JPH0692333B2 - メタノ−ルプラントの加圧蒸留法 - Google Patents

メタノ−ルプラントの加圧蒸留法

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JPH0692333B2
JPH0692333B2 JP60167410A JP16741085A JPH0692333B2 JP H0692333 B2 JPH0692333 B2 JP H0692333B2 JP 60167410 A JP60167410 A JP 60167410A JP 16741085 A JP16741085 A JP 16741085A JP H0692333 B2 JPH0692333 B2 JP H0692333B2
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健祐 丹羽
英彰 永井
和裕 守田
勝利 村山
橋本  修
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はメタノールプラントの加圧蒸留法に関し、特に
プラントのエネルギ原単位を改善すべく、リフオーマ出
口ガスの加圧蒸留プロセスに於いて新規な熱回収技術を
適用した上記蒸留法に関する。
(従来の技術) 蒸留プロセスに於けるエネルギ原単位の改善という観点
より、近年加圧蒸留により多重効用を利用した各種のプ
ロセスが検討されている(例えばInd.Eng.Chem.Process
Des.Dev.1983,22,175-179,特開昭53-112803号公報、特
開昭56-123926号公報等)。
しかしながら、これらは蒸留系内のエネルギ原単位につ
いてのみの検討であり、改質ガスの熱エネルギ利用を考
慮したプラント全体のエネルギ原単位を改善するという
検討はなされていなかつた。
すなわち、加圧蒸留の採用により、加圧精留塔の塔底温
度が高く、改質ガスの廃熱の低温域がプロセスに回収で
きぬ為、その分高温の熱が必要となり、総合的には最高
でない第3図の如きプロセスが利用されることが多かつ
た。なお、第3図中、12は加圧精留塔、13は常圧精留
塔、14は加圧精留塔改質ガスリボイラ、17は加圧精留塔
水蒸気リボイラ、18は加圧精留塔リフラツクスコンデン
サである。
そしてこの大量の余剰廃熱により、冷却水流量あるいは
エアクーラ・フアン動力が増加し、さらにエネルギ原単
位を低下させる原因ともなつていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、このような低位の余剰廃熱を有効利用し、エ
ネルギ原単位の改善を図るもので、メタノールプラント
の加圧蒸留プロセスに於て、リフオーマ出口ガスの熱エ
ネルギを有効に利用し、低位の廃熱を減少させ、プロセ
スのエネルギ原単位を改善する方法を提案するものであ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、脱硫された炭化水素含有ガスを30気圧以上の
圧力に於ける水蒸気及び酸素の2段階の改質工程によ
り、水蒸気含有率が単なる水蒸気改質反応により可能な
水蒸気含有率よりも低いメタノール合成原料ガスに改質
し、かつ合成工程にて生成される8〜30重量%の水を含
む合成粗メタノールが初留塔にてその低沸点副生物が除
去され、続いて常圧塔と加圧塔の2塔から構成された精
留部により蒸留される如き改質、合成及び蒸留工程より
なるメタノールプロセスに於て、 (1) 初留塔の加熱用熱源としては、改質ガスが初留
塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわち70〜11
5℃)まで熱回収されるリボイラにより賄われ、 (2) 加圧精留塔の加熱用熱源としては、改質ガスが
該精留塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわち
135〜225℃)まで熱回収されるリボイラ及び水蒸気を熱
源とするリボイラにより賄われ、 (3) 常圧精留塔の加熱用熱源としては、加圧精留塔
の塔頂ガスによる多重効用リボイラ及び改質ガスが該精
留塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわち、11
0〜150℃)まで熱回収されるリボイラにより賄われる、 上記のうち少くとも2つを組み合わせ、改質ガスは塔底
温度の高い塔から低い塔へ直列に流れるようにしたこと
を特徴とする、改質ガスの熱エネルギを有効に回収しプ
ラント全体のエネルギ消費量を減少させることができる
メタノールプラントの加圧蒸留法に関する。
単なるスチーム・リフオーマにより改質されたガス中に
は CH4+H2O→CO+3H2の反応により多量のH2が含まれ
る。一方、本発明で採用するスチーム・リフオーマの後
流にオートサーマル・リフオーマを設置する2段改質工
程では、オートサーマル・リフオーマに供給するO2量に
より、メタノール合成に対し余分のH2を水蒸気に変換す
ることができ、かつ高温下でのリフオーミングが可能と
なる為、改質圧力も上げることが可能となる。このH2O
濃度及び圧力の違いにより改質ガス熱回収法が、単なる
スチーム・リフオーマによる方法と、2段改質工程を採
用する本発明とでは変わることになる。
そして、本発明によれば、蒸留系外からの熱負荷を最小
とする蒸留プロセスを採用することが、かならずしもプ
ラントのエネルギ原単位を最小とすることにはならぬこ
とがわかる。
以下、これを具体例に基き説明する。尚、説明はLS/F
(Light-Split/Heat-lntegration-Forward)のプロセス
に基き行うが、本発明はこのLS/Fのみでなく、あらゆる
加圧蒸留プロセスに対し有効である。
なお、LS/Fとは、加圧塔に供給し、塔頂から製品を抜
き、塔底液をその常圧塔に供給し、その塔頂から製品
を、塔底から水を、中間の段から側流を抜出すようなフ
ロー(第1〜3図参照)をいい、1塔目で軽い成分(製
品)の一部を抜き、熱の受授がプロセス全体の流れに対
して順方向である為、LS/Fと呼ぶ。
(1) 比較される2プロセス(従来法と本発明法) 本発明法と従来法における加圧蒸留に於ける改質ガス熱
量の回収フローを第1図と第2図に示す。
第2図は、蒸留系外からの熱負荷の最も少ない(すなわ
ち、蒸留のエネルギ原単位の最も小さい)プロセスにお
けるフローである。この熱回収フローは従来の加圧蒸留
に於いてよく用いられるフローであり、以後これを“従
来法”と称する。
従来法では、加圧精留塔12の熱源は、リフオーマー出口
ガスと水蒸気によるリボイラ14,17により賄われ、常圧
精留塔13及び初留塔11の熱源は、多重効用により、加圧
精留塔12のリフラツクスコンデンサ18,18より与えられ
ている。
第1図は、本発明の一例を示すフローである。本発明法
によれば、精留に必要な熱量は従来法より増えるが、低
位の熱回収が増えるためにプラントのエネルギ消費量は
少くなる。以後これを“本発明法”と称する。
本発明法では、初留塔11の加熱用熱源はリフオーマ出口
ガスの廃熱によりリボイラ16により賄われ、加圧精留塔
12は、リフオーマ出口ガスの廃熱とリボイラ17による水
蒸気をその熱源とし常圧精留塔13は、多重効用による加
圧精留塔12の塔頂ガス及びリフオーマ出口ガスによるリ
ボイラ18,15によりその熱源が賄われている。なお、第
1図中の20は気液分離器を示している。
(2) 総合エネルギ原単位 水蒸気及び酸素の2段階改質工程より流出する35気圧の
改質ガスの廃熱を熱源の一部とする2500t/dメタノール
のLS/F蒸留プロセスを具体例とし、以下そのエネルギ原
単位を、従来法(第2図)と本発明法(第1図)に基づ
き比較する。
各蒸留塔11〜13のリボイラー熱量及び多重効用される加
圧精留塔12のリフラツクスコンデンサ18熱量を示したの
が第1表である。
上表より明らかな如く蒸留系外からの熱負荷、すなわち
蒸留のエネルギ消費量だけを比較すると、本発明法より
も従来法の蒸留プロセスの方が10.9MMKcal/hだけ優つて
いる。
しかしながら各蒸留塔の改質ガスリボイラ及び水蒸気リ
ボイラ熱量と改質ガスリボイラ後流に設置される脱気器
給水予熱器19の熱量、そしてプロセスには回収されない
改質ガスの余剰エネルギを示している第2表より明らか
な如く本発明法では改質ガスの低温廃熱が効果的に利用
されたことにより水蒸気リボイラの熱量は逆に17.9MMca
l/hr少くなつている。さらに、本発明法では、従来、余
剰廃熱として回収されなかつた熱量が18.8MMKcal/hrも
少くなり、冷却水所要量の低下、あるいはエアクーラの
フアン動力の低下をもたらす。
以上のように、本発明法は従来法と比し、蒸留原単位だ
け比べれば劣つているものの総合的には改質ガス熱量を
効果的に回収することができ、省エネルギ型のプロセス
となつていることがわかる。
上記の比較は、35気圧の改質ガスより熱回収することを
設定したが、この改質圧力が下がる程、その露点も下が
る為、ますます低温域の余剰熱量が増し、したがつて、
本発明法によるエネルギ原単位の改善度はますます大き
くなる。
尚、第1図のフローは、本発明に基くプロセスの一例で
あり、蒸留系の加圧度、改質系の圧力や熱回収法により
3つの改質ガスリボイラ14〜16のうちの1つを省くこと
も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明蒸留プロセスの一例を示すフロー図、第
2図及び第3図は多重効用を利用した加圧蒸留に於いて
従来よく使用されるフローの一例を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 守田 和裕 東京都千代田区丸の内2丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 村山 勝利 新潟県新潟市松浜町3500番地 (72)発明者 橋本 修 新潟県新潟市松浜町3500番地 (56)参考文献 特開 昭53−112803(JP,A) 特開 昭53−79807(JP,A) 特開 昭55−45637(JP,A) 特開 昭56−123926(JP,A) 特公 昭50−16338(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】脱硫された炭化水素含有ガスを30気圧以上
    の圧力に於ける水蒸気及び酸素の2段階の改質工程によ
    り、水蒸気含有率が単なる水蒸気改質反応により可能な
    水蒸気含有率よりも低いメタノール合成原料ガス(改質
    ガス)に改質し、かつ合成工程にて生成される8〜30重
    量%の水を含む合成粗メタノールが初留塔にてその低沸
    点副生物が除去され、続いて常圧塔と加圧塔の2塔から
    構成された精留部により蒸留される如き改質、合成及び
    蒸留工程よりなるメタノールプロセスに於て、 (1) 初留塔の加熱用熱源としては、改質ガスが初留
    塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわち、70〜
    115℃)まで熱回収されるリボイラにより賄われ、 (2) 加圧精留塔の加熱用熱源としては、改質ガスが
    該精留塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわ
    ち、135〜225℃)まで熱回収されるリボイラ及び水蒸気
    を熱源とするリボイラにより賄われ、 (3) 常圧精留塔の加熱用熱源としては、加圧精留塔
    の塔頂ガスによる多重効用リボイラ及び改質ガスが該精
    留塔の塔底温度よりも5〜25℃高い温度(すなわち、11
    0〜150℃)まで熱回収されるリボイラ、及び必要ならば
    水蒸気を熱源とするリボイラにより賄われる、 上記のうち少くとも2つを組み合わせ、改質ガスは塔底
    温度の高い塔から低い塔へ直列に流れるようにしたこと
    を特徴とする、改質ガスの熱エネルギを有効に回収しプ
    ラント全体のエネルギ消費量を減少させることができる
    メタノールプラントの加圧蒸留法。
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