JPS588281B2 - 蒸留処理設備における熱回収方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸留処理設備における熱回収方法及びその装置
に関する。

原油、常圧蒸留残渣油、脂肪酸等の原液を蒸留して各種
の留分として留出液及び缶出液を取得している石油精製
、石油化学、油脂工業等の産業分野においては、近年の
エネルギー価格の高騰に伴い、省エネルギーの観点から
、これまで冷却操作により無駄にすてられていた排熱の
回収が焦眉の急となっている。

従来の蒸留方法を第１図により説明すると、常圧残渣油
等の供給原液はポンプ等の適宜の手段によって主管Ｃ中
を送られ、蒸留塔ａで蒸留された留出液を取出す配管ｆ
，ｅ，ｄ中途部に接続した熱交換器ｉ，ｈ，ｇによって
順次予熱され、蒸留塔ａ底部から残渣油たる缶出液を取
出す配管ｊ中途部に設けた熱交換器ｋによって予熱され
、加熱炉ｂで更に加熱され、蒸留塔ａに供給され蒸留が
行われる。

蒸留は各成分の沸点の相違を利用して行われ、蒸留塔ａ
内で蒸発及び凝縮して生じた軽質成分の留出液は配管ｄ
，ｅ，ｆ中へ送給され、熱交換器ｇ，ｈ，ｉ内を通り、
主管Ｃ内を流れる供給原液と熱交換を行って約１３０〜
２３０℃の温度になり、水又は空気等を用いた冷却器ｔ
，ｍ，ｎで各留出液の貯蔵可能な温度まで冷却されて中
間製品及び最終製品として留出液を貯蔵するタンクｑ，
ｒ，ｓに送られ、塔頂側に設けた配管ｆを流れる留出液
は冷却器ｎで冷却された後その一部が分離効率向上のた
め還流液として配管０を通り蒸留塔ａ上部に戻され、一
方蒸留塔ａ下部から配管ｊ中へ排出された缶出液は、熱
交換器ｉ，ｈ，ｇで予熱して送られてきた供給原液と熱
交換器ｋで熱交換され冷却器ｐで更に冷却されて中間製
品、最終Ｉ製品として缶出液を貯蔵するタンクｔに送ら
れる。

又その他従来方法として、冷却器ｔ，ｍｔｎ，ｐの上流
側に低圧蒸気発生器（図示せず）を配設した例もある。

従来方法は上述のごとく留出液や缶出液の保有熱量で供
給原液の予熱を行ない、省エネルギーを図るべく考慮さ
れている。

しかしながら、従来方法における熱回収は、その留出液
、缶出液の夫々高温部でしかも低沸点の留出液からより
高沸点の留出液へと順次供給原液と熱交換を行い、その
供給原液を予熱することにより行われていたので、これ
らの熱除去が供給原液の予熱だけでは十分でなかった。

すなわち、液体相互の熱交換を有効に行わしめるには、
その温度差は大きい程好ましい，しかしながら、まず低
沸点の留出液と熱交換しここで予熱された供給原液はか
なり高温となり、次段の高沸点側の留出液へと順次熱交
換が進むにつれ、留出液との温度差は小さくなる。

このように温度差が小さい場合には熱交換器の伝熱面積
を大きくすればよいが、膨大な伝熱面積を要し現実的で
はない。

従って、高沸点の留出液あるいは缶出液と前段で予熱さ
れた供給原液との温度差をでき得る限り大きくとるよう
にしているのが現状である。

このため、特により低沸点側の留出液の熱除去は十分で
なく、そのまま貯蔵タンクに入れるには温度が高すぎる
ので更に低圧蒸気の発生に加えて、水又は空気等による
冷却を行なっていた。

この低圧蒸気は５ｋ９／ｃｄＧ未満であり圧力が低くそ
の用途が限られていて余剰がちとなり、又留出液、缶出
液の大部分の熱量は冷却水又は冷却空気に持ち去られて
おり、エネルギーの有効利用が十分に行なわれていない
のが現状である。

本発明は従来手段が有する上述の欠点を除去し、冷却に
よりすてられていた排熱を回収することを目的としてな
したもので、供給原液を蒸留塔により蒸留し、各種の留
分を留出液および缶出液として取得する方法において、
水又は空気等を用いた冷却器を用いることなく留出液を
タンクへ導入可．能な温度で取得できるように、蒸留塔
から流出した前記留出液の低温部の保有熱により分配さ
れた前記原液を予熱し、更に、前記留出液のより高温部
の保有熱により圧力５ｋｇ／ｃｄｉＧ以上の蒸気を発生
させることを特徴とするものである。

以下本発明を減圧蒸留法に適用した場合の実施例につい
て第２図を参照しつつ説明する。

蒸留塔１３の側部に、各棚段排出口から留出液を取出す
配管１５，１６，１７を接続し、配管１５の先端に留出
液Ｉ受液槽１８を接続し、該留出液Ｉ受液槽１８の上部
に凝縮されずに残っている軽質成分の蒸気を蒸留塔１３
に戻す配管２７を接続し、留出液Ｉ受液槽１８の下部に
配管３５を接続し、該配管３５に高圧蒸気発生器１９、
熱交換器３、中間製品若しくは最終製品として留出液Ｉ
を貯蔵するタンク５５を順次接続する。

配管１６の先端に留出液■受液槽２１を接続し、該留出
液Ｈ受液槽２１の上部に、凝縮されずに残１っている軽
質成分の蒸気を蒸留塔１３に戻す配管３６を接続し、留
出液Ｈ受液槽２１の下部に配管３７を接続し、該配管３
１に高圧蒸気発生器２２、熱交換器１、中間製品若しく
は最終製品として留出液■を貯蔵するタンク５６を順次
接続する。

最も塔頂側に接続した配管１１に、熱交換器１０、中圧
蒸気発生器２５、熱交換器９，５、中間製品若しくは最
終製品として留出液■を貯蔵するタンク５１を順次接続
し、配管１７の熱交換器９と５との間に、留出液■の一
部を還流液として蒸留塔１３に戻し分離を効率よく行う
ため配管２６を接続する。

蒸留塔１３の底部に残渣油を缶出液として取出す配管２
８を接続し、該配管２８に熱交換器１１、中圧蒸気発生
器２９、中間製品若しくは最終製品として缶出液を貯蔵
するタンク５８を順次接続する。

常圧残渣油の供給原液を蒸留塔１３へ送る主管１の中途
部に分岐管２，４．６を順次接続し、分岐管２に前記熱
交換器３を、又分岐管４に前記熱交換器５を、更に分岐
管６に前記熱交換器７を夫夫接続し、３本の分岐管２，
４，６を夫々前記熱交換器３，５．７の下流側で再び１
本にまとめて集合管８とし、該集合管８に前記熱交換器
９を接続し一集合管８の端部を前記主管１に接続する。

主管１と集合管８とが合流した部分の下流側において、
主管１を前記熱交換器１０及び１１に順次接続すると共
に熱交換器１１よりも下流側において加熱炉１２と接続
し、更に前記主管１の端部を蒸留塔１３下部のフラッシ
ュゾーン１４に接続する。

高圧蒸気発生器１９にボイラ給水４０を加熱して発生し
た蒸気を送る蒸気を送る蒸気配管２０を接続し、高圧蒸
気発生器２２にボイラ給水４１を加熱して発生した蒸気
を送る蒸気配管２３を接続し、該蒸気配管２３を前記蒸
気配管２０と接続して集合管４２を形成し、該集合管４
２を中途部で主管４３及び４４に分岐させ、主管４３の
中途部に、蒸留塔１３内を負圧にする蒸気エゼクタ３１
を、又主管４３の下流端部に、該蒸気エゼクタ３１から
送られてきた蒸気を冷却水４５によって凝縮させる凝縮
器３３を、夫々接続し、又主管４４に図示してないが加
熱炉１２のバーナから該加熱炉１２内に供給する燃料を
噴霧する装置を接続する。

蒸留塔１３の上部に排気管４６を接続し、該排気管４６
に蒸留塔１３から送られてきた排気を冷却水４７によっ
て凝縮させる凝縮器３２を接続し、該凝縮器３２と前記
蒸気エゼクタ３１とを排気管４８によって接続し、凝縮
器３２で液分の除去された蒸留塔１３よりの排気は、排
気管４８より蒸気エゼクタ３１へ吸引されるようになっ
ている。

又前記凝縮器３３には、冷却水４５で冷却され液分を除
去された気体を図示していない排気処理装置に送る排気
管４９を接続し、凝縮器３２及び凝縮器３３には、冷却
され凝縮した液分を排出する排液管５０．５１を設け、
排液管５０，５１を中途部で合流させ、排液を図示して
ない排液処理装置へ送るようになっている。

中圧蒸気発生器２４にボイラ給水５２を加熱して発生し
た蒸気を送る蒸気配管２５を接続し、中圧蒸気発生器２
９にボイラ給水５３を加熱して発生した蒸気を送る蒸気
配管３０を接続し、該蒸気配管３０を前記蒸気配管２５
と接続して集合管５４を形成し、該集合管５４を中途部
で主管３８及び３９に分岐させ、主管３８を加熱炉１２
の対流部を通過させることにより該蒸気を過熱するよう
にし、過熱された中圧蒸気を、配管３４から注入蒸気と
して加熱炉１２を通る主管１内に注入し、主管１から蒸
留塔１３内に送られる供給原液の管内流速を上げると共
に蒸留塔１３下部のフラッシュゾーン１４に導入し、蒸
留塔１３内の分圧を一定に保持し得るようになっている
。

又主管３９に送られた中圧蒸気は系内の種々の配管類の
加熱に使用されるようになっている。

、次に本発明の作動について説明する。

主管１より供給された約７５℃の常圧残渣油の供給原液
の一部は、分岐管２に導入され、留出液Ｉの低温部に設
けた熱交換器３において、配管３５を流れる留出液Ｉに
より約１ １ ０ ’Ｃに予熱され、又供給原液の一部
は分岐管４に導入され、熱交換器５において、配管１７
を流れる留出液■により約１１０℃に予熱され、更に供
給原液の一部は分岐管６に導入され、熱交換器７におい
て、配管３７を流れる留出液Ｈにより約１５０℃に予熱
され、熱交換器３，５，７で予熱された供給原液はしか
る後集合管８に入り、熱交換器９において配管１７を流
れる留出液■により約１ ６ ０ ℃に予熱されて主管
１に戻り、主管１を通る供給原液と合流し、熱交換器１
０及び熱交換器１１において更に予熱され、しかる後加
熱炉１２に導入され該加熱炉１２０対流部で過熱された
５〜１５ｋｙ／２ｙｌの中圧蒸気を注入されて約３５０
〜４ｏｏ℃まで加熱され、蒸留塔１３内のフラッシュゾ
ーン１４に導入され、各棚段にて各留分の沸点に応じて
凝縮した各留出液は、配管１５，１６．１７へ引出され
る。

配管１５へ引出された約３ ５ ０ ’Ｃの留出液Ｉは
留出液Ｉ受液槽１８へ導入され、凝縮せず気体状をした
軽質成分の蒸気は配管２７より蒸留塔１３内へ戻り、該
受液槽１８にたまった留出液Ｉは、図示してないポンプ
によって配管３５中を送られ、高圧蒸気発生器１９でボ
イラ給水４０を加熱、蒸発セシめ、１５〜２ ５ ｋｇ
／ｃａＯの高圧蒸気を発生させた後熱交換器３に送られ
、分岐管２を流れる供給原液を予熱して自らは約１００
℃以下の所定温度まで冷却され、中間製品若しくは最終
製品としてタンク５５に貯蔵される。

配管１６へ引出された約３ ２ ０ ’Ｃの留出液…は
留出液Ｈ受液槽２１に導入され、凝縮せず気体状をした
軽質成分の蒸気は配管３６より蒸留塔１３内へ戻り、前
記留出液■受液槽２１にたまった留出液■は、図示して
ないポンプによって配管３７中を送られ、高圧蒸気発生
器２２でボイラ給水４１を加熱蒸発せしめ、１ ５ 〜
２ ５ ｋｇ／ｃｍ２Ｇの高圧蒸気を発生させた後熱交
換器７に送られ、分岐管６を流れる供給原液を予熱して
自らは約１００℃以下の所定温度まで冷却され、中間製
品若しくは最終製品としてタンク５６に貯蔵される。

配管１７へ引出された約２６０℃の留出液■は、熱交換
器１０へ導入されて主管１を流れる供給原液を予熱して
自らは約２２０℃になり、次いで中圧蒸気発生器２４に
供給されてボイラ給水５２を加熱、蒸発せしめ、５〜１
５ｋ９／ｃｒｌＧの中圧蒸気を発生させた後熱交換器９
に送られ、集合管８を流れる供給原液を予熱して自らは
約１５０℃に冷却されて熱交換器５へ向うが、留出液■
の一部は配管２６を介して還流液として蒸留塔１３へ戻
され、塔内での分離効率を向上させるのに供され、残り
の留出液■は配管１７を通って熱交換器５に送られ、分
岐管４を流れる供給原液を予熱し、自らは約１００℃以
下の所定温度まで冷却され、中間製品若しくは最終製品
としてタンク５７に貯蔵される。

配管２８へ引出された約３６０℃の缶出液は、熱交換器
１１へ導入されて主管１を流れる供給原液を予熱し自ら
は約２３０℃になり、次いで中圧蒸気発生器２９に供給
されてボイラ給水５３を加熱、蒸発せしめ、５〜１５’
ｙｌ／ｃ４Ｇの中圧蒸気を発生させ、自らは約１５０℃
以下の所定温度まで冷却され、中間製品若しくは最終製
品としてタンク５８に貯蔵される。

高圧蒸気発生器１９及び２２で発生した高圧蒸気は、蒸
気配管２０ ．２３から集合管４２へ流入し、その一部
は主管４３から蒸気エゼクタ３１へ送られて該エゼクタ
３１により排気管４６ ． ４８中を負圧にし、次いで
主管４３から凝縮器３３へ送られ、蒸気中の凝縮成分は
凝縮して排液管５１から排液として図示していない排液
処理装置へ送られ、気体は排気管４９から図示していな
い排気処理装置に送られる。

一方蒸気エゼクタ３１によって排気管４６．４８中が負
圧になると蒸留塔１３内で凝縮しない気体の一部が排気
管４６から凝縮器３２へ吸引され、該凝縮器３２で前記
気体中の液分が凝縮され、凝縮された液分は排液管５０
へ流れ、排液管５１を通って送られてくる前記凝縮成分
と共に排液として図示していない排液処理装置に送られ
、残った気体は排気管４８から蒸気エゼクタ３１に吸引
され、主管４３を通って送られてきた高圧蒸気と共に凝
縮器３３へ送給され、凝縮器３３を通った後排気管４９
から図示していない排気処理装置へ送られる。

蒸留塔１３内の気体が排出されれば蒸留塔１３内が減圧
されるから供給原液の蒸発が促進され、効率のよい蒸留
が可能となる。

集合管４２から主管４４へ送られた残りの高圧蒸気は、
加熱炉燃料油の噴霧に使用される。

中圧蒸気発生器２４及び２９で発生した中圧蒸気は、蒸
気配管２５ ．３０から集合管５４へ流入し、その一部
は主管３８から加熱炉１２対流部に送られて過熱され、
配管３４を通って加熱炉１２内の主管１へ注入され、供
給原液の注入蒸気として使用される。

集合管５４から主管３９へ送られた残りの中圧蒸気は各
種配管の加熱等に使用される。

次に本発明を実施した場合の熱回収について従来方法と
比較しながら説明する。

今５７０００ＢＰＳＤ（バーレノレ７日）中９０６０Ｋ
ｔｌ日の減圧蒸留装置において従来方法（第１図）と本
発明（第２図）を実施した場合の比較例を表にあげる。

本発明は従来方法で空冷式冷却器から大気に放出してい
た冷却熱量１ ４． １ Ｘ １ ０’ＫｃａｔＡを全
て回収可能にしたものである。

すなわち蒸留塔供給原液の予熱として３． Ｉ Ｘ １
０’Ｋｃａ４／｝｛（ ２２ｑｂ）を取り込み該供給
原液加熱炉の燃料をこれだけ節約すると同時に、中、高
圧蒸気発生器の新設により残りの１ １ Ｘ １ ０６
ＫｃａｌｌＨ （ ７ ８ ｑｌ，）を回収して中、高
圧蒸気を発生せしめ該減圧蒸留装置内で自己消費するこ
とにより従来外部から供給されていた高圧蒸気１９．８
Ｔ／Ｈ相当分を節約することができた。

又空冷式冷却器を全て廃止したことにより前記冷却器フ
ァン駆動用電力１３８ＫＷＨを節約することができ、更
に冷却器ファンが発生していた騒音も無くなり省エネル
ギーと同時に公害防止面でも大いに役立つものとなった
。

なお本発明の実施例においては、中間留分たる留出液を
取出す配管な三系統にする場合について説明したが、必
要な留出液の成分に応じて何系統にしてもよいこと、こ
の場合には配管の系統数に応じて配管、留出液受液槽、
蒸気発生器、熱交換器も増減させる必要があること、留
出液受液槽は設けな《とも実施可能であること、又タン
クに貯蔵する中間製品若しくは最終製品の非常用に冷却
器を設けることもできること、その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論で
ある。

本発明の蒸留処理設備における熱回収方法及びその装置
は、上述のごとき構成であるから、下記のごとき種々の
優れた効果を奏し得る。

（ｒ） 留出液によって種々の用途に利用できる５ｋ
ｇ／ｃｒｌＧ以上の高圧若しくは中圧の蒸気を発生させ
ることにより熱回収を行い、且つ該蒸気を自己消費し、
外部からの蒸気を削減することができるので省エネルギ
ーに貢献できる。

（ＴＩ）供給原液を留出液の保有する熱によって有効に
予熱できるため、加熱炉での消費燃料が節約でき省エネ
ルギー化を図れる。

（ｍ） 供給原液を冷媒として、留出液を製品又は中
間製品タンクに貯蔵可能な温度にまで冷却することによ
り、従来の空気又は水による冷却器を不要にすることが
でき、これらの冷却器で廃棄されていた熱を回収できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸留方法の説明図、第２図は本発明の蒸
留処理設備における熱回収方法及びその装置の説明図で
ある。 図中、１．３８，３９，４３．４４は主管、２，４，６
は分岐管、３，５，７，９，１０，１１は熱交換器、８
，４２．５４は集合管、１２は加熱炉、１３は蒸留塔、
１４はフラッシュゾーン、１５，１６，１７，２６，２
７，２８，３４，３５，３６．３７は配管、１８は留出
液Ｉ受液槽、１９，２２は高圧蒸気発生器、２０，２３
，２５，３０は蒸気配管、２１は留出液■受液槽、２４
．２９は中圧蒸気発生器、３１は蒸気エゼクタ、３２，
３３は凝縮器、４６．４８．４９は排気管、５０，５１
は排液管を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給原液を蒸留塔により蒸留し、各種の留分を留出
   液および缶出液として取得する方法において、水又は空
   気等を用いた冷却器を用いることなく留出液をタンクへ
   導入可能な温度で取得できるように、蒸留塔から流出し
   た前記留出液の低温部の保有熱により分配された前記原
   液を予熱し、更に、前記留出液のより高温部の保有熱に
   より圧力５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上の蒸気を発生させること
   を特徴とする蒸留処理設備における熱回収方法。 ２ 蒸留塔の側部に留出液を取出す配管を所要数設け、
   前記配管の低温部に夫々供給原液を予熱する熱交換器と
   前記配管のより高温部に圧力５ｋ／ｃｍ２Ｇ以上の蒸気
   発生器とを接続し、水又は空気等を用いた冷却器を介す
   ることなく前記留出液をタンクへ導入するよう構成した
   ことを特徴とする蒸留処理設備における熱回収装置。