KR920005911B1 - 고압 액체 반응 혼합물의 기화 및 증류 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고압 액체 반응 혼합물의 기화 및 증류 방법과 그 장치

본 발명 장치의 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 증류탑 2 : 플래시 밸브

4, 5 : 수직 실린더 6 : 스프래쉬 가아드

7 : 스핀들

본 발명은 고압 액체 반응 혼합물을 매우 빠른 순간에 저압으로 기화 및 증류하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고압액체 반응 혼합물을 플래시(flash) 기화시키기 위한 증류 반응기, 플래시 기화 밸브 또는 플래시 밸브, 및 기화되지 않은 액체를 상기 증류 반응기 안으로 유입시키는 수단으로 구성된 고압액체 반응 혼합물의 플래시 기화 및 증류를 위한 장치에 관한 것이다. 고압액체 반응 혼합물이 증류반응기내로 유입되기 전단계에서, 상기 반응 혼합물내에 존재하는 열을 회수하는 방법은 본 기술분야에 이미 공지된 바 있으며, 여기에서 이 회수 방법은 상기 고압 액체 반응 혼합물이 플래시 밸브를 거쳐 플래시 증발 캠버 안으로 유입되고, 이 챔버에서 상기 액체 반응 혼합물의 일부가 급속히 기화된후, 기화되지 않은 액체는 증류반응기 내로 유입되는 것으로 구성되며, 이 플래시 기화단계에서 얻어진 증기는 상기 증류탑을 가열하는데 이용되거나, 이 공정 내의 다른 부분에서 이용된다.

액체 반응 혼합물은 종종 가역반응의 결과로서 생기고, 이 반응의 평형은 압력에 따라 크게 좌우된다. 그러므로 상기 반응 혼합물내에 존재하는 최종 생성물들은 플래시 기화 단계후에 압력이 감소될때 서로 반응하기 쉬우며, 이로인해 상기 반응 혼합물을 구성하는 성분들이 증류반응기 내에서 실시되는 증류에 의해 분리되기 이전에 이 반응의 출발 물질들이 형성되어 버리는 위험성이 존재하고 있다. 그러므로 고압액체 반응 혼합물에 내재된 열량을 회수하는 작업뿐 아니라 증류가 실시될때까지 본 공정에서 초래되는 갑작스런 압력감소의 결과로 인해 유발되는 가역반응을 방지하는 작업도 매우 중요하다.

따라서 본 발명의 목적은 고압액체 반응혼합물을 기화시키고 증류시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 여기에서 상기 고압액체 반응 혼합물이 함유하고 있는 열량은 자체내 증류단계에서 이용되고, 또한 고압액체 반응혼합물의 플래시 기화단계와 그 결과로 얻어진 기화되지 않은 액체의 증류사이에 발생되는 시간 지연을 가능한한 짧게하여 상기 기화되지 않은 액체의 성분들 사이에 거의 가역 반응이 일어나지 않도록한 것이다.

본 발명의 주요한 특성은 첨부한 청구범위에 기재되어 있다. 별도의 플래시 기화 챔버내에서 플래시 기화단계를 실시하던 종래방법과는 달리, 본 발명에 있어서는 고압액체 반응혼합물의 플래시 기화 단계를 증류영역 안에 이르기까지, 바람직하기로는 제1증류단계에 이르기까지는 수행하지 않는다.

본 발명의 특히 바람직한 구체화에 의하면, 고압액체 반응 혼합물의 플래시 기화 단계는 거의 증류영역의 중앙부에서 수행된다.

기화되지 않은 액체가 증류반응기 안으로 유입되기 전에 이 미기화 액체로부터 플래시 증기를 분리하기 위해서 별도의 플래시 기화 챔버내에 플래시 밸브를 장착하는 대신에, 이 플래시 밸브를 증류 반응기 내부로 연장시켜 설치한다. 플래시 기화 단계에서 생성된 액체 방울들이 증류 반응기의 벽으로 비말(splashing)되는 것을 방지하고, 증류 반응기의 저부로 향하게하기 위해서 증류반응기 안으로 연장하여 설치한 플래시 밸브의 정면에 내벽(walls)이 설치되며, 상기 액체 방울들은 생성된 기체로부터 분리되어 상기 내벽에 충돌하여 아래로 유입된다.

상기 플래시 밸브는 증류반응기의 벽면을 통과하여, 이 반응기의 중심부에 까지 연장된 상태로 설치된 장방형 부재이다.

기체로부터 액체 방울을 분리하여 아래로 향하게 하기위한 상기 내벽은 그들의 상부와 하부에 개구부를 지닌 실린더들이며, 상기 플래시 밸브의 단부에 설치되어 있고, 이 실린더들중 하나는 다른 하나의 내부에 설치되어 있으며, 이 실린더는 위쪽과 아랫쪽이 개방되어 있고 액체방울들을 아래로 유입하기 위하여 상기 실린더 위에는 스프래쉬 가아드(splash guard)가 설치되어 있다.

본 발명은 이하에서 본 발명의 바람직한 구체예의 횡단면도를 도시한 첨부도면을 참고로 보다 상세히 설명한다. 도면에서는 포름산플랜트의 제1증류탑을 (1)로 나타냈고, 도면에서 나타낸 바와같이 상기 증류 탑(1)의 벽면을 통과하여 설치되고 플랜지 수단(13)에 의하여 상기 벽면에 부착되어 있는 플래시 밸브(2)는 증류탑(1)거의 중앙부에서 끝나는 단부에 소켓을 구비한 개구부(10)를 가지는 장방형튜브(8)이며, 이 튜브내부에는 이 파이프(8)의 바깥쪽으로부터 뻗어들어와 상기 개구내에 설치되어 있는 스핀들(7)의 단부에 개폐부재(9)를 가지고 있다. 상기 개폐부재(9)와 밸브파이프(8)사이에 있는 환상형 공간(annular clearance)은 스핀들(7)을 왕복운동(reciprocally) 시킴으로써 조절할 수 있다. 또한 개구(10)의 정면에는 밸브 파이프(8)에 부착되어 그 상부와 하부에 개구부(12)를 갖고 있는 수직형 실린더(5)가 있으며, 이 실린더의 상부와 하부는 개방되어 있다. 상기 수직형 실린더(5)의 내부에는 밸브 파이프(8)와 동일중심을 갖고 있으며 약간 더 직경이 큰 파이프형 실린더(4)가 있고, 이 실린더는 그 윗부분과 아랫부분에 비교적 큰 직경의 개구부(11)를 갖고있다. 또 후드같은 스프래쉬 가아드(6)가 상기 수직형 실린더(5)위에 설치되어 있다. 이 부재의 목적은 플래시 기화 과정중에 얻어진 기체로부터 분리한 물방울들이 증류탑(1)의 내측벽에 비말되는 것을 방지하고 물방울이 증류탑의 바닥쪽인 아래로 향하도록 하기 위한 것이다. 플래시 기화중에 생성된 기체의 열량은 증류탑에서 직접 이용할 수 있고, 그것에 의하여 상응하는 양의 에너지가 증류탑의 보일러안에서 절약될 수 있다.

10-12 바아에서 아세트산과 물을 포함한 액체가 최초의 물질로 사용되고, 상기 아세트산과 물사이의 반응의 결과로서 얻어진 포름산과 메탄올은 포름산 플랜트의 가수분해 반응기로부터 밸브파이프(8) 안으로 유입된다.

이 반응 혼합물이 플래시 밸브(2)로부터 배출되고, 압력이 감소될때 상기 포름산과 메탄올은 서로 반응하여 아세트 산과물로 되돌아가려는 경향이 있지만 플래시 기화 단계가 증류 반응기 안에서 발생하기 때문에, 기화되지 않은 액체는 거의 즉시 증류되기 시작하고 그로인해 포름산과 메탄올은 기체상으로 되므로, 이상태에서는 더 이상 서로 반응할 수 없게된다. 이 공정에 의해서 가역 반응이 방지될 수 있으며 동시에 고압반응 혼합물의 열량이 증류반응기 내에서 효과적으로 이용될 수 있다.

Claims (5)

1. 고압의 액체 반응혼합물을 기화 및 증류시키는 방법에 있어서, 증류탑(1)에 도달할때까지 플래시 기화를 수행하지 않는것을 특징으로 하는 고압액체 반응 혼합물의 기화 및 증류방법.
2. 제1항에 있어서, 고압 액체 반응 혼합물의 플래시 기화가 거의 증류탑의 중앙부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 증류탑(1)과, 고압의 액체반응 혼합물(3)을 플래시 기화하기 의한 플래시 밸브(2)와, 기화되지 않은 액체를 증류탑(1) 안으로 유입시키는 부재들을 포함하는 고압액체 반응 혼합물의 플래시 기화 및 증류용 장치에 있어서, 상기 플래시 밸브(2)가 상기 증류탑(1) 내부로 연장되어 설치되어 있고, 상기 기화되지 않은 액체를 증류탑 안으로 유입시키는 부재는 생성된 기체로부터 액체 방울들을 분리하여 아래로 향하게 하기 위해서 상기 증류탑안의 플래시 밸브(2) 앞에 설치되는 내벽인 것을 특징으로 하는 고압 액체 반응 혼합물의 기화 및 증류 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 플래시 밸브(2)는 증류탑(1)의 내벽을 관통하여 증류탑의 중앙부안으로 연장하여 설치된 장방형 부재(8)인 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기체로부터 액체 방울을 분리하여 아래로 향하게 하는 내벽은 플래쉬 밸브(2)의 한쪽단부에 설치되어 그 상부와 하부에 개구부(11,12)를 지니고 있는 실린더(4,5)이며, 그중 실린더(4)는 다른 실린더(5)의 내부에 위치되어 있고, 상기 실린더의 상부와 하부는 개방되어 있으며, 이 실린더들의 윗쪽에는 스프래쉬가이드(6)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.

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