(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸留塔の運転方法であって、蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持し、塔差圧の予め定められた値が蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧の値であり、塔差圧が蒸留塔の塔底と塔頂の差圧であり、かつリボイラーへの供給熱量を調節することにより蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持する蒸留塔の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸留塔の運転方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、蒸留塔の最大能力をフルに発揮した状態での安定的な運転を可能とし、かつ比較的簡単なシステムを用いるために設備コスト的にも有利であるという、特に工業的実施の観点から優れた特徴を有する蒸留塔の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸留塔の運転方法、特にその制御方法については、各種のものが知られている。たとえば、あらかじめセットされた還流（Ｒ）／抜出し塔頂成分（Ｄ）の比率を一定に保つ用に制御するセット・ポイント・コントロールする方法がある。また、別の方法として 、プロセスのダイナミックモデルを使用するモデル予測制御等があり同時に多数の制御変数を制御する方法がある。これらの方法は、供給原料の流量及びその組成の変動に応じて蒸留塔の状態を細かく調整できるという特徴を有するものの、該変動への調整の追従遅れの存在から、蒸留塔の状態が乱れる可能性を有している。特にこの可能性は、蒸留塔にその最大能力付近の負荷をかけて運転する場合に深刻な問題を発生する。すなわち、蒸留塔の最大能力を超えて系が乱れた場合、系の回復に長時間を要し、その間はオフスペックの製品を排出しなければならないからである。つまり、従来の方法においては、蒸留塔の最大能力をフルに発揮した状態での安定的な運転が困難であった。
【０００３】
また、上記の従来の方法は、一般に制御システムが複雑であり、最適の状態に設定するまでに多くの作業を要し、更に設置及び維持のための設備コストが高いという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題は、蒸留塔の最大能力をフルに発揮した状態での安定的な運転を可能とし、かつ比較的簡単なシステムを用いるために設備コスト的にも有利であるという、特に工業的実施の観点から優れた特徴を有する蒸留塔の運転方法を提供する点に存するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、蒸留塔の運転方法であって、蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持し、塔差圧の予め定められた値が蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧の値であり、塔差圧が蒸留塔の塔底と塔頂の差圧であり、かつリボイラーへの供給熱量を調節することにより蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持する蒸留塔の運転方法に係るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる蒸留塔としては、特に制限はなく、たとえば多孔板や充填物を用いた連続蒸留塔などをあげることができる。
【０００７】
本発明は、蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持することを特徴とする。該塔差圧とは蒸留塔の上下方向の二点間の差圧であるが、性能維持の観点から塔底と塔頂の差圧を定められ得た値に維持する。
【０００８】
予め定められた塔差圧の値としては、蒸留塔の最大能力をフルに発揮させるという観点から、蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧の値とする。ここで、蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧の値は次のとおり決定することができる。すなわち、まず設計最大能力の塔差圧を求める。該塔差圧は通常の設計方法により求めればよく、その詳細は書籍「化学工学便覧」（化学工学協会編）等に記載されている。次に、該設計最大能力付近で実際に蒸留塔を運転し、塔の状態を観察しながら、更に徐々に塔負荷を増加させ、塔差圧を増加させる。この操作により、塔の状態を正常に維持したまま実際に到達し得る最大の塔差圧を求め、該塔差圧を「蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧」とする。
【０００９】
次に、定常の運転方法の例について説明する。（図１参照。記号は図１中の記号である。）
【００１０】
蒸留塔へのフィード（Ｆ）は蒸留塔で処理され、抜出し塔頂成分（低沸点成分）（Ｄ）及び抜出し塔底成分（高沸点成分）（Ｗ）に分離される。また、塔頂から流出する全量のうちの一部は還流（Ｒ）として蒸留塔へ戻される。蒸留に必要な熱量は塔底部に設置されたリボイラー（５）により供給される。
【００１１】
本発明においては、塔差圧（ΔＰ）が、下記の方法により、一定に維持される。すなわち、主に塔差圧（ΔＰ）は蒸留塔内を上昇する気体の流量に依存するので、該気体の流量が一定になるようにすればよい。これは、リボイラー（５）への供給熱量を調節することにより行われる。つまり、フィード（Ｆ）の流量の増減によりリボイラー（５）への供給熱量を一定に調整する。フィード（Ｆ）が減少した場合はリボイラー供給熱量を増加させる。また、フィード（Ｆ）中の低沸点成分の割合が増加した場合には、該供給熱量を減少させ、逆にフィード（Ｆ）中の高沸点成分の割合が増加した場合には、該供給熱量を増加させるのとあわせてフィード中の低沸点成分の比率に合わせて抜出し塔頂成分（Ｄ）を事前に調整する。なお、製品である抜出し塔頂成分（Ｄ）が一定以上の品質を維持することができるように還流（Ｒ）／抜出し塔頂成分（Ｄ）の比率を一定値以上に維持する。そして、これらの事項が充足される範囲内で運転を行い、必要に応じて蒸留塔へのフィード（Ｆ）の流量を制限する。このため、フィード（Ｆ）の組成を間欠的に測定することが望ましい。また、塔差圧（ΔＰ）とリボイラー（５）への供給熱量をリンクした自動制御としてもよい。かくして、蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持する蒸留塔の運転方法が実現される。
【００１２】
以上説明したとおり、本発明は蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持して運転するため、フィード条件等によって塔の状態がその最大能力を超えて撹乱されることがない。そのため、通常の制御方法では実現し難い蒸留塔の最大能力に極めて接近した高負荷での運転を、安定的かつ安全に行うことができる。
【００１３】
本発明は蒸留塔の塔差圧を予め定められた値に維持して運転するが、該予め定められた値を間欠的に設定し直すことは差し支えない。
【００１４】
本発明の方法は、フィードの組成及び処理量があまり大きく変動しない蒸留塔において特に有用であり、長期連続定常運転が要求される大型石油化学プラント内の蒸留塔に最適に適用され得る。
【００１５】
【実施例】
実施例１
蒸留塔（塔径３１００ｍｍ、棚段式）を用い、エタン及びエチレンの混合物を蒸留塔フィードとし、塔頂からエチレンを回収し、塔底からエタンを回収した。蒸留塔フィードの流量を５０〜７０Ｔ／ｈとした。リボイラーへの供給熱量を調節することにより、塔頂と塔底の塔差圧を０．２ｋｇ／ｃｍ2の一定値に維持した。この値は、前記の蒸留塔の最大能力に対応する塔差圧の決定方法により決定した値である。
結果を図２に示した。図２の縦軸は塔差圧であり、横軸は塔頂からのエチレンの回収流量である。図２から、一定の塔差圧の下、従来（１００％）に比べ１０３％程度といった極めて高い負荷において安定な運転が行われていることがわかる。
【００１６】
比較例１
蒸留塔の制御を、前記の従来法（プロセスのダイナミックモデルを使う方法）によって行ったこと以外、実施例１と同様に行った。結果を図２に示した。実施例１に比べ、負荷が低い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明により、蒸留塔の最大能力をフルに発揮した状態での安定的な運転を可能とし、かつ比較的簡単なシステムを用いるために設備コスト的にも有利であるという、特に工業的実施の観点から優れた特徴を有する蒸留塔の運転方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の具体例の概略を示す図である。
【図２】実施例１及び比較例１結果を示す図である。
【符号の説明】
１  蒸留塔
２  冷却器
３  ドラム
４  ポンプ
５  リボイラー
Ｆ  蒸留塔フィード
Ｄ  抜出し塔頂成分
Ｗ  抜出し塔底成分
【図１】
0003690149.tif 000002
【図２】
0003690149.tif 000003