KR900008691B1 - 스틸렌류의 증류방법 - Google Patents

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스틸렌류의 증류방법

제1도는 본 발명의 실시의 일예에 관한 히트펌프 방식에 의한 스틸렌류의 증류방법을 나타낸 플로우시트이다.

이 발명은 히트펌프 방식에 의한 스틸렌류의 증류방법에 관한 것이다. 증류에서는 액을 증발시키기 위한 열량과 증발한 증기를 응축시키기 위한 냉각이 필요하게 된다. 그리고 통상 이 증발과 응축의 열량은 거의 동일한 크기로 되어 있으며, 특히 증류 조작의 효율을 높이기 위하여, 증발에 요하는 열량의 저감이 중요하다.

이들 증류탑에서 사용하는 열량을 저감하는 방법으로서 히트펌프 방식에 의한 증류 방법이 알려져 있다(미국특허 제4,056,444호 명세서, 일본 특개소 52-111, 466호 공보, 동 특공소 54-39,236호 공보와 동 특공소 54-39.275호 공보). 이 증류방법은 증류탑의 탑정으로부터 배출되는 저비점 성분의 증기를 압축기에 의하여 단열 압축하여 승온시키고, 그 증기의 잠열을 증류탑 리보일러의 열원으로서 이용하는 것으로서, 외부로부터 소량의 에너지를 가함으로써 탑정 증기를 열공급원으로서 이용할 수가 있다. 그러므로 이 증류방법은 통상의 증류시스템에 비하여, 열 경제면에서 극히 유용한 증류방법이라 할 수 있다.

그런데, 스틸렌, 비닐톨루엔류, α-메틸스틸렌 등의 스틸렌류는, 에틸벤젠, 에틸톨루엔류, 큐멘등의 대응하는 에틸벤젠류의 탈수소에 의하여 제조되는데, 이 탈수소유(조제 스틸렌류)는 생성한 스틸렌류나 미반응 에틸벤젠류를 주체로 하는 것으로서, 소량의 벤젠, 톨루엔등의 경질분이나 스틸렌류가 일부 중합한 중질분을 함유하는 소위 다 성분계 혼합물이다. 따라서 스틸렌류의 제조에 있어서는 상기 탈수소유로부터 상기경질분이나 중질분을 분리 제거함이 필요하게 되며, 그 방법으로서, 복수의 증류탑을 사용하는 증류 분리법이 채용되고 있다.

그러나, 스틸렌류와 에틸벤젠류는 그 비점이 서로 접근하여 있으며, 예를들면 스틸렌과 에틴벤젠의 경우에는 대기압하에 있어 전자으 비점이 145.2℃이며, 후자의 비점이 136.2℃로서, 그 사이의 비점차는 9.0℃에 불과하다. 따라서, 스틸렌류와 에틸벤젠류를 증류에 의하여 분리하기 위하여는 높은 증류 효율이 필요하게 되므로, 증류탑의 단수나 환류비를 크게할 필요가 있다. 그러므로 스틸렌류의 증류에 상요하는 증류탑에 대하여는, 그것이 단탑일 경우에는 60단에서 100단 정도까지의 트레이가 조입됨이 일반적이며, 또 그 환류비도 10전후로서 상당히 크게함이 일반적이며, 탑정-탑저 사이의 압력차도 커져서 90-250mmHg로 된다. 그러므로 이와같은 증류탑에 있어서는, 열원으로서 공급할 에너지가 크다는 문제점이 있다.

이 스틸렌류의 증류방법으로서 상기 히트펌프 방식에 의한 증류 방법을 채용함이 바람직한데, 증류탑에 있어의 탑정온도와 탑저온도와의 사이의 온도차가 커지면 저비점 성분의 증기의 압축비를 크게하여야 할 필요가 있으므로 근사한 비점을 갖는 성분을 함유하고 그리고 중합성이 있는 스틸렌류의 증류에는 이 히트펌프 방식에 의한 증류방법을 채용할 수가 없다고 생각되어 왔다.

본 발명의 목적은 히트 펌프 방식에 의한 증류방법은 스틸렌류 제조공정에서 얻어진 다성분계 혼합물인 스틸렌류 혼합물의 증류에 적용하며, 안정적으로 운전할 수가 있는 증류방법을 제공함에 있다.

또 본 발명의 다른 목적은 공급액의 성분 조성의 변동 또는 계내의 조건변화에 의한 히트발런스의 변동등에 대한 증류탑의 응답성을 개선하고, 공급액의 성분조성의 변동에 증류탑이 충분히 추종할 수 있도록 제어하여, 스틸렌류의 증류에 적용 가능한 히트펌프 방식에 의한 증류방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 이 히트펌프 방식에 의한 증류방법에 있어 그 증류 개시시에 일어나기 쉬운 여러 가지의 문제점, 예를들면 증류계가 안정하기까지에 장시간을 요하는 점, 이 사이에 증류하여 얻어진 성분의 순도가 저하는 점, 기기의 오손이나 폐색등의 트러블이 발생하는 점, 압축기의 임펠러 트러블등이 발생하는 등을 해결하여, 스틸렌류의 증류에 적용 가능한 히트펌프 방식에 의한 증류방법을 제공함에 있다.

즉, 본 발명은 에틸벤젠류를 탈수소하여 얻어진 스틸렌류 혼합물을 증류하여, 스틸렌류와 에틸벤젠류을 분리함에 있어, 감압계에 의하여 운전되는 충전탑 형식의 증류탑의 중간부에 상기 스틸렌류 혼합물을 도입하고, 상기 증류탑의 탑정으로부터 에틸벤젠류를 주체로 하는 저비점 성분 증기를 빼냄과 동시에 탑저로부터는 스틸렌류를 주체로 하는 고비점 성분액을 빼내고, 상기 저비점 성분증기의 일부 또는 전부를 압축기에 유도하여 단열압축함으로써, 승온시킨후 증류탑의 리보일러에 유도하고 일부 또는 전부를 응축시킴으로써 상기 리보일러의 가열원으로서 사용하며, 이어서 응축한 저비점 성분 또는 이와 미응축 증기의 일부를 중류탑 순환라인에 되돌리고 잔여는 증류계로부터 배출시키는 스틸렌류의 증류방법이다.

본 발명이 적용되는 스틸렌류 혼합물은 에틸벤젠류를 탈수소하여 얻어진 것으로서, 생성한 스틸렌류와 미반응 에틸벤젠류을 주성분으로 한 것으로서, 경우에 따라서 소량의 벤젠, 톨루엔 등의 경질분, 스틸렌류가 일부 중합한 중질분과 증류분리 과정에서의 중합을 억제하기 위하여 첨가되는 중합금지제등 또는 수분, 공기, 질소 등을 함유한다. 이 스틸렌류 혼합물로서는 통상의 스팀에 의한 탈수소에 의하여 얻어진 탈수소유 뿐아니라, 기상 또는 액상에 의한 산화탈수소에 의하여 얻어진 것도 포함된다. 그리고 상기 스틸렌류는 스틸렌, 비닐톨루엔류, α-메틸스틸렌 등이며, 또 에틸벤젠류는, 에틸벤젠, 에틸톨루엔류, 이소프로필벤제 등이다.

상기 스텔렌류 혼합물을 증류하기 위한 증류탑의 구성 방식으로서는 예를들면 제1탑에서 에틸벤젠류보다 비점이 낮은 경질분을 분리하고, 이어서 제2탑에서 에틸벤젠류와 스틸렌유와 그 이상의 비점의 중질분을 분리하고, 또한 제3탑에서 스틸렌류와 중질분을 분리하도록 한 방식의 것, 또는 제1탑에서 그 탑정으로부터 에틸벤젠류와 이보다 저비점의 경질분을 빼내고, 그 탑저로부터 스틸렌류와 그보다 고비점의 중지분을 빼내어서 분리하고, 이어서 탑정 유출액과 탑저 유출액을 각각 다른 제2탑에 장입하고 상기 탑정 유출액에 대하여는 경질분과 에틸벤젠류로 분리하고, 상기 탑저 유출액에 대하여는 스틸렌류와 증질분으로 분리하도록 한 방식의 것등이 있다. 본 발명은 상기 어느 방식의 것에 대하여도 적용할 수가 있다. 바람직하기는 본 발명이 적용되는 증류탑으로서는 전자의 경우는 제2탑이고, 또 후자의 경우는 제1탑이다. 따라서 본 발명이 적용되는 스틸렌류 혼합물로서는, 에틸벤젠류를 탈수소한 직후의것이어도 좋고, 또 사전에 에틸벤젠류보다 비점이 낮은 벤젠 톨루엔등의 경질분을 분리 제거한 것이어도 무방하다.

또 본 발명이 적용되는 증류탑은 감압계에 의하여 운전되는 충전탑 형식의 중류탑이다. 이 증류탑에 충전되는 충전물로서는, 규칙충전물이 바람직하며, 특히 이론단수당의 차압이 1.5mmHg이하, 바람직하기는 0.8mmHg이하의 것이 좋다. 이와같은 증류탑을 사용함으로써 증류 효율이 뛰어나며, 또 환류비도 작게할 수가 있다. 따라서, 증류탑의 차압도 100mmHg이하, 바람직하기는 70mmHg이하로 작고, 결과적으로 탑저온도를 낮게할 수가 있으므로, 탑정-탑저 사이의 온도차를 작게할 수가 있다.

상기 증류탑에 있어, 그 탑정으로부터는 에틸벤젠류를 주체로하는 저비점 성분증기를 빼냄과 동시에, 그 탑저로부터는 스틸렌류를 주체로 하는 고비점 성분액을 빼낸다. 그리하여 증류탑의 탑정으로부터 빼낸 상기 저비점 성분 증기의 일부 또는 전부를 압축기에 유도하고, 이 압축기에 의하여 단열 압축함으로써 승온시키며, 이 승온한 저비점 성분 증기를 증류탑의 리보일러에 유도하고, 이 리보일러에서 일부 또는 전부의 미응축 공기를 남겨서 대부분을 응축시킴으로써, 리보일러의 가열원으로서 사용한다.

여기서, 상기 압축기에 유도하는 저비점 성분 증기의 비율과 리보일러에의하여 응축되는 비율에 대하여는, 증류탑에 장입되는 스틸렌뉴 혼합물의 조성, 증류탑의 탑정으로부터 빼내는 저비점 성분 증기의 조성이나 그 양, 압축기의 성능이나 그 압축기에 의하여 가해지는 에너지, 증류탑의 리보일러에서 필요로 하는 열량등을 고려하여 결정된다. 그리고 탑정으로부터 유출되는 저비점 성분증기에 대하여는, 바람직하기는 직접응축기에 도입하는 라인을 형성하고, 증류계를 안정화시키기 위하여 적어도 그 일부를 압축기에 도입함이 없이 열발런스를 취하도록 직접 응축기에 도입한다. 또 리보일러에서는 에틸벤젠류보다 비점이 낮은 벤젠톨루엔등의 경질분을 함유하지 않은 경우에는 전부를 응축시켜도 무방하지만, 경질분을 함유하고 있는 때에는 미응축 증기를 남기는 것이 바람직하다. 응축시켜도 무방하지만, 경질분을 함유하고 있는 때에는 미응축 증기를 남기는 것이 바람직하다. 응축시키는 비율은 리보일러 압력을 제어함으로써 가능하며, 압을 늪이면 보다 많은 비율을 응축시킬 수가 있다. 그러나 압을 현저히 높이는 일을 압축기의 부하의 증대를 초래한다. 또 이 리보일러에서 응축한 저비점 성분과 미응축 증기의 일부는 중류탑 순환라인으로 되돌려지며, 잔여는 증류탑으로부터 배출된다. 그리고 이 응축한 저비점 성분은 아직 고온을 유지하고 있으므로, 압축기에 도입되는 저비점 성분 증기의 예열로 사용함이 유리하다.

본 발명 방법에 있어, 그 증류의 개시에 있어는 증류탑내에 미리 증류원료 또는 저비점 성분을 장입하고, 이를 외부 열원을 사용하는 보조 리보일러에 의하여 가열하고 전환류 상태에서 증류를 개시하여 증류탑의 탑정으로부터 유출하는 저비점 성분 증기를 탑저액을 열원으로 하여 예열하고, 이 예열된 저비점 성분 증기에 의하여, 리보일러의 가열원이 되는 저비점 성분증기가 순환하는 그 순환라인, 예열기, 압축기와 기액 분리조를 미리 온기하고, 이어서 증류탑의 정상운전 조건에 가까운 상태까지 각부의 온도나 압력을 조정한후에 스틸렌류 혼합물을 장입하고, 그리고 탑정으로부터 유출하는 저비점 성분 증기를 흘려서 정상 운전으로 이행시키도록 함이 바람직하다.

증류를 개시함에 있어 증류탑의 탑저부에 미리 장입하는 것으로서는 증류하게 되는 스틸렌류 혼합물이어도 좋지만, 그중의 저비점 성분과 근사한 비점을 갖는 저비점 성분액임이 바람직하다. 저비점 성분액을 미리 장입하는 경우, 이 저비점 성분액은 비점이 다른 중합성이 없는 것이면 되며, 단일성분이어도, 또 2종 이상의 성분으로써 된 혼합물이어도 무방하다. 이 저비점 성분액으로는 바람직하기는 스틸렌류 혼합물중에 함유되어서 증류때에 증류탑의 탑정으로부터 빠져나가는 저비점 성분을 사용한다. 이 스틸렌류 혼합물중의 저비점 성분은 에틸벤젠류를 주체로 하는 것으로서, 바람직하기는 스틸렌 모노머 함유량이 5중량 % 이하의 것이다.

본 발명 방법에 있어, 증류탑을 제어함에 있어는, 증류탑에 공급되는 스틸렌류 혼합물의 조성분석을 연속적으로 행하고, 이 조성 분석결과의 조업의 포인트가 되는 중류탑내 온도를 피드포워드 제어 연산시키고, 그 출력신호에 의하여 리보일러 출구에 설치한 기액분리조 내의 설정압력을 자동적으로 조절함으로써. 리보일러 응축 압력을 제어함이 바람직하다.

여기서, 증류탑내 온도를 검출하기 위하여 설치되는 온도계의 설치 포인트는 증류하게 되는 스틸렌류 혼합물의 종류와 증류탑의 특성에 의하여 정해진다. 또 상기 증류탑내 온도가 설정온도에 제어되도록 저비점 성분의 발취량 또는 리보일러에 전열량, 바람직하기는 이들 양자를 상기 증류탑내 온도와 카스케이드 제어할 수가 있다. 그리고 리보일러에의 전열량을 제어하는 수단으로서는, 리보일러 출구에 설치한 기역분리조 내의 압력을 검출하는 압력계와 이 기액분리 탱크로부터 증기를 빼내는 발출라인에 형성되는 큰트롤변을 조합하여서 행할 수가 있다.

다음에, 에틸벤젠류를 탈수소하여 얻어진 스틸렌류 혼합물(조제 스틸렌류)에 본 발명을 적용한 경우의 일예를 도면에 나타낸 플로우시트에 따라서 상세히 설명한다.

제1도에 있어서, 스틸렌류 혼합물은 장입라인(1)로부터 감압계에 의하여 운전되는 충전탑 형식의 증류탑(2)의 중간부에 장입되고, 이 증류탑(2)의 탑정라인(3)으로부터 에틸벤젠류를 주체로 하는 저비점 성분 증기가 발출됨과 동시에, 그 탑저의 라인(4)로부터는 스틸렌류를 주체로 하는 고비점 성분액이 발출된다.

상기 라인(3)으로부터 발출된 저비점 성분증기는 콘덴서(5)측의 증류탑 순환라인(60과 압축기(7)축의 라인(8)로 구분된다. 상기 라인(6)축으로 구분된 저비점 성분 증기는 상기 콘덴서(5)에 의하여 냉각된후, 일단 환류드림(9)에 장입되며, 그 일부가 증류탑 순환라인(10)으로부터 상기 증류탑(2)의 상부에 환류됨과 동시에, 잔부가 라인(11)로부터 외부로 발출된다. 또 상기 라인(8)축으로 구분된 저비점 성분 증가는 상기 압축기(7)에 의하여 단열 압축에 의하여 증류탑 탑정노도 이상으로 승온되어서, 라인(12)에 의하여 리보일러(13)에 장입되어, 그 가열원으로서 사용된다.

상기 저비점 성분 증기의 콘덴서(5)측의 라인(6)과 압축기(7)측의 라인(8)에의 구분은 주로 압축기(7)에 도입되는 저비점 성분 증기의 중기량을 설정치에 콘트롤하여 증류계의 과잉 열공급을 방지하기 위하여 행해지는 것으로서 증류계의 운전조건, 원료 조성의 변동 등에 따라서, 변화하지만, 리보일러에 가해지는 열량을 과잉으로 하지 않는 양이면 충분하며, 통상 0.5% 이상에서 25%이하이다. 리보일러에 가해지는 열량을 과잉으로 하지 않는 양이면 충분하며, 통상 0.5%이상에서 25%이하이다. 그 제어방법으로서는, 예를들면 콘덴서(5)내에 저비점 성분증기의 응축액을 몰아서 그 액면을 액면계와 응축액 출구의 콘트롤변에 의하여 제어함으로써 이 콘덴서의 전열면을 증감시켜서 제어하는 방법이나, 라인(6)의 콘덴서(5) 입구측에 콘트롤 변을 형성하여서 직접 제어하는 방법등을 채용할 수가 있으나, 이 플로우시트에 있어는 라인(6)에 제어변(14)를 설치하고, 이를 압축기(7)의 출구측의 라인(12)에 형성한 유량조절계(15)와 관련시켜서 개폐함으로써 압축기(7)에 도입하는 저비점 성분 증기의 증기량을 일저치로 유지하였다.

또 압축기(7)에 도입되는 저비점 성분 증기가 포화증기이면, 이 압축기에 의하여 단열압축 되었을 때에, 압축기내 또는 그 출구라인에서 응축하여, 압축기내에서는 액적에 의하여 임펠러트러블 또는 스틸렌모노모의 중합을 일으켜서 다대한 손해를 입을 수도 있으므로, 바람직하기는 상기 라인(8)에 예열기(16)을 형성하고, 압축기에 도입시키는 저비점 성분 증기를 미리 가열하여 그 온도를 상승시켜 놓음이 바람직하다.

압축기(7)에 도입되어, 단열압축에 의하여 승온되어서 라인(12)로부터 리보일러(13)에 장입된 저비점 성분 증기는 가열원으로서 사용된다. 리보일러(13)에서는 저비점 성분의 일부 또는 전부가 응축하며, 주로 그때의 잠열이 가열원으로서 이용된다. 리보일러(13)에서 열을 준 저비점 성분 응축액 또는 응축액과 중기는 라인(17)로부터 기액분리조(18)에 장입되며, 웅축한 저비점 성분과 미응축의 저비점 성분 증기로 분리된다. 이때 바람직하기는 리보일러(13)내에 있어서 가열측의 압력 손실을 저하시킴과 동시에 전열 효율을 향상시키기 위하여, 리보일러(13)으로부터 기액분리조(18)에의 라인을 응축액을 기액분리조(18)에 유입시키는 라인과, 미응축 저비점 성분 증기를 기액분리조(18)에 유입시키는 라인으로 나눈다.

이 리보일러(13)에서 응축하는 성분은 저비점 성분 증기중에서 비교적 고비점의 성분으로서, 에틴벤젠류를 주체로 하는 것이며, 또 리보일러(13)을 응축하지 않은채로 통과하는 미응축의 성분은 저비점 성분 증기중에서 비교적 저비점의 성분으로서, 벤젠이나 톨루엔 또는 수분, 공기, 질소 등을 주체로 하는 것이다. 이 플로우 시트에 있서는, 상기 기액분리조(18)의 저부로부터 발출되는 응축한 저비점 성분은 기액부닐조(18)에 형성한 액면계(19)와 라인(20)에 형성된 콘트롤변(21)에 의하여 제어되어서 예열기(16)에 도입되며, 이 예열기(16)에 의하여 상기 압축기(7)에 도입되는 저비점 성분 증기와 열교환한후, 라인(22)로부터 상기 라인(6)에 합류한다. 그리고 바람직하기는 이 응축액은 아직 고온으로 유지되고 있으므로, 라인(32)로부터 열교환기(33)에 도입하여, 증류탑(2)에 되돌리는 환류액의 온도를 일정하게 유지하는데 이용한다. 또 상기 기액분리조(18)의 상부로부터 발출된 저비점 성분 증가는 상기 기액분리조에 형성된 압력계(23)과 라인(24)에 형성된 압력제어변(25)에 의하여 제어도면서 발출되며, 이 라인(24)를 통하여 라인(6)에 합류하도록 되어 있다.

이와 같이 리보일러(13)에서 저비점 성분 증기를 완전히 응축시키지 않도록 제어함으로써, 저비점 성분 증기 중기중의 비교적 비점이 높은 성분을 선택적으로 응축시킴으로써, 리보일러(13)에서의 응축온도가 높아진다. 또 단위응축량당의 전열량도 크게 잡을수가 있을 뿐아니라, 압축기(7)의 압축비를 작게하여 런닝코스트를 억제하여 설비비를 염가로할 수가 있다. 또한 이 리보일러(13)에서 응축한 저비점 성분의 온도를 예열기(16)에 의하여 저비점 성분 증가를 가열하는데 필요, 그리고 충분한 온도로 유지할 수 있는 이점이 있다. 리보일러에서의 저비점 성분 증기의 응축량의 제어는 리보일러 압력, 즉 기액분리조의 압력을 제어함으로써 행할 수가 있다. 예를들면 압력을 올리면 다량으로 응축하고, 전열량도 증대하게 되며, 또 압력을 낮추면 전열량이 감축되든지, 압축압력을 내릴 수가 있다.

압축기(7)에 도입되는 저비점 성분 증기의 변동은 곧 리보일러(13)에 도입되는 저비점 성분 증기으 변동에 연결되므로, 이 증류계를 안정하게 조업하기 위하여, 압축기(7)로부터 콘덴서(S)에의 바이패스 라인(26)에 고정도로 콘틀로변(도시하지 않음)을 형성하여, 압축기(7)에 의하여, 제어하지 못한 열용량의 미소한 변동을 흡수시킬 수도 있다.

압축기(7)의 구동으로서는 모우터 단독, 모우터와 스팀터빈의 조합 또는 스팀터빈 단독등 여러 가지의 방법이 있으나, 증류계의 안정화를 기하기 위하여 압축기(7)의 구동기에 정밀한 회전수 제어기구를 형성함이 바람직하다. 이 회전수 제어기구로서는 VVVF기구, VF기구등의 방식을 채용할 수가 있다. 전원의 전압이나 주파수 변동 또는 스팀의 압력변동에 대하여 피드백 기구를 조입하여 회전수 즉 용량변동을 제어한다. 증류계를 안정하게 조업하기 위하여, 이 실시예에서는 또한 다음과 같은 제어를 행하고 있다.

즉 상기 장입라인(1)에 증류탑(2)에 장입되는 스틸렌류 혼합물의 성분조성을 연속적으로 분석하는 연속분석용 가스크로마토그래피(27)이 형성되고, 상기 증류탑(2)의 증간위치에는 탑내 온도를 검출하기 위한 온도계(28)이 형성되며, 상기 환류드럼(9)로부터의 발출라인(11)에는 발출되는 저비점 성분의 유량을 검출하는 유량계(29)와 이 유량을 콘트롤하는 콘트롤변(30)이 형성되어 있다.

그리고 상기 온도계(28)에 의하여 검축되는 탑내온도와 유량계(29)에 의하여 검출되는 발취량과 압력계(23)에 의하여 검출되는 기액분리조(18)내의 증기의 압력이 각각 카스케이드제어 되어 있음과 동시에, 상기 가스크로마토그래피(27)의 분석결과와 상기온도계(28)에 의하여 검출되는 증류탑(2)내 온도가 피드포워드제어 연산되며, 그 출력신호에 의하여 기액분리조(18)내의 저비점 성분 증기의 설정 압력을 제어하도록 되어 있다. 그리고 상기 피드포워드 제어의 연산식은 장입라인(1)로부터 증류탑(2)내에 공급되는 스틸렌류 혼합물의 증류와 증류탑 등 특성에 따라서 적의 정하는 것이다.

이 실시예에 있어는 장입라인(1)로부터 공급되는 스틸렌류 혼합물이 조성변동한 경우, 예를들면, 그 저비점 성분이 증가했을 때에는 그 분석결과와 증류탑내 온도 측정 결과에 의하여 증류탑내 온도가 설정차에 콘트롤 되도록 피드포워드 연산시키고, 그 출력신호에 의하여, 저비점 성분의 발취량을 증가시키도록 콘트롤변(30)을 제어함과 동시에, 리보일러(13)내에서의 저비점 성분 증기의 응축 온도를 높여서 전열량을 크게하기 위하여, 리보일러(13)내의 압력을 상승시키도록 콘트롤변(25)을 제어하도록 되어 있다. 반대로 저비점 성분이 감소한 때에는 상기 저비점 성분이 증가한 때와 전혀 반대의 제어가 행해진다.

그리고 증류탑(2)의 가열원이 상기 리보일러(13)만으로서는 부족할 경우나 스타트업시의 필요한 열량을 공급하기 위하여, 증류탑(2)에 스팀등의 외부열원이 도입되는 보조 리보일러(31)을 설치함이 바람직하다. 증류의 개시에 있엇, 증류탑(2)내에 미리 증류원료 또는 저비점 성분을 장입하고, 이를 상기 보조 리보일러(31)에서 가열하여, 전환류 상태에서 증류를 개시하고, 그리하여 탑저액을 라인(34)로부터 라인(20)에 흘리고, 예열기(16)에 장입하여서 탑정으로부터 유출하는 저비점 성분 증기를 예열하며, 이 예열핀 저비점 성분 증기에 의하여 순환라인 (3), (6), (8), (10), (12), (17), (20), (22)와 (24), 예열기(16), 압축기(7), 리보일러(13)과 기액분리조(18)을 미리 온기하고, 이어서 증류탑(2)의 정상운전 조건에 가까운 상태까지 각부의 온도나 압력을 조정한 후에 원료를 장입하고, 리보일러(13)에 압축된 저비점 성분 증기를 흘려서 정상운전으로 이행시키도록 되어 있다.

또한, 이 실시예에 있어는 증류계의 운전개시시나, 기액분리조(18)내의 저비점 성분 증기가 적을 경우에는 응축 압력제어를 원활히 행할 수가 있도록 기액분리조(18)내에 질소가스등의 이너트가스를 도달할 수도 있다.

[실시예 1]

제1도에 나타낸 실시예의 증류계에 따라서, 에틸벤젠을 탈수소하여 얻어진 제1표에 나타낸 조성의 탈수소유를 증류하였다. 이 증류에서는 규칙충전물(SULZER BROTHERS LTD. 사제 상품명 : MELLAPAK)을 DDNC전한 증류탑이 사용되고, 탑정-탑저 사이의 차압이 70mmHg이하로 되도록 제어되었다. 이 증류탑의 운전은 탈수소유를 정상공급하고, 라인(11)로부터 저비점 성분액을 40부, 라인(40로부터 고비점 성분액을 60부의 비율로 발출하였다. 상기 실시예에 나타낸 각 포인트 A, B, C, D와 E의 유량, 온도와 압력이 제2표에 나타내는 값이 되도록 제어되었다. 증류탑(2)의 저비점 성분과 탑저 발출액의 조성은 제1표에 나타낸 바와 같았다.

이 실시예에 있어, 극히 안정한 스틸렌의 증류를 행할 수가 있고, 또 압축기(7)에서 소비한 에너지에 대하여도 스팀만을 사용한 경우에 비하여 평균 그 약 30%로 되어, 현저한 에너지 소비의 절약이 됨을 판명하였다.

[표 1]

[표 2]

[실시예 2]

상기 실시예 1의 탈수소를 대신에 제3표에 나타낸 조성의 탈수소유를 사용하여 증류하였다. 증류탑(2)의 저비점 성분과 탑저발출액의 조성은 제3표에 나타낸 바와 같으며, 각 포인트, A, B, C, D와 E의 유량, 온도와 압력은 제4표에 나타낸 값이 되도록 제어되었다. 이 실시예 2에 있어도, 극히 안정한 스틸렌의 증류를 행할 수가 있었다.

[표 3]

[표 4]

[실시예 3]

라인(1)로부터 탈수소유를 100부/hr의 속도로 장입하고, 라인(11)로부터 저비점 성분액을 36부/hr의 속도로 방출함과 동시에 라인(4)로부터 고비점 성분액을 64부/hr의 속도로 발출한 이외는 실시예(1)과 같이하여 증류하였다. 포인트 A의 유량은 270부/hr이다. 각 포인트 A, B, C, D와 E의 유량 온도와 압력은 제5표에 나타낸 값이 되도록 제어되었다. 이 실시예 3에 있어도, 극히 안정한 스틸렌의 증류를 행할 수가 있었다.

[표 5]

Claims (4)

1. 에틸벤젠류를 탈수소하여 얻어진 스틸렌류 혼합물을 증류하고, 스틸렌류와 에틸벤젠류를 분리함에 있어, 감압계에 의하여 운전되는 충전탑 형식의 증류탑의 중간부에 상기 스틸렌류 혼합물을 도입하고, 상기 증류탑의 탑정으로부터 에틸벤젠류를 주제로 하는 저비점 성분 증기를 발출함과 동시에 탑저로부터는 스틸렌류를 주제로하는 고비점 성분액을 발출하고, 상기 저비점 성분 증기의 일부 또는 전부를 압축기에 유도하여 단열 압축함으로써 승온시킨 후 , 증류탑의 리보일러에 유도하고, 일부 또는 전부를 응축시킴으로써 상기 리보일러의 가열원으로서 사용하고, 이어서 응축한 저비점 성분 도는 이와 미용측 증기의 일부를 증류탑 순환라인에 되돌리고, 잔여는 증류계로부터 배출시킴을 특징으로 하는 스텐렌류의 증류방법.
2. 제1항에 있어, 리보일어에서 응축한 저비점 성분을 압축기에 도입하는 저비점 성분 증기를 예열하는 예열기의 열원으로서 사용하는 스틸렌류의 증류방법.
3. 제1항에 있어, 조업의 포인트가 되는 위치의 종류탑내 온도가 설정온도로 되도록 저비점 성분의 발취량 및/또는 리보일러에의 전열량을 카스케이드 제어함에 있어, 상기 증류탑에 공급되는 스틸렌류 혼합물의 조성분석을 연속적으로 행하고, 이 조성 분석결과와 증류탑내 온도를 피디 포워드 제어 연산시키고, 그 출력신호에 의하여 리보일러내의 압력을 자동적으로 조절하는 스틸렌류의 증류방법.
4. 제1항에 있어 증류탑에는 외부 열원이 도입되는 보조 리보일러를 형성하고, 증류탑내에 미리 증류원료 또는 저비점 성분을 장입하고 이를 상기 보조 리보일러에 의하여 가열함으로써 전환류 상태에서 종류를 개시하고, 종류가 안정할때까지의 동안 가열된 증류탑의 탑저액을 압축기에 도입되는 저비점 성분 증기의 예열기의 열원으로서 사용하는 스틸렌류의 증류방법.

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