JPH0346037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、主蒸留塔と前蒸留塔とを有し、更
にはスタビライザおよびスプリツタからなるナフ
サ精留系を備えた石油類の蒸留装置に関するもの
である。 更に詳しくは、前蒸留塔の蒸留性能に応じた最
適なナフサ精留系構成を備えた石油類の蒸留装置
に関するものである。 この明細書中で石油類とは、代表的には原油を
意味するが、一般的に蒸留によりLPG、ナフサ
を得ることができる石油系の化合物を総称する。 ＜従来の技術＞ 原油を常圧で蒸留して各種留分を取出すための
装置としては、従来から各種のものが考えられて
いるが、その一つとして、主蒸留塔の前に前蒸留
塔を設置し、熱回収系で予熱された原油から
LPGとナフサ（軽質＋重質）との混合留分の一
部を前蒸留塔で蒸留して、スタビライザおよびス
プリツタからなるナフサ精留系に直接この前蒸留
塔の塔頂留分を主蒸留塔の塔頂留分と共に送るよ
うにした原油常圧蒸留装置がある。この装置を第
３図および第４図の工程図に基づいて説明する
と、まず第３図に示したように、原油は主蒸留塔
３０の側線還流３０ａ、各留分３０ｃ，３０ｄ、
および塔底残油３０ｅ等を熱源とする一以上つの
熱交換器群Ｅ１，Ｅ２からなる熱回収系で予熱さ
れた後、前蒸留塔２０へ供給される。これら各熱
交換器群は、原油を１つ以上の熱源に対して順次
熱交換する方式（ワンスルー型）、熱源の数に応
じて分配し、各熱源と熱交換後に合流させる方式
（スプリツト型）またはそれらの組合せ方式によ
つて配列された熱交換器の集りである。前蒸留塔
２０は、側線還流方式、塔頂外部還流方式或いは
両者の併用方式といつた還流機構を具備してい
る。側線還流方式を採用する場合には、図示した
ように側線還流２０ａの熱を熱回収系熱源として
利用することができる。前蒸留塔２０における原
油の精留に要する熱は、熱回収系における原油予
熱により原油によつて持ち込まれる熱で通常は十
分であり、前蒸留塔用のリボイラは特に必要とし
ない。図示していないが、前蒸留塔の精留効果を
高めるために、必要に応じてストリツピングスチ
ームが前蒸留塔塔底部に導入される。熱回収系熱
交換器群Ｅ１，Ｅ２で予熱された原油は、前蒸留
塔２０で精留され、塔頂からLPG・ナフサ混合
留分の一部である前蒸留塔塔頂留分２０ｆが取出
される一方、前蒸留塔塔底残油２０ｅは熱回収系
熱交換器群Ｅ３を経て加熱炉７０で更に加熱され
た後、主蒸留塔３０へ供給される。主蒸留塔３０
においては、異なる沸点範囲を持つ各種留分３０
ｃ，３０ｄに順次蒸留されて、主蒸留塔塔頂から
は前蒸留塔で取出されなかつたLPG・ナフサ留
分の残部である主蒸留塔塔頂留分３０ｆが取出さ
れ、主蒸留塔塔底からは残油３０ｅが得られる。 前蒸留塔２０と主蒸留塔３０の塔頂部機構はい
ずれも、コンデンサ２１，３１と塔頂受槽２２，
３２とを備えた塔頂還流系からなり、前蒸留塔と
主蒸留塔のそれぞれの塔頂部機構で凝縮された
LPG・ナフサ混合留分２０ｆ，３０ｆは、第４
図に示したように混合されてナフサ精留系へ送ら
れ、まずスタビライザ４０でLPGとナフサに分
けられた後、ナフサ留分は更にスプリツタ５０に
送られて軽質ナフサと重質ナフサに分けられる。
第４図中、符号Ｆ１およびＦ２はそれぞれスタビ
ライザ４０およびスプリツタ５０の塔頂還流経路
を示し、いずれもコンデンサ、塔頂受槽およびポ
ンプを含んでいる。また、図示していないが前蒸
留塔、主蒸留塔、スラビライザおよびスプリツタ
は、それぞれ受槽の頂部に塔の運転圧力調整用ガ
ス抜き配管や調整弁が設けられている。 上記したごとき原油常圧蒸留装置においては、
前蒸留塔２０へ供給される原油の予熱温度は、前
蒸留塔塔頂よりLPGとナフサ（軽質＋重質）留
分の一部が得られ、且つその留分に混入する灯油
留分の量がナフサ精留系から得られる重質ナフサ
の製品仕様を損わない程度であるような精留が前
蒸留塔で達成できる温度とすることが前提とな
る。また、前蒸留塔２０における運転圧力は、原
油の油種や予熱温度等で多少異なるが通常１〜５
Kg／cm²Ｇの範囲で運転される。 ところで、ナフサ精留系におけるスタビライザ
４０およびスプリツタ５０はいずれも、蒸留操作
に必要な熱の大部分を第４図に示したようにリボ
イラー４１，５１による加熱により得ており、リ
ボイラーの熱源は第３図に示したように通常主蒸
留塔３０の塔底残油３０ｅあるいは側線還流３０
ｂの一部が使用されている。第３図においては、
スタビライザ４０のリボイラー４１の熱源を主蒸
留塔塔底からの残油３０ｅとし、スプリツタ５０
のリボイラー５１の熱源を主蒸留塔の側線還流３
０ｂとしているが、両者のリボイラー共に主蒸留
塔塔底残油３０ｅを熱源とするように配置した
り、更には主蒸留塔の塔側からの留分３０ｃ，３
０ｄをこれらリボイラーの熱源として利用するこ
ともある。 しかしながら、ナフサ精留系におけるスタビラ
イザおよびスプリツタでの各リボイラーによる加
熱温度、換言すればリボイラーの所要熱量は、ス
タビライザやスプリツタへ供給されるLPG・ナ
フサ留分の処理量によつて変動し、必ずしも一定
でない。スタビライザやスプリツタでの処理量
は、主として前蒸留塔および主蒸留塔における蒸
留性能、特に前蒸留塔における塔頂収率および精
留度に依存し、これらの変動に伴つてスタビライ
ザやスプリツタで処理すべきLPG・ナフサ留分
の量も変動し、処理量が少なくなればスタビライ
ザやスプリツタのリボイラー所要熱量も少なくて
済むのである。 一方、前蒸留塔における精留度は、原油種や前
蒸留塔に供給される原油予熱温度によつて変化
し、この変化に伴つて前蒸留塔塔頂留分や主蒸留
塔塔頂留分の収量や組成も変化する。例えば、前
蒸留塔の塔頂よりLPG留分と軽質ナフサ留分と
重質ナフサ留分の一部とを得、塔底残油中には軽
質ナフサ留分が比較的多量に存在するような前蒸
留塔の精留度で運転する場合には、第４図に示し
たように前蒸留塔塔頂留分と主蒸留塔塔頂留分と
を混合してナフサ精留系へ送ることが必ずしもス
タビライザおよびスプリツタでの処理量を低減さ
せるために適切でない。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ そこでこの発明は、前述した如き従来の原油常
圧蒸留装置において、前蒸留塔の塔頂よりLPG
留分と軽質ナフサ留分と重質ナフサ留分の一部と
を得、塔底残油中に軽質ナフサ留分が比較的多量
に存在するような前蒸留塔の精留度で運転する場
合に特に適したナフサ精留系の構成とすることに
よつて、スタビライザおよびスプリツタの処理量
を最少にすると共に、スタビライザおよびスプリ
ツタのリボイラー所要熱量を必要最小限に抑える
ことができ、リボイラー熱源の余剰熱量を他の熱
回収系に振り向けて装置全体として省エネルギ化
を図ることのできる原油常圧蒸留装置を提供する
ことを目的としてなされたものである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するために、この発明におけ
るナフサ精留系には、前蒸留塔塔頂留分をスタビ
ライザへ導く配管と、スタビライザの塔底留分を
スプリツタへ導く配管と、スタビライザ塔底留分
をスプリツタへ導く前記配管に主蒸留塔塔頂留分
を合流させる配管とを配設する。これによつて、
スタビライザ塔頂よりLPGを、スピリツタ塔頂
より軽質ナフサを、スプリツタ塔底より重質ナフ
サをそれぞれ取出すことができる。 ここで前蒸留塔の精留度について述べるなら
ば、前蒸留塔の精留度は一般にその蒸留塔のトレ
イ段数と内部還流量により左右されるものであ
り、このうちトレイ段数は塔建設時に決められて
しまうから、運転面で精留度に変化を及ぼす条件
は内部還流量であるといえる。この内部還流量は
）供給原油の持ち込み熱量（原油予熱系での予
熱量）、）原油供給量に対する塔頂留分抜出し
量の割合、および）コンデンサ、側線還流等の
除熱量の三つの要素により決められる。 そしてこの発明のごとき装置構成が最適となる
前蒸留塔の精留度は、例えばある原油種を処理
し、第２図に示したように対原油15vol％のLPG
留分全部と軽質ナフサ留分および重質ナフサ留分
の一部のみを得るが、なお塔底残油中に軽質ナフ
サ留分が比較的多量に存在する場合である。 ＜実施例＞ 以下にこの発明の実施例を図面を参照して詳述
する。第１図は前蒸留塔２０、主蒸留塔３０、ス
タビライザ４０とスプリツタ５０とを有するナフ
サ精留系６０からなるこの発明の蒸留装置を概念
的に示す図面であり、熱回収系熱交換器群、加熱
炉、スタビライザおよびスプリツタのリボイラ
ー、各蒸留塔と留出管や側線還流経路、およびそ
れらの配管等は第３図、第４図の従来装置と実質
的に同じであるため図示を省略し、あるいは第３
図、第４図と同じ参照符号を付すことにより説明
を省略する。 熱回収系熱交換器群（図示せず）で予熱された
原油は前蒸留塔２０に導入され、前蒸留塔塔頂留
分と塔底残油に分けられ、前蒸留塔塔底残油は熱
交換器群と加熱炉（いずれも図示せず）を経て主
蒸留塔３０へ供給される。 前蒸留塔２０の塔頂留分２０ｆはコンデンサ２
１、塔頂受槽２２、ポンプ２３を経て配管１によ
りスタビライザ４０へ直接導かれる。このスタビ
ライザにおいては、一般に塔頂圧力５〜12Kg／cm²
Ｇで蒸留操作が行なわれ前蒸留塔塔頂留分中の
LPG留分が分留されて、スタビライザ塔頂より
塔頂還流経路Ｆ１を経て配管２からブタンおよび
それより軽質の成分がLPGとして取出され、一
方スタビライザ塔底留分からはナフサ（軽質＋重
質）が得られ、配管３によりスプリツタ５０へ導
かれる。 なお、スタビライザ塔頂留分は、通常液として
取出されるが、メタン等の軽質分が多い場合、一
部ガスとしても取出されることがある。 主蒸留塔３０の塔量留分３０ｆはコンデンサ３
１、塔頂受槽３２、ポンプ３３を経て配管４によ
りナフサ精留系へ導かれるが、この留分３０ｆ
（重質ナフサ留分）中には重質ナフサ製品許容量
を上回る軽質ナフサ留分を含んでいるためそのま
重質ナフサ製品とすることができないため、スタ
ビライザ塔底留分と合流させてスプリツタ５０へ
供給する。。このスプリツタにおいては、塔頂圧
力0.1〜2.0Kg／cm²Ｇ程度で蒸留操作が行なわれる
が、軽質ナフサの蒸気圧により塔頂受槽にて負圧
になることがあり、燃料ガス等を塔頂受槽に導入
して補圧することもある。スプリツタの塔頂から
は塔頂還流経路Ｆ２を経て配管５により軽質ナフ
サ製品が取出され、スプリツタ塔底からは配管６
により重質ナフサ製品が取出される。 上記のようなナフサ精留系の構成とすることに
よつて、スタビライザおよびスプリツタにおける
処理量の低減およびリボイラー所要熱量の低減が
図れるのである。 スタビライザおよびスプリツタのリボイラー熱
源は、従来のナフサ精留系（第４図）におけると
同様に主蒸留塔の側線還流や塔底残油から得られ
るが、例えば第４図に示した三方弁４２，５２と
温度コントロールTCのような構成により、この
発明の採用によつて得られるリボイラー熱源低減
に伴う余剰熱量を、熱回収系熱交換器群へ振り向
けることができる。 なお、管４と管３との合流点下流側の管４に管
６を流れるスプリツタ塔底留出液を熱源とする熱
交換器を設け、スプリツタ５０へ供給される原料
油をそれぞれ予熱し、スプリツタのリボイラ所要
熱量の低減をさらに図つてもよい。 ＜発明の効果＞ 以上説明したようにこの発明によれば、前蒸留
塔塔頂よりLPG留分と軽質ナフサ留分と重質ナ
フサ留分の一部とを得、塔底残油中には軽質ナフ
サ留分が比較的多量に存在するような前蒸留塔の
精留度を採用した場合に、ナフタ精留系のスタビ
ライザおよびスプリツタでの処理量を最小限にで
きるような最適なナフサ精留系の構成としたた
め、スタビライザやスプリツタのリボイラー所要
熱源を必要最小限に抑えることができる。その結
果、リボイラー熱源の余剰熱量を例えば原油予熱
に振り向けることが可能となり、それにより主蒸
留塔の加熱炉負荷を一層低減させることができ
る。以下に実施例を挙げてこの発明の効果を具体
的に説明する。 実験例 前蒸留塔、主蒸留塔およびナフサ精留系を具備
した100000BPSD（バーレル／日）の原油常圧蒸
留装置において、100000BPSDで中東系原油を処
理し、ナフサ精留系として第１図の如きこの発明
の装置を用いた場合と、従来のナフサ精留系（第
４図）を用いた場合とについて、それぞれスタビ
ライザおよびスプリツタの処理量、リボイラー熱
量を比較し、リボイラー熱量低減量とそれに伴う
主蒸留塔加熱炉燃料低減利益、原油予熱系回収熱
量増加に伴う必要伝熱面積増加による熱交換器建
設コスト増を求めた。また、この発明によるナフ
サ精留系装置の建設コストの低減額（従来装置
（第４図）と本発明装置（第１図）との建設コス
ト差）も算出した。結果を下表に示す。 この表から、この発明を採用することにより熱
交換器建設コストが1100万円増加し、一方ナフサ
精留系装置の建設コストが700万円低減し、差引
400万円の装置コスト増となるが、主蒸留塔加熱
燃料低減による利益が10100万円と／年となるた
め、装置コスト増に対する省エネルギ効果が十分
に発揮されることが認められる。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の蒸留装置の実施例を示す説
明図；第２図はこの発明装置に最適な前蒸留塔の
精留度を示す説明図；第３図および第４図は従来
の蒸留装置を示す説明図である。 １〜６……配管、２０……前蒸留塔、３０……
主蒸留塔、４０……スタビライザ、５０……スプ
リツタ、６０……ナフサ精留系、７０……加熱
炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前蒸留塔と主蒸留塔とスタビライザおよびス
   プリツタを有するナフサ精留系とを具備し、前蒸
   留塔の塔底残油を主蒸留塔で蒸留し、前蒸留塔の
   塔頂留分および主蒸留塔の塔頂留分をナフサ精留
   系で処理してLPG、軽質ナフサおよび重質ナフ
   サを得る石油類の蒸留装置において、前記ナフサ
   精留系は、前記前蒸留塔塔頂留分をスタビライザ
   へ導く配管と、前記スタビライザの塔底留分をス
   プリツタへ導く配管と、スタビライザ塔底留分を
   スプリツタへ導く前記配管に前記主蒸留塔塔頂留
   分を合流させる配管とを有し、これによつて前記
   スタビライザ塔頂よりLPGを、前記スプリツタ
   塔頂より軽質ナフサを、前記スプリツタ塔底より
   重質ナフサをそれぞれ得るようにしたことを特徴
   とする石油類の蒸留装置。