(57)【要約】【課題】電力消費量が少なくランニングコストが低いコークス炉ガスからの軽油の回収方法を提供する。【解決手段】コークス炉ガスに吸収油を接触させてコークス炉ガス中の軽油を吸収油に吸収させ、軽油を含有する吸収油である含軽油吸収油を得る。この含軽油吸収油を、ルーツ式真空ポンプで圧力が制御される蒸留塔で減圧蒸留して、含軽油吸収油から軽油を回収する。減圧蒸留は、ルーツ式真空ポンプ内に真空吸引される気体中に含まれる夾雑物を洗い流す洗浄液をルーツ式真空ポンプ内に注入しながら行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収油を用いてコークス炉ガスから軽油を回収する方法であって、コークス炉ガスに吸収油を接触させて前記コークス炉ガス中の軽油を前記吸収油に吸収させ、前記軽油を含有する吸収油である含軽油吸収油を得て、ルーツ式真空ポンプで圧力が制御される蒸留塔で前記含軽油吸収油を減圧蒸留して、前記含軽油吸収油から前記軽油を回収することを特徴とするコークス炉ガスからの軽油の回収方法。
【請求項２】
前記ルーツ式真空ポンプ内に真空吸引される気体中に含まれる夾雑物を洗い流す洗浄液を前記ルーツ式真空ポンプ内に注入しながら、前記減圧蒸留を行うことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉ガスからの軽油の回収方法。
【請求項３】
前記洗浄液の温度を５０℃以上９０℃以下に制御することを特徴とする請求項２に記載のコークス炉ガスからの軽油の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉ガス中に含まれる軽油を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所においては、コークス炉から発生するコークス炉ガスをコークス炉ガス精製工程において精製して、燃料として利用している。このコークス炉ガス精製工程においては、コークス炉ガス中に含有される軽油（例えば、ベンゼン，トルエン，キシレンを主成分とする混合物）は、有価物としてコークス炉ガスから取り出して回収している。この軽油の取り出しは、軽油を含有するコークス炉ガスに吸収油を接触させることによって行っている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
コークス炉ガスから軽油を回収する軽油回収設備は、軽油を含有するコークス炉ガスに吸収油を接触させて軽油を吸収油に吸収させる吸収塔と、軽油を吸収した吸収油（以下、含軽油吸収油と記すこともある）を減圧蒸留することによって軽油と軽油をほぼ含有しない吸収油（以下、脱軽油吸収油と記すこともある）とに分離する蒸留塔と、吸収塔及び蒸留塔の付帯設備と、で構成される。
【０００４】
蒸留塔の代表的な付帯設備としては、含軽油吸収油を予熱する熱交換機及び加熱炉、吸収油及び軽油を移送するポンプ、吸収油から駆出された軽油の蒸気を冷却凝縮させる凝縮機、蒸留塔内の圧力を制御する真空ポンプがある。
そして、この真空ポンプとしては、従来は、水封式の真空ポンプが用いられる場合が多かった。これは、軽油の蒸気に同伴されて真空ポンプ内に侵入する吸収油中の微量成分を、封水によって洗い流すためである。この洗浄を行わないと、真空ポンプ及びその排気管の内部に吸収油中の微量成分が析出し、閉塞を起こすおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５２１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水封式の真空ポンプは消費電力が大きく、ランニングコストが大きいという問題点を有していた。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、電力消費量が少なくランニングコストが低いコークス炉ガスからの軽油の回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の態様は、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係るコークス炉ガスからの軽油の回収方法は、吸収油を用いてコークス炉ガスから軽油を回収する方法であって、コークス炉ガスに吸収油を接触させて前記コークス炉ガス中の軽油を前記吸収油に吸収させ、前記軽油を含有する吸収油である含軽油吸収油を得て、ルーツ式真空ポンプで圧力が制御される蒸留塔で前記含軽油吸収油を減圧蒸留して、前記含軽油吸収油から前記軽油を回収することを特徴とする。
このコークス炉ガスからの軽油の回収方法においては、前記ルーツ式真空ポンプ内に真空吸引される気体中に含まれる夾雑物を洗い流す洗浄液を前記ルーツ式真空ポンプ内に注入しながら、前記減圧蒸留を行ってもよい。
また、前記洗浄液の温度を５０℃以上９０℃以下に制御してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコークス炉ガスからの軽油の回収方法は、電力消費量が少なくランニングコストが低い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のコークス炉ガスからの軽油の回収方法を実施する軽油回収設備を示すフローシートである。
【図２】図１の軽油回収設備が備えるルーツ式真空ポンプ及びその周辺の付帯設備を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るコークス炉ガスからの軽油の回収方法の実施の形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１の軽油回収設備は、軽油を含有するコークス炉ガスに吸収油を接触させて軽油を吸収油に吸収させる吸収塔１と、吸収塔１において得られた含軽油吸収油を減圧蒸留し軽油を回収する蒸留塔３と、蒸留塔３内の圧力を制御する真空ポンプ５と、蒸留塔３の塔頂部から駆出される蒸気を冷却凝縮させて軽油及び水分を回収する冷却コンデンサー７と、回収された軽油が送られる還流タンク９と、を備えている。
【００１１】
なお、吸収塔１の種類は特に限定されるものではないが、例えば、塔頂部から吸収油をスプレーしてコークス炉ガスと接触させるスプレー式の吸収塔や、塔内に接触材の充填層を形成し、その上部から吸収油を流下させて接触材の表面でコークス炉ガスと接触させる充填式の吸収塔をあげることができる。また、蒸留塔３の種類は特に限定されるものではないが、例えば、塔内に充填物を装填した充填塔や、塔内に複数の棚板を備える棚段塔をあげることができる。さらに、吸収油の種類は特に限定されるものではないが、例えば、クレオソート油，アントラセン油等の比較的重質な芳香族系油の混合物や、石油系ストローオイルをあげることができる。
【００１２】
次に、このような軽油回収設備を用いてコークス炉ガスから軽油を回収する方法を説明する。まず、軽油を含有するコークス炉ガス及び吸収油を吸収塔１に導入し、コークス炉ガスに吸収油を接触させて、コークス炉ガス中の軽油を吸収油に吸収させる（吸収工程）。すると、軽油をほぼ含有しない精製コークス炉ガスと、含軽油吸収油とが得られるので、吸収塔１の塔頂部から精製コークス炉ガスを回収するとともに、吸収塔１の塔底部から含軽油吸収油を抜き出す。
【００１３】
抜き出された含軽油吸収油は、移送ポンプ１０により送液されて、液液熱交換器１２において予熱された後に加熱炉１４に至り、さらに高温に加熱される（加熱工程）。液液熱交換器１２において含軽油吸収油を予熱することにより、加熱炉１４での燃料消費量を抑えることができる。この加熱炉１４の熱源としては、コークス炉ガスが用いられることが多いが、その場合には、吸収塔１で得られた精製コークス炉ガスを用いてもよい。また、液液熱交換器１２においては、後述する脱軽油吸収油との熱交換によって含軽油吸収油を予熱してもよい。
【００１４】
次に、加熱された含軽油吸収油は、真空ポンプ５により減圧された蒸留塔３に導入される。そして、駆出剤である水蒸気を蒸留塔３の塔底部から導入しつつ加熱することにより減圧蒸留を行うと、軽油及び水分を含む蒸気が蒸留塔３の塔頂部から留出する（蒸留工程）。上記のように水蒸気を蒸留塔３に導入することにより、駆出効率を高めることができる。
真空ポンプ５としては、ルーツ式真空ポンプを使用する。ルーツ式真空ポンプは、別名メカニカルブースターポンプとも呼ばれており、ケーシング内に設けられた複数個のマユ型ロータが、その軸端の駆動ギアにより互いに反対方向に同期回転するようになっている。真空ポンプ５の吸気口から内部に入った気体は、ケーシングとロータとの間の空間に閉じ込められ、ロータの回転で排気口側に排出される。
【００１５】
なお、真空ポンプ５の負荷を低減するために、蒸留塔３の上流側に脱ガス塔１６を設置して、脱ガス塔１６において、含軽油吸収油中の非凝縮性ガスを水分及び低沸点成分とともに除去することが好ましい。図１の軽油回収設備の例においては、脱ガス塔１６は液液熱交換器１２と加熱炉１４の間に設置されている。ただし、加熱炉１４と蒸留塔３の間に設置してもよい。
【００１６】
液液熱交換器１２で予熱された含軽油吸収油は脱ガス塔１６に送られ、脱水及び脱ガスが行われる（脱ガス工程）。脱ガス塔１６で含軽油吸収油から離脱された軽油及び非凝縮性ガスを含む可燃性の離脱ガスは、冷却コンデンサー１８を経由して還流タンク９へ送られる。
軽油が脱離して軽油をほぼ含有しない状態となった脱軽油吸収油は、蒸留塔３の塔底部に残るので、蒸留塔３の塔底部から抜き出され移送ポンプ２０により吸収塔１に送られ、コークス炉ガスからの軽油の吸収に再利用される。このとき、脱軽油吸収油は、前述したように液液熱交換器１２を経由して吸収塔１に送られ、液液熱交換器１２において含軽油吸収油の予熱に使用されると同時に、脱軽油吸収油は冷却される。
【００１７】
一方、蒸留塔３の塔頂部から留出した蒸気は、冷却コンデンサー７で冷却凝縮されて液状となり、還流タンク９に送られる（移送工程）。還流タンク９中で水分が分離除去され、残った粗軽油は還流ポンプ２２により還流タンク９から抜き出される。抜き出された粗軽油の一部は製品粗軽油として回収され、残部は蒸留塔３の塔頂温度の制御のため還流として再び蒸留塔３の塔頂部に戻される。なお、冷却コンデンサー７には真空ポンプ５の吸気管が接続されており、冷却コンデンサー７において凝縮しきれなかったガス成分が真空ポンプ５によって吸引されるようになっている。
【００１８】
本実施形態の軽油回収設備においては、蒸留塔３内の圧力を制御する真空ポンプ５としてルーツ式真空ポンプを用いているが、ルーツ式真空ポンプは水封式真空ポンプよりも消費電力が小さい。よって、本実施形態の軽油回収設備を用いれば、少ない電力消費量且つ低いランニングコストで、コークス炉ガスから軽油を回収することができる。
ただし、減圧蒸留時に真空ポンプ５に真空吸引される気体中には、夾雑物が含まれている場合がある。例えば、吸収油中には微量成分が含まれているので、前記微量成分が軽油の蒸気に同伴されて真空ポンプ５内に侵入するおそれがある。そして、前記微量成分が真空ポンプ５及びその排気管の内部において析出し、閉塞を起こすおそれがある。前記微量成分としては、鉄、シアン、硫酸塩などの水溶性の物質と、鉄錆、重質油などの非水溶性の物質とがある。
【００１９】
よって、真空ポンプ５やその排気管の閉塞を防ぐために、真空ポンプ５に真空吸引される気体中に含まれている夾雑物を洗い流す洗浄液（例えば洗浄水、洗浄油）を、例えば吸気管を介して真空ポンプ５内に注入しながら減圧蒸留を行うことが好ましい。例えば洗浄水を真空ポンプ５内に注入しながら減圧蒸留を行えば（図２を参照）、鉄、シアン、硫酸塩などの水溶性の物質は洗浄水に溶解し、また、鉄錆、重質油などの非水溶性の物質は洗浄水に同伴し、例えば排水管を介して系外に排出される。
【００２０】
したがって、洗浄液を真空ポンプ５内に注入しながら減圧蒸留を行えば、真空ポンプ５に真空吸引される気体中に閉塞性の夾雑物が含まれていたとしても、真空ポンプ５やその排気管の閉塞を防止することができる。
【００２１】
また、真空となっている真空ポンプ５内で洗浄液が一部蒸発することによる凍結を防ぐことが好ましい。凍結を防ぐためには、洗浄液が水である場合は、その温度を５０℃以上９０℃以下に制御することが好ましく、５０℃以上８０℃以下に制御することがより好ましい。本実施形態の軽油回収設備においては、図２から分かるように、室温の洗浄水（例えば工水）にスチームを導入する直接加熱により、洗浄水の温度制御を行っている。ただし、温度制御が可能であれば、ヒーターによる加熱など、他の加熱方法を採用することも可能である。
洗浄液の注入量は０．２Ｌ／ｍｉｎ以上１．０Ｌ／ｍｉｎ以下に制御することが好ましい。注入量が少なすぎると、十分な洗浄効果が得られないおそれがあり、多すぎると、真空ポンプ５に過負荷がかかるおそれがある。
また、洗浄水の温度が７０〜９０℃と高めである場合には、注入量を０．２Ｌ／ｍｉｎ以上０．５Ｌ／ｍｉｎ以下と少なめにすることができる。
【００２２】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。図１の軽油回収設備において、真空ポンプ５としてルーツ式真空ポンプを用い、ルーツ式真空ポンプ内に洗浄水を注入しながら減圧蒸留を行った実施例１，２と、真空ポンプ５として水封式真空ポンプを用いて減圧蒸留を行った比較例１とで、コークス炉ガスからの軽油の回収結果を比較した。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１から分かるように、実施例１，２は、真空ポンプの排気速度が比較例１と同程度であるにもかかわらず、消費電力は比較例の５０％程度であった。
【符号の説明】
【００２５】
１      吸収塔
３      蒸留塔
５      真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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