JPS6313763Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は蒸溜塔の塔頂から低沸成分を抜取るリ
フラツクス制御装置に関する。

蒸溜塔の塔頂還流量（リフラツクス量）を制御
するのに温度調節計による方法が用いられてい
る。第１図は従来のこの種の装置の一構成例を示
す図である。図において、１は蒸溜塔（タワー）、
２は該蒸溜塔頂部より取出された低沸成分を冷却
して液体に戻すコンデンサ、３はタワー塔頂部に
取付けられた温度検出器、４は該温度検出器の出
力を受ける調節計、５は該調節計出力により駆動
される抜取りバルブである。このように構成され
た装置では、先ずバルブを閉じてマニユアルで運
転し温度検出器３あるいは塔底部温度上昇を確認
することによつてタワー頂部の平衡状態が検出さ
れると低沸成分が安定したものと判断してバルブ
５を開き抜取るようになつている。バツチプロセ
ス等の回収工程にタワーを用いる場合等において
は、常時タワーが運転されているわけではなくタ
ワー自体がバツチ的に使用されることがある。こ
の場合、タワー底部加熱後タワー全体の温度がと
れるまでは塔頂を全還流しておくことが望まし
く、このため平衡状態に達するまでは調節計４は
マニユアル操作される。

このような従来装置で温度平衡したあと、全還
流しているリフラツクスの測定温度が調節計４の
設定値と一致していると、該調節計を自動運転モ
ードに切換えたときに制御出力が０のままである
ので低沸液の抜取りができない。この不具合を無
くすため、調節計４の設定値を少し高めにしてお
く方法も考えられるが、プロセスによつては0.1
℃のちがいによつて回収率が大きく異なる場合も
あるので、設定値は高目にとり得ないものである
しあくまで抜取液の沸点に一致させられることが
望ましい。また、特にタワーをバツチで使用する
場合には、タワーへの供給物の組成も刻々と変化
するものであつたり、低沸分を取切るため供給源
のタンク（図示せず）内に水等を途中で仕込むこ
ともある。この場合には、タワーは頂部、底部共
に急速に温度が下がつてしまい、温度平衡がくず
れる。このため、従来の制御装置では期待する成
分組成の液を抜取ることが不可能であつたし温度
平衡がくずれた場合にはマニユアル運転によつて
平衡をとる必要があつた。

本考案はこのような点に鑑みてなされたもので
あつて、或る条件下において即座に抜取りバルブ
を閉めて低沸成分を全還流させると共にその状態
から自動運転モードに復帰させる場合に抜取りバ
ルブ開度に初期値をもたせて、平衡状態において
低沸成分を抜取ることで不具合を除去したもので
ある。即ち、リフラツクス温度が調節計の設定値
と一致しているときに一定量の抜取りを保証し、
調節計の設定値以上の液は抜取らず抜取り液の分
離成績を上げ、塔底液温を塔頂温度制御のインタ
ロツクとして段平衡がくずれても抜取り液の組成
に影響を与えない蒸溜塔のリフラツクス制御装置
を実現したものである。

以下、図面を参照して本考案を詳細に説明す
る。

第２図は本考案の一実施例を示す構成図であ
る。第１図と同一のものは同一の番号を付して示
す。図において１１はタワー底部の温度を検出す
る温度検出器で、その出力は調節計４に測定値と
して入る。このように構成された装置の動作を以
下に説明する。

タワー１の立上り時等においては塔頂部及び塔
底部共に温度が低く熱平衡がとれていない。従つ
て、調節計４は抜取りバルブ５を閉じて低沸成分
を図に示す矢印の向きに全還流させて平衡に達す
るまで待つ必要がある。或いは供給源の温度低下
等があつた場合に、調節計を自動のままにしてお
くと塔頂液を全て抜取つてしまい次の平衡状態に
達するまでに時間がかかつてしまう。そこで、塔
底温度によるインタロツクをかけるようにしてい
る。この間の事情は塔頂部についても同様である
が、プロセスによつては塔頂温度によるインタロ
ツクは不要である。調節計４の偏差警報点を設定
値SVよりわずかに高目に設定しておき、温度が
偏差警報点を越えたら低沸成分に不純物質が含ま
れていることになるので、調節計４は抜取りバル
ブ５を全閉として全還流をかける。これによつ
て、コンデンサ２によつて冷却された成分液がタ
ワーに戻りタワー１を冷却する。この場合の調節
計４の目的は塔頂温度制御が目的ではなく、抜取
り量をどこまで増やせるかをPID動作を利用する
ことによつて決めることと、設定温度以上の液を
絶対に抜取らないことである。同時に、制御系が
塔底部温度でインタロツクされているため、塔頂
部温度が設定値SVより低くても塔底部温度が充
分高温であれば塔頂リフラツクスは低沸分のみと
判断することができる。本考案装置によれば、バ
ルブ開度がどのような位置にあつても全還流は即
座に行われる。

偏差警報が解除されたら、調節計４を自動運転
（AUT）モードに復帰させる。一般に偏差警報点
にはヒステリシスが設けられているがこの装置の
場合、偏差警報点は設定値SVに非常に近い値に
とられているので、警報が解除されるときのヒス
テリシスは特に問題とならない。すなわち温度が
設定値（SV）まで低下すれば、すぐさま偏差警
報解除となる調節計４をAUTモードに復帰させ
る直前に、抜取りバルブ５に出力初期値を与えて
おく。このようにすると、AUTモード切換時に
測定値PVと設定値SVが等しい場合に生じる不都
合（バルブが開とならないまま全還流を続けるこ
と）を避けることができ一定の抜き取り量を保証
することができる。

第３図は本考案装置の動作を示すフローチヤー
トである。本考案装置の特徴を列挙すれば、以下
のとおりである。

(1) 設定温度以上の液は抜取らないから、抜取り
液の成分に対する信頼性があがる。

(2) 調節計のPID機能と全還流機能の組合わせに
より最大効率で塔頂液を抜取ることができる。
特にバツチプロセス中で用いられる場合等は、
供給液（供給蒸気）の成分比率は刻々変化する
こともあり、このような条件変化に対しても有
効である。

(3) 蒸溜塔内の低沸分の抜取り性能がよくなるか
ら、特に回収工程用に有効である。

(4) 本考案装置は大規模連続蒸溜塔ではなく、バ
ツチプロセス中の回収等に使用される小規模の
蒸溜塔において特に威力を発揮する。

本考案装置の実施効果は、以下のとおりであ
る。水とメタノールの分離の場合で、供給源から
水とメタノールを含む蒸気が流入するタワーで、
抜取つたメタノール中の水含有率は0.18％であつ
た。また、水とアセトニトリルの分離の場合、供
給源から水とアセトニトリルを含む蒸気が流入す
るタワーで、抜取つたアセトニトリル中の含有率
は約14％（共沸状態にしては良好）であつた。以
上何れも偏差警報点は0.1℃である。

以上詳細に説明したように、本考案によればリ
フラツクス温度が調節計の設定値と一致している
ときでも一定量の抜取りを保証し、調節計の設定
値以上の液は抜取らず抜取り液の分離成績を上
げ、塔低液温を塔頂温度制御のインタロツクとし
て段平衡がくずれても抜取り液の組成に影響を与
えない蒸溜塔のリフラツクス制御装置を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示す図、第２図は本
考案の一実施例を示す構成図、第３図は本考案の
動作を示すフローチヤートである。 １……蒸溜塔、２……コンデンサ、３，１１…
…温度検出器、４……調節計、５……抜取りバル
ブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸溜塔底部の温度並びに蒸溜塔頂部の温度を検
   出する温度検出器と、これら検出器の温度測定値
   を入力する調節計と、塔頂より抽出されて還流さ
   れる低沸成分を抜き取るために上記調節計の出力
   で操作される抜き取りバルブとを有し、上記底部
   並びに頂部の温度が一定値に達しない場合又は上
   記底部温度並びに頂部温度が一定値を越えても上
   記調節計温度設定値と上記頂部温度測定値との偏
   差が警報設定値を越えている場合は上記バルブを
   全閉として上記低沸成分を全還流させ、上記調節
   計の偏差が警報設定値以内に入つた場合には上記
   バルブの開度を一定の初期開度まで開く操作出力
   を発生させた後に上記調節計を自動運転モードに
   切り換えることを特徴とする蒸溜塔のリフラツク
   ス制御装置。