JP6368179B2 - Distillation equipment and distillation method - Google Patents
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Description
本発明は、プラントにおいて原料を蒸留する蒸留設備および蒸留方法並びに蒸留設備の改造方法に関する。 The present invention relates to a distillation facility and distillation method for distilling raw materials in a plant, and a method for remodeling the distillation facility.
石油・石油化学等の産業プラントの蒸留設備では、蒸留塔の塔頂から流出する塔頂蒸気の凝縮方法として、空気を用いた空冷、冷却水を用いた水冷、それらを組み合わせた方法等が採用されている。蒸留塔の運転圧力を低下させる省エネルギーは広く知られており、省エネルギー実現のための課題の一つとなっている。 In the distillation equipment of industrial plants such as petroleum and petrochemicals, methods such as air cooling using air, water cooling using cooling water, or a combination of these methods are used as condensation methods for the top vapor flowing out from the top of the distillation column. Has been. Energy saving that lowers the operating pressure of the distillation tower is widely known and has become one of the challenges for realizing energy saving.
蒸留塔の運転圧力は、塔頂蒸気の凝縮温度で一様に決まり、凝縮温度が下がれば運転圧力も下がる。蒸留塔の運転圧力を下げると原料中の成分の比揮発度が大きくなり成分の分離が容易になる。従って、塔頂及び塔底の留出物(製品)の純度を所定の値に維持するための蒸留塔の内部還流が少なくできる。内部還流量は測定が困難であるが、外部還流量(以降、還流と呼ぶ)と相関があるので、一般的には還流比(=還流量/塔頂留出量)を塔頂及び塔底の留出物の純度の管理に用いている。塔頂留出量(製品)を一定とすると内部還流が少なくできれば、それを気化(再蒸発)するリボイラーの負荷も下げられる。従って、リボイラーに供給するエネルギーが減って省エネルギーを図ることができる。 The operation pressure of the distillation column is uniformly determined by the condensation temperature of the top vapor, and the operation pressure decreases as the condensation temperature decreases. When the operating pressure of the distillation column is lowered, the relative volatility of the components in the raw material increases and the components can be easily separated. Therefore, the internal reflux of the distillation column for maintaining the purity of the distillate (product) at the top and bottom of the column at a predetermined value can be reduced. Although the internal reflux amount is difficult to measure, it generally correlates with the external reflux amount (hereinafter referred to as reflux), so generally the reflux ratio (= reflux amount / column top distillate) is set at the top and bottom of the column. It is used to control the purity of the distillate. If the amount of product at the top of the column is kept constant, if the internal reflux can be reduced, the load on the reboiler that vaporizes (re-evaporates) it can be reduced. Accordingly, the energy supplied to the reboiler can be reduced to save energy.
塔頂蒸気の凝縮温度をより下げるためにはより高い冷却能力が必要となる。しかしながら、従来の空気や冷却水を用いた塔頂蒸気の凝縮方法の場合、冷却媒体である空気や冷却水の温度は自然条件に依存するため、常に設定した冷却能力を期待するのは難しく、従って塔頂蒸気の凝縮温度の維持には限界がある。特に夏期の気温上昇に伴い空気や冷却水の温度が高くなって冷却能力が著しく低下するため、塔頂蒸気の凝縮温度は高く設定せざるを得ない。従って、従来の空気や冷却水を用いた塔頂蒸気の凝縮方法では、蒸留塔の運転圧力を下げて省エネルギーを図ることは難しい。 In order to lower the condensation temperature of the top vapor, a higher cooling capacity is required. However, in the case of the conventional method of condensing the top steam using air or cooling water, the temperature of the cooling medium, air or cooling water, depends on the natural conditions, so it is difficult to always expect the set cooling capacity. Therefore, there is a limit in maintaining the condensation temperature of the top vapor. In particular, as the temperature rises in summer, the temperature of air and cooling water increases and the cooling capacity decreases significantly. Therefore, the condensation temperature of the top steam must be set high. Therefore, it is difficult to save energy by lowering the operation pressure of the distillation column in the conventional method for condensing the top vapor using air or cooling water.
本発明は、こうした状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギーを図ることのできる蒸留設備、蒸留方法および蒸留設備の改造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the distillation equipment which can aim at energy saving, the distillation method, and the remodeling method of distillation equipment.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の蒸留設備は、プラント内に設けられる蒸留設備であって、供給された原料を蒸留する蒸留塔と、プラント内で発生した熱を用いて冷水を製造する冷凍機と、蒸留塔から流出する塔頂蒸気を製造された冷水を用いて凝縮させる水冷冷却器と、水冷冷却器で凝縮した液体の一部を蒸留塔に還流させる還流装置と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a distillation facility according to an aspect of the present invention is a distillation facility provided in a plant, which is a distillation column for distilling a supplied raw material, and cold water using heat generated in the plant. A water-cooled condenser that condenses the top vapor flowing out from the distillation tower using the produced cold water, a reflux device that recirculates a part of the liquid condensed by the water-cooled condenser to the distillation tower, Is provided.
プラント内で発生した熱を用いて低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置をさらに備え、冷凍機は、低圧蒸気発生装置で発生した低圧蒸気を用いて冷水を製造してもよい。 The apparatus may further include a low-pressure steam generator that generates low-pressure steam using heat generated in the plant, and the refrigerator may produce cold water using the low-pressure steam generated by the low-pressure steam generator.
低圧蒸気発生装置で用いる熱は、プラント内で発生したプロセス流体から得られてもよい。 The heat used in the low pressure steam generator may be derived from process fluid generated in the plant.
蒸留塔から流出する塔頂蒸気を空冷する空冷冷却器をさらに備えてもよい。 You may further provide the air-cooling cooler which air-cools the top vapor | steam which flows out from a distillation column.
空冷冷却器は、水冷冷却器の上流に設けられてもよい。空冷冷却器と還流装置とを直接接続するためのバイパスラインをさらに備えてもよい。 The air-cooled cooler may be provided upstream of the water-cooled cooler. A bypass line for directly connecting the air-cooled cooler and the reflux device may be further provided.
冷凍機により製造される冷水は、7℃〜12℃であってもよい。 The cold water produced by the refrigerator may be 7 ° C to 12 ° C.
本発明の別の態様は、プラント内での蒸留方法である。この方法は、蒸留塔を用いて供給された原料を蒸留する工程と、プラント内で発生した熱を用いて冷水を製造する工程と、蒸留塔から流出する塔頂蒸気を製造された冷水を用いて凝縮させる工程と、還流装置を用いて凝縮した液体の一部を蒸留塔に還流させる工程と、を備える。 Another aspect of the present invention is a distillation method in a plant. This method uses a step of distilling a raw material supplied using a distillation tower, a step of producing cold water using heat generated in the plant, and a cold water produced from the top vapor flowing out of the distillation tower. And a step of condensing the liquid condensed using the reflux device to the distillation column.
冷水を用いて凝縮させる工程で用いる水冷冷却器の上流に、蒸留塔から流出する塔頂蒸気を空冷する空冷冷却器が設けられてもよい。空冷冷却器と還流装置とがバイパスラインを介して直接接続されてもよい。プラントの環境条件に基づいて、空冷冷却器を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液が水冷冷却器を介して還流装置に入る第1動作状態と、空冷冷却器を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液がバイパスラインを介して直接還流装置に入る第2動作状態とを切り替える工程をさらに備えてもよい。 An air-cooled cooler for air-cooling the top vapor flowing out from the distillation tower may be provided upstream of the water-cooled cooler used in the step of condensing with cold water. The air-cooled cooler and the reflux device may be directly connected via a bypass line. Based on the environmental conditions of the plant, a first operating state in which the overhead vapor passing through the air-cooled cooler and / or its condensate enters the reflux device via the water-cooled cooler, and the overhead steam passed through the air-cooled cooler and A step of switching the second operation state in which the condensed liquid enters the reflux device directly via the bypass line may be further provided.
本発明のさらに別の態様は、プラント内に設けられた蒸留塔から流出する塔頂蒸気を空冷冷却器で凝縮させる蒸留設備の改造方法である。この方法は、プラント内で発生した熱を用いて冷水を製造する冷凍機を設ける工程と、蒸留塔から流出する塔頂蒸気を冷凍機で製造された冷水を用いて凝縮させる水冷冷却器を設ける工程と、を備える。 Yet another embodiment of the present invention is a method for remodeling a distillation facility for condensing an overhead vapor flowing out from a distillation column provided in a plant with an air-cooled cooler. This method includes a step of providing a refrigerator for producing cold water using heat generated in the plant, and a water-cooled cooler for condensing the top vapor flowing out from the distillation tower using the cold water produced by the refrigerator. A process.
蒸留設備は、凝縮した液体の一部を蒸留塔に還流させる還流装置を備え、水冷冷却器は、改造前の空冷冷却器と還流装置とを直接接続するラインを残したまま、空冷冷却器の下流にラインと並列に設けられてもよい。 The distillation equipment is equipped with a reflux device for refluxing a part of the condensed liquid to the distillation tower, and the water-cooled cooler is the air-cooled cooler while leaving a line directly connecting the air-cooled cooler and the reflux device before the modification. It may be provided downstream in parallel with the line.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、省エネルギーを図ることのできる蒸留設備、蒸留方法および蒸留設備の改造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the distillation installation which can aim at energy saving, the distillation method, and the remodeling method of a distillation installation can be provided.
図1は、本発明の実施形態に係る蒸留設備10を説明するための図である。図1に示す蒸留設備10は、例えば石油精製プラントや石油化学プラント等の産業プラント内に設けられる。
FIG. 1 is a diagram for explaining a
図1に示すように、蒸留設備10は、蒸留塔12と、リボイラー14と、空冷冷却器16と、水冷冷却器18と、還流装置20と、吸収式冷凍機22と、低圧蒸気発生装置24とを備える。
As shown in FIG. 1, the
蒸留塔12は、内部にトレイ等の構造物が設置されていて塔頂部12cから流下してくる液と塔底部12bから上昇してくる蒸気が熱交換と物質移動を繰り返して目的の純度の製品を得る機能を持つ。蒸留塔12の塔頂からは揮発性の高い成分に富む、塔底からは揮発性の低い成分に富む留出液が抜き出される。蒸留塔12は、その中段部に設けられた原料供給口12aから供給された原料を蒸留する。蒸留塔12内に供給された原料は、気液の2相からなり、液は蒸留塔12内を流下してきた液と合流して塔底部12bにおいてリボイラー14により加熱される。リボイラー14の加熱により、塔底部12bの塔底液の一部は蒸気とされ、塔頂部12cに向かって上昇する。蒸気とならない塔底液は塔底留出液となる。原料供給口12aで蒸気となった原料はリボイラー14からの蒸気と合流して蒸留塔12内を上昇する。また、蒸留塔12からの塔頂蒸気は凝縮されて還流装置を経て一部は塔頂留出液として抜き出され、残りは蒸留塔12の塔頂部12cに設けられた還流液供給口12dから還流液として供給される。
The
蒸気取出口12eから流出した塔頂蒸気は、ライン17を介して水冷冷却器18に入る。水冷冷却器18は、吸収式冷凍機22からの冷水を用いて塔頂蒸気を凝縮させる。水冷冷却器18により凝縮された液体は、還流装置20に送られる。
The tower top steam flowing out from the
蒸留塔12と水冷冷却器18とを接続するライン17上に空冷冷却器16が設けられてもよい。すなわち、水冷冷却器18の上流に空冷冷却器16が設けられてもよい。空冷冷却器16は、蒸留塔12からの塔頂蒸気の少なくとも一部を凝縮するよう構成されてよい。この構成の場合、蒸留塔12からの塔頂蒸気およびその凝縮液は、空冷冷却器16、水冷冷却器18を順に通過した後、留出液タンク21に入る。
An air-cooled
還流装置20は、水冷冷却器18で凝縮した液体の一部を蒸留塔12に還流させる。還流装置20は、留出液タンク21と、ポンプ23とを含む。水冷冷却器18で凝縮した液体は留出液タンク21に貯留される。留出液タンク21に貯留された液体は、ポンプ23により昇圧された後、その一部が留出液として取り出され、残りが還流液として還流液供給口12dを介して蒸留塔12内に還流される。
The
低圧蒸気発生装置24は、プラント内で発生したプロセス流体を用いて低圧蒸気を発生させる。低圧蒸気発生装置24は、ケトル型熱交換器25と、ポンプ26とを備える。ケトル型熱交換器25は、ボイラー給水(BFW:Boiler Feed Water)が供給される。ケトル型熱交換器25は、プロセス流体との熱交換によりこのBFWを加熱蒸発し、例えば0.15MPaGから0.20MPaGの低圧蒸気を発生させる。プロセス流体とは、プラント内で所定の生産を行うためのプロセス設備(例えば、反応器や熱交換器など)で生じた流体である。例えば石油プラントであれば、石油からガソリンを生成するためのプロセス設備、ガソリンからナフサを生成するためのプロセス設備、石油から灯油を生成するためのプロセス設備などである。
The low-
吸収式冷凍機22は、低圧蒸気発生装置24で発生した低圧蒸気を用いて冷水を製造する。本実施形態では、吸収式冷凍機22として水・臭化リチウム系のものを用いるが、吸収式冷凍機22はこれに限定されない。吸収式冷凍機22で製造される冷水の温度は、7℃〜12℃であってよい。吸収式冷凍機22から排出された凝縮水は、ポンプ26を介して再びBFWとしてケトル型熱交換器25に供給される。
The
吸収式冷凍機22で製造された冷水は、水冷冷却器18に供給され、上述したように蒸留塔12からの塔頂蒸気を凝縮させるために用いられる。吸収式冷凍機22で製造された冷水は、自然条件に影響されない安定した高い冷却能力を提供できるため、塔頂蒸気の凝縮温度を下げて蒸留塔12の運転圧力を低下させることができる。蒸留塔12の運転圧力を下げることは、リボイラー14の負荷を下げることにつながる。すなわち、リボイラー14へ供給するエネルギーを低減できるため、省エネルギーを図ることができる。
The cold water produced by the
また、本実施形態に係る蒸留設備10では、自然条件に影響されない安定した冷却能力を提供できるため、蒸留塔12に安定的に原料を供給することができる。すなわち、本実施形態に係る蒸留設備10によれば、収率の向上を図ることができる。
In addition, since the
また、本実施形態に係る蒸留設備10では、吸収式冷凍機22に供給される低圧蒸気は、プラント内で発生したプロセス流体を用いて生成されている。低圧蒸気を発生させるために別途燃料を投入する必要がないため、プラント全体としてエネルギー効率を高めることができる。また、プロセス流体との熱交換で低圧蒸気を発生させているため、プロセス流体の温度を低下させることができる。これは、プロセス設備に使用するためにプロセス流体を冷却する必要がある場合には、プラント内でプロセス流体を冷却するための設備および負荷を軽減できることを意味するため、この観点からもプラント全体としてエネルギー効率を高めることができる。
Further, in the
また、蒸留塔の最高温度における運転圧力が10kg/cm2以上の場合は「高圧ガス」の適用を受け、その結果、保守・点検に多くの工数が必要となる。その点、本実施形態に係る蒸留設備10では、蒸留塔12の運転圧力を低下できることから、運転圧力が10kg/cm2未満に下がれば「高圧ガス」適用から外れ、その結果蒸留塔12の保守・点検が容易となる。また、新設の場合、蒸留塔12の運転圧力が低くなることにより、蒸留塔12の建設コスト(機器費)を下げることができる。
Further, when the operating pressure at the maximum temperature of the distillation column is 10 kg / cm 2 or more, “high pressure gas” is applied, and as a result, a lot of man-hours are required for maintenance and inspection. In that respect, in the
図2(a)および(b)は、本発明の実施形態に係る蒸留設備の改造方法を説明するための図である。図2(a)および(b)において、図1に示す蒸留設備10と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。
FIGS. 2A and 2B are views for explaining a method for remodeling a distillation facility according to an embodiment of the present invention. 2 (a) and 2 (b), the same or corresponding components as those in the
図2(a)は、改造前の蒸留設備30を示す。図2(a)に示す蒸留設備30は、蒸留塔12と留出液タンク21を接続するライン17上に設けられた空冷冷却器16のみが塔頂蒸気の冷却を行うよう構成されている。従って、この改造前の蒸留設備30では、塔頂蒸気の冷却能力が自然条件に影響される。特に夏場には冷却能力が著しく低下するため、塔頂蒸気の凝縮温度が高くなるので蒸留塔12の運転圧力を上げなくてはならない。その結果、還流比を大きくしなければならないのでリボイラー14に多くのエネルギーを供給する必要が生じて、改造前の蒸留設備30は省エネルギーの観点から課題がある。
FIG. 2A shows the
図2(b)は、改造後の蒸留設備40を示す。この蒸留設備40は、水冷冷却器18と、水冷冷却器18に冷水を供給する吸収式冷凍機22と、プロセス流体を用いて低圧蒸気を発生させ、吸収式冷凍機22に供給する低圧蒸気発生装置24と、を含む追加構成要素42を蒸留設備30に追加する改造がなされている。追加構成要素42は、空冷冷却器16の出力と水冷冷却器18の入力がライン46で接続され、水冷冷却器18の出力と留出液タンク21の入力がライン48で接続されるように追加される。すなわち、追加構成要素42は、空冷冷却器16の下流に水冷冷却器18が位置するように追加される。ライン46上には第1バルブ47が設けられる。図2(b)に示すように、空冷冷却器16と留出液タンク21とを直接接続するライン(バイパスライン44と呼ぶ)は残されている。バイパスライン44上には第2バルブ49が設けられる。図2(b)に示すように、水冷冷却器18は、ライン46,48を介して、空冷冷却器16の下流にバイパスライン44と並列に設けられる。
FIG. 2B shows the
図2(b)のように改造された蒸留設備40においては、第1バルブ47と第2バルブ49の開閉状態を制御することで、空冷冷却器16を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液が水冷冷却器18を介して留出液タンク21に入る第1動作状態と、空冷冷却器16を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液がバイパスライン44を介して直接(すなわち水冷冷却器18を通らずに)留出液タンク21に入る第2動作状態とを切り替えることができる。
In the
第1バルブ47を開状態且つ第2バルブ49を閉状態とした場合、蒸留塔12からの塔頂蒸気は、空冷冷却器16、ライン46、水冷冷却器18、ライン48を順に通過した後、留出液タンク21に入る(第1動作状態)。この場合、図1に示す蒸留設備10と同様に、空冷冷却器16に加えて、吸収式冷凍機22で製造された冷水を用いて塔頂蒸気の凝縮が行われる。その結果、塔頂蒸気の凝縮温度を下げて蒸留塔12の運転圧力を低下させることが可能となる。
When the first valve 47 is opened and the
一方、第1バルブ47を閉状態且つ第2バルブ49を開状態とした場合、蒸留塔12からの塔頂蒸気は、空冷冷却器16を通過した後、バイパスライン44を介して直接(すなわち水冷冷却器18を通らずに)留出液タンク21に入る(第2動作状態)。この場合、空冷冷却器16のみで塔頂蒸気の凝縮が行われる。
On the other hand, when the first valve 47 is closed and the
第1動作状態と第2動作状態の切替は、蒸留設備が用いられるプラントの環境条件(例えば環境温度等)に基づいて行われてもよい。例えば、夏場や昼間で環境温度が高い(例えばプラントの環境温度が所定の閾値以上である)場合、空冷冷却器16だけでは十分な冷却能力が期待できないため、第1動作状態に設定する。一方、例えば冬場等で環境温度が低い(例えばプラントの環境温度が所定の閾値未満である)場合、空冷冷却器16だけでも十分な冷却能力が期待できるため、第2動作状態に設定する。このような構成をとることにより、必要なときだけ水冷冷却器18や吸収式冷凍機22等の追加構成要素42を動作さればよくなるため、エネルギー効率を高めることができる。
The switching between the first operating state and the second operating state may be performed based on environmental conditions (for example, environmental temperature) of the plant in which the distillation facility is used. For example, when the environmental temperature is high in summer or in the daytime (for example, the environmental temperature of the plant is equal to or higher than a predetermined threshold), the air cooling cooler 16 alone cannot be expected to provide sufficient cooling capacity, so the first operation state is set. On the other hand, when the environmental temperature is low (for example, the environmental temperature of the plant is lower than a predetermined threshold value) in winter, for example, the air cooling cooler 16 alone can be expected to provide sufficient cooling capacity, so the second operation state is set. By adopting such a configuration, it is only necessary to operate the
さらに、第1バルブ47および第2バルブ49を共に開状態として、空冷冷却器16を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液が、水冷冷却器18を介して留出液タンク21に入るとともに、バイパスライン44を介して直接留出液タンク21に入る第3動作状態を設定してもよい。この場合、複数の凝縮手段(すなわち空冷冷却器16および水冷冷却器18)を用意されるので、仮に一つの凝縮手段に故障が発生した場合でも、蒸留設備の運転を継続することができる。
Further, both the first valve 47 and the
蒸留設備40は、上記の動作状態の切り替え、すなわち第1バルブ47および第2バルブ49の開閉状態の制御を自動的に行うための制御装置を備えてもよい。この制御装置は、例えば環境温度を測定するための温度センサと、該温度センサの出力に基づいて第1バルブ47および第2バルブ49の開閉を制御する制御部を備えてもよい。
The
制御部は、温度センサの出力に加えてまたは代えて、蒸留設備が稼働する日時に基づいて第1バルブ47および第2バルブ49の開閉を制御してもよい。すなわち、環境温度が高くなることが想定される日や時間帯に応じて第1バルブ47および第2バルブ49の開閉を制御してもよい。
The control unit may control opening and closing of the first valve 47 and the
あるいは、上記動作状態の切り替えは、蒸留設備40の操作者によりなされてもよい。
Alternatively, the operation state may be switched by an operator of the
本実施形態に係る改造方法によれば、既存の蒸留設備30に追加構成要素42を追加することで、図1に示す蒸留設備10と同様に、省エネルギー、収率の向上、プラント全体としてのエネルギー効率の向上、蒸留塔12の保守・点検の容易化などを図ることができる。また、バイパスライン44を用いて空冷冷却器16と留出液タンク21を直接接続することが可能なため、改造後に元々の蒸留設備30の形態で運用することも容易である。
According to the remodeling method according to the present embodiment, by adding an
図3は、改造前と改造後の蒸留設備による蒸留のシミュレーション結果を示す。ここでは、運転圧力が1.0MPaGから2.0MPaGの複数の蒸留塔の中から、省エネルギー効果が高く、充填物の大幅な改造を必要としないナフサスプリッターを選択し、改造前と改造後の蒸留設備による蒸留をシミュレーションした。吸収式冷凍機としては、水・臭化リチウム系のものを選択した。 FIG. 3 shows a simulation result of distillation by the distillation equipment before and after the modification. Here, a naphtha splitter is selected from a plurality of distillation columns with an operating pressure of 1.0 MPaG to 2.0 MPaG, which has a high energy-saving effect and does not require any significant remodeling of the packing. The equipment distillation was simulated. As the absorption refrigerator, a water / lithium bromide type was selected.
図4は、シミュレーション計算に用いた吸収式冷凍機および吸収式冷凍機まわりの設定条件を示す。本シミュレーションでは、吸収式冷凍機の性能係数(COP:Coefficient Of Performance)を0.75とした。また、吸収式冷凍機に供給される低圧蒸気の圧力を0.15MPaG、温度を127.6℃とした。また、吸収式冷凍機22から排出される戻り凝縮水の温度を134℃とした。また、吸収式冷凍機22から水冷冷却器18に供給される冷水の温度を10℃とし、水冷冷却器18から吸収式冷凍機22に戻る冷水の温度を22℃とした。この冷水を製造するのに必要な熱負荷を14.9GJ/hとした。吸収式冷凍機のCOP=0.75であるため、吸収式冷凍機22が必要とする熱負荷は(14.9GJ/h)/0.75=19.9GJ/hとなる。
FIG. 4 shows the setting conditions around the absorption refrigerator and the absorption refrigerator used in the simulation calculation. In this simulation, the coefficient of performance (COP) of the absorption chiller was set to 0.75. The pressure of the low-pressure steam supplied to the absorption refrigerator was set to 0.15 MPaG and the temperature was 127.6 ° C. Moreover, the temperature of the return condensed water discharged | emitted from the
図3のシミュレーション結果から、改造前と比較して改造後は凝縮温度を35℃から25℃に低下でき、蒸留塔の運転圧力を1.10MPaGから0.70MPaGまで低下できていることが分かる。改造前に対する改造後の低圧化率は、(1.1MPaG−0.7MPaG)/1.1MPaG×100=36.4%である。その結果、リボイラーの熱負荷が20.1GJ/hから14.7GJ/hまで低下し、省エネルギー率=20.1GJ/h−14.7GJ/h)20.1GJ/h×100=26.9%を達成できている。 From the simulation results of FIG. 3, it can be seen that the condensation temperature can be lowered from 35 ° C. to 25 ° C. and the operation pressure of the distillation column can be lowered from 1.10 MPaG to 0.70 MPaG after the modification, compared to before the modification. The pressure reduction ratio after remodeling with respect to before remodeling is (1.1 MPaG−0.7 MPaG) /1.1 MPaG × 100 = 36.4%. As a result, the heat load of the reboiler is reduced from 20.1 GJ / h to 14.7 GJ / h, and the energy saving rate = 20.1 GJ / h-14.7 GJ / h) 20.1 GJ / h × 100 = 26.9% Has been achieved.
上述の実施形態では、低圧蒸気発生装置24は、プラント内で発生したプロセス流体から得られる熱を用いて低圧蒸気を発生させている。しかしながら、低圧蒸気発生装置24で低圧蒸気を発生させるために用いる熱は、プロセス流体から得られる熱に限定されず、従来プラント内で有効利用されていなかった排熱から得てもよい。低圧蒸気発生装置24は、例えば、蒸留設備10の構成要素(例えば蒸留塔12等)の冷却の際に生じる排熱等を利用して低圧蒸気を発生させてもよい。あるいは、既存の蒸留設備を改造する場合には、低圧蒸気発生装置24は、プラント内の既設のクーラー及びエアフィンクーラーからの排熱を用いて低圧蒸気を発生させてもよい。これらにより、蒸留設備10のエネルギー効率を高めることができる。
In the above-described embodiment, the low-
上述の実施形態では、吸収式冷凍機22は、プラント内で発生した熱を用いて発生された低圧蒸気を用いて冷水を製造している。しかしながら、吸収式冷凍機22は、プラント内で発生した熱を用いて発生された熱水を用いて冷水を製造してもよい。熱水の温度は、80℃以上であってよく、好ましくは90℃以上であってよい。例えば、吸収式冷凍機22は、88℃の熱水を用いて7℃の冷水を製造することができる。低圧蒸気を用いる場合と熱水を用いる場合ともに、吸収式冷凍機22はプラント内で発生した熱を用いて冷水を製造しているということができる。
In the above-described embodiment, the
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
10、30、40 蒸留設備、 12 蒸留塔、 14 リボイラー、 16 空冷冷却器、 18 水冷冷却器、 20 還流装置、 21 留出液タンク、 22 吸収式冷凍機、 23 ポンプ、 24 低圧蒸気発生装置、 25 ケトル型熱交換器、 26 ポンプ、 42 追加構成要素、 44 バイパスライン、 47 第1バルブ、 49 第2バルブ。 10, 30, 40 Distillation equipment, 12 Distillation tower, 14 Reboiler, 16 Air-cooled cooler, 18 Water-cooled cooler, 20 Reflux device, 21 Distillate tank, 22 Absorption refrigeration machine, 23 Pump, 24 Low-pressure steam generator, 25 kettle heat exchanger, 26 pump, 42 additional components, 44 bypass line, 47 first valve, 49 second valve.
Claims (6)
供給された原料を蒸留する蒸留塔と、
前記プラント内で発生した熱を用いて低圧蒸気を発生させる低圧蒸気発生装置と、
前記低圧蒸気発生装置で発生した低圧蒸気を用いて冷水を製造する冷凍機と、
前記蒸留塔から流出する塔頂蒸気を製造された冷水を用いて凝縮させる水冷冷却器と、
前記水冷冷却器で凝縮した液体の一部を前記蒸留塔に還流させる還流装置と、
を備え、
前記低圧蒸気発生装置は、前記プラント内で発生したプロセス流体との熱交換により、前記冷凍機から排出された凝縮水を加熱蒸発して低圧蒸気を発生させる熱交換器を備えることを特徴とする蒸留設備。 A distillation facility provided in the plant,
A distillation column for distilling the supplied raw material;
A low-pressure steam generator that generates low-pressure steam using heat generated in the plant ;
A refrigerator that produces cold water using low-pressure steam generated by the low-pressure steam generator ;
A water-cooled cooler for condensing the top vapor flowing out of the distillation tower using the produced cold water;
A reflux device for refluxing a part of the liquid condensed by the water-cooled cooler to the distillation column;
Equipped with a,
The low-pressure steam generator includes a heat exchanger that generates low-pressure steam by heat-evaporating condensed water discharged from the refrigerator by heat exchange with a process fluid generated in the plant. Distillation equipment.
前記空冷冷却器と前記還流装置とを直接接続するためのバイパスラインをさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の蒸留設備。 The air-cooled cooler is provided upstream of the water-cooled cooler,
The distillation equipment according to claim 2 , further comprising a bypass line for directly connecting the air-cooled cooler and the reflux device.
蒸留塔を用いて供給された原料を蒸留する工程と、
前記プラント内で発生した熱を用いて低圧蒸気を発生させる工程と、
発生させた低圧蒸気を用いて冷水を製造する工程と、
前記蒸留塔から流出する塔頂蒸気を製造された冷水を用いて凝縮させる工程と、
還流装置を用いて凝縮した液体の一部を前記蒸留塔に還流させる工程と、
を備え、
前記低圧蒸気を発生させる工程は、前記プラント内で発生したプロセス流体との熱交換により、前記冷水を製造する工程で排出された凝縮水を加熱蒸発して低圧蒸気を発生させる工程を有することを特徴とする蒸留方法。 A distillation method in a plant,
A step of distilling the raw material supplied using a distillation tower;
Generating low pressure steam using heat generated in the plant ;
Producing cold water using the generated low-pressure steam ;
Condensing the top vapor flowing out of the distillation column using the produced cold water;
A step of refluxing a part of the liquid condensed using a reflux apparatus to the distillation column;
Equipped with a,
The step of generating the low-pressure steam has a step of generating low-pressure steam by heating and evaporating the condensed water discharged in the step of producing the cold water by heat exchange with the process fluid generated in the plant. A characteristic distillation method.
前記空冷冷却器と前記還流装置とがバイパスラインを介して直接接続されており、
前記プラントの環境条件に基づいて、前記空冷冷却器を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液が前記水冷冷却器を介して前記還流装置に入る第1動作状態と、前記空冷冷却器を通過した塔頂蒸気および/またはその凝縮液が前記バイパスラインを介して直接前記還流装置に入る第2動作状態とを切り替える工程をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の蒸留方法。 An air-cooled cooler for air-cooling the top vapor flowing out from the distillation tower is provided upstream of the water-cooled cooler used in the step of condensing with the cold water,
The air-cooled cooler and the reflux device are directly connected via a bypass line,
Based on the environmental conditions of the plant, a first operating state in which the top vapor and / or its condensate that has passed through the air-cooled cooler enters the reflux device via the water-cooled cooler, and passes through the air-cooled cooler The distillation method according to claim 5 , further comprising a step of switching between the second operation state in which the overhead vapor and / or the condensate thereof directly enters the reflux device via the bypass line.
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