WO2015160018A1 - 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템 - Google Patents

통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템 Download PDF

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WO2015160018A1
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steam
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boiling point
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이주선
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선테코 유한회사
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Definitions

  • the present invention is a distillation system using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reduced steam consumption, and more particularly, in a distillation system that separates the mixture by boiling point difference, condensing the upper steam discharged from the module with a stripper to condense water. After evaporation, the evaporated water vapor is compressed in multiple stages and supplied to at least two strippers, thereby increasing the heat recovery rate of the upper steam of the stripper and reducing the time and cost of the distillation process.
  • a distillation system using a multistage stripper is a distillation system using a multistage stripper.
  • the distillation system is for evaporating separation of the mixture present in the feedstock by boiling point difference.
  • high volatile components are evaporated and separated in the form of overhead vapor, and at the bottom of the distillation system, the low volatile components are separated in undistilled form.
  • the low boiling point material and the high boiling point material may each be a single component, or may be a mixture of two or more components, respectively.
  • This distillation system essentially includes an evaporator that separates materials according to the boiling point difference.
  • the evaporator includes a distillation column, a rectification column, a stripping column, a stripping vessel, stripper).
  • the extraction tower is used to extract the low boiling point material from the evaporator as the target product, and the extraction tower or stripping tank is used to extract the high boiling point material to the target product.
  • the stripping column is mainly used to extract high viscosity materials of low viscosity and the stripping tank is used to extract high viscosity materials of high viscosity.
  • a conventional distillation system 10 having a stripping tank includes a stripping tank 110 in which a feedstock is separated into a high boiling point material and a low boiling point material, and a condenser 120 in which the upper steam of the low boiling point material is condensed. It is configured to include).
  • the stripping tank 110 removes and refines low boiling point material, and recovers it as a raw material.
  • the high viscosity material of high viscosity is dried to obtain a final product.
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a distillation system using two or more conventional stripping baths.
  • the distillation system 20 having two stripping tanks may include a first stripping tank 111 to which feedstock is supplied, and a second stripping material supplied from the first stripping tank 111.
  • Two compression modules 141, 142 Two compression modules 141, 142.
  • the feedstock is first supplied to the first stripping tank 111.
  • the low boiling point material of the feedstock is discharged to the upper steam and the high boiling point material is separated into the undistilled form at the bottom.
  • the first stripping tank 111 only the low boiling point material having a boiling point below a predetermined temperature is discharged to the upper steam, and the material having a boiling point above a predetermined temperature is not discharged to the upper steam. For this reason, in the first stripping tank 111, all feedstocks are not separated into a low boiling point material and a high boiling point material, which are supplied to the second stripping tank 112 to be further separated.
  • the upper steam discharged from the first stripping tank 111 generates saturated steam by heat-exchanging with water in the condensation evaporator 120, and then passes through the first compression module 141 to be resupplied to the first stripping tank 111. . This is used to separate the feedstock in the first stripping tank 111.
  • the upper steam not condensed in the condensation evaporator 120 is supplied to the condenser 130 and finally condensed.
  • the condensate generated in the condenser 130 is separated from the water by specific gravity and then supplied to the distillation tower 180.
  • the reboiler 190 supplies steam to the distillation column, and the steam condensed water generated in the reboiler 190 is flashed under low pressure, compressed in the second compression module 142, and then supplied to the second stripping tank 112. It is used for the final stripping by direct heat exchange with the feedstock discharged from the first stripping tank 111
  • the second stripping tank 112 is condensed and separated from the condenser is supplied to the distillation tower 180 for purification, the reboiler 190 expands and evaporates the hot steam condensed water in the second compression module 142 It must be supplied compressed.
  • the reboiler 190 expands and evaporates the hot steam condensed water in the second compression module 142 It must be supplied compressed.
  • steam is supplied from the steam supply unit 160 according to the temperature required by the first stripping tank 111, and the upper steam discharged from the first stripping tank 111 Even though the water vapor generated by the heat exchange through the first compression module 141 is supplied to the first stripping tank 111 and used again, the steam supply unit 160 is not sufficient to operate the first stripping tank 111. Steam must be supplied continuously.
  • the amount of steam to be supplied from the outside until the second stripping tank 112 is driven to supply the upper steam of the second stripping tank 112 to the first stripping tank 111 is excessively expensive. do.
  • the first compression module 141 and the second compression module 142 should be driven separately. There is a problem.
  • an object of the present invention is to solve such a conventional problem, in the distillation system for separating the mixture by the difference in boiling point, after evaporating the water using the upper steam discharged from the stripper module, the evaporation
  • the evaporation By multi-stage compression of compressed water vapor and supplying it to at least two strippers, it is possible to increase the heat recovery rate of the upper steam of the stripper and to reduce the cost and time required for the distillation process. In providing a system.
  • the distillation system for separating a mixture existing in the feedstock into a low boiling point material and a high boiling point material by boiling point difference, it is provided with a plurality of strippers, the feedstock is supplied to the low boiling point
  • a stripper module in which a material is evaporated and discharged into an upper steam and the high boiling point material is undistilled from the bottom, and the gas-liquid equilibrium pressure and temperature of the low boiling point material evaporated from each stripper are different from each other;
  • a condensation evaporator in which water supplied from a water source exchanges heat with the upper steam passing through the stripper module to condense and evaporate the upper steam and water, respectively;
  • a Mechanical Vapor Recompression (MVR) module for compressing water vapor evaporated from the condensation evaporator in multiple stages;
  • the compressed water vapor in the mechanical vapor recompression module is achieved by a distillation system using an integrated operation supplied to at least two or more strippers and a multistage stripper capable of reducing steam consumption.
  • the stripper module may include: a first stripper supplied with the feedstock, the low boiling point material is evaporated and discharged into the upper steam, and the high boiling point material is not distilled off from the bottom; A second stripper driven at a higher temperature than the first stripper and receiving a material that is not evaporated from the first stripper, the low boiling point material is removed and discharged into the upper steam, and the high boiling point material is not distilled off from the bottom; Preferably, some of the water vapor compressed in the mechanical vapor recompression module is first supplied to the second stripper, and the other is supplied to the first stripper.
  • the temperature and pressure of the water vapor passing through the mechanical vapor recompression module is the temperature and pressure required to separate the feedstock from the first stripper, and a portion of the water vapor passing through the mechanical vapor recompression module is the first temperature.
  • a thermal vapor recompression module (TVR) which directs the feed to the stripper side and increases the temperature and pressure of the water vapor supplied to the second stripper to the temperature and pressure required to separate the feedstock from the second stripper. Recompression) is preferably further included.
  • the upper steam of the second stripper is supplied to the first stripper, it is preferably used as a heat source for separating the feedstock from the first stripper.
  • the steam supply unit for supplying steam to the first stripper and the second stripper;
  • a first valve provided to open and close to control whether the steam is supplied to the first stripper;
  • a second valve is provided to open and close to control whether the steam is supplied to the second stripper.
  • a third valve which is provided to be opened and closed, and guides a part of the steam supplied from the steam supply part to the thermal steam recompression module side.
  • the mechanical vapor recompression module comprises a first module provided with a plurality of mechanical vapor recompression devices; A second module provided with a plurality of mechanical vapor recompression devices, and further compressing water vapor passing through the first module; It is preferable to include a; laminator for lowering the speed of the compressed water vapor passed through the first module to supply to the second module.
  • a condenser for condensing the upper steam is not condensed in the evaporator; It is preferable to further include a distillation column for receiving the condensate condensed in the condenser.
  • it further comprises a reboiler for supplying steam to the distillation column, the steam condensate of the reboiler is preferably evaporated and supplied to the laminator.
  • the laminator preferably equalizes the temperature of the vapor from which the compressed steam passed through the first module and the steam condensed water supplied from the reboiler are evaporated.
  • the flow rate control unit is preferably installed at the inlet end of the first module.
  • water is evaporated using the upper steam discharged from the module as a stripper, and then the vaporized steam is multistage compressed and supplied to at least two or more strippers, thereby increasing the heat recovery rate of the discharge steam of the stripper and distilling it.
  • a distillation system is provided that utilizes integrated operation to reduce the cost of the process and a multi-stage stripper capable of reducing steam consumption.
  • the second stripper and the first stripper can be driven almost simultaneously.
  • the first module and the second module can be controlled at the same time.
  • the temperature of the steam supplied from the reboiler and the saturated steam discharged from the first module can be equalized and supplied to the second module.
  • thermal vapor recompression module saturated steam discharged from the second module can be easily supplied to the second stripper side.
  • the temperature and pressure of the saturated steam discharged from the second module can be easily set to the temperature and pressure required for the stripping process in the second stripper.
  • 1 is a view schematically showing a conventional distillation system having a stripping tank.
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a distillation system using two or more conventional stripping baths.
  • Figure 3 is a schematic diagram of a distillation system using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reduced steam consumption according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the operation before the condensate generated in the condenser of the distillation system using the multi-stage stripper capable of integrated operation and reducing steam consumption of FIG. 3 is supplied to the distillation column.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the operation after the condensate generated in the condenser of the distillation system using the integrated operation of FIG. 3 and the multi-stage stripper capable of reducing steam consumption is supplied to the distillation column.
  • the present invention relates to a multistage stripping tank, ie a distillation system using a multistage stripper.
  • Distillation system using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reduced steam consumption according to an embodiment of the present invention is evaporated water using the upper steam discharged from the module as a stripper, and then the vaporized steam is multi-stage compressed to at least 2
  • the present invention relates to a distillation system using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reducing steam consumption by increasing the heat recovery rate of the upper steam of the stripper module and supplying more than two strippers.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a distillation system using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reduced steam consumption according to an embodiment of the present invention.
  • a distillation system 100 using a multi-stage stripper capable of integrated operation and reduced steam consumption according to an embodiment of the present invention includes a stripper module 110 and a stripper module 110 to which a feedstock is supplied.
  • the valve 170 to control the supply of steam from, and the distillation column 180 and the reboiler 190.
  • the stripper module 110 refers to a stripping tank module for removing a low boiling point monomer from a feedstock and obtaining a high viscosity high boiling point polymer.
  • the stripper module 110 includes a first stripper 111 and a second stripper 112.
  • the feedstock may be, for example, a mixture produced after the polymerization of synthetic rubber.
  • the first stripper 111 is a device for separating a low boiling point material and a high boiling point material by receiving a feedstock having a mixture or the like. Steam is supplied to the first stripper 111 from the steam supply unit 160 through a first valve 171 controlled according to a condition such as a temperature required by the first stripper 111. In addition, the upper steam is supplied from the second stripper 112, the saturated steam discharged from the second module 142 is supplied. The steam and saturated steam described above are the same material. The steam supplied from the steam supply unit 160 is in direct contact with the high boiling point material of the lower portion of the first stripper 111 to transfer heat. The low boiling point material in the mixture is evaporated and discharged into the upper steam together with water vapor.
  • the first stripper 111 does not evaporate all of the low boiling point material present in the feedstock.
  • Each of the low boiling point material and the high boiling point material may be a mixture of two or more components.
  • the cost may be excessive because the temperature of steam required for evaporating all the low boiling point materials is high. Therefore, only the low boiling point material having a boiling point below a predetermined temperature is evaporated in the first stripper 111.
  • the second stripper 112 is a device that receives and separates the low boiling point material and the high boiling point material which are not separated from the first stripper 111.
  • the first stripper 111 only the low boiling point material having a boiling point below a predetermined temperature is evaporated, and the low boiling point material having a boiling point above a predetermined temperature is evaporated from the second stripper 112, so that the second stripper 112 may include a first stripper ( Compared to 111).
  • the second stripper 112 is provided to receive steam from the steam supply unit 160 and the thermal steam recompression module 150. Specifically, steam is supplied from the steam supply unit 160 through the second valve 172 controlled according to a condition such as the temperature required by the second stripper 112. In addition, the thermal steam recompression module 150 receives steam passed through the third valve 173 and the second module 142 controlled according to conditions such as the temperature required by the second stripper 112.
  • the second stripper 112 is driven at a higher temperature than the first stripper 111. Therefore, the upper steam discharged from the second stripper 112 is provided to be supplied to the first stripper 111, which is used as a heat source for separating the feedstock from the first stripper 111.
  • the condensation evaporator 120 condenses upper steam of two or more components having different single or saturated steam pressures supplied from the first stripper 111, and delivers the maximum amount of heat to water, thereby generating heat amount of steam corresponding to the amount of heat delivered.
  • Configuration. the condensation evaporator 120 is supplied with water from a separate water source, so that the saturated steam can be compressed in the mechanical vapor recompression module 140 to the temperature and pressure required by the first stripper 111, condensation Condensation of the upper steam as necessary in the evaporator 120 to deliver the heat to the water.
  • the remaining upper steam that is not condensed is supplied to the condenser 130, and the heat transferred from the upper steam is saturated steam and is supplied to the mechanical vapor recompression module 140.
  • the condenser 130 is configured to condense the upper steam not condensed in the condensation evaporator 120.
  • the upper steam not condensed in the condensation evaporator 120 is supplied to the condenser 130, and finally condensed in the condenser 130.
  • the condensate generated in the condenser 130 is separated by specific gravity and then supplied to the distillation tower 180.
  • the mechanical steam recompression module 140 is a component for compressing the saturated steam generated in the condensation evaporator 120 to the temperature and pressure required by the first stripper 111, and the first module 141 and the second module. 142, a laminator 143, and a flow control unit 144.
  • the first module 141 is configured to compress the saturated steam generated by the condensation evaporator 130.
  • the first module 141 is provided with a plurality of mechanical vapor recompression device.
  • the mechanical vapor recompression apparatus may be used a high speed compressor, a low speed blow centrifugal compressor and the like.
  • the blow centrifugal compressor is a low-cost blow centrifugal compressor with a low speed of less than 10000 rpm, and has a merit that it can be stably operated without damaging the compressor even during long time operation because of low speed.
  • the blower centrifugal compressor is a low speed compressor of 10000 rpm or less, preferably 4000 to 7000 rpm, and has a lower compression ratio than the high speed multi-stage turbo compressor.
  • a plurality of blower centrifugal compressors are provided to compensate for the low compression ratio.
  • the saturated water vapor saturated in the condensation evaporator 120 is multi-stage compressed in the plurality of air centrifugal compressors according to a predetermined compression ratio.
  • the mechanical vapor recompression apparatus has been described using a low-speed blow centrifugal compressor as an example, but the temperature and pressure required for the temperature and pressure of the saturated steam generated in the condensation evaporator 120 are required by the first stripper 111. If it can be compressed to, but not necessarily limited thereto.
  • the flow rate controller 144 may be installed at the inlet end of the first module 141.
  • the flow controller 144 includes an inlet guide vane (IGV) or inverter motor control.
  • the second module 142 is a component that finally compresses the saturated water vapor compressed by the first module 141 to have the temperature and pressure required by the first stripper 111.
  • the second module 142 is provided with a plurality of mechanical vapor recompression device. Meanwhile, the mechanical vapor recompression apparatus of the second module 142 may be provided as a low speed air centrifugal compressor like the first module 141.
  • the laminator 143 is installed between the first module 141 and the second module 142 to lower the speed of saturated steam discharged from the first module 141 and to control the temperature.
  • the first module 141 is composed of a plurality of air centrifugal compressors, and compresses the saturated steam generated in the condensation evaporator 120 in multiple stages.
  • the saturated water vapor passing through the plurality of air centrifugal compressors has a very high velocity and strong vortices are formed by the rotary motion of the impeller.
  • the distribution of the inlet vapor density into the second module 142 is not uniform, so that excessive stress is generated in the cross section of the impeller of the blow centrifugal compressor of the second module 141 due to the high velocity pressure, thereby causing vibration and damage. This may be a concern.
  • the laminator 143 is installed between the first module 141 and the second module 141, thereby lowering the speed of saturated steam discharged from the first module 141, and increasing the high speed pressure of 50 to 90 kPa of the saturated steam. Is converted to a constant pressure to gradually flow into the second module 142 at a uniform vapor density without vortex saturation of saturated steam.
  • the laminator 143 adjusts the temperature of the saturated steam discharged from the first module 141.
  • the laminator 143 is supplied with steam vaporized by expansion and evaporation of steam condensate generated in the reboiler 190 as well as saturated steam discharged from the first module 141.
  • the laminator 143 equilibrates the temperature of the saturated steam with the steam and then supplies it to the second module 142. That is, after the steam condensate generated in the reboiler 190 expands and evaporates the same temperature as the saturated steam discharged from the first module 141, the steam condensed water is supplied to the second module 142 to supply the first stripper ( To the required temperature and pressure.
  • the thermal vapor recompression module 150 is configured to compress the saturated water vapor passed through the mechanical vapor recompression module 140 to the temperature and pressure required by the second stripper 111. Some of the saturated steam passing through the mechanical steam recompression module 140 is supplied to the second stripper 111 to separate the feedstock, and the remainder is supplied to the first stripper 111 to separate the feedstock. do. At this time, the water vapor passed through the mechanical vapor recompression module 140 is first compressed to the temperature and pressure required by the first stripper 111. Since the second stripper 112 is driven at a higher temperature than the first stripper 111, additional compression of water vapor passing through the mechanical vapor recompression module 140 is required.
  • Saturated water vapor is compressed while passing through the thermal steam recompression module 150 to have the temperature and pressure required by the second stripper 112, and the third valve 173 configured in the thermal steam recompression module 150 automatically.
  • the amount of steam required for the second stripper 112 is supplied by this.
  • the saturated water vapor passing through the second module 142 is preferentially introduced into the second stripper 112. Therefore, the thermal vapor recompression module 150 sucks saturated water vapor passed through the second module 142 to induce the inflow to the second stripper 112 side.
  • the thermal vapor recompression module 150 sucks the saturated water vapor passed through the second module 142 to induce the inflow to the second stripper 112 side first.
  • the steam supply unit 160 is configured to supply steam to the stripper module 110, that is, the first stripper 111 and the second stripper 112 and the thermal steam recompression module 150.
  • steam supplied from the steam supply unit 160 is supplied to the first stripper 111, heat is directly contacted with the high boiling point material in the lower portion, and the low boiling point material in the mixture is evaporated by this heat and discharged into the upper steam together with water vapor. .
  • the valve 170 is configured to control whether steam is supplied to the stripper module 110, and includes a first valve 171, a second valve 172, and a third valve 173.
  • the first valve 171 is a component for controlling the supply of steam supplied from the steam supply unit 160 to the first stripper 111.
  • the first valve 171 controls the amount of steam supplied to the first stripper 111 according to the temperature conditions required to separate the feedstock from the first stripper 111.
  • the first valve 171 is opened at the beginning of driving of the distillation system 100 to allow steam to be supplied into the first stripper 111.
  • the steam condensed water of the reboiler 190 is compressed in the second module 142 via the first module 141 until the vapor condensed water is supplied to the laminator 143 and preferentially in the thermal vapor recompression module 150.
  • the recompressed steam is supplied to the second stripper 142.
  • the shortage of the second valve 173 of the thermal vapor recompression module 150 is supplied by the second valve 172.
  • the second valve 172 is a component for controlling whether the steam supplied from the steam supply unit 160 to the second stripper 112 is supplied. Unlike the first valve 171, the second valve 172 is not opened at the initial stage of driving of the apparatus, and after driving the third valve 173, steam supplied from the third valve 173 as described below. The amount of is opened when the steam supply amount for gas-liquid pressure equilibrium with the first stripper 111 is insufficient to replenish steam so that the feedstock is separated from the second stripper 112.
  • the third valve 173 is a component for controlling whether the steam supplied from the steam supply unit 160 to the second stripper 112 is supplied.
  • the steam is not directly supplied to the second stripper 112 like the second valve 172, but is configured to be supplied to the thermal steam recompression module 150. That is, the amount of steam supplied to the thermal steam recompression module 150 is limited according to the temperature condition required by the second stripper 112, and the steam is compressed in the thermal steam recompression module 150 and then the second stripper. It is supplied to 111.
  • the distillation tower 180 is for rectifying the condensed water generated by the condenser 120, and the reboiler 190 is a configuration for supplying steam from the distillation tower 180.
  • the condensate of steam generated in the reboiler 190 is expanded and evaporated and then supplied to the laminator 143.
  • the temperature of the vapor that is evaporated and supplied to the laminator 143 and the steam supplied to the laminator 143 from the first module 141 are different, but the same temperature in the laminator 143 becomes the second module. Supplied.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the operation of the condensate generated in the condenser of the distillation system using the multi-stage stripper of FIG. 3 before being supplied to the distillation column.
  • the feedstock is supplied to the first stripper 111 from the supply portion.
  • the first valve 171 controlled according to a condition such as the temperature required by the first stripper 111 is opened to supply steam to the first stripper 111 from the steam supply unit 160. Steam transfers heat by directly contacting the high boiling point material below the first stripper 111. By this heat, the low boiling point material having a boiling point below a predetermined temperature in the feedstock is evaporated and discharged into the upper steam together with water vapor, and the high boiling point material is undistilled and supplied to the second stripper 112.
  • the upper steam discharged from the first stripper 111 is introduced into the condensation evaporator 120.
  • the upper steam is partially condensed in the condensation evaporator 120, and transfers heat to the water supplied to the condensation evaporator 120 from a separate water source.
  • the water transferred from the upper steam is saturated steam and is supplied to the mechanical vapor recompression module 140, and the uncondensed upper steam is supplied to the condenser 130.
  • Saturated water vapor generated by the condensation evaporator 120 is supplied to the first module 141.
  • a flow controller 144 may be installed to control the flow rate of the saturated steam supplied to the first module 141.
  • Saturated water vapor is supplied to the laminator 143 after the multi-stage compression while passing through the first module (141). While passing through the first module 141, saturated steam increases in velocity and pressure, and vortices are formed by the rotation of the impeller. For this reason, the distribution of the inlet vapor density into the second module 142 is not uniform, which may cause damage to the second module 142. However, the laminator 143 lowers the velocity pressure of the saturated steam, prevents the formation of vortices, preferably moves linearly, and allows the saturated steam to flow into the second module 142 at a uniform vapor density.
  • the static pressure is increased by lowering the speed pressure, but as a uniform vapor density flows into the second module 142 as compared with the case where the speed pressure is high, the damage of the device does not occur.
  • the saturated water vapor introduced into the second module 142 through the laminator 142 is additionally compressed in multiple stages to be a temperature and pressure condition for separating the feedstock from the first stripper 111.
  • a portion of the saturated steam discharged from the second module 142 is preferentially sucked by the thermal vapor recompression module 150. That is, some of the saturated steam discharged from the second module 142 is supplied to the thermal vapor recompression module 150, and the other is supplied to the first stripper 111. Saturated water vapor introduced into the thermal vapor recompression module 150 is further compressed to the temperature and pressure required by the second stripper 112, and then separates the feedstock from the second stripper 112. At this time, the amount of upper steam generated in the first stripper 111 is not sufficient at the initial stage of the driving of the distillation system 100, and some of them are transferred to the second stripper 112 by the thermal vapor recompression module 150. It is supplied but is insufficient during the initial operation, it is supplemented by the control by the second valve (172).
  • the upper steam generated by the steam is supplied to the second stripper 112 to separate the feedstock is supplied to the first stripper 111. Since the temperature required by the second stripper 112 is higher than that of the first stripper 111, the upper steam of the second stripper 112 may be used as a heat source of the first stripper 111.
  • the second valve 172 for supplying steam to the second stripper 112 is closed and the third valve 173 is closed. The first stripper 111 and the second stripper 112 enter a stable operation state by the control.
  • the condensate generated and separated in the condenser in this process is supplied to the distillation tower 180, and the vapor condensed and expanded by the reboiler 190 flows into the laminator 143 to allow the first module 141 and the second module 142. Will enter stable operation.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the operation after condensate generated in the condenser of the distillation system using the multi-stage stripper of FIG. 3 is supplied to the distillation column.
  • the upper steam not condensed in the condensation evaporator 120 is supplied to the condenser 130 and finally condensed.
  • the condensate generated and separated in the condenser 130 is supplied to the distillation tower 180 and rectified. At this time, steam is supplied from the reboiler 190 for rectification in the distillation column 180.
  • the laminator 143 uniformly adjusts the temperature of saturated steam and steam and lowers the speed pressure to be supplied to the second module 142. That is, compared to before the condensate is supplied to the distillation column 180, the amount of saturated steam supplied to the second module 142 and compressed is increased.
  • the saturated steam discharged from the second module 142 is supplied by the thermal vapor recompression module 150 to the second stripper 112 after being compressed by suction.
  • the steam generated from the steam condensate discharged from the reboiler 190 is added, so that the amount of steam supplied to the second stripper 112 is enough to supply the third valve 173 to the thermal steam recompression module 150. Design it.
  • the upper steam generated by the stripping reaction in the second stripper 112 is supplied to the first stripper 111. Since the amount of steam supplied to the second stripper 112 is sufficient, the amount of upper steam supplied to the first stripper 11 is increased, and the amount of saturated steam discharged from the second module 142 is increased. The amount of saturated steam supplied to the first stripper 111 increases. Therefore, the amount of steam required by the first stripper 111 is sufficient, and thus, whether or not the new supply steam can be shut off by closing the first valve 171 depends on the composition of the multi-stage stripper upper steam. It is usually expected that some supplemental steam will be required.
  • the vaporized water vapor is compressed in multiple stages and supplied to at least two or more strippers, thereby increasing the heat recovery rate of the upper steam of the stripper.
  • a distillation system using a multi-stage stripper that can reduce the cost of the distillation process.
  • a distillation system that separates the mixture by boiling point difference, the water is evaporated using the upper steam discharged from the module by the stripper, and then the vaporized steam is multistage compressed and fed to at least two strippers,
  • a distillation system using a multi-stage stripper with integrated operation and reduced steam consumption which increases the heat recovery of the upper steam and reduces the cost of the distillation process.

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Abstract

본 발명은 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템은 공급원료 중에 존재하는 혼합물질을 비점차에 의하여 저비점물질과 고비점물질로 분리하는 증류시스템에 있어서, 복수 개의 스트리퍼로 마련되며, 상기 공급원료를 공급받아 상기 저비점물질이 증발되어 상부증기로 배출되며 상기 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되되, 상기 각각의 스트리퍼에서 증발되는 저비점물질의 기액 평형 압력과 온도가 서로 상이한 스트리퍼 모듈; 물 공급원으로부터 공급된 물이 상기 스트리퍼 모듈을 통과한 상기 상부증기와 열교환하여 상기 상부증기 및 물이 각각 응축 및 증발되는 응축증발기; 상기 응축증발기에서 증발된 수증기를 다단으로 압축하는 기계적 증기 재압축(MVR:Mechanical Vapor Recompression) 모듈; 상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기는 적어도 2개 이상의 스트리퍼에 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템
본 발명은 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템으로서, 보다 상세하게는 혼합물질을 비점차에 의하여 분리하는 증류시스템에 있어서, 스트리퍼로 모듈로부터 배출되는 상부증기를 응축하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼의 상부증기의 열회수율을 높이며 증류 공정에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 관한 것이다.
증류시스템은, 공급원료 중에 존재하는 혼합물질을 비점차에 의하여 증발 분리하기 위한 것이다. 증류시스템의 상부에서는 저비점물질(high volatile component)은 증발되어 상부증기(overhead vapor) 형태로, 증류시스템의 하부에서는 고비점물질(low volatile component)은 미증류 형태로 분리된다. 이때, 저비점물질과 고비점물질은 각각 단일 성분일 수도 있고, 각각 2성분 이상의 혼합물일 수도 있다.
이러한 증류시스템은 비점차에 따라 물질을 분리하는 증발분리기를 필수적으로 포함하고 있으며, 증발분리기에는 증류탑(distillation column), 정류탑(rectification column), 탈거탑(stripping column), 탈거조(stripping vessel,stripper) 등이 있다.
증발분리기 중 저비점물질을 추출하여 목표로 하는 대상제품으로 할 경우에는 정류탑이 사용되고, 고비점물질을 추출하여 목표로 하는 대상제품으로 할 경우에는 탈거탑 또는 탈거조가 사용된다. 탈거탑은 주로 저점도의 고비점물질을 추출할 때 사용되며, 탈거조는 고점도의 고비점물질을 추출할 때 사용된다.
도 1은 탈거조를 구비한 종래의 증류시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 탈거조를 구비한 종래의 증류시스템(10)은 공급원료가 고비점물질과 저비저물질로 분리되는 탈거조(110)와, 저비점물질의 상부증기가 응축되는 응축기(120)를 포함하여 구성된다. 탈거조(110)는 저비점물질 제거, 정제하여 원료물질로 회수하고, 고점도의 고비점물질은 건조하여 최종 제품을 얻기 위한 것이다.
탈거조(110)에 스팀공급부(160)로부터 스팀이 공급되면, 스팀은 탈거조(110) 하부의 고점도의 혼합물질과 직접 접촉하여 열전달하며, 이 열에 의하여 혼합물질 중 저비점물질이 증발되어 수증기와 함께 상부증기로서 배출되고, 혼합물질 중 고비점물질은 스팀의 응축수와 함께 외부로 배출된다.
그러나, 도 1의 증류시스템의 경우 단일의 탈거조(110)에서 공급원료를 저비점물질과 고비점물질로 분리하므로, 공급원료가 정밀하게 분리되지 않아 제품의 순도 또는 회수율이 낮다는 문제점이 있다.
상술한 도 1의 증류시스템의 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 2개 이상의 탈거조를 구비하는 증류시스템이 제안되었다.
도 2는 종래의 2개 이상의 탈거조를 이용하는 증류 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 2개의 탈거조를 구비하는 증류 시스템(20)은, 공급원료가 공급되는 제1탈거조(111), 제1탈거조(111)에서 탈거되지 않은 물질들을 공급받는 제2탈거조(112), 제1탈거조(111)로부터 배출된 상부증기와 물이 열교환되는 응축증발기(120), 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기를 최종적으로 응축하는 응축기(130)와 2개의 압축 모듈(141,142)을 포함한다.
2개의 탈거조를 구비하는 증류시스템(20)은 먼저, 공급원료가 제1탈거조(111)로 공급된다. 제1탈거조(111)에서 요구되는 온도에 따라 스팀공급부(160)로부터 스팀이 공급되면, 공급원료 중 저비점물질은 상부증기로 배출되며 고비점물질은 하부에서 미증류 형태로 분리된다. 이때, 제1탈거조(111)에서는 일정온도 이하의 비점을 갖는 저비점물질만 상부증기로 배출되며, 일정온도 이상의 비점을 갖는 물질은 상부증기로 배출되지 않는다. 이러한 이유 등으로 제1탈거조(111)에서는 모든 공급원료가 저비점물질과 고비점물질로 분리되지 않으며, 이는 추가적으로 분리되기 위하여 제2탈거조(112)로 공급된다.
제1탈거조(111)로부터 배출된 상부증기는 응축증발기(120)에서 물과 열교환하여 포화수증기를 만든 후, 제1압축 모듈(141)을 통과하여 제1탈거조(111)로 재공급된다. 이는 제1탈거조(111)에서 공급원료를 분리하는데 사용된다.
한편, 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기는 응축기(130)로 공급되어 최종적으로 응축된다. 응축기(130)에서 생성된 응축액은 비중에 의하여 물과 분리된 후 증류탑(180)으로 공급된다. 재비기(190)는 스팀을 증류탑에 공급하며, 재비기(190)에서 생성된 스팀 응축수는 저압 팽창(flash)되어 제2압축 모듈(142)에서 압축된 뒤 제2탈거조(112)로 공급되어, 제1탈거조(111)에서 배출된 공급원료와 직접 열교환하여 최종 탈거하는데 사용된다
즉, 제2탈거조(112)는 응축기에서 응축,분리된 응축액이 정제를 위하여 증류탑(180)에 공급되고, 재비기(190)에서는 고온 스팀 응축수를 팽창 증발시켜 제2압축 모듈(142)에서 압축되어 공급되어야 한다. 일반적으로 제1탈거조(111)로부터 배출된 상부증기가 응축,분리되어 증류탑에 공급된 후 다단 탈거공정이 안정될 때 까지는 수 시간이 소요된다. 초기에 제1탈거조(111)를 구동하기 위해 제1탈거조(111)에서 요구되는 온도에 따라 스팀공급부(160)로부터 스팀이 공급되며, 제1탈거조(111)로부터 배출된 상부증기와 물이 열교환하여 생성된 수증기가 제1압축 모듈(141)을 통과하여 다시 제1탈거조(111)에 공급되어 사용되더라도, 제1탈거조(111)를 작동하기에 충분하지 않아 스팀공급부(160)로부터 스팀은 계속적으로 공급이 되어야 한다.
이로 인해, 제2탈거조(112)가 구동하여 제2탈거조(112)의 상부증기가 제1탈거조(111)에 공급되기 전까지 외부로부터 공급되어야 하는 스팀의 양이 과도하여 많은 비용이 소요된다. 또한, 제1탈거조(111)에서 요구되는 온도에 비하여 제2탈거조(112)에서 요구되는 온도 조건이 높으므로, 제1압축모듈(141)과 제2압축모듈(142)은 별도로 구동되어야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 혼합물질을 비점차에 의하여 분리하는 증류시스템에 있어서, 스트리퍼 모듈로부터 배출되는 상부증기를 이용하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼의 상부증기의 열회수율을 높히며 증류 공정에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 공급원료 중에 존재하는 혼합물질을 비점차에 의하여 저비점물질과 고비점물질로 분리하는 증류시스템에 있어서, 복수 개의 스트리퍼로 마련되며, 상기 공급원료를 공급받아 상기 저비점물질이 증발되어 상부증기로 배출되며 상기 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되되, 상기 각각의 스트리퍼에서 증발되는 저비점물질의 기액 평형 압력과 온도가 서로 상이한 스트리퍼 모듈; 물 공급원으로부터 공급된 물이 상기 스트리퍼 모듈을 통과한 상기 상부증기와 열교환하여 상기 상부증기 및 물이 각각 응축 및 증발되는 응축증발기; 상기 응축증발기에서 증발된 수증기를 다단으로 압축하는 기계적 증기 재압축(MVR:Mechanical Vapor Recompression) 모듈; 상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기는 적어도 2개 이상의 스트리퍼에 공급되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기 중 일부는, 증발되는 저비점물질의 온도가 가장 높은 스트리퍼에 공급되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 스트리퍼 모듈은, 상기 공급원료를 공급받아, 상기 저비점물질이 증발되어 상부증기로 배출되며 상기 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되는 제1스트리퍼; 상기 제1스트리퍼 보다 높은 온도에서 구동하며, 상기 제1스트리퍼에서 증발되지 않은 물질을 공급받아, 저비점물질이 탈거되어 상부증기로 배출되며 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되는 제2스트리퍼;를 포함하며, 상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기 중 일부는 우선적으로 상기 제2스트리퍼로 공급되며, 나머지는 상기 제1스트리퍼로 공급되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기계적 증기 재압축 모듈을 통과하는 수증기의 온도 및 압력은 상기 제1스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 요구되는 온도 및 압력이며, 상기 기계적 증기 재압축 모듈을 통과하는 수증기의 일부가 상기 제2스트리퍼 측으로 공급되도록 유도하며, 상기 제2스트리퍼로 공급되는 수증기의 온도 및 압력을 상기 제2스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 요구되는 온도 및 압력으로 증가시키는 열적 증기 재압축 모듈(TVR:Thermal Vapor Recompression)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2스트리퍼의 상부증기는 상기 제1스트리퍼에 공급되어, 상기 제1스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 필요한 열원으로 사용되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1스트리퍼 및 상기 제2스트리퍼에 스팀을 공급하는 스팀 공급부; 개폐가능하게 마련되어 상기 제1스트리퍼로의 상기 스팀 공급 여부를 제어하는 제1밸브; 개폐가능하게 마련되어 상기 제2스트리퍼로의 상기 스팀 공급 여부를 제어하는 제2밸브;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 개폐가능하게 마련되며, 상기 스팀 공급부로부터 공급되는 상기 스팀의 일부를 상기 열적 증기 재압축 모듈 측으로 유도하는 제3밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기계적 증기 재압축 모듈은 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련되는 제1모듈; 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련되며, 상기 제1모듈을 통과한 수증기를 추가적으로 압축하는 제2모듈; 상기 제1모듈을 통과한 압축된 수증기의 속도를 낮추어 상기 제2모듈로 공급시키는 라미네이터;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 증발기에서 응축되지 않은 상부증기를 공급받아 응축하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 응축액을 공급받는 증류탑을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 증류탑에 스팀을 공급하는 재비기를 더 포함하며, 상기 재비기의 스팀 응축수는 증발되어 상기 라미네이터로 공급되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 라미네이터는 상기 제1모듈을 통과한 압축된 수증기와 상기 재비기로부터 공급된 스팀 응축수가 증발된 증기의 온도를 동일하게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1모듈의 유입단에는 유량 제어부가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 스트리퍼로 모듈로부터 배출되는 상부증기를 이용하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼의 배출증기의 열회수율을 높히며 증류 공정에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템이 제공된다.
또한, 응축증발기에서 물과 상부증기를 열교환 함으로써, 저비점 물질의 성분이나 포화증기압의 차이에 관계 없이 적용할 수 있으므로 탈거 대상물질의 종류에 구애받지 않는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템이 제공된다.
또한, 응축증발기에서 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼를 공급함으로써, 제2스트리퍼와 제1스트리퍼가 거의 동시에 구동할 수 있다.
또한, 제2모듈로부터 토출되는 포화수증기를 제1스트리퍼 및 제2스트리퍼에 공급함으로써, 제1모듈 및 제2모듈은 동시에 제어가 가능하다.
또한, 제1모듈과 제2모듈 사이에 라미네이터를 설치함으로써, 포화수증기가 제2모듈에 균일한 증기밀도로 유입되도록 하여 제2모듈의 장치파손을 방지할 수 있다.
또한, 제1모듈과 제2모듈 사이에 라미네이터를 설치함으로써, 재비기로부터 공급되는 증기와 제1모듈로부터 토출되는 포화수증기의 온도를 동일하게 하여 제2모듈로 공급할 수 있다.
또한, 열적 증기 재압축 모듈을 설치함으로써, 제2모듈로부터 토출되는 포화수증기를 용이하게 제2스트리퍼 측으로 공급할 수 있다.
또한, 열적 증기 재압축 모듈을 설치함으로써, 제2모듈로부터 토출되는 포화수증기의 온도 및 압력을 제2스트리퍼에서 탈거공정에 요구되는 온도 및 압력으로 용이하게 설정할 수 있다.
또한, 응축기로부터 응축수가 증류탑에 유입된 후에는, 스팀 공급부로부터 제1스트리퍼로 스팀을 공급하지 않아도 가능하여 증류공정에 소요되는 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 탈거조를 구비한 종래의 증류시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 2개 이상의 탈거조를 이용하는 증류 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템의 응축기에서 생성된 응축액이 증류탑으로 공급되기 전의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템의 응축기에서 생성된 응축액이 증류탑으로 공급된 후의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 다단 탈거조 즉, 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템은 스트리퍼로 모듈로부터 배출되는 상부증기를 이용하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼 모듈의 상부증기의 열회수율을 높이며 증류 공정에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템에 관한 내용이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템(100)은, 공급원료가 공급되는 스트리퍼 모듈(110)과, 스트리퍼 모듈(110)로부터 배출되는 상부증기와 물이 열교환되는 응축증발기(120)와, 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기가 공급되어 응축되는 응축기(130)와, 응축증발기(120)에서 생성된 포화수증기가 공급되어 압축되는 기계적 증기 재압축 모듈(140)과, 기계적 증기 재압축 모듈(140)을 통과한 포화수증기 중 일부의 온도 및 압력을 증가시키는 열적 증기 재압축 모듈(150)과, 스팀공급부(160)로부터의 스팀의 공급여부를 제어하는 밸브(170)와, 증류탑(180) 및 재비기(190)를 포함한다.
스트리퍼 모듈(110)은 공급원료 중 저비점의 모노머를 제거하고 고점도의 고비점 폴리머를 얻기 위한 것으로서 탈거조 모듈을 의미하며, 제1스트리퍼(111)와 제2스트리퍼(112)를 포함한다. 여기서 공급원료는 합성고무의 중합반응 이후에 생산되는 혼합물질 등을 예로 들 수 있다.
제1스트리퍼(111)는 혼합물질 등이 존재하는 공급원료를 공급받아 저비점물질과 고비점물질로 분리하는 장치이다. 제1스트리퍼(111)에는 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 등의 조건에 따라 제어되는 제1밸브(171)를 통하여 스팀 공급부(160)로부터 스팀이 공급된다. 또한, 제2스트리퍼(112)로부터 상부증기가 공급되며, 제2모듈(142)로부터 배출되는 포화수증기가 공급된다. 상술한 스팀과 포화수증기는 동일한 물질이다. 스팀 공급부(160)로부터 공급되는 스팀이 제1스트리퍼(111) 하부의 고비점물질과 직접 접촉하여 열전달하며, 이 열에 의하여 혼합물질 중 저비점물질이 증발되어 수증기와 함께 상부증기로 배출된다.
한편, 제1스트리퍼(111)는 공급원료에 존재하는 저비점물질을 모두 증발시키는 것은 아니다. 저비점물질과 고비점물질 각각이 2성분 이상의 혼합물일 수 있으며, 이러한 경우 모든 저비점물질을 증발시키기 위하여 요구되는 스팀의 온도 등이 높으므로 비용이 과도하게 발생할 수 있다. 따라서, 제1스트리퍼(111)에서는 일정온도 이하의 비점을 갖는 저비점물질만 증발되도록 한다.
제2스트리퍼(112)는 제1스트리퍼(111)에서 분리되지 않은 저비점물질과 고비점물질을 공급받아 분리하는 장치이다. 제1스트리퍼(111)에서는 일정온도 이하의 비점을 갖는 저비점물질만 증발되며, 일정온도 이상의 비점을 갖는 저비점물질은 제2스트리퍼(112)에서 증발되므로, 제2스트리퍼(112)는 제1스트리퍼(111)에 비하여 높은 온도에서 구동된다.
제2스트리퍼(112)는 스팀 공급부(160) 및 열적 증기 재압축 모듈(150)로부터 스팀을 공급받을 수 있도록 마련된다. 구체적으로, 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도 등의 조건에 따라 제어되는 제2밸브(172)를 통하여 스팀 공급부(160)로부터 스팀이 공급된다. 또한, 열적 증기 재압축 모듈(150)로부터는 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도 등의 조건에 따라 제어되는 제3밸브(173) 및 제2모듈(142)을 통과한 스팀을 공급받는다.
한편, 제2스트리퍼(112)는 제1스트리퍼(111)에 비하여 높은 온도에서 구동된다. 따라서, 제2스트리퍼(112)에서 배출되는 상부증기는 제1스트리퍼(111)에 공급되도록 마련되며, 이는 제1스트리퍼(111)에서 공급원료를 분리하는 열원으로 사용된다.
응축증발기(120)는 제1스트리퍼(111)로부터 공급되는 단일 또는 포화증기압이 다른 2성분계 이상의 상부증기를 응축시켜, 최대의 열량을 물에 전달함으로써, 전달열량에 상응하는 열량의 수증기를 생성시키는 구성이다. 구체적으로, 응축증발기(120)에는 별도의 물 공급원으로부터 물이 공급되며, 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력까지 포화수증기가 기계적 증기 재압축 모듈(140)에서 압축될 수 있도록, 응축증발기(120)에서 필요한 만큼 상부 증기를 응축시켜 물에 열량을 전달한다. 응축되지 않은 나머지 상부증기는 응축기(130)로 공급되며, 상부증기로부터 열전달 받은 물은 포화수증기가 되어 기계적 증기 재압축 모듈(140)로 공급된다.
본 실시예에서는 상부증기와 열교환하여 생성된 수증기를 압축 및 열매체로 이용함으로써, 상부증기를 압축할 필요가 없어, 포화증기압이 상이한 2성분 이상의 저비점물질의 증류에도 제한없이 적용 가능하다. 또한, 상부증기의 응축잠열을 물의 증발잠열로 제거함으로써 순환냉각수의 현열로 제거하는 것에 비해 상당히 적은 양의 물로 가능한 장점이 있다.
응축기(130)는 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기를 응축하는 구성이다. 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기는 응축기(130)로 공급되며, 응축기(130)에서 최종적으로 응축된다. 응축기(130)에서 생성된 응축액은 비중에 의해 분리된 후 증류탑(180)으로 공급된다.
기계적 증기 재압축 모듈(140)은 응축증발기(120)에서 생성된 포화수증기를 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력으로 압축하기 위한 구성으로서, 제1모듈(141)과, 제2모듈(142)과, 라미네이터(143) 및 유량 제어부(144)를 포함한다.
제1모듈(141)은 응축증발기(130)에서 생성된 포화수증기를 압축하기 위한 구성이다. 제1모듈(141)은 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련된다.
한편, 기계적 증기 재압축 장치는 고속 압축기, 저속 송풍원심압축기 등이 사용될 수 있다. 송풍원심압축기를 사용하는 경우, 송풍원심압축기는 10000rpm 이하의 저속의 송풍원심압축기로서 저가이고, 저속운전되기 때문에 장시간 운전시에도 압축기의 손상 없이 안정적으로 운영이 가능한 장점이 있다. 다만 송풍원심압축기는 10000rpm이하, 바람직하게는 4000~7000rpm의 저속압축기로서 고속다단 터보압축기에 비하여 압축비가 낮기 때문에, 낮은 압축비를 보상하기 위하여 복수의 송풍원심압축기로 마련된다. 즉, 응축증발기(120)에서 포화된 포화수증기는 소정의 압축비에 따라 복수의 송풍원심압축기에서 다단 압축된다. 본 실시예에서 기계적 증기 재압축 장치는 저속 송풍원심압축기를 예로들어 설명하였으나, 응축증발기(120)에서 생성된 포화수증기의 온도 및 압력 등의 조건을 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력으로 압축할 수 있다면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제1모듈(141)의 유입단에는 유량 제어부(144)가 설치될 수 있다. 제1스트리퍼(111)의 초기 구동시에는 상부증기의 양이 많지 않으며, 이로 인해, 응축증발기(120)에서 생성되는 포화수증기의 양이 적을 수 있다. 기계적 증기 재압축 장치에서 요구되는 유량보다 낮은 경우 소음 및 진동이 발생하게 되고, 기계적 증기 재압축 장치에 손상을 가져오게 될 수 있다. 이때, 유량 제어부(144)가 설치됨으로써 상술한 문제점을 방지할 수 있다. 유량 제어부(144)로는 흡입 안내 깃(IGV : Inlet Guide Vane) 또는 인버터 모터 제어 등이 포함된다.
제2모듈(142)은 제1모듈(141)에서 압축된 포화수증기가 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력을 갖도록 최종적으로 압축하는 구성이다. 제2모듈(142)은 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련된다. 한편, 제2모듈(142)의 기계적 증기 재압축 장치는 제1모듈(141)과 같이 저속 송풍원심압축기로 마련될 수 있다.
라미네이터(143)는 제1모듈(141)과 제2모듈(142) 사이에 설치되어, 제1모듈(141)로부터 토출되는 포화수증기의 속도를 낮추며 온도를 제어하는 구성이다.
제1모듈(141)은 복수 개의 송풍원심압축기로 구성되며, 응축증발기(120)에서 생성된 포화수증기를 다단 압축한다. 복수 개의 송풍원심압축기를 통과한 포화수증기는 속도압이 아주 높으며, 임펠러 등의 회전운동에 의하여 강렬한 와류가 형성된다. 이로 인해, 제2모듈(142)로의 유입 증기밀도 분포가 균일하지 않아, 높은 속도압에 의하여 제2모듈(141)의 송풍원심압축기의 임펠러 단면에 부분적으로 과도한 응력이 발생되어 이로 인한 진동과 파손이 우려될 수 있다. 제1모듈(141)과 제2모듈(141) 사이에 라미네이터(143)가 설치됨으로써, 제1모듈(141)로부터 토출되는 포화수증기의 속도를 낮추며, 포화수증기의 50~90㎧의 높은 속도압을 대부분 정압으로 변환시켜 서서히 포화수증기의 와류현상 없이 제2모듈(142)에 균일한 증기 밀도로 유입되도록 한다.
또한, 라미네이터(143)는 제1모듈(141)로부터 토출되는 포화수증기의 온도를 조절한다. 라미네이터(143)에는 제1모듈(141)로부터 토출되는 포화수증기 뿐만 아니라 재비기(190)에서 생성되는 스팀 응축수가 팽창 증발된 증기가 공급된다. 라미네이터(143)는 포화수증기와 증기의 온도 평형을 이룬 후, 제2모듈(142)로 공급한다. 즉, 재비기(190)에서 생성되는 스팀 응축수가 팽창 증발된 증기와 제1모듈(141)로부터 토출되는 포화수증기의 온도를 동일하게 한 뒤, 제2모듈(142)로 공급하여 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력으로 압축 되도록 한다.
열적 증기 재압축 모듈(150)은 기계적 증기 재압축 모듈(140)을 통과한 포화수증기를 제2스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력으로 압축하는 구성이다. 기계적 증기 재압축 모듈(140)을 통과한 포화수증기 중 일부는 제2스트리퍼(111)로 공급되어 공급원료를 분리하는데 사용되며, 나머지는 제1스트리퍼(111)로 공급되어 공급원료를 분리하는데 사용된다. 이때, 기계적 증기 재압축 모듈(140)을 통과한 수증기는 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 및 압력으로 우선 압축된다. 제2스트리퍼(112)는 제1스트리퍼(111)에 비하여 높은 온도에서 구동되므로, 기계적 증기 재압축 모듈(140)을 통과한 수증기의 추가적인 압축이 요구된다. 포화수증기는 열적 증기 재압축 모듈(150)을 통과하면서 압축되어 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도 및 압력을 갖게되며, 자동적으로 열적 증기 재압축 모듈(150)에 구성된 제3밸브(173)에 의하여 제2스트리퍼(112)에 필요한 증기량이 공급된다.
본 실시예에서는 제2모듈(142)을 통과한 포화수증기를 제2스트리퍼(112) 측으로 우선적으로 유입되도록 한다. 따라서, 열적 증기 재압축 모듈(150)은 제2모듈(142)을 통과한 포화수증기를 흡입하여 제2스트리퍼(112) 측으로의 유입을 유도한다. 또한, 제2스트리퍼(112)와 제2모듈(142)의 거리가 먼 경우에는 제2모듈(142)을 통과한 포화수증기가 제2스트리퍼(112)로 유입되기 어려운 문제점이 있다. 이때, 열적 증기 재압축 모듈(150)은 제2모듈(142)을 통과한 포화수증기를 흡입하여 제2스트리퍼(112) 측으로의 유입을 우선 유도한다.
스팀 공급부(160)는 스트리퍼 모듈(110) 즉, 제1스트리퍼(111) 및 제2스트리퍼(112) 및 열적 증기 재압축 모듈(150)에 스팀을 공급하기 위한 구성이다. 스팀 공급부(160)로부터 공급되는 스팀이 제1스트리퍼(111)에 공급되면 하부의 고비점물질과 직접 접촉하여 열전달하며, 이 열에 의하여 혼합물질 중 저비점물질이 증발되어 수증기와 함께 상부증기로 배출된다.
밸브(170)는 스트리퍼 모듈(110)로의 스팀 공급여부를 제어하기 위한 구성으로서, 제1밸브(171)와 제2밸브(172) 및 제3밸브(173)를 포함한다.
제1밸브(171)는 스팀공급부(160)로부터 제1스트리퍼(111)로 공급되는 스팀의 공급여부를 제어하기 위한 구성이다. 제1밸브(171)는 제1스트리퍼(111)에서 공급원료를 분리하기 위하여 요구되는 온도 조건에 따라 제1스트리퍼(111)로 공급되는 스팀의 양을 제어한다. 제1밸브(171)는 증류 시스템(100)의 구동 초기에 개방되어 제1스트리퍼(111) 내부로 스팀이 공급되도록 한다. 재비기(190)의 스팀 응축수가 증발된 증기가 라미네이터(143)로 공급되기 전까지는 제1모듈(141)을 거쳐 제2모듈(142)에서 압축되며 우선적으로 열적 증기 재압축 모듈(150)에서 재압축된 증기가 제2스트리퍼(142)에 공급된다. 열적 증기 재압축 모듈(150)의 제2밸브(173)의 부족 능력 만큼은 제2밸브(172)에서 공급한다.
제2밸브(172)는 스팀공급부(160)로부터 제2스트리퍼(112)로 공급되는 스팀의 공급여부를 제어하기 위한 구성이다. 제2밸브(172)는 제1밸브(171)와 달리, 장치의 구동 초기에 개방되어 있는 것은 아니며, 제3밸브(173) 구동 후, 후술하는 바와 같이 제3밸브(173)로부터 공급되는 스팀의 양이 제1스트리퍼(111)와의 기액압력 평형을 위한 스팀 공급량이 부족할 때에 개방되어 스팀을 보충함으로써 제2스트리퍼(112)에서 공급원료가 분리되도록 하는 것이다.
제3밸브(173)는 스팀공급부(160)로부터 제2스트리퍼(112)로 공급되는 스팀의 공급여부를 제어하기 위한 구성이다. 다만, 제2밸브(172)와 같이 스팀이 직접적으로 제2스트리퍼(112)에 공급되도록 하는 것은 아니며, 열적 증기 재압축 모듈(150) 측으로 공급되도록 하는 구성이다. 즉, 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도 조건에 따라 열적 증기 재압축 모듈(150) 측으로 공급되는 스팀의 양을 제한하며, 스팀은 열적 증기 재압축 모듈(150)에서 압축된 뒤 제2스트리퍼(111)로 공급된다.
증류탑(180)은 응축기(120)에서 생성된 응축수를 공급받아 정류하기 위한 것이며, 재비기(reboiler)(190)는 증류탑(180)에서 스팀을 공급하기 위한 구성이다. 재비기(190)에서 생성되는 스팀의 응축수는 팽창 증발된 후 라미네이터(143)로 공급된다. 상술한 바와 같이, 증발되어 라미네이터(143)로 공급되는 증기와 제1모듈(141)로부터 라미네이터(143)로 공급되는 증기의 온도가 상이하나, 라미네이터(143)에서 동일한 온도가 되어 제2모듈로 공급된다.
지금부터는 상술한 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.
본 실시예의 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템(100)의 응축기(130)에서 생성된 응축수가 증류탑(180)으로 공급되기 전과 후로 분리하여 설명한다.
1. 응축기에서 생성된 응축액이 증류탑으로 공급되기 전
도 4는 도 3의 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템의 응축기에서 생성된 응축수가 증류탑으로 공급되기 전의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 공급부로부터 제1스트리퍼(111)에 공급원료를 공급한다.
제1스트리퍼(111)에서 요구되는 온도 등의 조건에 따라 제어되는 제1밸브(171)를 개방하여, 스팀 공급부(160)로부터 제1스트리퍼(111)에 스팀을 공급한다. 스팀은 제1스트리퍼(111) 하부의 고비점물질과 직접 접촉하여 열전달한다. 이 열에 의하여 공급원료 중 일정온도 이하의 비점을 갖는 저비점물질이 증발되어 수증기와 함께 상부증기로 배출되며, 고비점물질은 미증류 분리되어 제2스트리퍼(112)로 공급된다.
제1스트리퍼(111)로부터 배출되는 상부증기는 응축증발기(120)로 유입된다. 상부증기는 응축증발기(120)에서 일부가 응축되어, 별도의 물 공급원으로부터 응축증발기(120)에 공급되는 물에 열량을 전달한다. 상부증기로부터 열전달 받은 물은 포화수증기가 되어 기계적 증기 재압축 모듈(140)로 공급되며, 응축되지 않은 상부증기는 응축기(130)로 공급된다.
응축증발기(120)에서 생성된 포화수증기는 제1모듈(141)로 공급된다. 이때, 제1모듈(141)로 공급되는 포화수증기의 유량을 제어할 수 있는 유량 제어부(144)가 설치될 수 있다.
포화수증기는 제1모듈(141)을 통과하면서 다단 압축 된 후 라미네이터(143)로 공급된다. 제1모듈(141)을 통과하면서 포화수증기는 속도압이 증가하게 되며, 임펠러 등의 회전에 의하여 와류가 형성된다. 이로 인해, 제2모듈(142)로의 유입 증기밀도 분포가 균일하지 않아, 제2모듈(142)의 파손의 원인이 될 수 있다. 그러나, 라미네이터(143)에서 포화수증기의 속도압을 낮추며, 와류가 생성되는 것을 방지하고 바람직하게는 직선이동하도록 하며, 포화수증기가 제2모듈(142)에 균일한 증기밀도로 유입되도록 한다. 한편, 상술한 바와 같이, 속도압이 낮아짐으로써 정압이 상승하게 되나, 속도압이 높은 경우에 비하여 제2모듈(142)에 균일한 증기밀도로 유입되어 장치의 파손 등이 발생하지 않게 된다. 라미네이터(142)를 통과하여 제2모듈(142)로 유입된 포화수증기는 추가적으로 다단 압축되어 제1스트리퍼(111)에서 공급원료를 분리하기 위한 온도 및 압력 조건이 된다.
제2모듈(142)로부터 토출되는 포화수증기의 일부는 열적 증기 재압축 모듈(150)이 우선적으로 흡입한다. 즉, 제2모듈(142)로부터 토출되는 포화수증기 중 일부는 열적 증기 재압축 모듈(150)로 공급되며, 나머지는 제1스트리퍼(111)로 공급된다. 열적 증기 재압축 모듈(150)로 유입된 포화수증기는 추가적으로 압축되어 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도 및 압력으로 되며, 이후 제2스트리퍼(112)에서 공급원료를 분리하게 된다. 이때, 증류 시스템(100)의 구동 초기에는 제1스트리퍼(111)에서 발생하는 상부증기의 양이 충분하지 않고, 그 중 일부가 열적 증기 재압축 모듈(150)에 의하여 제2스트리퍼(112)에 공급되나 초기 운전 시에는 부족하므로, 제2밸브(172)에 의한 제어로 이를 보충하게 된다.
한편, 제2스트리퍼(112)에 스팀이 공급되어 공급원료가 분리됨으로써 발생되는 상부증기는 제1스트리퍼(111)로 공급된다. 제2스트리퍼(112)에서 요구되는 온도가 제1스트리퍼(111) 보다 높으므로, 제2스트리퍼(112)의 상부증기는 제1스트리퍼(111)의 열원으로 사용될 수 있다. 제1스트리퍼(111)에서의 제1밸브(171)를 통한 스팀의 공급이 만족하게 제어되면, 제2스트리퍼(112)에 스팀을 공급하는 제2밸브(172)는 닫히게 되고 제3밸브(173)에 의한 제어로 제1스트리퍼(111)과 제2스트리퍼(112)는 안정된 운전 상태로 진입한다. 물론 이 과정에서 응축기에서 생성 분리된 응축액은 증류탑(180)으로 공급되어, 재비기(190)에서 응축 팽창 증발된 증기가 라미네이터(143)에 유입되어 제1모듈(141)과 제2모듈(142)이 안정된 운전에 진입하게 된다.
2. 응축기에서 생성된 응축액이 증류탑으로 공급된 후
도 5는 도 3의 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템의 응축기에서 생성된 응축수가 증류탑으로 공급된 후의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이, 응축증발기(120)에서 응축되지 않은 상부증기는 응축기(130)로 공급되어 최종적으로 응축된다. 응축기(130)에서 생성되고 분리된 응축액은 증류탑(180)으로 공급되어 정류된다. 이때, 증류탑(180)에서의 정류를 위하여 재비기(190)로부터 스팀이 공급된다.
재비기(190)에서 스팀 응축수가 생성되며, 생성된 스팀 응축수는 증발되어 라미네이터(143)로 공급된다. 즉, 응축수가 증류탑(180)으로 공급된 후에는 라미네이터(143)에는 제1모듈(141)로부터 배출된 포화수증기 및 재비기(190)에서 배출된 스팀 응축수가 증발된 증기가 공급된다.
라미네이터(143)는 포화수증기 및 증기의 온도를 균일하게 조정하며, 속도압을 낮추어 제2모듈(142)로 공급되도록 한다. 즉, 응축액이 증류탑(180)으로 공급되기 전에 비하여, 제2모듈(142)에 공급되어 압축되는 포화수증기의 양이 많아지게 된다.
제2모듈(142)로부터 배출된 포화수증기는 열적 증기 재압축 모듈(150)이 흡입하여 압축한 뒤 제2스트리퍼(112)로 공급하게 된다. 재비기(190)로부터 배출된 스팀 응축수로부터 발생한 증기가 추가됨으로써, 제2스트리퍼(112)에 공급되는 스팀의 양은 제3밸브(173)로 공급되는 양으로 충분하도록 열적 증기 재압축 모듈(150)을 설계한다.
이후, 제2스트리퍼(112)에서의 탈거반응에 의하여 생성된 상부증기는 제1스트리퍼(111)로 공급된다. 제2스트리퍼(112)로 공급된 스팀의 양이 충분하여, 제1스트리퍼(11)로 공급되는 상부증기의 양이 많아지게 되며, 또한, 제2모듈(142)로부터 배출된 포화수증기의 양이 많아 제1스트리퍼(111)로 공급되는 포화수증기의 양이 많아지게 된다. 따라서, 제1스트리퍼(111)에서 요구되는 스팀의 양이 충분하며, 이로 인해, 제1밸브(171)를 폐쇄하여 신규 공급 스팀을 차단할 수 있을지의 여부는 다단 스트리퍼 상부 증기의 조성에 달려 있으나, 통상 약간의 보충 스팀이 필요할 것으로 예상된다.
이후, 제1스트리퍼(111)에서 발생되는 상부증기는 다시 응축증발기(120)로 공급되며, 상술한 순환과정이 반복된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 스트리퍼로 모듈로부터 배출되는 상부증기를 이용하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼의 상부증기의 열회수율을 높히며 증류 공정에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템이 제공된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
혼합물질을 비점차에 의하여 분리하는 증류시스템에 있어서, 스트리퍼로 모듈로부터 배출되는 상부증기를 이용하여 물을 증발시킨 뒤, 그 증발된 수증기를 다단 압축하여 적어도 2개 이상의 스트리퍼로 공급함으로써, 스트리퍼의 상부증기의 열회수율을 높히며 증류 공정에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템이 제공된다.

Claims (12)

  1. 공급원료 중에 존재하는 혼합물질을 비점차에 의하여 저비점물질과 고비점물질로 분리하는 증류시스템에 있어서,
    복수 개의 스트리퍼로 마련되며, 상기 공급원료를 공급받아 상기 저비점물질이 증발되어 상부증기로 배출되며 상기 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되되, 상기 각각의 스트리퍼에서 증발되는 저비점물질의 기액 평형 압력과 온도가 서로 상이한 스트리퍼 모듈;
    물 공급원으로부터 공급된 물이 상기 스트리퍼 모듈을 통과한 상기 상부증기와 열교환하여 상기 상부증기 및 물이 각각 응축 및 증발되는 응축증발기;
    상기 응축증발기에서 증발된 수증기를 다단으로 압축하는 기계적 증기 재압축(MVR:Mechanical Vapor Recompression) 모듈;
    상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기는 적어도 2개 이상의 스트리퍼에 공급되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기 중 일부는, 증발되는 저비점물질의 온도가 가장 높은 스트리퍼에 공급되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스트리퍼 모듈은,
    상기 공급원료를 공급받아, 상기 저비점물질이 증발되어 상부증기로 배출되며 상기 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되는 제1스트리퍼; 상기 제1스트리퍼 보다 높은 온도에서 구동하며, 상기 제1스트리퍼에서 증발되지 않은 물질을 공급받아, 저비점물질이 탈거되어 상부증기로 배출되며 고비점물질이 하부에서 미증류 분리되는 제2스트리퍼;를 포함하며,
    상기 기계적 증기 재압축 모듈에서 압축된 수증기 중 일부는 우선적으로 상기 제2스트리퍼로 공급되며, 나머지는 상기 제1스트리퍼로 공급되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기계적 증기 재압축 모듈을 통과하는 수증기의 온도 및 압력은 상기 제1스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 요구되는 온도 및 압력이며,
    상기 기계적 증기 재압축 모듈을 통과하는 수증기의 일부가 상기 제2스트리퍼 측으로 공급되도록 유도하며, 상기 제2스트리퍼로 공급되는 수증기의 온도 및 압력을 상기 제2스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 요구되는 온도 및 압력으로 증가시키는 열적 증기 재압축 모듈(TVR:Thermal Vapor Recompression)을 더 포함하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2스트리퍼의 상부증기는 상기 제1스트리퍼에 공급되어, 상기 제1스트리퍼에서 상기 공급원료를 분리하는데 필요한 열원으로 사용되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1스트리퍼 및 상기 제2스트리퍼에 스팀을 공급하는 스팀 공급부; 개폐가능하게 마련되어 상기 제1스트리퍼로의 상기 스팀 공급 여부를 제어하는 제1밸브; 개폐가능하게 마련되어 상기 제2스트리퍼로의 상기 스팀 공급 여부를 제어하는 제2밸브;를 더 포함하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    개폐가능하게 마련되며, 상기 스팀 공급부로부터 공급되는 상기 스팀의 일부를 상기 열적 증기 재압축 모듈 측으로 유도하는 제3밸브를 더 포함하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기계적 증기 재압축 모듈은 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련되는 제1모듈; 복수 개의 기계적 증기 재압축 장치로 마련되며, 상기 제1모듈을 통과한 수증기를 추가적으로 압축하는 제2모듈; 상기 제1모듈을 통과한 압축된 수증기의 속도를 낮추어 상기 제2모듈로 공급시키는 라미네이터;를 포함하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 증발기에서 응축되지 않은 상부증기를 공급받아 응축하는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 응축액을 공급받는 증류탑을 더 포함하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증류탑에 스팀을 공급하는 재비기를 더 포함하며,
    상기 재비기의 스팀 응축수는 증발되어 상기 라미네이터로 공급되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 라미네이터는 상기 제1모듈을 통과한 압축된 수증기와 상기 재비기로부터 공급된 스팀 응축수가 증발된 증기의 온도를 동일하게 하는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1모듈의 유입단에는, 유량 제어부가 설치되는 통합 운전과 소모 스팀 감량화가 가능한 다단 스트리퍼를 이용하는 증류 시스템.
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