KR20120114848A

KR20120114848A - 연속식 고순도 증류장치

Info

Publication number: KR20120114848A
Application number: KR1020110032638A
Authority: KR
Inventors: 최종혁
Original assignee: 주식회사 한강엔지니어링
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-17
Also published as: KR101235619B1

Abstract

본 발명은 각종 석유제품(합성수지, 합성고무 등)을 만들기 위한 반제품인 액상원료(나프타 등)에 함유된 불순물을 공비증류공정을 통해 완전하게 제거하여 고순도의 액상원료를 확보하는 연속식 고순도 증류장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 증류탑 내부의 회전콘으로 유입된 액상원료를 회전에 의한 비산작용을 통해 박막으로 형성하도록 하고, 상기 박막의 액상원료는 회전콘 하측의 고정콘을 경유하면서 연속되는 다른 회전콘으로 유입시키는 하향류식 흐름을 연속적으로 반복하도록 하며, 상기 증류탑 하측으로 공급되는 스팀은 상향류식 흐름을 연속적으로 반복하면서 박막의 액상원료를 증류시켜 불순물을 제거할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

연속식 고순도 증류장치{High purity distillation apparatus of Continuous type}

본 발명은 각종 석유제품(합성수지, 합성고무 등)을 만들기 위한 반제품인 액상원료(나프타 등)에 함유된 불순물을 공비증류공정을 통해 완전하게 제거하여 고순도의 액상원료를 확보하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 석유정제란 원유를 증류하여 각종 석유 제품과 반제품을 제조하는 것을 말하며, 이를 정유(精油)라고도 부른다.

특히 상기 원유를 증류하여 뽑아낸 나프타 등과 같은 액상원료를 석유화학공업의 주원료로 사용하여 많은 석유 화학반응을 거쳐 합성수지, 합성고무, 합성섬유 등과 같은 각종 석유제품을 제조한다.

그러나 상기 액상원료에는 황이나 불순물을 함유하고 있기 때문에 이를 제거하지 않으면 고품질의 석유제품을 만들 수 없게 된다.

다시 말해 불순물이 함유된 액상원료를 그대로 사용하여 석유제품을 성형하는 경우 성형과정에서 기포가 발생함으로써 하자발생률이 매우 높아 경제성이 저하됨은 물론 품질이 현저하게 떨어지는 문제점이 야기된다.

따라서, 상기 액상원료에 포함된 불순물을 사전에 완벽하게 제거해야할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 각종 석유제품을 제조하기 위한 액상원료에 함유된 불순물을 사전에 제거하여 석유제품의 완성도 및 품질을 적극적으로 개선하기 위한 것으로, 증류탑 내부의 회전콘으로 유입된 액상원료를 회전에 의한 비산작용을 통해 박막으로 형성하도록 하고, 상기 박막의 액상원료는 회전콘 하측의 고정콘을 경유하면서 연속되는 다른 회전콘으로 유입시키는 하향류식 흐름을 연속적으로 반복하도록 하며, 상기 증류탑 하측으로 공급되는 스팀은 상향류식 흐름을 연속적으로 반복하면서 박막의 액상원료를 증류시켜 불순물을 제거할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 증류탑의 내부에 회전축을 회전가능하게 설치하고, 상기 회전축의 외측에 다수의 콘장착 스페이서를 끼움 설치하되 상기 콘장착 스페이서는 상호 일체화 연결조립하며, 상기 콘장착 스페이서의 사이사이에는 다수의 회전콘을 고정 설치하고, 상기 회전콘의 사이사이에는 고정콘의 경사면이 위치하도록 고정콘을 다단으로 적층 설치하며, 상기 증류탑의 하측에는 스팀 공급관을 설치하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 액상원료가 증류탑 내의 회전콘을 연속적으로 통과하는 하는 하향류식 흐름을 통해 박막의 상태를 유지함과 동시에 상향류식 흐름을 갖는 스팀은 상기 박막의 액상원료를 강제로 공비증류시키면서 불순물을 제거함으로써 고순도의 액상원료를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

아울러 상기 액상원료가 증류탑으로 원활하게 공급되는 이상 공비증류공정은 중단없이 지속됨으로써 고순도의 액상원료를 신속하고 간편하게 대량으로 제조할 수 있어 생산성을 획기적으로 향상하는 효과를 제공한다.

또한, 이와 같은 고순도의 액상원료를 이용하여 석유제품을 제조함으로써 제품의 완성도와 품질을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용된 고순도 증류장치의 종단면도
도 2는 본 발명 고순도 증류장치의 상측 내부구조를 나타낸 확대단면도
도 3은 본 발명 회전콘의 사시도
도 4는 본 발명 고정콘의 일부절결 사시도
도 5는 본 발명의 회전콘 및 고정콘의 설치상태 확대단면도
도 6은 본 발명의 콘장착 스페이서 및 조립핀의 분리상태 종단면도
도 7은 본 발명 확인창의 설치상태 확대단면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 증류탑(10)의 내부 중앙에 회전가능하게 설치된 회전축(20)과; 상기 회전축(20)의 외측에 상하 연속적으로 끼움 설치되고, 상부플랜지(31)에 핀홀(32)이 관통 형성되며, 하부플랜지(33)의 상부면에 핀 설치공(34)이 형성된 다수의 콘장착 스페이서(30)와; 상기 콘장착 스페이서(30)의 사이사이에 일체화 고정 설치되는 다수의 회전콘(40)과; 상기 하부플랜지(33)의 핀 설치공(34)에 일측이 나사결합되고, 타측의 핀 헤드(52)는 회전콘(40) 및 하측으로 인접된 다른 콘장착 스페이서(30)의 핀홀(32)에 삽입 고정되는 조립핀(50)과; 상기 회전콘(40)의 사이사이에 콘형의 경사 안내판(61)이 위치하도록 다단으로 적층 설치되는 다수의 고정콘(60)과; 상기 증류탑(10)의 하측에 설치된 스팀 공급관(70)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 증류탑(10)은 개방된 상부에 커버(11)가 설치된 원통형으로 이루어지고, 상기 커버(11)의 상단에는 액상원료 인렛관(12)과 증기배출관(13)이 양측에 이격 설치되며, 하단 양측에는 불순물이 제거된 액상원료를 외부로 배출하는 액상원료 아웃렛관(14) 및 드레인관(15)이 이격 설치된다.

그리고 상기 증류탑(10)의 외주연에는 단열공간(16)을 갖는 이중자켓(17)이 추가로 설치됨으로써 증류탑(10) 내의 단열효과는 더욱 배가되어 공비증류가 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

상기 증류탑(10)의 상단 및 하단에는 각각 미케니컬 씰(21)이 설치되고, 상기 미케니컬 씰(21)에 양측이 회전가능하게 지지된 상태로 상기 증류탑(10)의 내부 중앙에는 회전축(20)이 설치된다.

상기 회전축(20)의 외측에는 다수의 콘장착 스페이서(30)가 회전축과 함께 회전작동할 수 있도록 상하로 연속하여 끼움 설치되고, 상기 콘장착 스페이서(30)는 조립핀(50)을 매개로 상호 일체화 연결조립된 상태를 유지한다.

이와 같은 콘장착 스페이서(30)는 상단에 형성된 상부플랜지(31)에 다수의 핀홀(32)이 관통 형성되고, 하단에 형성된 하부플랜지(33)에는 조립핀(50)을 설치하기 위한 핀 설치공(34)이 형성되며, 상기 핀 설치공(34)이 형성된 부위에는 상부로 함몰된 콘 지지요부(35)가 추가로 형성된다.

상기 콘장착 스페이서(30)의 사이사이에는 본 발명의 핵심기술인 회전콘(40)이 일체화 고정 설치됨으로써 상기 회전축(20)과 함께 회전할 수 있게 된다.

상기 회전콘(40)은 도 5와 같이 하부플랜지(33)에 형성된 콘 지지요부(35)에 끼워지는 와셔형의 고정판(41)이 형성되고, 상기 고정판(41)의 상단 둘레에는 콘형의 박막 형성판(42)이 일체로 형성되며, 상기 박막 형성판(42)의 상단에는 휘어짐을 방지하는 휨 방지용 플랜지(43)가 일체화 절곡 형성됨으로써 회전콘(40)의 내구성이 향상될 수 있게 된다.

상기 다수의 콘장착 스페이서(30)를 상호 일체화 연결조립하는 역할을 수행하는 조립핀(50)은 일측에 형성된 나사부(51)가 하부플랜지(33)의 핀 설치공(34)에 나사결합 설치되고, 상기 조립핀(50)의 타측에 형성된 핀 헤드(52)는 회전콘(40)의 고정판(41)을 관통한 후 연속적으로 하측으로 인접된 다른 콘장착 스페이서(30)의 핀홀(32)에 삽입 고정됨으로써 다수의 콘장착 스페이서(30) 및 회전콘(40)은 상호 일체화된 조립상태를 유지할 수 있게 된다.

상기 회전콘(40)과 상하 교대로 반복하여 설치되는 다수의 고정콘(60)은 콘형의 경사 안내판(61)이 상기 회전콘(40)의 사이사이에 위치하도록 다단으로 적층 설치됨으로써 상기 회전콘(40)을 통과한 액상원료가 연속하는 하측의 다른 회전콘(40)으로 원활하게 안내될 수 있게 된다.

이러한 고정콘(60)은 콘형을 갖는 경사 안내판(61)의 하단 중앙에 유도된 액상원료를 낙하시키는 낙하구(62)가 형성되고, 상기 경사 안내판(61)의 상단 둘레에는 내부에 단열공간(63)이 형성된 적층용 테두리(64)가 일체로 부착된다.

이때 상기 고정콘(60)의 경사 안내판(61)은 도 5와 같이 회전콘(40)의 박막 형성판(42)보다 더 큰 직경으로 형성됨으로써 상기 박막 형성판(42)의 상단에 형성된 휨 방지용 플랜지(43)와 고정콘(60)의 내벽 사이에는 액상원료의 이동경로인 유로(18)가 형성될 수 있게 된다.

아울러 상기 회전콘(40)의 저면에는 방사상으로 다수의 배풍날개(46)가 일체로 설치됨으로써 회전콘(40)과 함께 상기 배풍날개(46)가 회전하면서 발생한 바람을 하측의 고정콘(60)으로 보내주어 고정콘(60)의 경사 안내판(61)을 타고 흘러내리는 액상원료의 유속을 증가시켜 연속되는 하측의 회전콘(40)으로 더욱 원활하게 유도할 수 있게 된다.

또한, 상기 증류탑(10)의 하측에는 스팀 공급관(70)이 설치됨으로써 상기 스팀 공급관(70)을 통해 증류탑(10)의 내부에 고온의 스팀을 공급하여 박막을 이루는 액상원료를 증류시켜 불순물을 제거할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 액상원료 인렛관(12)을 통해 증류탑(10)의 내부로 공급되는 액상원료가 회전작동하는 회전콘(40)으로 유입되면 상기 회전콘(40)이 회전작동함에 따라 회전콘(40) 내의 액상원료는 비산되면서 박막 형성판(42)에 박막의 형태로 펼쳐지고, 이러한 박막의 형태를 유지하면서 상부로 이동하여 유로(18)를 통과한 후 하측의 고정콘(60)으로 유도되어 경사 안내판(61)을 타고 연속되는 하측의 회전콘(40)으로 유입될 수 있게 된다.

따라서, 박막을 유지하는 액상원료는 쉽게 온도가 상승하면서 함유된 불순물을 원활하게 공비증류 하면서 제거하여 고순도의 액상원료를 얻을 수 있으며, 상기 액상연료는 증류탑(10)의 내부를 하향식으로 이동하면서 반복적인 공비증류를 거치면서 완벽하게 불순물이 제거된 후 액상원료 아웃렛관(14)을 통해 외부로 배출되며, 이러한 고순도 액상원료의 제조는 중단없이 연속적으로 이루어진다.

아울러 스팀 공급관(70)을 통해 증류탑(10)으로 공급되는 스팀은 상향류식으로 흐름을 반복하면서 박막의 액상원료를 더욱 원활하게 증류시켜 불순물을 제거하고 증기배출관(13)을 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 증류탑(10)의 상하 외주면에 내부 점검을 위한 확인창(80)이 추가로 설치된다.

이를 위한 확인창(80)은 양측이 개방되고, 일측 내주연에 글라스 고정턱(81)이 돌출형성된 글라스 하우징(82)이 상기 증류탑(10) 및 고정콘(60)의 적층용 테두리(64)를 관통하여 설치된다.

그리고 상기 글라스 고정턱(81)에 밀착상태로 투시 가능한 싸인 글라스(83)가 끼워지고, 순차적으로 상기 글라스 하우징(82)에는 싸인 글라스(83)를 누름 지지하는 글라스 홀더(84)가 삽입 설치됨으로써 상기 글라스 홀더(84)는 싸인 글라스(83)를 유동 없이 고정할 수 있어 증류탑(10)의 내부를 효율적으로 점검할 수 있게 된다.

10: 증류관 12: 액상원료 인렛관
13: 증기배출관 14: 액상원료 아웃렛관
17: 이중자켓 18: 유로
20: 회전축 30: 콘장착 스페이서
32: 핀홀 34: 핀 설치공
35: 콘 지지요부 40: 회전콘
41: 고정판 42: 박막 형성판
46: 배풍날개 50: 조립핀
52: 핀 헤드 60: 고정콘
61: 경사 안내판 62: 낙하구
64: 적층용 테두리 70: 스팀 공급관
80: 확인창 82: 글라스 하우징
83: 싸인 글라스 84: 글라스 홀더

Claims

상단에 액상원료 인렛관(12) 및 증기배출관(13)이 설치되고, 하단에 액상원료 아웃렛관(14)이 설치된 원통형 증류탑(10)과;
상기 증류탑(10)의 내부 중앙에 회전가능하게 설치된 회전축(20)과;
상기 회전축(20)의 외측에 상하 연속적으로 끼움 설치되고, 상부플랜지(31)에 핀홀(32)이 관통 형성되며, 하부플랜지(33)의 상부면에 핀 설치공(34)이 형성된 다수의 콘장착 스페이서(30)와;
상기 콘장착 스페이서(30)의 사이사이에 일체화 고정 설치되는 다수의 회전콘(40)과;
상기 하부플랜지(33)의 핀 설치공(34)에 일측이 나사결합되고, 타측의 핀 헤드(52)는 회전콘(40)을 관통하여 하측으로 인접된 다른 콘장착 스페이서(30)의 핀홀(32)에 삽입 고정되는 조립핀(50)과;
상기 회전콘(40)의 사이사이에 콘형의 경사 안내판(61)이 위치하도록 다단으로 적층 설치되는 다수의 고정콘(60)과;
상기 증류탑(10)의 하측에 설치된 스팀 공급관(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 1항에 있어서,
증류탑(10)의 외주연에는 단열공간(16)이 형성된 이중자켓(17)이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 1항에 있어서,
회전콘(40)은 상기 하부플랜지(33)의 저면에 형성된 콘 지지요부(35)에 끼워지는 와셔형의 고정판(41)이 형성되고, 상기 고정판(41)의 상단 둘레에는 콘형의 박막 형성판(42)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 3항에 있어서,
박막 형성판(42)의 상단에는 휨 방지용 플랜지(43)가 추가로 절곡 형성되고, 상기 휨 방지용 플랜지(43)와 고정콘(60)의 내벽 사이에는 유로(18)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 3항에 있어서,
박막 형성판(42)의 저면에는 방사상으로 다수의 배풍날개(46)가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 1항에 있어서,
고정콘(60)은 콘형을 갖는 경사 안내판(61)의 하단 중앙에 낙하구(62)가 형성되고, 상기 경사 안내판(61)의 상단 둘레에는 내부에 단열공간(63)이 형성된 적층용 테두리(64)가 일체로 부착된 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.
제 1항에 있어서,
증류탑(10)의 상하 외주면에는 내부 점검을 위한 확인창(80)이 추가로 설치되는 한편;
상기 확인창(80)은 증류탑(10) 및 고정콘(60)의 적층용 테두리(64)를 관통하여 설치되고, 내주연에 글라스 고정턱(81)이 돌출형성된 글라스 하우징(82)과;
상기 글라스 고정턱(81)에 밀착상태로 끼워지는 싸인 글라스(83)와;
상기 글라스 하우징(82)에 삽입 설치되어 싸인 글라스(83)를 유동 없이 고정하는 글라스 홀더(84)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 고순도 증류장치.