동시에 가열 및 냉각될 수 있도록 함으로써 공정을 보다 간소화할 수 있다.In the fractionation distillation apparatus according to another embodiment of the present invention, the first lower stream 230a, the second lower stream 330a, and the third lower stream 430a are introduced into one third heat exchanger 510aa and simultaneously. The process can be simplified further by allowing it to be heated and cooled.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가열유닛(500a)은, 제3 하부류(430a)와 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)가 상호 열교환하는 제3 열교환기(510a)와, 제3 증류칼럼(400a)과 연통되되 제3 증류칼럼(400a)에서 제3 하부류(430a)가 배출되는 제2 유로(531a)와, 제2 유로(531a)와 연통되되 제3 하부류(430a)의 일부가 제2 유로(531a)에서 분기되어 제3 열교환기(510a)로 유입된 후 배출되어 재차 제2 유로(531a)로 유입되는 제2 분기유로(533a)를 포함한다.The heating unit 500a according to another embodiment of the present invention includes a third heat exchanger 510a in which the third lower stream 430a, the first lower stream 230a, and the second lower stream 330a heat exchange with each other. The second flow passage 531a communicated with the third distillation column 400a and the third lower stream 430a is discharged from the third distillation column 400a, and the third flow passage 531a communicates with the second flow passage 531a. A portion of the 430a includes a second branch passage 533a branched from the second flow passage 531a, introduced into the third heat exchanger 510a, discharged, and then introduced into the second flow passage 531a.

제3 증류칼럼(400a)의 하부에서 배출되는 액화된 제3 하부류(430a)는 고온 상태를 유지하고 있으며, 제3 하부류(430a)는 제3 증류칼럼(400a)의 하부에 설치된 제2 유로(531a)를 따라 배출되어 냉각된 후 저장된다. 따라서, 본 실시예에서는 제3 하부류(430a)를 제3 열교환기(510a)로 유입시키고, 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)와 열교환시켜 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)를 가열하는 에너지를 절감하는 한편, 제3 하부류(430a)를 냉각하는 에너지를 절감하고자 한다.The liquefied third lower stream 430a discharged from the lower portion of the third distillation column 400a maintains a high temperature state, and the third lower stream 430a is disposed in the lower portion of the third distillation column 400a. It is discharged and cooled along the flow path 531a and then stored. Therefore, in the present embodiment, the third lower stream 430a is introduced into the third heat exchanger 510a, and the first lower stream 230a is exchanged with the first lower stream 230a and the second lower stream 330a. And while reducing the energy for heating the second lower stream (330a), to save the energy for cooling the third lower stream (430a).

제3 열교환기(510a)는 제1 하부유로(285a), 제2 하부유로(385a) 및 제2 분기유로(533a)가 통과할 수 있도록 설치될 수 있다. 따라서, 제1 하부류(230a), 제2 하부류(330a) 및 제3 하부류(430a)가 제3 열교환기(510a)로 유입될 수 있다.The third heat exchanger 510a may be installed to allow the first lower passage 285a, the second lower passage 385a, and the second branch passage 533a to pass therethrough. Therefore, the first lower stream 230a, the second lower stream 330a, and the third lower stream 430a may flow into the third heat exchanger 510a.

제2 분기유로(533a)를 따라 제3 열교환기(510a)로 유입된 제3 하부류(430a)는 제1 하부류(230a) 및 제2 하부류(330a)를 가열함과 동시에 냉각된 후, 제2 유로(531a)에 합류되어 외부로 배출되어 저장된다. 따라서 제2 유로(531a) 상에 설치된 냉각기(700a)에 투입되는 냉매에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.The third lower stream 430a introduced into the third heat exchanger 510a along the second branch flow path 533a is cooled while simultaneously heating the first lower stream 230a and the second lower stream 330a. The second flow path 531a is joined and discharged and stored outside. Therefore, energy required for the refrigerant introduced into the cooler 700a installed on the second flow path 531a may be reduced.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 분별증류 장치를 이용한 분별증류 방법을 설명하면 다음과 같다.The fractional distillation method using the fractional distillation apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

도 4는 본 발명에 따른 분별증류 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing a fractional distillation method according to the present invention.

도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 증류칼럼(200,200a)으로의 피처리물(100,100a)이 유입되는 경로를 살펴보면, 제1 증류칼럼(200,200a)의 측부와 연통된 제3 유로(110,110a)는 도중에 제3 분기유로(130,130a)로 분기된다. 그리고, 제3 분기유로(130,130a)는 제1 증류칼럼(200,200a)의 측부에 연통되게 설치된 제3 유로(110,110a)보다 상부 위치에서 제1 증류칼럼(200,200a)과 연통되게 설치된다.As shown in FIG. 2 to FIG. 4, when looking at the path through which the workpieces 100 and 100a flow into the first distillation columns 200 and 200a, the third communication part communicates with the sides of the first distillation columns 200 and 200a. The flow paths 110 and 110a branch into the third branch flow paths 130 and 130a on the way. The third branch flow paths 130 and 130a are installed to communicate with the first distillation columns 200 and 200a at an upper position than the third flow paths 110 and 110a installed to communicate with the side portions of the first distillation columns 200 and 200a.

그리고, 제3 분기유로(130,130a)를 따라 제1 증류칼럼(200,200a)으로 유입되는 피처리물(100,100a)은, 제1 증류칼럼(200,200a)에서 가열된 후 기화되어 상부로 배출되는 제1 탑정 증기류(210,210a)와 상호 열교환을 한다(S100). 이때, 제1 탑정 증기류(210,210a)와 피처리물(100,100a)의 열교환은 제4 열교환기(610,610a)에서 행해진다.In addition, the to-be-processed material 100 and 100a flowing into the first distillation columns 200 and 200a along the third branch passages 130 and 130a are heated in the first distillation columns 200 and 200a and then vaporized and discharged to the upper portion. Heat exchange with the first overhead vapor stream (210, 210a) (S100). At this time, heat exchange between the first overhead vapor streams 210 and 210a and the workpieces 100 and 100a is performed by the fourth heat exchangers 610 and 610a.

그리고, 제1 탑정 증기류(210,210a)와 열교환을 하고 난 후, 제3 분기유로(130,130a)를 따라 흐르는 피처리물(100,100a) 및 제3 유로(110,110a)를 따라 흐르는 피처리물(100,100a)은 제1 증류칼럼(200,200a)의 측부로 유입된다(S200).After the heat exchange with the first overhead vapor streams 210 and 210a, the to-be-processed object 100 and 100a flowing along the third branch flow paths 130 and 130a and the to-be-processed material flowing along the third flow paths 110 and 110a. (100, 100a) is introduced into the side of the first distillation column (200, 200a) (S200).

여기서 제1 탑정 증기류(210,210a)와 상호 열교환을 하고 제3 분기유로(130,130a)를 따라 제1 증류칼럼(200,200a)으로 유입되는 피처리물(100,100a)은, 제1 탑정 증기류(210,210a)와 상호 열교환을 하지 않고 제3 유로(110,110a)를 따라 제1 증류칼럼(200,200a)으로 유입되는 피처리물(100,100a)보다 제1 증류칼럼(200,200a)의 상부 위치로 유입된다.Here, the to-be-processed objects 100 and 100a which mutually heat-exchange with the first overhead steam streams 210 and 210a and flow into the first distillation columns 200 and 200a along the third branch flow paths 130 and 130a are the first overhead steam streams. To the upper position of the first distillation column (200,200a) than the workpiece (100,100a) flowing into the first distillation column (200,200a) along the third flow path (110,110a) without mutual heat exchange with (210,210a) Inflow.

그리고, 제3 유로(110,110a) 및 제3 분기유로(130,130a)를 따라 제1 증류칼럼(200,200a)으로 유입된 피처리물(100,100a)은 제1 증류칼럼(200,200a)의 하부에 설치된 제1 리보일러(240,240a)에 의해 기화되어 에탄 강화 제1 탑정 증기류(210,210a) 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류(230,230a)로 분별된다(S300).In addition, the workpieces 100 and 100a introduced into the first distillation columns 200 and 200a along the third flow paths 110 and 110a and the third branch flow paths 130 and 130a are disposed below the first distillation columns 200 and 200a. Evaporated by the installed first reboiler (240,240a) is separated into the ethane-reinforced first overhead steam stream (210,210a) and the component-reinforced first lower stream (230,230a) heavier than ethane (S300).

그리고, 제1 증류칼럼(200,200a)에서 배출되는 제1 하부류(230,230a)는 제2 증류칼럼(300,300a)으로 유입되고, 제2 증류칼럼(300,300a)의 하부에 설치된 제2 리보일러(340,340a)에 의해 기화되어 프로판 강화 제2 탑정 증기류(310,310a) 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류(330,330a)로 분별된다(S400).In addition, the first lower streams 230 and 230a discharged from the first distillation columns 200 and 200a flow into the second distillation columns 300 and 300a and the second reboilers installed under the second distillation columns 300 and 300a. Vaporized by (340, 340a) is separated into a propane-reinforced second column top steam (310, 310a) and a component-reinforced second lower stream (330, 330a) heavier than propane (S400).

그리고, 제2 증류칼럼(300,300a)에서 배출되는 제2 하부류(330,330a)는 제3 증류칼럼(400,400a)으로 유입되고, 제3 증류칼럼(400,400a)의 하부에 설치된 제3 리보일러(440,440a)에 의해 기화되어 부탄 강화 제3 탑정 증기류(410,410a) 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류(430,430a)로 분별된다(S500).The second lower streams 330 and 330a discharged from the second distillation columns 300 and 300a are introduced into the third distillation columns 400 and 400a and the third reboilers installed under the third distillation columns 400 and 400a. Vaporized by (440, 440a) is separated into butane-reinforced third overhead steam stream (410, 410a) and the component-reinforced third lower stream (430, 430a) heavier than butane (S500).

그리고, 분별된 제3 하부류(430,430a)를 제1 하부류(230,230a) 및 제2 하부류(330,330a) 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 제1 하부류(230,230a) 및 제2 하부류(330,330a) 중 적어도 어느 하나를 가열한다(S600).In addition, the fractionated third lower streams 430 and 430a are mutually heat-exchanged with at least one of the first lower streams 230 and 230a and the second lower streams 330 and 330a. At least one of the classes 330 and 330a is heated (S600).

도 2에서 도시한 바와 같이, 제3 하부류(430)와 제1 하부류(230)의 열교환은 제1 열교환기(510)를 통해 이뤄질 수 있으며, 또한, 제3 하부류(430)와 제2 하부류(330)의 열교환은 제2 열교환기(530)를 통해 이뤄질 수 있다.As illustrated in FIG. 2, heat exchange between the third lower stream 430 and the first lower stream 230 may be performed through the first heat exchanger 510. Heat exchange of the two lower streams 330 may be performed through the second heat exchanger 530.

이때, 제3 하부류(430)는 제1 유로(551) 및 제1 분기유로(553)를 따라 제1 열교환기(510) 및 제2 열교환기(530)로 각각 유입되고, 제1 하부류(230)는 제1 하부유로(285)를 따라 제1 열교환기(510)에 유입되고, 제2 하부류(330)는 제2 하부유로(385)를 따라 제2 열교환기(530)에 유입된다.At this time, the third lower stream 430 flows into the first heat exchanger 510 and the second heat exchanger 530 along the first flow path 551 and the first branch flow path 553, respectively, 230 flows into the first heat exchanger 510 along the first lower flow passage 285, and second lower flow 330 flows into the second heat exchanger 530 along the second lower flow passage 385. do.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 하부류(230a), 제2 하부류(330a) 및 제3 하부류(430a)가 하나의 제3 열교환기(510a)에 유입된 후 동시에 상호 열교환을 할 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the first lower flow 230a, the second lower flow 330a, and the third lower flow 430a flow into the third heat exchanger 510a and at the same time exchange with each other. You can also do

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

110, 110a: 제3 유로 130, 130a: 제3 분기유로
200, 200a: 제1 증류칼럼 210, 210a: 제1 탑정 증기류
230, 230a: 제1 하부류 285, 285a: 제1 하부유로
300, 300a: 제2 증류칼럼 310, 310a: 제2 탑정 증기류
330, 330a: 제2 하부류 385, 385a: 제2 하부유로
400, 400a: 제3 증류칼럼 410, 410a: 제3 탑정 증기류
430, 430a: 제3 하부류 500, 500a: 가열유닛
510: 제1 열교환기 530: 제2 열교환기
551: 제1 유로 553: 제1 분기유로
555: 제1 합류유로 510a: 제3 열교환기
531a: 제2 유로 533a: 제2 분기유로
600, 600a: 냉각유닛 610, 610a: 제4 열교환기110, 110a: third euro 130, 130a: third quarter euro
200, 200a: first distillation column 210, 210a: first overhead vapor stream
230, 230a: first lower stream 285, 285a: first lower flow path
300, 300a: second distillation column 310, 310a: second column top steam
330, 330a: second downstream 385, 385a: second downstream
400, 400a: third distillation column 410, 410a: third overhead steam
430, 430a: third lower flow 500, 500a: heating unit
510: first heat exchanger 530: second heat exchanger
551: first euro 553: first quarter euro
555: first joining flow path 510a: third heat exchanger
531a: second euro 533a: second quarter euro
600, 600a: cooling unit 610, 610a: fourth heat exchanger

Claims (14)

피처리물이 유입되되, 상기 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 제1 증류칼럼;
상기 제1 하부류가 유입되되, 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 제2 증류칼럼;
상기 제2 하부류가 유입되되, 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 제3 증류칼럼;
상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열유닛; 및
상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 상기 피처리물과 상기 제1 증류칼럼에서 배출되는 상기 제1 탑정 증기류가 상호 열교환하여 상기 피처리물을 냉각하는 냉각유닛을 포함하는 분별증류 장치.A first distillation column into which the object to be treated is introduced, the fraction being classified into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-enhanced first lower stream that is heavier than ethane;
A second distillation column into which the first bottom stream flows and fractionates the first bottom stream into a propane-reinforced second overhead vapor stream and a component-reinforced second bottom stream that is heavier than propane;
A third distillation column into which the second downstream flows, and fractionates the second downstream into a butane reinforced third overhead vapor stream and a component strengthened third bottom stream that is heavier than butane;
A heating unit configured to heat at least one of the first lower stream and the second lower stream by mutually exchanging the third lower stream with at least one of the first lower stream and the second lower stream; And
And a cooling unit configured to cool the to-be-processed object by exchanging heat between the to-be-processed material flowing into the first distillation column and the first overhead vapor stream discharged from the first distillation column. 제1항에 있어서,
상기 가열유닛은,
상기 제3 하부류와 상기 제1 하부류가 상호 열교환하는 제1 열교환기; 및
상기 제3 하부류와 상기 제2 하부류가 상호 열교환하는 제2 열교환기를 포함하는 분별증류 장치.The method of claim 1,
The heating unit includes:
A first heat exchanger in which the third lower flow and the first lower flow exchange with each other; And
And a second heat exchanger configured to exchange heat between the third lower stream and the second lower stream. 제2항에 있어서,
상기 가열유닛은,
상기 제3 증류칼럼과 연통되되, 상기 제3 증류칼럼에서 상기 제3 하부류가 배출되는 제1 유로;
상기 제1 유로와 연통되되, 상기 제3 하부류가 상기 제1 유로에서 분기되어 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중 적어도 어느 하나로 유입되는 제1 분기유로; 및
상기 제1 분기유로와 연통되되, 상기 제1 분기유로를 따라 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중 적어도 어느 하나에 유입된 후 배출되는 상기 제3 하부류가 합류되는 제1 합류유로를 더 포함하는 분별증류 장치.3. The method of claim 2,
The heating unit includes:
A first flow passage communicating with the third distillation column, wherein the third downstream flows from the third distillation column;
A first branch passage communicating with the first passage, wherein the third downstream flows into the first passage and flows into at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger; And
A first confluence passage communicating with the first branch passage, wherein the third downstream flowed into and discharged from at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger is joined along the first branch passage; Fractional distillation apparatus further comprising. 피처리물이 유입되되, 상기 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 제1 증류칼럼;
상기 제1 하부류가 유입되되, 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 제2 증류칼럼;
상기 제2 하부류가 유입되되, 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 제3 증류칼럼;
상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류와 동시에 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류를 동시에 가열하는 가열유닛; 및
상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 상기 피처리물과 상기 제1 증류칼럼에서 배출되는 상기 제1 탑정 증기류가 상호 열교환하여 상기 피처리물을 냉각하는 냉각유닛을 포함하는 분별증류 장치.A first distillation column into which the object to be treated is introduced, the fraction being classified into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-enhanced first lower stream that is heavier than ethane;
A second distillation column into which the first bottom stream flows and fractionates the first bottom stream into a propane-reinforced second overhead vapor stream and a component-reinforced second bottom stream that is heavier than propane;
A third distillation column into which the second downstream flows, and fractionates the second downstream into a butane reinforced third overhead vapor stream and a component strengthened third bottom stream that is heavier than butane;
A heating unit configured to simultaneously heat the third lower stream with the first lower stream and the second lower stream to simultaneously heat the first lower stream and the second lower stream; And
And a cooling unit configured to cool the to-be-processed object by exchanging heat between the to-be-processed material flowing into the first distillation column and the first overhead vapor stream discharged from the first distillation column. 제4항에 있어서,
상기 가열유닛은,
상기 제3 하부류와 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류가 상호 열교환하는 제3 열교환기를 포함하는 분별증류 장치.5. The method of claim 4,
The heating unit includes:
And a third heat exchanger configured to exchange heat between the third lower stream, the first lower stream, and the second lower stream. 제5항에 있어서,
상기 가열유닛은,
상기 제3 증류칼럼과 연통되되, 상기 제3 증류칼럼에서 상기 제3 하부류가 배출되는 제2 유로; 및
상기 제2 유로와 연통되되, 상기 제3 하부류의 일부가 상기 제2 유로에서 분기되어 상기 제3 열교환기로 유입된 후 배출되어 다시 상기 제2 유로로 유입되는 제2 분기유로를 더 포함하는 분별증류 장치.The method of claim 5,
The heating unit includes:
A second flow passage communicating with the third distillation column, wherein the third lower stream is discharged from the third distillation column; And
The second flow path is in communication with the second flow passage, the fraction of the third lower flow branch further comprises a second branch flow path which flows into the third heat exchanger is discharged and then flows back into the second flow path Distillation apparatus. 삭제delete 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 냉각유닛은,
상기 피처리물과 상기 제1 탑정 증기류가 상호 열교환하는 제4 열교환기를 포함하는 분별증류 장치.The method according to claim 1 or 4,
The cooling unit includes:
And a fourth heat exchanger configured to exchange heat between the object and the first overhead vapor stream. 제8항에 있어서,
상기 냉각유닛은,
상기 제1 증류칼럼과 연통되되, 상기 피처리물이 유입되는 제3 유로; 및
상기 제3 유로와 연통되되, 상기 피처리물의 일부가 상기 제3 유로에서 분기되어 상기 제4 열교환기로 유입된 후 배출되어 상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 제3 분기유로를 포함하는 분별증류 장치.9. The method of claim 8,
The cooling unit includes:
A third flow path communicating with the first distillation column and into which the object is introduced; And
And a third branch passage communicating with the third flow passage, wherein a part of the object is branched from the third flow passage, flows into the fourth heat exchanger, is discharged, and flows into the first distillation column. 제9항에 있어서,
상기 제3 분기유로를 통과한 상기 피처리물이 상기 제3 유로를 통과한 상기 피처리물보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치에 유입되도록, 상기 제3 분기유로는 상기 제3 유로보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 분별증류 장치.10. The method of claim 9,
The third branch flow path may be configured to be formed at a position higher than that of the third distillation column so that the to-be-processed object passing through the third branch channel flows into an upper position of the first distillation column than the to-be-processed object passing through the third flow channel. Fractional distillation apparatus, characterized in that connected to the upper position of the distillation column. 제1 증류칼럼에 유입되는 피처리물을 에탄 강화 제1 탑정 증기류 및 에탄보다 중질인 성분 강화 제1 하부류로 분별하는 단계;
제2 증류칼럼에 유입되는 상기 제1 하부류를 프로판 강화 제2 탑정 증기류 및 프로판보다 중질인 성분 강화 제2 하부류로 분별하는 단계;
제3 증류칼럼에 유입되는 상기 제2 하부류를 부탄 강화 제3 탑정 증기류 및 부탄보다 중질인 성분 강화 제3 하부류로 분별하는 단계;
상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나와 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 단계; 및
상기 제1 증류칼럼에 유입되기 전에 상기 피처리물의 일부를 분기하여 상기 제1 증류칼럼에서 배출되는 상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환하는 단계를 포함하는 분별증류 방법.Fractionating the treated material flowing into the first distillation column into an ethane-enhanced first overhead vapor stream and a component-enhanced first bottom stream heavier than ethane;
Fractionating the first bottoms flowing into the second distillation column into a propane-enhanced second overhead vapor stream and a component-enhanced second bottoms heavier than propane;
Fractionating the second bottoms flowing into the third distillation column into a butane reinforced third overhead vapor stream and a component strengthened third bottoms heavier than butane;
Heat-exchanging the third sub stream with at least one of the first sub stream and the second sub stream to heat at least one of the first sub stream and the second sub stream; And
And dividing a portion of the workpiece before entering the first distillation column and mutually exchanging heat with the first overhead vapor stream discharged from the first distillation column. 제11항에 있어서,
상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류 중 적어도 어느 하나를 가열하는 단계는, 상기 제3 하부류를 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류와 동시에 상호 열교환하여 상기 제1 하부류 및 상기 제2 하부류를 동시에 가열하는 것을 포함하는 분별증류 방법.12. The method of claim 11,
In the heating of at least one of the first lower stream and the second lower stream, the first lower stream and the second lower stream may be simultaneously heat-exchanged with the first lower stream and the second lower stream. Fractional distillation method comprising heating the second downstream simultaneously. 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환된 상기 피처리물의 일부는, 상기 제1 탑정 증기류와 상호 열교환하지 않고 상기 제1 증류칼럼으로 유입되는 상기 피처리물보다 상기 제1 증류칼럼의 상부 위치로 유입되는 것을 특징으로 하는 분별증류 방법.12. The method of claim 11,
A part of the to-be-exchanged object which is mutually heat-exchanged with the first overhead vapor stream is located at an upper position of the first distillation column than the to-be-processed object introduced into the first distillation column without mutual heat exchange with the first overhead vapor stream. Fractional distillation method characterized in that the inflow.
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KR20010071533A (en) * 1998-06-19 2001-07-28 추후보충 Cascade reboiling of ethylbenzene/styrene columns
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