JPH0199603A - 蒸留塔の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸留塔の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

蒸留操作は混合物の成分の沸点差を利用して分離するも
のであり、蒸発、凝縮の繰り返し操作である。このため
蒸留操作を行う蒸留塔は一般に塔側部に原料供給部を有
し、塔頂部に凝縮器、塔底部にリボイラーを配設し、加
熱源としてスチームが使用されている。

こうした蒸留塔の制御としては、蒸留塔への原料のフィ
ード量制御、塔底温度制御−リボイラースチーム量制御
のカスケード制御系となっており、ボトム温度はりボイ
ラーへのスチーム等の加熱量制御とのカスケード制御系
とされ、また、還流槽液面制御−還流量制御のカスケー
ド制御系、還流比制御−サイドカット流量制御、ボトム
液面等を制御することが行われている。各々は単独制御
あるいはカスケード制御のような制御が行われている。

そして、特公昭５Ｂ−７３２１号公報には安定時のピン
チ点が原料フィード位置に近いところにある蒸留装置等
の制御系において、安定時のピンチ点近傍の塔内温度お
よびリボイラーへの供給エネルギー量を検出し、これら
を原料フィード量のｉＡ整用制御信号とすることが記載
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

蒸留塔においては塔内温度の安定化は重要な管理ポイン
トとなっている。この塔底温度は塔内圧力および組成分
布によって決定される。

多成分系の連′ｅｔ蒸留下ではりボイラー加熱流量の増
減による追い上げ量の増減が温度制御の最も大きな要因
となる。従って塔底温度制御１′はアナログによる温度
制御を行い、組成およびフィード流量の変動要因は還流
比制御によるサイドカット流量の増減で行うシステムと
なっている。

塔底温度の主な変動要因はりボイラー加熱量、フィード
量、フィード組成、フィード予熱量およびサイドカット
抜出量である。このうち制御系における外乱要因はフィ
ード組成および予熱量の変化であることが判明した。

このフィード組成の変動は塔内組成分布の変動となり最
終的には塔底温度の乱れとなる。これに対し予熱量の変
動はストレートに蒸発量の変動となり、塔底温度および
還流量の乱れとなる。更に還流量の変動は塔内組成分布
を乱し、塔底温度の変動となる。

サイドカット流量の変動要因はフィード組成の変動が主
であるが、加熱量の変動による還流量の変動は還流比制
御の下ではサイドカット流星の変動になり二重の要因と
なる。これは塔底温度制御系と上記還流比制御系の相互
干渉の主原因となっている。

また、こうした変動によって、蒸留による塔底抜出量が
塔頂とサイドカットからの合計抜出量より少ない例えば
３０％以下の場合には、塔底から抜き出した油中に軽い
を効成分が抜は出すこととなり、歩留の低下になってい
た。

本発明の目的は外乱による変動を容易に修正し得る蒸留
塔の制御方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記したような問題点を解決するため種々
研究した結果、蒸留塔に於ける加熱量の決定要因はフィ
ード計が支配的であり、他の変動要因を吸収する補正機
構を加えれば制御系の安定化が可能であることに気付き
本発明を完成した。

すなわち、本発明は複数の液体成分の混合物を沸点の差
により分離し、かつ塔底抜出量の少ない蒸留塔の制御方
法において、塔内への原料フィード量の信号に応じて塔
底加熱用熱源の供給量を制御するとともに、塔底温度お
よび還流比の変動を検出し、この信号によって塔底加熱
用熱源の供給量を補正する蒸留塔の制御方法である。

以下、本発明を図面により説明する。

第１図は本発明の実施例の一例を示すものである。

第１図において、１は蒸留塔、２は原料フィードライン
、３は塔底リボイラーの加熱用熱源供給ライン、４は塔
頂蒸気抜出ライン、５は高沸点留分抜出ライン、６は塔
底循環ライン、７はリボイラー、８はフィード流量計、
９はフィード量調整バルブ、１０は制御演算装置、１１
は還流ライン、１２は還流量調整バルブ、１３は還流量
流量計、１４はコンデンサー、１５は低沸点留分抜出ラ
イン、１６は塔底リボイラーの加熱用熱源供給量調整バ
ルブ、１７は塔底温度計、１８はサイド力・７ト留分抜
出ライン、１９はサイドカット流量計、２０はサイドカ
ット流ｆｆｉ調整バルブ、ａＳｂ、ｃ、ｄ、、ｅは信号
線である。

蒸留塔１には蒸留されるべき粗原料が原料フィードライ
ン２を経由して供給され、塔内で低沸点留分と高沸点留
分とに分溜される。蒸留塔１としてはシーブトレイ、バ
ブルキャップ、充填塔等の形式のものを使用することが
できる。蒸留塔１の塔底には塔底Ｖａ環ライン６が設け
られており、この塔底循環ライン６の途中には塔底リボ
イラーの加熱用熱源供給ライン３を経て供給される熱源
によって加熱されるリボイラー７が設けられており、こ
れによって熱が供給される。熱源としては蒸気の他に熱
媒体を使用してもよいし、他の燃焼ガスや電熱器等の熱
源を使用することもできる。

低沸点留分は塔頂蒸気抜出ライン４から抜き出され、コ
ンデンサー１４で凝縮され、その一部が還流留分として
還流ライン１１を経て蒸留塔ｌの上部にＷＩ環される。

一方、残部は低沸点留分抜出ライン１５を経て製品とし
て回収される。また、高沸点留分は高沸点留分抜出ライ
ン５を経て抜き出される。

このような構成において、原料フィードライン２のフィ
ード２１ｔ量計８で検出された流量を信号線ａによって
制御演算装置１０に送り、塔底循環ライン６に設けられ
た塔底温度計１７により検出された温度を信号線Ｃによ
り制御演算装置１０に、また、還流ライン１１に設けら
れた流量計１３により検出されたｔｉ黴を信号線ｄによ
り制御演算装置ｌＯに各々送り、制御演算装置１０内で
演算処理して得られた指示を信号線すにより塔底リボイ
ラーの加熱用熱源供給量調整バルブ１６に送り、塔底リ
ボイラーの加熱用熱源の供給量を調整し、蒸留塔内温度
を修正するものである。

更に、サイドカット留分抜出ライン１８の流量の制御に
ついては、還流ライン１１に設けられた還流量流量計１
３により検出された流量とサイドカット流量設定値との
比較演算を行うことによって、サイドカットポンプの空
引き防止を行い、低還流比運転することが好ましい。

また、特に高沸点留分の抜出量が非常に少ない場合には
塔内組成の安定化のために、原料フィードライン２に高
沸点留分抜出ライン５から抜き出した高沸点留分を循環
させると好ましい。

本発明−（Ｄ　ｆｄｌ　？３’Ｗ方法はその他の制御方
法と適宜組み合わせて実施することができる。

〔実施例〕

石油系原料油、石炭系原料油から有効成分を抽出するた
めの前処理を行う予備蒸留塔で、塔頂より４０〜５０℃
付近の留分、サイドカット留分抜出ラインから５０〜１
６０℃付近の留分及び塔底から１８０〜２２０℃付近の
留分を抜き出す蒸留塔に本発明の制御方法を用いた。そ
の結果を塔底温度、還流比および塔底油中の有効成分の
ガスクロ分析値について従来のものと比較してそれぞれ
第２図、第３図、第４図および第５図に示す。図中（１
）は従来の制御方法によるものを、（２）は本制御方法
によるものを示し、第２図、第３図の点線は石炭系原料
油であり、実線は石油系原料油を示す。

また、第４図、第５図の点線は１８０℃ＣＵＴ留出量、
実線は塔底油中の有効成分■各々のガスクロ分析値を示
す。

第２図から第５図により明らかなように本発明の制御方
法によれば、塔底温度、還流比が安定するとともに、塔
底油中のを効成分のガスクロ分析値のバラツキ、濃度共
に低下し、安定した。

〔発明の効果〕

以上詳述したような本発明の制御方法によれば相互干渉
を防止し得ることから、増減量および組成変動に対する
自動追従が可能となり、安定した運転状態の維持ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を蒸留塔に適用した一例であ
る。第２図は塔底温度の変動を、第３図は還流比の変動
を、第４図は石油系原料油を使用した場合であり第５図
は石炭系原料油を使用した場合の各々の１８０℃ＣＵＴ
留出量、塔底油中の有効成分のガスクロ分析値の変動を
示すものであり、それぞれの（１１は従来方法によるも
のであり、（２）は本発明方法によるものである。 ｌ−・・・−・−−一−−−蒸留塔、２　・・−・−・
・・−原料フィードライン、３−−−−・−・・塔底リ
ボイラーの加熱用熱源供給ライン、ｉ　ｏ　　−−−−
−・・・・−・・−制御演算装置第　５　図　　　　（
１）１８０℃ＣＵＴ留出量　−有効成分量−ン経過日数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の液体成分の混合物を沸点の差により分離し、かつ
   塔底抜出量の少ない蒸留塔の制御方法において、塔内へ
   の原料フィード量の信号に応じて塔底加熱用熱源の供給
   量を制御するとともに、塔底温度および還流比の変動を
   検知し、この信号によって塔底加熱用熱源の供給量を補
   正することを特徴とする蒸留塔の制御方法。