(57)【要約】【課題】本発明は、ＣＯ２を削減可能で、かつランニングコストを低減することの可能な化学プラント、及び液体材料の蒸留方法を提供することを目的とする。【解決手段】蒸気を生成するボイラ９、ボイラ９が生成する蒸気により、液体材料を蒸発させる蒸発部７、及び蒸発した液体材料を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮部１１を含む化学プラント本体２と、冷媒が循環する循環ラインに設けられ、凝縮部１１で使用された冷却水と冷媒とを熱交換させる蒸発器、循環ラインに設けられ、蒸発器を通過した冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機を通過した冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器、及び凝縮器を通過した熱源水を蒸発部７に供給する第１の熱源水供給ライン４１を含むヒートポンプシステム３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を生成するボイラ、該蒸気により、液体材料を蒸発させる蒸発部、及び前記蒸発した前記液体材料を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮部を含む化学プラント本体と、
冷媒が循環する循環ライン、該循環ラインに設けられ、前記凝縮部で使用された前記冷却水と前記冷媒とを熱交換させる蒸発器、前記循環ラインに設けられ、前記蒸発器を通過した前記冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機を通過した前記冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器、及び該凝縮器を通過した前記熱源水を前記蒸発部に供給する第１の熱源水供給ラインを含むヒートポンプシステムと、
を備える化学プラント。
【請求項２】
前記圧縮機は、低圧段圧縮機と、該低圧段圧縮機よりも高い圧力となるように前記冷媒を圧縮する高圧段圧縮機と、を含み、
前記低圧段圧縮機、及び前記高圧段圧縮機は、直列接続されており、
前記凝縮器は、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含む請求項１記載の化学プラント。
【請求項３】
前記ヒートポンプシステムは、前記化学プラント本体の前記凝縮部から回収した前記冷却水を貯留する第１のバッファタンクと、
前記第１のバッファタンク及び前記蒸発器と接続され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記蒸発器に供給する第１の冷却水供給ラインと、
を備える請求項１または２記載の化学プラント。
【請求項４】
前記ヒートポンプシステムは、前記蒸発器と接続され、該蒸発器を通過した前記冷却水を貯留する第２のバッファタンクと、
前記第２のバッファタンク及び前記化学プラント本体の前記凝縮部と接続され、前記第２のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給する第２の冷却水供給ラインと、
を備える請求項１から３のうち一項記載の化学プラント。
【請求項５】
前記化学プラント本体は、前記蒸発部の前段に設けられた予熱部を備えており、
前記ヒートポンプシステムは、前記蒸発部及び前記予熱部と接続され、該蒸発部を通過した少なくとも一部の前記熱源水を前記予熱部に供給する第２の熱源水供給ラインと、
前記予熱部及び前記凝縮器と接続され、該予熱部を通過した前記熱源水を前記凝縮器に供給する熱源水回収ラインと、
を備える請求項１から４のうち一項記載の化学プラント。
【請求項６】
前記ヒートポンプシステムは、前記化学プラント本体の前記凝縮部から回収した前記冷却水を貯留する第１のバッファタンク、及び前記第２のバッファタンクと接続され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記第２のバッファタンク内に導入する接続ラインと、
前記接続ラインに設けられたバルブと、
前記第２の冷却水供給ラインに設けられ、該第２の冷却水供給ラインを流れる前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出する温度が所定温度となるように、前記バルブの開閉状態を制御する制御部と、
を備える請求項４記載の化学プラント。
【請求項７】
液体材料の蒸留方法であって、
化学プラント本体の蒸発部において、ボイラにより生成された蒸気を用いて、前記液体材料を蒸発させる蒸発工程と、
前記蒸発工程の後に、前記化学プラント本体の凝縮部において、冷却水を用いて、蒸発した前記液体材料を冷却して、該液体材料を凝縮させる凝縮工程と、
前記液体材料の冷却により温度が上昇した前記冷却水をヒートポンプの蒸発器に供給し、該蒸発器で該冷却水と前記ヒートポンプ内を循環する冷媒とを熱交換させ、その後、前記ヒートポンプの凝縮器において、熱源水と前記蒸発器を通過後に圧縮機で圧縮された前記冷媒とを熱交換させて前記熱源水を加温する熱源水加温工程と、
を備え、
前記蒸発工程では、前記蒸気、及び加温された前記熱源水を用いて、前記液体材料を蒸発させる液体材料の蒸留方法。
【請求項８】
前記圧縮機は、低圧段圧縮機と、該低圧段圧縮機よりも高い圧力となるように前記冷媒を圧縮する高圧段圧縮機と、を含み、
前記低圧段圧縮機、及び前記高圧段圧縮機は、直列接続されており、
前記凝縮器は、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含む請求項７記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項９】
前記凝縮工程で温度が上昇した前記冷却水は、第１のバッファタンク内に貯留され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記蒸発器に供給する請求項７または８記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項１０】
前記蒸発工程の前に、前記ボイラにより生成された蒸気を用いて、前記液体材料を予熱する予熱工程を含み、
前記予熱工程では、前記蒸気、及び前記蒸発工程で温度が低下した前記熱源水を用いて、前記液体材料を予熱する請求項７ないし９のうち一項記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項１１】
前記液体材料の予熱に使用されることで温度が低下した前記熱源水を前記凝縮器に供給する請求項１０記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項１２】
前記液体材料の予熱に使用され、かつ前記凝縮器の入口側に導入される熱源水の温度と、前記凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度と、の差が１０℃以上である請求項１１記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項１３】
前記蒸発器から供給され、かつ第２のバッファタンクに貯留された前記冷却水を前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給する請求項７ないし請求項１２のうち、いずれか１項記載の液体材料の蒸留方法。
【請求項１４】
前記凝縮工程で温度が上昇した前記冷却水は、第１のバッファタンク内に貯留され、
前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給する前記冷却水の温度が所定温度よりも低い場合、前記冷却水の温度が前記所定温度となるように、前記第２のバッファタンク内に前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を導入させる請求項１３記載の液体材料の蒸留方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学プラント、及び液体材料の蒸留方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体材料を原料として製品を製造する場合、例えば、予熱部、蒸発部、及び凝縮部を備えた化学プラントを用いて、液体材料の蒸留処理を行う。蒸留処理は、予熱部で行う予熱工程と、蒸発部で行う蒸発工程と、凝縮部で行う凝縮工程と、を含む。
【０００３】
予熱工程では、ボイラで生成した蒸気を用いて、液体材料を予熱する。蒸発工程では、ボイラで生成した蒸気を用いて、予熱された液体材料を加熱して蒸発させる。凝縮工程では、蒸発した液体材料を冷却して液体材料を凝縮させる。
【０００４】
特許文献１には、化学プラントにヒートポンプを設け、ヒートポンプにより低温レベルの熱を高温レベルの熱にして、補助熱源として利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−１５０００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ボイラにより生成された蒸気のみを用いて、予熱工程及び蒸発工程を行うと、大量の燃料及び水を使用するため、ランニングコストが上昇してしまう可能性があった。
また、ボイラは、燃料として、石炭、石油、天然ガス等の化石燃料を使用する。このため、大量の化石燃料を使用すると、大量のＣＯ２が発生し、環境に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ＣＯ２を削減可能で、かつランニングコストを低減することの可能な化学プラント、及び液体材料の蒸留方法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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る化学プラントは、蒸気を生成するボイラ、該蒸気により、液体材料を蒸発させる蒸発部、及び前記蒸発した前記液体材料を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮部を含む化学プラント本体と、冷媒が循環する循環ライン、該循環ラインに設けられ、前記凝縮部で使用された前記冷却水と前記冷媒とを熱交換させる蒸発器、前記循環ラインに設けられ、前記蒸発器を通過した前記冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機を通過した前記冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器、及び該凝縮器を通過した前記熱源水を前記蒸発部に供給する第１の熱源水供給ラインを含むヒートポンプシステムと、を備える。
【０００９】
本発明によれば、化学プラント本体の凝縮部で使用された冷却水と冷媒とを熱交換させる蒸発器、蒸発器を通過した冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機を通過した冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器、及び凝縮器を通過した熱源水を蒸発部に供給する第１の熱源水供給ラインを有することで、凝縮部の排熱を利用して、熱源水の温度を高温にして熱源水を化学プラント本体の蒸発部に供給することが可能となる。
【００１０】
これにより、蒸発部において、高温の熱源水を用いて液体材料を蒸発させることが可能となるので、ボイラの蒸気のみで液体材料を蒸発させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
また、蒸気の量が少なくなることで、ボイラの燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。
【００１１】
また、上記本発明の一態様に係る化学プラントにおいて、前記圧縮機は、低圧段圧縮機と、該低圧段圧縮機よりも高い圧力となるように前記冷媒を圧縮する高圧段圧縮機と、を含み、前記低圧段圧縮機、及び前記高圧段圧縮機は、直列接続されており、前記凝縮器は、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含んでもよい。
【００１２】
このように、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含む構成とされた凝縮器を用いることで、高圧段圧縮機の吐出冷媒だけでなく、低圧段圧縮機の吐出冷媒ガスからも熱源水の熱交換が可能となる。
これにより、高圧段圧縮機を通過する冷媒流量が減少するので、搬送動力の減少によって冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を向上させることができる。
【００１３】
また、上記本発明の一態様に係る化学プラントにおいて、前記ヒートポンプシステムは、前記凝縮部から回収した前記冷却水を貯留する第１のバッファタンクと、前記第１のバッファタンク及び前記蒸発器と接続され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記蒸発器に供給する第１の冷却水供給ラインと、を備えてもよい。
【００１４】
このような構成とされた第１のバッファタンク及び第１の冷却水供給ラインを有することで、液体材料から製造される製品の製造量に依存することなく、蒸発器に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となる。これにより、化学プラントを安定して稼働させることができる。
【００１５】
また、上記本発明の一態様に係る化学プラントにおいて、前記ヒートポンプシステムは、前記蒸発器と接続され、該蒸発器を通過した前記冷却水を貯留する第２のバッファタンクと、前記第２のバッファタンク及び前記化学プラント本体の前記凝縮部と接続され、前記第２のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給する第２の冷却水供給ラインと、を備えてもよい。
【００１６】
このような構成とされた第２のバッファタンク及び第２の冷却水供給ラインを有することで、液体材料から生成される製品の製造量に依存することなく、凝縮部に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となる。これにより、化学プラントを安定して稼働させることができる。
【００１７】
また、上記本発明の一態様に係る化学プラントにおいて、前記化学プラント本体は、前記蒸発部の前段に設けられた予熱部を備えており、前記ヒートポンプシステムは、前記蒸発部及び前記予熱部と接続され、該蒸発部を通過した少なくとも一部の前記熱源水を前記予熱部に供給する第２の熱源水供給ラインと、前記予熱部及び前記凝縮器と接続され、該予熱部を通過した前記熱源水を前記凝縮器に供給する熱源水回収ラインと、を備えてもよい。
【００１８】
このような構成とされた第２の熱源水供給ラインを有することで、蒸発部で使用された熱源水を予熱部で再利用することが可能となる。これにより、ボイラから予熱部に供給する蒸気の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。
また、上記構成とされた熱源水回収ラインを有することで、熱源水を循環させることができる。
【００１９】
また、上記本発明の一態様に係る化学プラントにおいて、前記ヒートポンプシステムは、前記化学プラント本体の前記凝縮部から回収した前記冷却水を貯留する第１のバッファタンク、及び前記第２のバッファタンクと接続され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記第２のバッファタンク内に導入する接続ラインと、前記接続ラインに設けられたバルブと、前記第２の冷却水供給ラインに設けられ、該第２の冷却水供給ラインを流れる前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度が所定温度となるように、前記バルブの開閉状態を制御する制御部と、を備えてもよい。
【００２０】
このような構成とされた接続ライン、温度検出部、及び制御部を有することで、化学プラント本体の凝縮部に供給する冷却水の温度が所定温度よりも高い場合、化学プラント本体の凝縮部に供給する冷却水の温度が所定温度となるように、第２のバッファタンク内に、第１のバッファタンク内に貯留された冷却水（第２のバッファタンク内の冷却水よりも高い温度とされた冷却水）を導入させることが可能となる。これにより、凝縮部に供給する冷却水の温度を一定の温度にすることができる。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法は、液体材料の蒸留方法であって、化学プラント本体の蒸発部において、ボイラにより生成された蒸気を用いて、前記液体材料を蒸発させる蒸発工程と、前記蒸発工程の後に、前記化学プラント本体の凝縮部において、冷却水を用いて、蒸発した前記液体材料を冷却して、該液体材料を凝縮させる凝縮工程と、前記液体材料の冷却により温度が上昇した前記冷却水をヒートポンプの蒸発器に供給し、該蒸発器で該冷却水と前記ヒートポンプ内を循環する冷媒とを熱交換させ、その後、前記ヒートポンプの凝縮器において、熱源水と前記蒸発器を通過後に圧縮機で圧縮された前記冷媒とを熱交換させて前記熱源水を加温する熱源水加温工程と、を備え、前記蒸発工程では、前記蒸気、及び加温された前記熱源水を用いて、前記液体材料を蒸発させる。
【００２２】
本発明によれば、液体材料の冷却により温度が上昇した冷却水をヒートポンプの蒸発器に供給し、蒸発器で冷却水とヒートポンプ内を循環する冷媒とを熱交換させ、その後、ヒートポンプの凝縮器において、熱交換した冷媒と熱源水とを熱交換させることで、凝縮部の排熱を利用して、熱源水の温度を高温にすることが可能となる。
そして、蒸気、及び高温の熱源水を用いて、蒸発部で液体材料を蒸発させることで、ボイラの蒸気のみで液体材料を蒸発させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
【００２３】
このように、蒸気の量を少なくすることで、ボイラの燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減でき、かつランニングコストを低減することができる。
【００２４】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記圧縮機は、低圧段圧縮機と、該低圧段圧縮機よりも高い圧力となるように前記冷媒を圧縮する高圧段圧縮機と、を含み、前記低圧段圧縮機、及び前記高圧段圧縮機は、直列接続されており、前記凝縮器は、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含んでもよい。
【００２５】
このように、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部を含む構成とされた凝縮器を用いることで、高圧段圧縮機の吐出冷媒だけでなく、低圧段圧縮機の吐出冷媒ガスからも熱源水の熱交換が可能となる。
これにより、高圧段圧縮機を通過する冷媒流量が減少するので、搬送動力の減少によって冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を向上させることができる。
【００２６】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記凝縮工程で温度が上昇した前記冷却水は、第１のバッファタンク内に貯留され、前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を前記蒸発器に供給してもよい。
【００２７】
このように、第１のバッファタンク内に貯留された冷却水を蒸発器に供給することで、製品の製造量に依存することなく、蒸発器に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となるので、化学プラントを安定して稼働させることができる。
【００２８】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記蒸発工程の前に、前記ボイラにより生成された蒸気を用いて、前記液体材料を予熱する予熱工程を含み、前記予熱工程では、前記蒸気、及び前記蒸発工程で温度が低下した前記熱源水を用いて、前記液体材料を予熱してもよい。
【００２９】
このように、予熱工程において、蒸発工程で温度が低下した熱源水を用いて、液体材料を予熱することで、ボイラの蒸気のみで液体材料を予熱させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
このように、蒸気の量を少なくすることで、ボイラの燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減でき、かつランニングコストを低減することができる。
【００３０】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記液体材料の予熱に使用されることで温度が低下した前記熱源水を前記凝縮器に供給してもよい。
【００３１】
このように、液体材料の予熱に使用されることで温度が低下した熱源水を凝縮器に供給することで、凝縮器を用いて、再度、熱源水の温度を高温にすることができる。
【００３２】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記液体材料の予熱に使用され、かつ前記凝縮器の入口側に導入される熱源水の温度と、前記凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度と、の差が１０℃以上であってもよい。
【００３３】
例えば、凝縮器の入口側に導入される熱源水の温度と凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度との差が１０℃よりも小さいと、ヒートポンプの凝縮器に導入する熱源水の流量を増加させる必要がある。この場合、ポンプの搬送能力を大きくする必要がある。
【００３４】
一方、凝縮器の入口側に導入される熱源水の温度と凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度との差が１０℃以上になると、ヒートポンプの凝縮器に導入する熱源水の流量を少なくすることが可能となる。この場合、ポンプの搬送能力を小さくすることが可能となるので、ヒートポンプの効率を向上させることができる。
【００３５】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記蒸発器から供給され、かつ第２のバッファタンクに貯留された前記冷却水を前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給してもよい。
【００３６】
このように、蒸発器から凝縮部に直接冷却水を供給するのではなく、第２のバッファタンクに貯留された冷却水を凝縮部に供給することで、製品の製造量に依存することなく、凝縮部に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となるので、化学プラントを安定して稼働させることができる。
【００３７】
また、上記本発明の一態様に係る液体材料の蒸留方法において、前記凝縮工程で温度が上昇した前記冷却水は、第１のバッファタンク内に貯留され、前記化学プラント本体の前記凝縮部に供給する前記冷却水の温度が所定温度よりも低い場合、前記冷却水の温度が前記所定温度となるように、前記第２のバッファタンク内に前記第１のバッファタンク内に貯留された前記冷却水を導入させてもよい。
【００３８】
このように、化学プラント本体の凝縮部に供給する冷却水の温度が所定温度となるように、第２のバッファタンク内に第１のバッファタンク内に貯留された冷却水（第２のバッファタンク内の冷却水よりも高い温度とされた冷却水）を導入させることで、凝縮部に供給する冷却水の温度を一定の温度にすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、ＣＯ２を削減でき、かつランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る化学プラントの概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すヒートポンプの概略構成の一例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液体材料の蒸留方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
【００４２】
（実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る化学プラント１について説明する。図２において、Ｔ１は凝縮器６６の入口側（第１の凝縮部７１の入口側）における熱源水の温度（以下、「温度Ｔ１」という）、Ｔ２は凝縮器６６の出口側（第２の凝縮部７２の出口側）における熱源水の温度（以下、「温度Ｔ２」という）をそれぞれ示している。図１及び図２において、同一構成部分には同一符号を付す。
【００４３】
化学プラント１は、化学プラント本体２と、ヒートポンプシステム３と、を有する。
化学プラント本体２は、液体材料供給部４と、予熱部５と、蒸発部７と、蒸気供給ライン８と、ボイラ９と、凝縮部１１と、を有する。予熱部５、蒸発部７、及び凝縮部１１は、液体材料の蒸留を行う際に使用する。
【００４４】
液体材料供給部４は、製品を生成する際に使用する液体材料（原料）を予熱部５に供給する。予熱部５に供給する液体材料の温度は、使用する液体材料に応じて適宜設定することが可能である。
【００４５】
予熱部５は、液体材料供給部４、蒸発部７、及び蒸気供給ライン８を構成する蒸気供給ライン本体８Ａと接続されている。
予熱部５は、蒸気供給ライン本体８Ａから供給される蒸気（ボイラ９が生成する蒸気）を用いて、液体材料を所定温度まで加熱する。所定温度とされた液体材料は、蒸発部７に供給される。
【００４６】
蒸発部７は、予熱部５、蒸気供給ライン８を構成する分岐ライン８Ｂ、及び凝縮部１１と接続されている。
蒸発部７は、分岐ライン８Ｂから供給される蒸気（ボイラ９が生成する蒸気）を用いて、液体材料を加熱することで、液体材料を蒸発させる。蒸発した液体材料は、凝縮部１１に供給される。
【００４７】
蒸気供給ライン８は、蒸気供給ライン本体８Ａと、分岐ライン８Ｂと、を有する。蒸気供給ライン本体８Ａの一端は、ボイラ９と接続されている。蒸気供給ライン本体８Ａの他端は、予熱部５と接続されている。蒸気供給ライン本体８Ａは、ボイラ９により生成された蒸気の一部を予熱部５に供給する。
【００４８】
分岐ライン８Ｂは、蒸気供給ライン本体８Ａから分岐されており、先端が蒸発部７と接続されている。分岐ライン８Ｂは、ボイラ９により生成された蒸気の残部を蒸発部７に供給する。
【００４９】
ボイラ９は、水と燃料を用いて、蒸気を生成する。ボイラ９の燃料としては、例えば、石炭、石油、天然ガス等の化石燃料が使用される。大量の蒸気を生成する場合、大量の水と大量の燃料が必要となる。
【００５０】
凝縮部１１は、ヒートポンプシステム３と接続されている。凝縮部１１は、ヒートポンプシステム３から供給される冷却水を用いて、蒸発した液体材料を凝縮させる。凝縮した液体材料は、図示していない処理装置（製品を生成する他の装置）に供給される。
【００５１】
ヒートポンプシステム３は、ヒートポンプ１４と、冷却水回収ライン１６と、第１のバッファタンク１８と、第１の冷却水供給ライン２１と、ポンプ２２，２９，４６と、ライン２４と、第２のバッファタンク２６と、第２の冷却水供給ライン２７と、温度検出部３２と、接続ライン３４と、バルブ３６と、制御部３８と、第１の熱源水供給ライン４１と、第２の熱源水供給ライン４２と、熱源水回収ライン４４と、ドレインライン４８と、を有する。
【００５２】
ヒートポンプ１４は、循環ライン５１と、冷媒調整弁５３と、低圧段膨張弁５４と、高圧段膨張弁５６と、低圧段圧縮機６１と、高圧段圧縮機６２と、ライン６４，６５と、凝縮器６６と、蒸発器６８と、を有する。
【００５３】
循環ライン５１は、冷媒が循環するラインである。冷媒としては、例えば、ＨＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）といった低圧冷媒を用いることが可能である。循環ライン５１は、循環ライン本体５１Ａと、分岐ライン５１Ｂと、を有する。
【００５４】
循環ライン本体５１Ａは、ループ状とされたラインである。循環ライン本体５１Ａには、低圧段圧縮機６１、凝縮器６６を構成する第１の凝縮部７１、及び蒸発器６８が設けられている。循環ライン本体５１Ａの一部は、第１の凝縮部７１及び蒸発器６８の内部を通過している。
【００５５】
分岐ライン５１Ｂは、第１の凝縮部７１と蒸発器６８との間から分岐されている。分岐ライン５１Ｂの先端は、第１の凝縮部７１と蒸発器６８との間であって、第１の凝縮部７１の近傍に位置する循環ライン本体５１Ａと接続されている。分岐ライン５１Ｂには、凝縮器６６を構成する第１の凝縮部７１、及び高圧段圧縮機６２が設けられている。
分岐ライン５１Ｂを流れる冷媒は、蒸発器６８の前段において、第１の凝縮部７１を通過した冷媒と合流し、蒸発器６８内に供給される。
【００５６】
冷媒調整弁５３は、分岐ライン５１Ｂの分岐位置と第１の凝縮部７１との間に位置する循環ライン本体５１Ａに設けられている。冷媒調整弁５３は、分岐ライン５１Ｂの分岐位置の前段を流れる冷媒の一部（低圧段圧縮機６１に圧縮された冷媒の一部）を抽気する際に抽気冷媒の流量を調整する。
【００５７】
低圧段膨張弁５４は、循環ライン本体５１Ａのうち、蒸発器６８の入口側に配置された部分に設けられている。低圧段膨張弁５４は、第１の凝縮部７１を通過した液冷媒、及び第２の凝縮部７２を通過した液冷媒を膨張させる。低圧段膨張弁５４としては、例えば、電動式の膨張弁を用いることが可能である。
【００５８】
高圧段膨張弁５６は、分岐ライン５１Ｂのうち、凝縮器６６を構成する第２の凝縮部７２の出口側に配置された部分に設けられている。高圧段膨張弁５６は、第２の凝縮部７２から導出された冷媒を膨張させる。高圧段膨張弁５６としては、例えば、電動式の膨張弁を用いることが可能である。
【００５９】
低圧段圧縮機６１は、循環ライン本体５１Ａのうち、分岐ライン５１Ｂの分岐位置と蒸発器６８との間に位置する部分に設けられている。低圧段圧縮機６１は、低圧段膨張弁５４により膨張された液冷媒を圧縮する。低圧段圧縮機６１としては、例えば、遠心式圧縮機を用いることが可能である。
【００６０】
高圧段圧縮機６２は、分岐ライン５１Ｂのうち、第２の凝縮部７２の前段に位置する部分に設けられている。高圧段圧縮機６２と低圧段圧縮機６１とは、直列に接続されている。高圧段圧縮機６２は、抽気されずに高圧段圧縮機６２に流入された冷媒を圧縮することで、高温高圧のガス冷媒を生成する。高圧段圧縮機６２は、低圧段圧縮機６１よりも高い圧力となるように冷媒を圧縮する。
【００６１】
なお、本実施形態では、一例として、２つの圧縮機（低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２）を用いた場合を例に挙げて説明したが、圧縮機の数は１つでもよい。
【００６２】
ライン６４は、一端が第１の冷却水供給ライン２１と接続されており、他端がライン２４と接続されている。ライン６４は、蒸発器６８内に配置されている。
ライン６４の入口側には、第１の冷却水供給ライン２１を通じて、化学プラント１の凝縮部１１から回収した冷却水（温度が上昇した冷却水）が導入される。この温度が上昇した冷却水は、ライン６４を流れる際に蒸発器６８内を通過する膨張した液冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、ライン６４の出口側から導出され、低圧段圧縮機６１に供給される。
【００６３】
ライン６５は、一端が熱源水回収ライン４４と接続されており、他端が第１の熱源水供給ライン４１と接続されている。ライン６５は、第１の凝縮部７１から第２の凝縮部７２に跨って配置されている。
ライン６５の一端には、熱源水回収ライン４４を介することで、化学プラント本体２を構成する予熱部５で使用され、温度が低下した熱源水が導入される。この熱源水は、第１の凝縮部７１を通過した後に、第２の凝縮部７２を通過し、その後、第１の熱源水供給ライン４１に導出される。
【００６４】
凝縮器６６は、カスケード接続された第１及び第２の凝縮部７１，７２を有する。第１及び第２の凝縮部７１，７２は、分離されている。
第１の凝縮部７１には、熱源水回収ライン４４を介することで、温度Ｔ１とされた熱源水が導入される。第１の凝縮部７１では、熱源水と抽気された冷媒とを熱交換させることで、圧縮された中間圧の冷媒を凝縮させる。
このとき、温度Ｔ１とされた熱源水は、圧縮された中間圧の冷媒により加温され、第２の凝縮部７２に供給される。温度Ｔ１としては、例えば、６０℃とすることが可能である。
【００６５】
第２の凝縮部７２では、高圧段圧縮機６２により圧縮された高温高圧のガス冷媒と第１の凝縮部７１を経由した熱源水とを熱交換させることで、高温高圧のガス冷媒を凝縮させる。
このとき、第１の凝縮部７１を経由した熱源水は、圧縮された高温高圧のガス冷媒により加温され、温度Ｔ２の熱源水として第１の熱源水供給ライン４１に導出される。温度Ｔ２としては、例えば、１６０℃とすることが可能である。
【００６６】
上述した直列接続された低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２と、互いに分離され、かつカスケード接続された第１及び第２の凝縮部７１，７２（複数の凝縮部）を含む凝縮器６６と、を備えることで、高圧段圧縮機６２の吐出冷媒だけでなく、低圧段圧縮機６１の吐出冷媒ガスからも熱源水の熱交換が可能となる。
これにより、高圧段圧縮機６２を通過する冷媒流量が減少するので、搬送動力の減少によって冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を向上させることができる。
【００６７】
また、上記構成とされたヒートポンプ１４では、サイクル効率が最大となる運転点と、低圧段圧縮機６１の効率と高圧段圧縮機６２の効率との合計である総効率が最大となる圧縮比の運転点と、を考慮して、ヒートポンプ効率が最大となるような運転を行うことで、さらなる高効率を実現することができる。
【００６８】
上述した第１及び第２の凝縮部７１，７２としては、例えば、シェルアンドチューブ型とされた熱交換器を用いることが可能である。
【００６９】
なお、図２では、凝縮器６６の一例として、２つの凝縮部よりなる凝縮器を例に挙げて説明したが、凝縮器６６は、３つ以上の凝縮部を備えていてもよいし、１つの凝縮部のみで構成してもよい。
【００７０】
蒸発器６８は、低圧段膨張弁５４と低圧段圧縮機６１との間に位置する循環ライン本体５１Ａに設けられている。
蒸発器６８では、低圧段膨張弁５４により膨張させられた液冷媒と第１のバッファタンク１８から供給された冷却水とを熱交換させることで、液冷媒を蒸発させる。蒸発させた液冷媒は、低圧段圧縮機６１に供給される。
【００７１】
冷却水回収ライン１６は、一端が凝縮部１１と接続されており、他端が第１のバッファタンク１８と接続されている。冷却水回収ライン１６は、凝縮部１１で使用し、温度が上昇した冷却水を第１のバッファタンク１８内に回収する。
【００７２】
第１のバッファタンク１８は、第１の冷却水供給ライン２１の一端と接続されている。第１のバッファタンク１８は、凝縮部１１から回収した冷却水を貯留する。
第１の冷却水供給ライン２１は、他端が蒸発器６８内に配置されたライン６４の入口側と接続されている。第１の冷却水供給ライン２１は、ライン６４を介することで、第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水を蒸発器６８に供給する。
【００７３】
このような構成とされた第１のバッファタンク１８及び第１の冷却水供給ライン２１を有することで、液体材料から生成される製品の製造量に依存することなく、蒸発器６８に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となる。これにより、化学プラント１を安定して稼働させることができる。
【００７４】
ポンプ２２は、第１の冷却水供給ライン２１に設けられている。ポンプ２２は、第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水をライン６４内に送液する。
【００７５】
ライン２４は、一端がライン６４の出口側と接続されており、他端が第２のバッファタンク２６と接続されている。ライン２４は、蒸発器６８で冷媒の蒸発に寄与した冷却水を第２のバッファタンク２６内に回収する。
【００７６】
第２のバッファタンク２６は、ライン２４を介することで、蒸発器６８を通過した冷却水を貯留する。第２のバッファタンク２６内に貯留された冷却水の温度は、第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水の温度よりも低い。
【００７７】
第２の冷却水供給ライン２７は、一端が第２のバッファタンク２６と接続されており、他端が凝縮部１１と接続されている。第２の冷却水供給ライン２７は、凝縮部１１に第２のバッファタンク２６内に貯留された冷却水を凝縮部１１内に供給する。
凝縮部１１では、第２の冷却水供給ライン２７を介することで供給された冷却水を用いて、液体材料の凝縮処理を行う。そして、液体材料の凝縮に寄与し、温度が上昇した冷却水は、冷却水回収ライン１６内に導出される。
【００７８】
このような構成とされた第２のバッファタンク２６及び第２の冷却水供給ライン２７を有することで、液体材料から生成される製品の製造量に依存することなく、凝縮部１１に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となる。これにより、化学プラント１を安定して稼働させることができる。
【００７９】
ポンプ２９は、第２の冷却水供給ライン２７に設けられている。ポンプ２９は、第２のバッファタンク２６内に貯留された冷却水を凝縮部１１に送液する。
【００８０】
温度検出部３２は、第２の冷却水供給ライン２７に設けられている。温度検出部３２は、第２の冷却水供給ライン２７を流れる冷却水の温度を検出する。温度検出部３２は、制御部３８と電気的に接続されている。温度検出部３２は、検出した冷却水の温度に関するデータを制御部３８に送信する。温度検出部３２としては、例えば、温度センサを用いることが可能である。
【００８１】
接続ライン３４は、第１のバッファタンク１８と第２のバッファタンク２６とを接続している。接続ライン３４は、第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水を第２のバッファタンク２６内に導入する。
【００８２】
バルブ３６は、接続ライン３４に設けられている。バルブ３６は、制御部３８と電気的に接続されている。バルブ３６の開閉状態は、制御部３８により制御される。
【００８３】
制御部３８は、温度検出部３２が検出した冷却水の温度が所定温度よりも低い場合、バルブ３６の開閉状態を制御して、温度検出部３２が検出する冷却水の温度を所定温度にする。
【００８４】
このような構成とされた接続ライン３４、温度検出部３２、及び制御部３８を有することで、凝縮部１１に供給する冷却水の温度が所定温度よりも高い場合、凝縮部１１に供給する冷却水の温度が所定温度となるように、第２のバッファタンク２６内に第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水を導入させることが可能となる。これにより、凝縮部１１に供給する冷却水の温度を一定の温度にすることができる。
【００８５】
第１の熱源水供給ライン４１は、一端がライン６５の出口側と接続されており、他端が蒸発部７と接続されている。第１の熱源水供給ライン４１は、凝縮器６６を通過することで加温され、温度Ｔ２とされた熱源水を蒸発部７に供給する。
蒸発部７では、第１の熱源水供給ライン４１から供給された熱源水と、ボイラ９が生成した蒸気と、を用いて予熱された液体材料を蒸発させる。
【００８６】
上述した蒸発器６８と、蒸発器６８を通過した冷媒を圧縮する低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２と、低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２を通過した冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器６６と、凝縮器６６を通過した熱源水を蒸発部７に供給する第１の熱源水供給ライン４１を有することで、化学プラント本体２の凝縮部１１の排熱を利用して、高温（例えば、１６０℃）とされた熱源水を化学プラント本体２の蒸発部７に供給することが可能となる。
【００８７】
これにより、蒸発部７において、高温の熱源水を用いて液体材料を蒸発させることが可能となるので、ボイラ９の蒸気のみで液体材料を蒸発させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
【００８８】
このように、蒸気の量が少なくなることで、ボイラ９の燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量が少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減でき、かつランニングコストを低減することができる。
【００８９】
第２の熱源水供給ライン４２は、一端が蒸発部７と接続され、他端が予熱部５と接続されている。第２の熱源水供給ライン４２は、蒸発部７を通過した少なくとも一部の熱源水（温度が低下した熱源水）を予熱部５に供給する。
【００９０】
このような構成とされた第２の熱源水供給ライン４２を有することで、蒸発部７で使用された熱源水を予熱部５で再利用することが可能となる。これにより、ボイラ９から予熱部５に供給する蒸気の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減でき、かつランニングコストを低減することができる。
【００９１】
熱源水回収ライン４４は、一端が予熱部５と接続されており、他端がライン６５の入口側と接続されている。熱源水回収ライン４４は、予熱部５を通過した熱源水を凝縮器６６に供給する。上記構成とされた熱源水回収ライン４４を有することで、熱源水を循環させることができる。
【００９２】
ポンプ４６は、熱源水回収ライン４４に設けられている。ポンプ４６は、予熱部５で使用され、温度が低下した熱源水を凝縮器６６内に配置されたライン６５内に供給する。上記構成とされた熱源水回収ラインを有することで、熱源水を循環させることができる。
【００９３】
ドレインライン４８は、一端が蒸発部７と接続されている。ドレインライン４８は、蒸発部７で使用された蒸気の一部を排出するためのラインである。
【００９４】
本実施形態の化学プラント１によれば、冷媒を蒸発させる蒸発器６８と、蒸発器６８を通過した冷媒を圧縮する低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２と、低圧段圧縮機６１及び高圧段圧縮機６２を通過した冷媒と熱源水とを熱交換させる凝縮器６６と、凝縮器６６を通過した熱源水を蒸発部７に供給する第１の熱源水供給ライン４１を有することで、化学プラント本体２の凝縮部１１の排熱を利用して、高温（例えば、１６０℃）とされた熱源水を生成し、生成した高温の熱源水を蒸発部７に供給することが可能となる。
【００９５】
これにより、蒸発部７において、高温の熱源水を用いて液体材料を蒸発させることが可能となるので、ボイラ９の蒸気のみで液体材料を蒸発させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
【００９６】
このように、蒸気の量が少なくなることで、ボイラ９の燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量が少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。
【００９７】
次に、図１〜図３を参照して、図１に示す化学プラント１を用いた本実施形態の液体材料の蒸留方法について説明する。
【００９８】
図３に示す液体材料の蒸留処理が開始されると、Ｓ１では、液体材料供給部４から予熱部５に液体材料（製品を製造するための原料）を供給する（液体材料供給工程）。
【００９９】
次いで、Ｓ２では、予熱部５により、液体材料供給部４から供給された液体材料が予熱される（予熱工程）。
化学プラント１の可動初期段階には、ボイラ９により生成された蒸気のみを用いて液体材料の予熱を行う。
【０１００】
一方、Ｓ５で熱源水加温工程が行われ、かつＳ６にて製品の処理を終了しないと判定（Ｎｏ判定）されると、予熱部５には、ボイラ９により生成された蒸気だけでなく、第２の熱源水供給ライン４２により蒸発部７で使用された熱源水が供給される。
【０１０１】
したがって、化学プラント１の可動初期段階以降の予熱工程では、ボイラ９により生成された蒸気、及び蒸発部７で使用された熱源水を用いて、液体材料の予熱が行われる。予熱工程において、予熱された液体材料は、蒸発部７に供給される。
【０１０２】
上述したように、ボイラ９により生成された蒸気、及び蒸発部７で使用された熱源水を用いて、液体材料の予熱を行うことで、ボイラ９の蒸気のみを用いて予熱工程を行う場合と比較して、ボイラ９が使用する化石燃料及び水を少なくすることが可能となる。これにより、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。
【０１０３】
また、予熱工程で使用された熱源水は、熱源水回収ライン４４により凝縮器６６の入口側（第１の凝縮部７１）に導入される。このときの熱源水の温度Ｔ１は、例えば、６０℃とすることが可能である。
このように、液体材料の予熱に使用されることで温度が低下した熱源水を凝縮器６６に供給することで、凝縮器６６により、再度、熱源水の温度を高温にすることができる。
【０１０４】
次いで、Ｓ３では、蒸発部７により、予熱された液体材料を蒸発させる（蒸発工程）。化学プラント１の可動初期段階には、ボイラ９により生成された蒸気のみを用いて液体材料を蒸発させる。
【０１０５】
一方、Ｓ５で熱源水加温工程が行われ、かつＳ６にて製品の処理を終了しないと判定（Ｎｏ判定）されると、蒸発部７には、ボイラ９により生成された蒸気だけでなく、凝縮部１１の排熱を利用して、ヒートポンプ１４で生成された高温の熱源水（温度Ｔ２とされた熱源水）が供給される。
高温の熱源水は、第１の熱源水供給ライン４１を介することで蒸発部７に供給される。高温とされた熱源水の温度Ｔ２は、例えば、１６０℃とすることが可能である。
【０１０６】
したがって、化学プラント１の可動初期段階以降の蒸発工程では、ボイラ９により生成された蒸気、及びヒートポンプ１４で生成された高温の熱源水を用いて、予熱された液体材料の蒸発処理が行われる。その後、蒸発した液体材料は、凝縮部１１に供給される。
【０１０７】
上述したように、ボイラ９により生成された蒸気、及びヒートポンプ１４で生成された高温の熱源水を用いて、液体材料を蒸発させることで、ボイラ９の蒸気のみを用いて蒸発工程を行う場合と比較して、ボイラ９が使用する化石燃料及び水を少なくすることが可能となる。
【０１０８】
これにより、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。また、凝縮部１１の排熱を利用して、高温の熱源水を生成することで、凝縮部１１の排熱を有効活用することができる。
【０１０９】
本実施形態の液体材料の蒸留方法では、互いに分離され、かつカスケード接続された複数の凝縮部（本実施形態の場合、第１及び第２の凝縮部７１，７２）を含む凝縮器６６を用いるとよい。
このような構成とされた凝縮器６６を用いることで、段階的に冷媒を凝縮させることが可能（段階的に熱源水を加温することが可能）となるので、ヒートポンプ１４の効率を高めることが可能となる。これにより、化学プラント１全体の効率を高めることができる。
【０１１０】
本実施形態の液体材料の蒸留方法において、液体材料の予熱に使用され、かつ凝縮器６６の入口側に導入される熱源水の温度Ｔ１と、凝縮器６６の出口側から導出される加温された熱源水の温度Ｔ２と、の差は、例えば、１０℃以上にすることが好ましい。
【０１１１】
例えば、凝縮器６６の入口側に導入される熱源水の温度Ｔ１と凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度Ｔ２との差が１０℃よりも小さいと、ヒートポンプ１４の凝縮器６６に導入する冷却水の流量を増加させる必要がある。この場合、ポンプ４６の搬送能力を大きくする必要がある。
【０１１２】
一方、凝縮器６６の入口側に導入される熱源水の温度Ｔ１と凝縮器の出口側から導出される加温された熱源水の温度Ｔ２との差が１０℃以上になると、ヒートポンプ１４の凝縮器に導入する冷却水の流量を少なくすることが可能となる。この場合、ポンプ４６の搬送能力を小さくすることが可能となるので、ヒートポンプ１４の効率を向上させることができる。
【０１１３】
さらに、凝縮器６６の入口側に導入される熱源水の温度Ｔ１と、凝縮器６６の出口側から導出される加温された熱源水の温度Ｔ２と、の差を１０℃以上にするとともに、凝縮器６６を複数の凝縮部で構成することで、凝縮器一台当たりの熱交換器を小型化でき、分配不良等の積層枚数が多いことに起因する性能低下を防止できるとともに、該熱交換器の高圧設計を容易に行うことができる。
【０１１４】
次いで、Ｓ４では、凝縮部１１において、蒸発器６８で冷媒と熱交換した冷却水を用いて、蒸発した液体材料を凝縮させる（凝縮工程）。
このとき、蒸発器６８から導出された冷却水を第２のバッファタンク２６内に貯留し、第２のバッファタンク２６内に貯留された冷却水を凝縮部１１に供給するとよい。
【０１１５】
このように、蒸発器６８から凝縮部１１に直接冷却水を供給するのではなく、第２のバッファタンク２６に貯留された冷却水を凝縮部１１に供給することで、製品の製造量に依存することなく、凝縮部１１に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となるので、化学プラントを安定して稼働させることができる。
【０１１６】
また、温度検出部３２は検出する冷却水の温度が所定温度よりも低い場合、制御部３８により、バルブ３６の開閉状態を調節して、凝縮部１１に供給する冷却水の温度が所定温度となるように、第２のバッファタンク２６内に第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水を導入させてもよい。
【０１１７】
このように、凝縮部１１に供給する冷却水の温度が所定温度となるように、第２のバッファタンク２６内に第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水（第２のバッファタンク２６内の冷却水よりも高い温度とされた冷却水）を導入させることで、凝縮部１１に供給する冷却水の温度を一定の温度にすることができる。
【０１１８】
次いで、Ｓ５では、熱源水を加温する熱源水加温工程が行われる。熱源水加温工程では、凝縮工程で使用され、かつ温度が上昇した冷却水は、冷却水回収ライン１６を介することで第１のバッファタンク１８内に貯留される。
【０１１９】
第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水は、第１の冷却水供給ライン２１によりライン６４に導入される。ライン６４に導入された冷却水は、蒸発器６８において、低圧段膨張弁５４により膨張された冷媒と熱交換することで、温度が低下する。温度が低下した冷却水は、ライン２４を介することで第２のバッファタンク２６内に貯留される。
【０１２０】
上述したように、第１のバッファタンク１８内に貯留された冷却水を蒸発器６８に供給することで、製品の製造量に依存することなく、蒸発器６８に供給する冷却水の温度及び供給量を一定にすることが可能となるので、化学プラント１を安定して稼働させることができる。
【０１２１】
蒸発器６８を通過後、低圧段圧縮機６１または高圧段圧縮機６２を通過した冷媒は、凝縮器６６に供給される。
凝縮器６６では、低圧段圧縮機６１または高圧段圧縮機６２を通過した冷媒と熱源水とを熱交換させて温度Ｔ２となるように熱源水を加温する。温度Ｔ２とされた熱源水は、第１の熱源水供給ライン４１を介することで、蒸発部７に供給される。
【０１２２】
次いで、Ｓ６では、液体材料の蒸留処理を終了するか否かの判定が行われる。Ｓ６において、液体材料の蒸留処理を終了しないと判定（Ｎｏ判定）されると、処理は、Ｓ１に戻り、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の処理が順次行われる。
【０１２３】
Ｓ６において、液体材料の蒸留処理を終了すると判定（Ｙｅｓ判定）されると、図３に示す処理は、終了する。
【０１２４】
本実施形態の液体材料の蒸留方法によれば、液体材料の冷却により温度が上昇した冷却水をヒートポンプ１４の蒸発器６８に供給し、蒸発器６８で冷却水とヒートポンプ１４内を循環する冷媒とを熱交換させ、その後、ヒートポンプ１４の凝縮器６６において熱交換した冷媒と熱源水とを熱交換させることで、凝縮部１１の排熱を利用して、高温（例えば、１６０以上の温度）の熱源水を生成することが可能となる。
【０１２５】
そして、蒸気、及び高温の熱源水を用いて、蒸発部７で液体材料を蒸発させることで、ボイラ９の蒸気のみで液体材料を蒸発させる場合と比較して、蒸気の量を少なくすることが可能となる。
【０１２６】
このように、蒸気の量を少なくすることで、ボイラ９の燃料（石炭、石油、天然ガス等の化石燃料）、及び蒸気となる水の量を少なくすることが可能となるので、ＣＯ２を削減できるとともに、ランニングコストを低減することができる。
【０１２７】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１…化学プラント、２…化学プラント本体、３…ヒートポンプシステム、４…液体材料供給部、５…予熱部、７…蒸発部、８…蒸気供給ライン、８Ａ…蒸気供給ライン本体、８Ｂ，５１Ｂ…分岐ライン、９…ボイラ、１１…凝縮部、１４…ヒートポンプ、１６…冷却水回収ライン、１８…第１のバッファタンク、２１…第１の冷却水供給ライン、２２，２９，４６…ポンプ、２４，６４，６５…ライン、２６…第２のバッファタンク、２７…第２の冷却水供給ライン、３２…温度検出部、３４…接続ライン、３６…バルブ、３８…制御部、４１…第１の熱源水供給ライン、４２…第２の熱源水供給ライン、４４…熱源水回収ライン、４８…ドレインライン、５１…循環ライン、５１Ａ…循環ライン本体、５３…冷媒調整弁、５４…低圧段膨張弁、５６…高圧段膨張弁、６１…低圧段圧縮機、６２…高圧段圧縮機、６６…凝縮器、６８…蒸発器、７１…第１の凝縮部、７２…第２の凝縮部、Ｔ１，Ｔ２温度
【図１】
2019000807.tif 000003
【図２】
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【図３】
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