(57)【要約】  本出願は選択蒸留装置および蒸留方法に関するもので、状況に応じて直列連結モードと並列連結モードの相互切り替えが可能な蒸留装置を提供することによって、高効率運転と高容量運転の選択的運転を可能にする。
2019500214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔頂還流器および塔底再沸器を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および上部流出口が形成されており、下部流入口が形成されている第１蒸留塔；塔頂還流器および塔底再沸器を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および下部流入口が形成されている第２蒸留塔；配管システムおよび制御部を含み、
前記配管システムは、前記第１蒸留塔に原料を供給できる第１供給ライン；前記第２蒸留塔に原料を供給できる第２供給ライン；前記第１蒸留塔の塔頂生成物または上部生成物を排出できる第１排出ライン；前記第２蒸留塔の塔頂生成物を排出できる第２排出ライン；前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の下部流入口を連結する第１連結ライン、前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の上部流入口を連結する第２連結ライン；および前記第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の下部流入口を連結する第３連結ラインを含み、
前記制御部は、前記還流器、再沸器、供給ライン、排出ラインおよび連結ラインの少なくとも一つの動作状態を活性化または非活性化状態に調節できる、選択蒸留装置。
【請求項２】
前記配管システムは、前記第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の上部流入口を連結する第４連結ラインをさらに含む、請求項１に記載の選択蒸留装置。
【請求項３】
制御部は、第２供給ラインに原料が供給される時、第１供給ライン、第１連結ライン、第１蒸留塔の塔底再沸器および第２蒸留塔の塔頂還流器を非活性化させるように構成されている、請求項１に記載の選択蒸留装置。
【請求項４】
制御部は、第１供給ラインに原料が供給される時、第２連結ラインおよび第３連結ラインを非活性化させるように構成されている、請求項１に記載の選択蒸留装置。
【請求項５】
制御部は、第１供給ラインに原料が供給される時、第２連結ライン、第３連結ラインおよび第１蒸留塔の塔底再沸器を非活性化させるように構成されている、請求項２に記載の選択蒸留装置。
【請求項６】
請求項１に記載された選択蒸留装置を使って原料を蒸留する方法であって、
前記選択蒸留装置の還流器、再沸器、供給ライン、排出ラインおよび連結ラインの少なくとも一つを活性化または非活性化状態に制御して、第１および第２蒸留塔の連結状態を直列連結または並列連結状態に維持し、かつ生成物を流出させるように制御する、蒸留方法。
【請求項７】
第１供給ライン、第１連結ライン、第１蒸留塔の塔底再沸器および第２蒸留塔の塔頂還流器を非活性化させた状態で第２供給ラインに原料を流入させ、かつ第１蒸留塔の塔頂または上部と、第２蒸留塔の塔底で生成物を流出させるように制御する、請求項６に記載の蒸留方法。
【請求項８】
第２連結ラインおよび第３連結ラインを非活性化させた状態で第１供給ラインに原料を流入させ、かつ第１蒸留塔および第２蒸留塔の塔頂または上部と、第２蒸留塔の塔底で生成物を流出させるように制御する、請求項６に記載の蒸留方法。
【請求項９】
選択蒸留装置は、第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の上部流入口を連結する第４連結ラインをさらに含み、第２連結ライン、第３連結ラインおよび第１再沸器を非活性化させた状態で第１供給ラインに原料を流入させ、かつ第２蒸留塔の還流器の流出流れ中の一部を第４連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入させ、第１蒸留塔および第２蒸留塔の塔頂または上部と第２蒸留塔の塔底で生成物を流出させるように制御する、請求項６に記載の蒸留方法。
【請求項１０】
生成物は下記の一般式１を満足する、請求項６に記載の蒸留方法。
［一般式１］
５℃≦｜ＢｐＨ−ＢｐＬ｜≦６５℃
前記一般式１において、ＢｐＨは高沸点物質の沸点であり、ＢｐＬは低沸点物質の沸点である。
【請求項１１】
前記低沸点物質はアルケンであり、高沸点物質はアルカンである、請求項１０に記載の蒸留方法。
【請求項１２】
前記低沸点物質と高沸点物質の純度が９９重量％以上となるように制御する、請求項１０に記載の蒸留方法。
【請求項１３】
下記の一般式２を満足するように制御する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の蒸留方法：
［一般式２］
Ｐ／Ｒｄ≧３７００
一般式２において、Ｐは低沸点物質の時間当りの生産量（ｋｇ／ｈｒ）であり、Ｒｄは蒸留塔の再沸器に供給される時間当りの熱量（Ｇｃａｌ／ｈｒ）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つの蒸留塔を利用して高効率運転と高容量運転間の相互切り替えが可能な選択蒸留装置および前記選択蒸留装置を利用した蒸留方法に関する。本出願は、２０１６．０９．１３．付け韓国特許出願第１０−２０１６−０１１８０４５号に基づいた優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
【背景技術】
【０００２】
原油（Ｃｒｕｄｅ  Ｏｉｌ）などのような各種原料物質は、通常数多くの化学物質の混合物である場合が多く、それ自体で産業に利用されることはほとんどなく、それぞれの化合物に分離された後に使われるのが普通である。混合物を分離する化学工程のうち代表的なものが蒸留工程である。
【０００３】
一般に蒸留工程は、供給原料中に存在する２成分系以上の混合物質を沸点差によって蒸発分離する。このような蒸留工程に使われる蒸留装置は、蒸留塔、精留塔、ストリップ塔、ストリップ槽（Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  ｖｅｓｓｅｌ）などが利用され、蒸留装置の上部で低沸点物質が塔頂蒸気の形態で排出され、蒸留装置の下部で高沸点物質が塔底凝縮液の形態で分離される。
【０００４】
蒸留工程に使われる蒸留塔は、分離しようとする混合物によって最小の要求段数を満足しなければならず、高い段数が要求される蒸留塔の場合、二つの塔を直列に連結して一つの塔のように運転する場合がある。図１は、二つの蒸留塔を直列に連結した蒸留装置の一例を示した概略図である。図１のように、蒸留塔を直列連結して運転する場合、高い段数の蒸留塔を運転するのと同じ効果が得られるが、二つの塔を利用して一つの塔だけの処理容量しか持つことができないという限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願は選択蒸留装置に関するもので、状況に応じて高効率運転と高容量運転の相互切り替えが可能な蒸留装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は選択蒸留装置に関するもので、二つの蒸留塔を連結して、直列連結モードの高効率運転と並列連結モードの高容量運転の相互切り替えが可能であるように構成することを特徴とする。
【０００７】
例えば、本出願に係る選択蒸留装置は、塔頂還流器および塔底再沸器を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および上部流出口が形成されており、下部流入口が形成されている第１蒸留塔；塔頂還流器および塔底再沸器を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および下部流入口が形成されている第２蒸留塔；配管システムおよび制御部を含むことができる。
【０００８】
前記配管システムは、前記第１蒸留塔に原料を供給できる第１供給ライン；前記第２蒸留塔に原料を供給できる第２供給ライン；前記第１蒸留塔の塔頂生成物または上部生成物を排出できる第１排出ライン；前記第２蒸留塔の塔頂生成物を排出できる第２排出ライン；前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の下部流入口を連結する第１連結ライン、前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の上部流入口を連結する第２連結ライン；および前記第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の下部流入口を連結する第３連結ラインを含むことができる。
【０００９】
前記制御部は、前記還流器、再沸器、供給ライン、排出ラインおよび連結ラインの少なくとも一つを活性化または非活性化状態に調節することができる。
【００１０】
また、一つの例示において、前記配管システムは前記第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の上部流入口を連結する第４連結ラインをさらに含むことができる。
【００１１】
また、本出願は前記選択蒸留装置を利用した蒸留方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本出願の選択蒸留装置によると、状況によって二つの蒸留塔を直列連結モードと並列連結モードに連結可能であり、直列連結モードと並列連結モードの相互切り替えが可能となり得る。直列連結モードを通じて熱力学的な効率が改善されて高効率の運転が可能であり、並列連結モードを通じて蒸留塔の処理量を大幅に上昇させて高容量運転が可能となり得る。
【００１３】
また、本出願に係る選択蒸留装置は、直列連結モードと並列連結モードをシャットダウンすることなく連続的に直列連結モードと並列連結モードの相互切り替えが可能となり得、シャットダウンの際に発生し得る経済的な損失を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】二つの塔を直列に連結した蒸留装置の一例を示した概略図。
【図２】本出願に係る選択蒸留装置の一例を示した概略図。
【図３】本出願の一実施例に係る選択蒸留装置の直列連結モードを示した概略図。
【図４】本出願の一実施例に係る選択蒸留装置の並列連結モードを示した概略図。
【図５】本出願の一実施例に係る選択蒸留装置の並列連結モードを示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において、「および／または」は前後に羅列した構成要素のうち少なくとも一つ以上を含む意味で使われる。
【００１６】
本明細書において、「第１」、「第２」、「一側」および「他側」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使われるものであって、各構成要素は前記用語によって制限されるものではない。以下、本出願の説明において、関連した公知の汎用的な機能または構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１７】
本明細書において、用語「配管システム」は装置を連結する配管またはラインを含む構造を意味し得、「ライン」は実質的に配管と同じ意味であり得、「流れ」はラインまたは配管を通じての流体の移動を意味し得、本明細書において、ライン、配管および流れは同じ図面符号を共有し得る。
【００１８】
本明細書において、「開放」および「活性化」はラインまたは配管に付着したバルブの操作で流体が流れることができる状態であるか装置に付着した設備が作動できる状態を意味し得、「閉鎖」および「非活性化」はラインまたは配管に付着したバルブの操作で流体が流れることができない状態であるか装置に付着した設備が作動しない状態を意味し得る。
【００１９】
以下、添付された図面を参照して本出願を詳細に説明する。
【００２０】
添付された図面は本出願の例示的な実施形態を図示したものであって、これは本出願の理解を助けるために提供されるものに過ぎず、これによって本出願の技術的な範囲が限定されるものではない
【００２１】
本出願は、二つの蒸留塔を直列連結モードと並列連結モードに相互切り替えできるように構成する選択蒸留装置に関するものである。具体的には、本出願の選択蒸留装置は、設備を除去または追加することなく、状況に応じて直列連結を通じての高効率運転と並列連結を通じての高容量運転の選択的運転が可能である。
【００２２】
本出願において直列連結モードは、第１蒸留塔と第２蒸留塔を直列連結状態に連結するものであって、第１蒸留塔の塔底および／または下部と第２蒸留塔の塔頂および／または上部が配管を通じて流体連結され、第１蒸留塔の塔頂または上部で低沸点物質が分離され、第２蒸留塔の塔底または下部で高沸点物質が分離される構造を意味し得る。また、本出願に係る並列連結モードは、第１蒸留塔と第２蒸留塔を並列連結状態に連結するものであって、第１蒸留塔および第２蒸留塔がそれぞれ低沸点物質と高沸点物質を分離して流出できる構造を意味し得る。
【００２３】
本明細書において、「高沸点物質」は混合物内で他の物質に比べて相対的に沸点が高い物質を意味し、「低沸点物質」は混合物内で他の物質に比べて相対的に沸点が低い物質を意味し得る。前記高沸点物質は、常温（２５℃）および常圧（１気圧）で沸点が−１２０℃以上または−１１０℃以上である物質を意味し得、上限は特に制限されない。前記低沸点物質は常温（２５℃）および常圧（１気圧）で沸点が２００℃以下であり得、下限は特に制限されない。前記沸点は物質の沸点を意味し得、物質の種類によって同じであるか異なり得、温度および／または圧力により変わり得る。前記高沸点物質と低沸点物質は、相対的な沸点の高低差によって分けることができる。本明細書において、高沸点物質は混合物を分離するための温度と圧力で低沸点物質に比べて相対的に沸点が高い物質であり、低沸点物質は混合物を分離するための温度と圧力で高沸点物質に比べて相対的に沸点が低い物質を意味し得る。
【００２４】
本明細書において、「上部」は前記蒸留塔内で相対的に上側の部分を意味し、より具体的には、前記蒸留塔を縦方向、例えば、蒸留塔の長さまたは高さ方向に垂直に２等分した時、分けられた２つの領域のうち上側の部分を意味し得る。また、前記において「下部」は前記蒸留塔内で相対的に下側の部分を意味し、より具体的には、前記蒸留塔を縦方向、例えば、蒸留塔の長さまたは高さ方向に垂直に２等分した時、分けられた２つの領域のうち下側の部分を意味し得る。また、前記蒸留塔の「塔頂」は前記蒸留塔の最も頂の部分を意味し、前述した蒸留塔の上部に位置することができ、前記蒸留塔の「塔底」は前記蒸留塔の塔の最も底の部分を意味し、前述した蒸留塔の下部に位置することができる。
【００２５】
図２は、前記本出願の一実施例に係る選択蒸留装置の構造を概略的に示している。図２を参照すると、例えば、本出願に係る選択蒸留装置は、塔頂還流器１３２および塔底再沸器１９２を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および上部流出口が形成されており、下部流入口が形成されている第１蒸留塔１０２；塔頂還流器２７２および塔底再沸器２２２を具備し、塔頂流出口および塔底流出口が形成されており、上部流入口および下部流入口が形成されている第２蒸留塔２０２；配管システムおよび制御部を含むことができる。
【００２６】
前記配管システムは、前記第１蒸留塔に原料を供給できる第１供給ライン１２；前記第２蒸留塔に原料を供給できる第２供給ライン２２；前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の下部流入口を連結する第１連結ライン１５２＋１７２、前記第１蒸留塔の塔底流出口と第２蒸留塔の上部流入口を連結する第２連結ライン１５２＋１６２；および前記第２蒸留塔の塔頂流出口と第１蒸留塔の下部流入口を連結する第３連結ライン２４２＋２５２を含むことができる。
【００２７】
前記配管システムは、第１蒸留塔の塔頂生成物または上部生成物を排出できるように第１蒸留塔の塔頂流出口または上部流出口と連結されている第１排出ライン１４２；前記第２蒸留塔の塔頂生成物を排出できるように第２蒸留塔の塔頂流出口と連結されている第２排出ライン２９２；を含むことができる。
【００２８】
また、前記配管システムは、一つの例示において、第２蒸留塔２０２の塔頂流出口と第１蒸留塔１０２の上部流入口を連結する第４連結ライン３１２＋３２２をさらに含むことができる。
【００２９】
前記制御部は、前記還流器、再沸器、供給ライン、排出ラインおよび連結ラインの少なくとも一つを活性化または非活性化状態に調節することができる。前記制御部は、前記配管システムの開閉を通じて流体の流れを制御し、蒸留塔に連結された再沸器および還流器などの装備を活性化または非活性化することによって直列連結モードと並列連結モードの相互間の切り替えが可能となり得る。
【００３０】
図３は、本出願の具現例に係る選択蒸留装置で直列連結モードを例示的に示した図面である。一つの例示において、本出願に係る選択蒸留装置の直列連結モードは、第２供給ライン１０２１、第２連結ライン１１５１＋１１６１および第３連結ライン１２４１＋１２５１が活性化され、第１蒸留塔１１０１の塔頂還流器１１３１および第２蒸留塔１２０１の塔底再沸器１２２１が活性化され、第１供給ライン１０１１および第１連結ライン１１５１＋１１７１が非活性化されて第１蒸留塔１１０１の塔底再沸器１１９１および第２蒸留塔１２０１の塔頂還流器１２７１が非活性化され得る。前記直列連結モードは、第１蒸留塔１１０１の塔底凝縮液を第２連結ライン１１５１＋１１６１を通じて第２蒸留塔１２０１に流入させ、第２蒸留塔１２０１の塔頂蒸気を第３連結ライン１２４１＋１２５１を通じて第１蒸留塔１１０１に流入させることができる。
【００３１】
前記直列連結モードは、第１蒸留塔１１０１の段数と第２蒸留塔１２０１の段数を足したのと同じ効率を有することができ、第２蒸留塔に原料物質を供給することによって整流部（ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ  ｓｅｃｔｉｏｎ）が長くなる効果が得られ得る。このように直列連結モードは熱力学的な効率が改善されて高い純度の生成物を分離することができる。
【００３２】
図４は、本出願の具現例に係る選択蒸留装置で並列連結モードを例示的に示した図面である。一つの例示において、本出願に係る選択蒸留装置の並列連結モードは、第１供給ライン１０１２および第１連結ライン１１５２＋１１７２が活性化され、第１蒸留塔１１０２の塔頂還流器１１３２、第１蒸留塔１１０２の塔底再沸器１１９２、第２蒸留塔１２０２の塔頂還流器１２７２および塔底再沸器１２２２が活性化され、第２供給ライン１０２２、第２連結ライン１１５２＋１１６２および第３連結ライン１２４２＋１２５２が非活性化され得る。前記並列連結モードは、第１蒸留塔１１０２の塔底凝縮液の一部を第１連結ライン１１５２＋１１７２を通じて第２蒸留塔１２０２に流入させて第２供給ライン１０２２を代替することができる。
【００３３】
図５は本出願のさらに他の具現例に係る選択蒸留装置で並列連結モードを例示的に示した図面である。
【００３４】
前記例示において、前記並列連結モードは、第１供給ライン１０１３、第１連結ライン１１５３＋１１７３および第４連結ライン１３１３＋１３２３が活性化され、第１蒸留塔１１０３の塔頂還流器１１３３、第２蒸留塔１２０３の塔頂還流器１２７３および塔底再沸器１２２３が活性化され、第２供給ライン１０２３、第２連結ライン１１５３＋１１６３および第３連結ライン１２４３＋１２５３が非活性化され、第１蒸留塔１１０３の塔底再沸器１１９３が非活性化され得る。前記並列連結モードは、第１蒸留塔１１０３の塔底凝縮液を第１連結ライン１１５３＋１１７３を通じて第２蒸留塔１２０３に流入させて第２供給ライン１０２３を代替することができ、第２蒸留塔の塔頂還流器１２７３を通じて凝縮された第２蒸留塔１２０３の塔頂蒸気の一部を第４連結ライン１３１３＋１３２３を通じて第１蒸留塔１１０３に流入させることができる。
【００３５】
前記並列連結モードは、第１蒸留塔の塔底凝縮液を第２蒸留塔に供給して相対的に高沸点物質が凝縮された状態で蒸留することができる。また、第２蒸留塔の塔頂蒸気を凝縮して一部を第１蒸留塔の上部に流入させることによって、ストリップ部（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  ｓｅｃｔｉｏｎ）が長くなる効果があり得、これを通じて第１蒸留塔の再沸器を非活性化しても蒸留塔の運転制御が可能となり得る。また、第１蒸留塔１１０２、１１０３および第２蒸留塔１２０２、１２０３の第１排出ライン１１４２、１１４３および第２排出ライン１２９２、１２９３で低沸点物質を同時に分離して蒸留塔の処理量を大幅に上昇させて高容量運転が可能となり得る。
【００３６】
本出願に係る選択蒸留装置は、直列連結モードと並列連結モードを連続的に相互切り替えることができる。前記切り替えは配管の活性化および非活性化を通じて遂行することによって、シャットダウンすることなく連続的に直列連結モードと並列連結モードの相互切り替えが可能となり得る。これを通じてシャットダウンの際に発生し得る経済的な損失を節減できる。
【００３７】
本出願はまた、前記選択蒸留装置を利用した蒸留方法に関するものである。本出願に係る前記蒸留方法は、前記選択蒸留装置の還流器、再沸器、供給ライン、排出ラインおよび連結ラインの少なくとも一つを活性化または非活性化状態で制御し、原料物質を低沸点物質と高沸点物質に分離することができ、第１蒸留塔および第２蒸留塔を直列連結モードまたは並列連結モードに連結して原料物質を蒸留して生成物を流出することができる。前記生成物は、第１蒸留塔および／または第２蒸留塔の塔頂または上部で流出する低沸点物質と、第１蒸留塔および／または第２蒸留塔の塔底で流出する高沸点物質を意味し得る。
【００３８】
本出願の蒸留方法において、前記選択蒸留装置に関する詳しい説明は前述した選択蒸留装置で説明した通りであるため、省略する。
【００３９】
本出願の一実施例に係る直列連結モードの蒸留方法は、第２供給ラインに原料が流入し、第１供給ライン、第１連結ライン、第１蒸留塔の塔底再沸器および第２蒸留塔の塔頂還流器を非活性化させ、第１蒸留塔の塔頂または上部で低沸点物質を流出させ、第２蒸留塔の塔底で高沸点物質を流出させるように制御することができる。
【００４０】
前記直列連結モードは、第２供給ラインを通じて第２蒸留塔に原料を供給し、第１蒸留塔および第２蒸留塔で原料物質を蒸留し、第１蒸留塔の塔底凝縮液を第２連結ラインを通じて第２蒸留塔に流入させ、第２蒸留塔の塔頂蒸気を第３連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入させることができる。また、第１蒸留塔の塔頂還流器を利用して第１蒸留塔の塔頂蒸気を凝縮させて還流させ、第２蒸留塔の塔底再沸器を利用して第２蒸留塔の塔底凝縮液を加熱して第２蒸留塔に流入させることによって、第１蒸留塔および第２蒸留塔を一つの塔のように運転することができる。前記直列連結モードで第１蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、０〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、０〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、０〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。また、第２蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、１〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、１〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、１〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。前記直列連結して蒸留する段階は、高い熱力学的な効率を利用して高効率運転が可能となり得る。
【００４１】
本出願の一実施例に係る並列連結モードの蒸留方法は、第１供給ラインに原料が流入し、第２連結ラインおよび第３連結ラインを非活性化させ、第１蒸留塔および第２蒸留塔の塔頂または上部で低沸点物質を流出させ、第２蒸留塔の塔底で高沸点物質を流出させるように制御することができる。
【００４２】
前記並列連結モードは、第１供給ラインを通じて第１蒸留塔に原料を供給し、第１蒸留塔および第２蒸留塔で原料物質を蒸留し、第１蒸留塔の塔底凝縮液を第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に流入させることができる。前記並列連結モードで第１蒸留塔の塔底凝縮液の一部を第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に供給して第２供給ラインを代替することができ、第１蒸留塔および第２蒸留塔の低沸点物質を同時に分離して蒸留塔の処理量を大幅に上昇させて高容量運転が可能となり得る。
【００４３】
前記並列連結モードにおいて、第１蒸留塔の塔底凝縮液の「一部」は、第１蒸留塔の塔底流出口を通じて流出する流体の流れのうち第１連結ラインを通じての流体の流れが存在する状態を意味し、例えば第１蒸留塔の塔底再沸器に流入する塔底流れ（Ａ）と第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に流入する流れ（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）は、０以上であり得る。前記比（Ａ／Ｂ）が０の場合は、第１蒸留塔の塔底凝縮液が第１蒸留塔の塔底再沸器に流入しない状態を意味し得る。前記第１蒸留塔の塔底再沸器に流入する塔底流れ（Ａ）と第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に流入する流れ（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）の上限は特に制限されず、例えば１０以下であり得る。前記並列連結モードで第１蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、０〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、０〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、０〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。また、第２蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、１〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、１〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、１〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。
【００４４】
本出願の他の具現例に係る並列連結モードの蒸留方法は、第１供給ラインに原料が流入し、第２連結ライン、第３連結ラインおよび第１再沸器を非活性化させ、第２蒸留塔の塔頂蒸気の凝縮液中の一部を第４連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入させ、第１蒸留塔および第２蒸留塔の塔頂または上部で低沸点物質を流出させ、第２蒸留塔の塔底で高沸点物質を流出させるように制御することができる。
【００４５】
前記並列連結モードは、第１供給ラインを通じて第１蒸留塔に原料を供給し、第１蒸留塔および第２蒸留塔で原料物質を蒸留し、第１蒸留塔の塔底凝縮液を第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に流入させ、第２蒸留塔の塔頂還流器の流出流れ中の一部を第４連結ラインを通じて第２蒸留塔に還流させ、残りの一部は第１蒸留塔に還流させることができる。前記並列連結において、第１蒸留塔の塔底凝縮液を第１連結ラインを通じて第２蒸留塔に供給して第２供給ラインを代替することができ、第１蒸留塔および第２蒸留塔の低沸点物質を同時に分離して蒸留塔の処理量を大幅に上昇させて高容量運転が可能となり得る。また、第２蒸留塔の塔頂還流器の流出流れ中の一部を第１蒸留塔の上部に流入させることによって、第１蒸留塔の塔底再沸器を非活性化しても蒸留塔の運転制御が可能となり得る。
【００４６】
前記並列連結モードにおいて、第２蒸留塔の塔頂還流器の流出流れ中の「一部」は、第２蒸留塔の塔頂還流器で流出する流体の流れのうち第４連結ラインを通じての流体の流れが存在する状態を意味し、例えば第４連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入する流れ（Ｃ）と第２蒸留塔の塔頂還流器で第２蒸留塔に還流される流れ（Ｄ）の比（Ｃ／Ｄ）は、０以上であり得る。前記比（Ｃ／Ｄ）が０の場合は、第２蒸留塔の塔頂還流器の流出流れが第４連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入しない状態を意味し得る。前記第４連結ラインを通じて第１蒸留塔に流入する流れ（Ｃ）と第２蒸留塔の塔頂還流器で第２蒸留塔に還流される流れ（Ｄ）の比（Ｃ／Ｄ）の上限は特に制限されず、例えば１０以下であり得る。前記並列連結モードで第１蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、０〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、０〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、０〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。また、第２蒸留塔の再沸器に供給される熱量は、１〜４０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得、１〜３０Ｇｃａｌ／ｈｒ、１〜２０Ｇｃａｌ／ｈｒであり得る。
【００４７】
本出願に係る蒸留方法は、２成分系以上の混合物を高沸点物質と低沸点物質に沸点差によって分離する蒸留工程に使われ得る。一つの例示において、本出願に係る蒸留方法は、下記の一般式１を満足する生成物を流出させることができる。
【００４８】
［一般式１］
５℃≦｜ＢｐＨ−ＢｐＬ｜≦６５℃
【００４９】
前記一般式１において、ＢｐＨは高沸点物質の沸点であり、ＢｐＬは低沸点物質の沸点である。
【００５０】
前記一般式１において、高沸点物質は本出願に係る蒸留方法を使って第１蒸留塔および／または第２蒸留塔の塔頂または上部で流出する生成物を意味し得、低沸点物質は本出願に係る蒸留方法を使って第１蒸留塔および／または第２蒸留塔の塔底で流出する生成物を意味し得る。前記一般式１の高沸点物質の沸点と低沸点物質の差（｜ＢｐＨ−ＢｐＬ｜）は、５℃以上６５℃以下であり得、１０℃以上６５℃以下、１０℃以上６０℃以下、１５℃以上６０℃以下であり得るがこれに制限されるものではない。前記一般式１を満足する範囲で直列連結モードの高効率運転と並列連結モードの高容量運転の切り替えが可能であるとともにエネルギー効率も改善することができる。
【００５１】
本出願に係る蒸留方法は、多様な原料物質の蒸留工程に適用され得る。前記蒸留工程は、アルケンとアルカンの混合物を分離する工程であり得、例えばナフサ（Ｎａｐｈｔｈａ）分解工程の生成物である分解ガスを分離する工程であり得る。前記ナフサ分解ガスのうち高沸点物質としてエタンと低沸点物質としてエチレン（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）を精製する工程または高沸点物質としてプロパンと低沸点物質としてプロピレンを精製する工程に本出願に係る蒸留方法を適用することができるが、これに制限されるものではない。
【００５２】
一つの例示において、本出願に係る蒸留方法は、低沸点物質の純度が９９重量％以上となるように制御することができ、また高沸点物質の純度が９９重量％以上となるように制御することができる。前記低沸点物質の純度および高沸点物質の純度の上限は特に制限されず、例えば１００重量％以下であり得る。本出願の蒸留方法は、直列連結モードおよび／または並列連結モードにおいて前記純度を満足することができる。前記直列連結モードおよび／または並列連結モードにおいて、第１蒸留塔および／または第２蒸留塔の還流比を調節することによって、前記純度範囲の低沸点物質と高沸点物質を生産することができる。
【００５３】
一つの例示において、本出願に係る蒸留方法は、下記の一般式２を満足するように制御することができる。
【００５４】
［一般式２］
Ｐ／Ｒｄ≧３７００
【００５５】
一般式２において、Ｐは低沸点物質の時間当りの生産量（ｋｇ．ｈｒ）であり、Ｒｄは蒸留塔の再沸器に供給される時間当りの熱量（Ｇｃａｌ／ｈｒ）である。
【００５６】
前記一般式２において、Ｐ／Ｒｄの上限は特に制限されず、例えば２０，０００以下であり得る。
【００５７】
本出願に係る蒸留方法は、第１蒸留塔の塔底凝縮液の一部を第２蒸留塔に供給して、前記一般式１を満足することができ、これを通じて蒸留塔の処理容量を大幅に上昇させて高容量運転をしてもエネルギー効率の低下を少ない幅で制御することができる。
【００５８】
以下、本出願に従う実施例を通じて本出願をより詳細に説明するか、本出願の範囲は下記に提示された実施例によって制限されるものではない。
【００５９】
＜実施例１＞
図２に例示された選択蒸留装置を利用して、ナフサ分解工程で生産されたＣ２成分中のエチレンとエタンを分離した。
【００６０】
直列連結モードは、図３で例示するように、第２供給ライン１０２１、第１蒸留塔１１０１の塔底流出口と第２蒸留塔１２０１の上部流入口を連結する第２連結ライン１１５１＋１１６１、第２蒸留塔１２０１の塔頂流出口と第１蒸留塔１１０１の下部流入口を連結する第３連結ライン１２４１＋１２５１および第１蒸留塔１１０１の上部流出口と連結された第１排出ライン１１４１を活性化させ、第１蒸留塔１１０１の塔頂流出口と第１蒸留塔１１０１の塔頂還流器１１３１を連結させ、第１蒸留塔１１０１の塔頂還流器１１３１は第１蒸留塔１１０１の上部流入口と連結させた。第２蒸留塔１２０１の塔底流出口と第２蒸留塔１２０１の塔底再沸器１２２１を連結させ、第２蒸留塔１２０１の塔底再沸器１２２１は第２蒸留塔１２０１の下部流入口に連結させ多。第１蒸留塔１１０１の塔頂還流器１１３１および第２蒸留塔１２０１の塔底再沸器１２２１を活性化させ、第１蒸留塔１１０１の塔底再沸器１１９１および第２蒸留塔１２０１の塔頂還流器１２７１を非活性化させた。
【００６１】
前記直列連結モードの選択蒸留装置で原料物質を５９、１０４ｋｇ／ｈｒの流量で第２供給ライン１０２１を通じて第２蒸留塔１２０１に供給し、第１蒸留塔１１０１の塔底凝縮液を第２連結ライン１１５１＋１１６１を通じて第２蒸留塔１２０１に流入させ、第２蒸留塔１２０１の塔頂蒸気を第３連結ライン１２４１＋１２５１を通じて第１蒸留塔１１０１に流入させた。第２蒸留塔の塔底再沸器１２２１を通じて第２蒸留塔１２０１の塔底凝縮液を加熱し、第１蒸留塔の塔頂還流器１１３１を通じて第１蒸留塔１１０１の塔頂蒸気を凝縮して還流させた。第１蒸留塔１１０１の第１排出ライン１１４１に低沸点物質であるエチレンを分離し、第２蒸留塔１２０１の塔底で高沸点物質であるエタンを分離した。前記直列連結モードにおいて、塔頂の温度は−３６．２４℃であろ、圧力は１５．５４ｋｇ／ｃｍ2に維持し、再沸器を通じてのエネルギー供給量は１０．１８Ｇｃａｌ／ｈｒであり、還流比は５．３３に制御した。
【００６２】
＜実施例２＞
並列連結モードは、図４で例示するように、第１供給ライン１０１２、第１蒸留塔１１０２の塔底流出口と第２蒸留塔１２０２の下部流入口を連結する第１連結ライン１１５２＋１１７２および第１蒸留塔１１０２の上部流出口と連結された第１排出ライン１１４２を活性化させ、第１蒸留塔１１０２の塔頂流出口と第１蒸留塔１１０２の塔頂還流器１１３２を連結させ、第１蒸留塔１１０２の塔頂還流器１１３２は第１蒸留塔１１０２の上部流入口と連結させた。第２蒸留塔１２０２の塔底流出口と第２蒸留塔１２０２の塔底再沸器１２２２を連結させ、第２蒸留塔１２０２の塔底再沸器１２２２は第２蒸留塔１２０２の下部流入口に連結させた。第１蒸留塔１１０２の塔頂還流器１１３２および塔底再沸器１１９１と第２蒸留塔１２０２の塔底再沸器１２２２を活性化させた。
【００６３】
前記並列連結モードの選択蒸留装置で原料物質を８０，０００ｋｇ／ｈｒの流量で第１供給ライン１０１２を通じて第１蒸留塔１１０２に流入させ、第１蒸留塔１１０２の塔底凝縮液中の一部１１５２を５８，５００ｋｇ／ｈｒの流量で第１連結ライン１１５２＋１１７２を通じて第２蒸留塔１２０２に流入させた。第１蒸留塔１１０２の塔底再沸器１１９２および第２蒸留塔１２０２の塔底再沸器１２２２で塔底凝縮液を加熱し、第１蒸留塔の塔頂還流器１１３２および第２蒸留塔の塔頂還流器１２７２で塔頂蒸気を凝縮して還流させた。第１蒸留塔１１０２の第１排出ライン１１４２および第２蒸留塔１２０２の第２排出ライン１２９２に低沸点物質であるエチレンを分離し、第２蒸留塔１２０２の塔底で高沸点物質であるエタンを分離した。前記並列連結モードにおいて、第１蒸留塔の再沸器を通じてのエネルギー供給量が１Ｇｃａｌ／ｈｒであるとき、第２蒸留塔の再沸器を通じてのエネルギー供給量は１４．９５Ｇｃａｌ／ｈｒに維持し、第１蒸留塔の再沸器を通じてのエネルギー供給量が６Ｇｃａｌ／ｈｒであるとき、第２蒸留塔の再沸器を通じてのエネルギー供給量は１１．４１Ｇｃａｌ／ｈｒに維持し、第１蒸留塔の還流比は４．１８であり第２蒸留塔の還流比は３．０６となるように制御した。前記並列連結モードで塔頂温度は−３６．２４℃であり、圧力は１５．５４ｋｇ／ｃｍ２に維持した。前記並列連結モードで全体の生産量を一定に維持する時の第１蒸留塔および第２蒸留塔の再沸器を通じてのエネルギー供給量と第１蒸留塔と第２蒸留塔の生産量を下記の表１に示した。
【００６４】
＜実施例３＞
図５で例示するように並列連結モードで第１蒸留塔１１０３の上部流入口と第２蒸留塔１２０３の塔頂流出口を連結する第４連結ライン１３１３＋１３２３を活性化し、第１蒸留塔１１０３の塔底再沸器１１９３を非活性化することを除いては実施例２と同じ装置構成を使った。第１蒸留塔１１０３の塔底凝縮液をすべて第１連結ライン１１５３＋１１７３を通じて第２蒸留塔１２０３に流入させ、第２蒸留塔１２０３の塔頂還流器１２７３の流出流れ中の５ｋｇ／ｈｒの流れを第４連結ライン１３１３＋１３２３を通じて第１蒸留塔１１０３に流入させ、第２蒸留塔の塔底再沸器を通じてのエネルギー供給量が１５．７２Ｇｃａｌ／ｈｒであることを除いては実施例２と同じようにしてエチレンとエタンを分離した。
【００６５】
【表１】
2019500214.tif 000003
【００６６】
実施例および表１に示したように、本出願の実施例に係る選択蒸留装置を利用して蒸留塔を運転する場合、設備を変更することなく高効率運転と高容量運転を選択的に運転することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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