JPH035373B2 - - Google Patents
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- JPH035373B2 JPH035373B2 JP59082863A JP8286384A JPH035373B2 JP H035373 B2 JPH035373 B2 JP H035373B2 JP 59082863 A JP59082863 A JP 59082863A JP 8286384 A JP8286384 A JP 8286384A JP H035373 B2 JPH035373 B2 JP H035373B2
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- low
- distillation column
- reboiler
- column
- vapor
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、スチレンとエチルベンゼン等の沸
点の近接した成分を含有するスチレン類含有混合
物の蒸溜方法に関する。
〔従来技術〕
スチレン、ビニルトルエン類、α−メチルスチ
レン等のスチレン類はエチルベンゼン、エチルト
ルエン類、キユメン等の対応するエチルベンゼン
類の脱水素によつて製造される。この脱水素油は
生成したスチレン類や未反応エチルベンゼン類を
主体ととするものであるが、少量のベンゼン、ト
ルエン等の軽質分やスチレン類が一部重合した重
質分を含有する。従つて、スチレン類の製造に当
たつては、上記脱水素油から上記軽質分や重質分
を分離除去することが必要になり、その方法とし
て複数の蒸溜塔を使用する蒸溜分離法が採用され
ている。
ところで、スチレン類とエチルベンゼン類と
は、その沸点が互いに接近しており、例えば、ス
チレンとエチルベンゼンの場合には大気圧下にお
いて前者の沸点が145.2℃であつて後者の沸点が
136.2℃であり、その間の沸点差は9.0℃にすぎな
い。
従つて、スチレン類とエチルベンゼン類とを蒸
溜塔で分離するには、高い蒸溜効率が必要にな
り、蒸溜塔の段数や還流比を大きくする必要があ
る。このため、スチレン類の蒸溜に使用する蒸溜
塔については、それが段塔である場合には60段か
ら100段程度までのトレイが組込まれるのが一般
的であり、また、その還流比も10前後とかなり大
きくするのが一般的であつて、塔頂−底間の圧力
差も大きくなり、90〜250mmHgになる。それゆ
え、このような蒸溜塔においては、熱源として供
給すべきエネルギーが大きいという問題がある。
また、蒸溜塔で使用するエネルギーを低減する
方法として、ヒートポンプ方式と称される蒸溜方
法が知られている(例えば、特開昭52−111466号
公報)。この蒸溜方法は、塔頂から溜出する蒸気
を断熱圧縮して昇温させ、これをリボイラーの熱
源として利用するものであるが、蒸溜塔における
塔頂温度と塔底温度との間の温度差が大きくなる
と圧縮比を大きくする必要があるためにこの方法
は使用することができず、スチレン類の蒸溜には
この方法を採用することができないと考えられて
いた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はかかる観点に鑑みて創案されたもので
あり、その目的とするところは、エネルギー消費
が少なく、しかも、安定した蒸溜操作を遂行する
ことができるスチレン類の蒸溜方法を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、エチルベンゼン類を脱水
素して得られた脱水素油を蒸溜し、スチレン類と
エチルベンゼン類とを分離するに当たり、減圧系
で運転される充填塔型式の蒸溜塔の中間部に上記
脱水素油を導入し、上記蒸溜塔の塔頂からエチル
ベンゼン類を主体とする低沸点溜分蒸気を抜出す
と共に塔底からはスチレン類を主体とする高沸点
成分液を抜出し、上記低沸点溜分蒸気の一部又は
全部を圧縮機に導いて断熱圧縮することにより昇
温させた後蒸溜塔のリボイラーに導き、一部又は
全部を凝縮させることにより上記リボイラーの加
熱源として使用し、次いで凝縮した低沸点溜分又
はこれと未凝縮蒸気の一部を蒸溜塔循環ラインに
戻し、残余は蒸溜塔から排出させるスチレン類の
蒸溜方法である。
本発明方法が適用される脱水素油は、エチルベ
ンゼン類を脱水素して得られたものであり、生成
したスチレン類と未反応エチルベンゼン類とを主
成分とするもので、場合によつて少量のベンゼ
ン、トルエン等の軽質分、スチレン類が一部重合
した重質分及び蒸溜分離過程での重合を抑制する
ために添加される重合禁止剤等あるいは水分、空
気、窒素等を含有する。そして、上記スチレン類
とは、スチレン、ビニルトルエン類、α−メチル
スチレン等であり、また、エチルベンゼン類と
は、エチルベンゼン、エチルトルエン類、イソプ
ロピルベンゼン等である。
上記脱水素油を蒸溜するための蒸溜塔の構成型
式としては、例えば、第1塔でエチルベンゼン類
より沸点の低い軽質分を分離し、次いで第2塔で
エチルベンゼン類とスチレン類及びそれ以上の沸
点の重質分とを分離し、さらに第3塔でスチレン
類と重質分とを分離するようにした型式のもの、
あるいは、第1塔でその塔頂からエチルベンゼン
類及びこれより低沸点の軽質分を抜出し、また、
その塔底からスチレン類及びそれより高沸点の重
質分を抜出して分離し、次いで塔頂溜出液及び塔
底溜出液をそれぞれ別の第2塔に装入して上記塔
頂溜出液については軽質分とエチルベンゼン類と
に分離し、上記塔底溜出液についてはスチレン類
と重質分とに分離するようにした型式のもの等が
ある。本発明は上記いずれの型式のものに対して
も適用することができ、そして、本発明が適用さ
れる蒸溜塔としては、前者の場合は第2塔であ
り、また、後者の場合は第1塔である。従つて、
本発明は適用される脱水素油としては、エチルベ
ンゼン類を脱水素した直後のものであつてもよ
く、また、事前にエチルベンゼン類より沸点の低
いベンゼン、トルエン等の軽質分を分離除去した
ものであつてもよい。
また、本発明が適用される蒸溜塔は減圧系で運
転される充填塔型式の蒸溜塔である。この蒸溜塔
に充填される充填物としては、規則充填物が好ま
しく、特に理論段数当たりの差圧が1.5mmHg以
下、好ましくは0.8mmHg以下であるものがよい。
このような蒸溜塔を使用することにより蒸溜効率
が優れ、また、還流比も小さくすることができ
る。従つて、蒸溜塔の差圧も100mmHg以下、好ま
しくは70mmHg以下と小さく、結果的に塔底温度
を低くすることができ、塔頂−塔底間の温度差を
小さくすることができる。
上記蒸溜塔において、その塔頂からはエチルベ
ンゼン類を主体とする低沸点溜分蒸気を抜出する
と共に、その塔底からはスチレン類を主体ととす
る高沸点成分液を抜出す。そして、蒸溜塔の塔頂
から抜出された上記低沸点溜分蒸気の一部又は全
部を圧縮機に導き、この圧縮機で断熱圧縮するこ
とにより昇温させ、この昇温した低沸点溜分蒸気
を蒸溜塔のリボイラーに導き、このリボイラーで
一部又は全部の未凝縮蒸気を残して大部分を凝縮
させることによりリボイラーの加熱源として使用
する。特に、エチルベンゼン類より沸点の低いベ
ンゼン、トルエン等の軽質分を含まない場合は全
部を凝縮させるのが好ましく、軽質分を含有して
いるときは未凝縮蒸気を残すことが好ましい。こ
こで、上記圧縮機に導く低沸点溜分蒸気の割合に
ついては、蒸溜塔に装入される脱水素油の成分組
成、蒸溜塔の塔頂から抜出される低沸点溜分蒸気
の成分組成やその蒸気量、圧縮機の性能やこの圧
縮機で加えられる熱量、蒸溜塔のリボイラーで必
要とする熱量等を考慮して決定される。また、こ
のリボイラーで凝縮した低沸点溜分及び未凝縮蒸
気の一部または蒸溜塔循環ラインに戻され、残余
は蒸溜塔から排出される。
〔作 用〕
以下、本発明の一例を図面に示すフローシート
に従つて詳細に説明する。
第1図において、脱水素油は、装入ライン1か
ら減圧系で運転される充填塔型式の蒸溜塔2の中
間部に装入され、この蒸溜塔2で減圧下に蒸溜さ
れてその塔頂のライン3からエチルベンゼン類を
主体とする低沸点溜分蒸気が抜出されると共に、
その塔底のライン4からはスチレン類を主体とす
る高沸点成分液が抜出される。
上記ライン3から抜出された低沸点溜分蒸気
は、必要に応じてコンデンサー5側のライン6と
圧縮機7側のライン8とに振分けられ、上記ライ
ン6側に振分けられた低沸点溜分蒸気は上記コン
デンサー5で冷却された後一旦溢流ドラム9に装
入され、この溢流ドラム9を出た低沸点溜分はそ
の一部がライン10から上記蒸溜塔2の上部に還
流されると共に、残部がライン11から外部に抜
出される。また、上記ライン8側に振分けられた
低沸点溜分蒸気は上記圧縮機7で断熱圧縮により
昇温されてからライン12よりリボイラー13に
装入され、蒸溜塔2に導入された脱水素油の加熱
源として使用される。
上記低沸点溜分蒸気のコンデンサー5側のライ
ン6と圧縮機7側のライン8とへの振分けは、主
として圧縮機7へ導入される低沸点溜分蒸気の蒸
気量を設定値にコントロールするために行なわれ
るもので、その制御方法としては、例えば、コン
デンサー5内に低沸点溜分蒸気の凝縮液を溜めて
その液面を液面計と凝縮液出口のコントロール弁
とで制御することによりこのコンデンサー5の伝
熱面を増減させて制御する方法やライン6のコン
デンサー5入口側にコントロール弁を設けて直接
制御する方法等、任意の方法を採用することがで
きる。
また、圧縮機7に導入される低沸点溜分蒸気が
飽和蒸気であると、この圧縮機7で断熱圧縮され
た際に圧縮機7内あるいはその出口ラインで凝縮
し、圧縮機7内では液滴によりインペラートラブ
ル又はスチレンモノマーの重合を引起こし、多大
の損害を被ることもあるので、好ましくは上記ラ
イン8に予熱器14を設け、圧縮機7に導入され
る低沸点溜分蒸気を予め加熱してその温度を上昇
させておくのがよい。
上記ライン8を通つて圧縮機7に導入され、こ
の圧縮機7で断熱圧縮により昇温されてからライ
ン12よりリボイラー13に装入された低沸点溜
分蒸気は、蒸溜塔2に導入された脱水素油の加熱
源として使用された後、ライン15から気液分離
槽16に装入され、この気液分離槽16において
上記リボイラー13で凝縮した低沸点溜分と未凝
縮の低沸点溜分蒸気とに分離される。この際、好
ましくはリボイラー13内における加熱側の圧力
損失を低下させると共に伝熱効率を向上させるた
めに、リボイラー13から気液分離槽16へのラ
インを3つに分けて設ける。つまり、第1のライ
ンは凝縮液を気液分離槽16へ流入させるライン
であり、第2のラインは未凝縮低沸点溜分蒸気を
気液分離槽16へ流入させるラインであり、第3
のラインは空気、窒素等のイナートガスをリボイ
ラー13上部から気液分離槽16へ流入させるラ
インである。このリボイラー13で凝縮する低沸
点溜分は低沸点溜分蒸気の中で比較的高沸点の成
分であつてエチルベンゼン類を主体とするもので
あり、また、リボイラー13を凝縮しないまま通
過する未凝縮の低沸点溜分蒸気は低沸点溜分蒸気
の中で比較的低沸点の成分であつてベンゼンやト
ルエンあるいは水分、空気、窒素等を主体とする
ものである。
このフローシートにおいては、上記気液分離槽
16の底部から抜出された凝縮した低沸点溜分は
ライン17から予熱器14に導入され、この予熱
器14で上記圧縮機7に導入される低沸点溜分蒸
気と熱交換し、この低沸点溜分蒸気を予熱するた
めの熱源として利用された後、ライン18より上
記ライン6に合流する。また、上記気液分離槽1
6の上部から抜出された未凝縮の低沸点溜分蒸気
はライン19を通つてライン6に合流するように
なつている。従つて、上記リボイラー13では低
沸点溜分蒸気を完全に凝縮させないようにコント
ロールする。このようにリボイラー13で低沸点
溜分蒸気を完全に凝縮させないようにコントロー
ルすることによつて、低沸点溜分蒸気中の比較的
沸点の高い成分を選択的に凝縮させることにな
り、リボイラー13での凝縮温度を高くすること
ができ、伝熱量も大きくとることができるほか、
圧縮機7の圧縮比を小さくしランニングコストを
抑えて設備費を安価にすることができ、しかも、
このリボイラー13で凝縮した低沸点溜分の温度
を予熱器14で低沸点溜分蒸気を加熱するのに必
要かつ充分な温度まで上昇させることができ、こ
の予熱器14に他の外部からの熱源を導入する必
要がないという利点がある。
ところで、上記圧縮機7入口側の低沸点溜分蒸
気は、外部からの自然冷却により一部凝縮するこ
とがあるが、この凝縮液については、圧損の低い
予熱器14では上記低沸点溜分蒸気の流速が早い
ために通常は再蒸発されないので、好ましくは図
示外のドレンポツトに連続的に抜出し、圧縮機7
への侵入を防止するのがよい。
さらに、圧縮機7へ導入される低沸点溜分蒸気
の条件変動は、直ちに圧縮機7から出る低沸点溜
分蒸気の条件変動につながり、ひいては蒸溜塔2
の加熱源としてのリボイラー13の条件変動につ
ながるので、この蒸溜系を安定に操業するため
に、蒸溜塔2の塔頂圧力と圧縮機2への低沸点溜
分蒸気の流量及びその温度とを制御して一定に保
ち、上記圧縮機7へ導入される低沸点溜分蒸気の
条件を制御するのが好ましい。
そして、圧縮機7の駆動としては、モーター単
独、モーターとスチームタービンの組合せ、ある
いはスチームタービン単独等種々の方法がある
が、蒸溜系の安定化を図るために圧縮機7の駆動
機に精密な回転数制御機構を設けるのがよい。こ
の回転数制御機構としては、VVVF機構、VV機
構等の方式を採用することが可能であり、電源の
電圧や周波数変動に対してフイードバツク機構を
組込み、回転数、すなわち容量変動を制御する。
また、スチームを駆動源として使用する場合に
は、スチーム圧力の変動をフイードバツク制御機
構等により制御し、回転数の変動を最小限にする
のがよい。
さらに、リボイラー13への供給熱量を安定化
させるために、圧縮機7からコンデンサー5への
バイパスラインに精度の要いコントロール弁を設
け、圧縮機7で制御しきれない熱容量の変動を吸
収させることもできる。
ところで、蒸溜系を安定に操業する上で、リボ
イラー13への供給熱量を安定化させることは特
に重要なことである。このために、上述したよう
に、圧縮機7の駆動機の回転数制御を精度良く行
なう必要があることは勿論であるが、これに加え
て、リボイラー13での低沸点溜分蒸気の凝縮圧
力を制御するのが好ましく、この目的を達成する
ために、リボイラー13を通過し、気液分離槽1
6に装入され、この気液分離槽16で分離された
未凝縮の低沸点溜分蒸気の圧力を制御するのがよ
い。このフローシートにおいては、リボイラー1
3で凝縮した低沸点溜分は、上記気液分離槽16
に設けられた液面計20とライン17に設けられ
たコントロール弁21とで制御されて予熱器14
へ圧送されるようになつており、また、凝縮しな
いままリボイラー13を通過し気液分離槽16で
分離された未凝縮の低沸点溜分蒸気については、
上記リボイラー13での凝縮圧力を制御してこの
リボイラー13への供給熱量を制御するために、
気液分離槽16に設けられた圧力計22とライン
19に設けられたコントロール弁23とで制御さ
れてライン6に合流するようになつている。この
ように、リボイラー13内での低沸点溜分蒸気の
凝縮圧力を気液分離槽16内の未凝縮低沸点溜分
蒸気の圧力制御によつてコントロールすることに
より、リボイラー13での凝縮圧力を任意にコン
トロールすることができ、リボイラー13での伝
熱量も制御することができる。
なお、蒸溜系の運転開始時や気液分離槽16内
の未凝縮の低沸点溜分蒸気が少ないような場合に
は、この気液分離槽16で行なう低沸点溜分蒸気
の凝縮圧力制御を円滑に行なうことができるよう
に、気液分離槽16内あるいはこの気液分離槽1
6とコントロール弁23との間に窒素ガス等のイ
ナートガスを導入することもできる。また、蒸溜
塔2の加熱源が上記リボイラー13のみでは不足
するような場合やスタートアツプ時の必要な熱量
を供給するために、蒸溜塔2に補助リボイラー2
4を設置し、高圧スチームその他の加熱源により
熱量の補給を行なうことができるようにするのが
好ましい。
〔実施例〕
第1図に示すフローシートの蒸溜系に従つて、
エチルベンゼンを脱水素して得られた脱水素油を
蒸溜した。この蒸溜系では蒸溜塔2として規則充
填物(住友重機械工業(株)製商品名:メラパツク)
を充填した充填塔が使用され、塔頂−塔底間の差
圧が70mmHg以下となるように制御された。この
蒸溜系の運転は、脱水素油を定常供給し、ライン
11から低沸点成分液を40部、ライン4から高沸
点成分液を60部の割合で抜出した。上記フローシ
ートに示した各ポイントA,B,C,D及びEの
流量、温度及び第2表に示す値となるように制御
された。蒸溜系に導入した脱水素油、蒸溜塔2の
塔頂溜出物及び蒸溜塔2の塔底抜出液の組成は第
1表に示す通りであつた。この実施例において、
極めて安定したスチレンの蒸溜を行なうことがで
き、また、圧縮機7で消費したエネルギーについ
ても行圧スチームのみを使用した場合に比べて平
均その約30%となり、著しいエネルギー消費の節
約になることが判明した。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for distilling a styrene-containing mixture containing components with boiling points close to each other, such as styrene and ethylbenzene. [Prior Art] Styrenes such as styrene, vinyltoluenes, and α-methylstyrene are produced by dehydrogenating corresponding ethylbenzenes such as ethylbenzene, ethyltoluenes, and kyumene. This dehydrogenated oil is mainly composed of produced styrenes and unreacted ethylbenzenes, but also contains small amounts of light components such as benzene and toluene, and heavy components where styrenes are partially polymerized. Therefore, in the production of styrenes, it is necessary to separate and remove the light and heavy components from the dehydrogenated oil, and a distillation separation method using multiple distillation columns is adopted as a method for this purpose. ing. By the way, the boiling points of styrene and ethylbenzene are close to each other. For example, in the case of styrene and ethylbenzene, the boiling point of the former is 145.2°C under atmospheric pressure, and the boiling point of the latter is 145.2°C.
136.2℃, and the boiling point difference between them is only 9.0℃. Therefore, in order to separate styrenes and ethylbenzenes in a distillation column, high distillation efficiency is required, and it is necessary to increase the number of plates and the reflux ratio of the distillation column. For this reason, if the distillation column used for distilling styrenes is a tray column, it is common to have 60 to 100 trays installed, and the reflux ratio is also 10. Generally, the pressure difference between the top and bottom of the column is large, ranging from 90 to 250 mmHg. Therefore, in such a distillation column, there is a problem that a large amount of energy needs to be supplied as a heat source. Further, as a method for reducing the energy used in a distillation column, a distillation method called a heat pump method is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 111466/1983). In this distillation method, the steam distilled from the top of the tower is adiabatically compressed to raise its temperature, and this is used as a heat source for the reboiler, but the temperature difference between the top temperature and the bottom temperature in the distillation tower This method cannot be used when the compression ratio becomes large, and it was thought that this method could not be used for the distillation of styrenes. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention was devised in view of this point of view, and its purpose is to provide a styrene product that consumes less energy and can perform stable distillation operations. The objective is to provide a similar distillation method. [Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides a charging system operated in a reduced pressure system when distilling dehydrogenated oil obtained by dehydrogenating ethylbenzenes and separating styrenes and ethylbenzenes. The above-mentioned dehydrogenated oil is introduced into the middle part of a column-type distillation column, and low-boiling point vapor mainly containing ethylbenzenes is extracted from the top of the column, and high-boiling point vapor mainly containing styrene is extracted from the bottom of the column. The component liquid is extracted, and part or all of the low boiling point distillate vapor is led to a compressor and adiabatically compressed to raise the temperature, and then led to the reboiler of the distillation column, where part or all of it is condensed to produce the above-mentioned reboiler. This is a method for distilling styrenes, in which the condensed low-boiling fraction or a part of the uncondensed vapor is returned to the distillation column circulation line, and the remainder is discharged from the distillation column. The dehydrogenated oil to which the method of the present invention is applied is obtained by dehydrogenating ethylbenzenes, and is mainly composed of produced styrenes and unreacted ethylbenzenes, and in some cases may contain a small amount of benzene. , light components such as toluene, heavy components partially polymerized with styrene, polymerization inhibitors added to suppress polymerization during distillation separation process, moisture, air, nitrogen, etc. The styrenes include styrene, vinyltoluenes, α-methylstyrene, and the like, and the ethylbenzenes include ethylbenzene, ethyltoluenes, isopropylbenzene, and the like. For example, the structure of the distillation column for distilling the above-mentioned dehydrogenated oil is such that the first column separates light components with boiling points lower than ethylbenzenes, and then the second column separates ethylbenzenes, styrenes, and higher boiling points. A type that separates heavy components and further separates styrenes and heavy components in a third column,
Alternatively, ethylbenzenes and light components with lower boiling points are extracted from the top of the first column, and
Styrenes and higher-boiling-point heavy components are extracted and separated from the bottom of the column, and then the top distillate and the bottom distillate are charged into separate second columns, and the above-mentioned top distillate is extracted. There is a type in which the liquid is separated into light components and ethylbenzenes, and the bottom distillate is separated into styrenes and heavy components. The present invention can be applied to any of the above-mentioned types, and the distillation column to which the present invention is applied is the second column in the former case, and the first column in the latter case. It is a tower. Therefore,
The dehydrogenated oil to which the present invention is applied may be one that has just been dehydrogenated from ethylbenzenes, or one that has previously separated and removed light components such as benzene and toluene, which have a lower boiling point than ethylbenzenes. It's okay. Further, the distillation column to which the present invention is applied is a packed column type distillation column operated in a reduced pressure system. The packing to be filled in this distillation column is preferably a regular packing, particularly one having a differential pressure per theoretical plate number of 1.5 mmHg or less, preferably 0.8 mmHg or less.
By using such a distillation column, the distillation efficiency is excellent and the reflux ratio can also be reduced. Therefore, the differential pressure in the distillation column is also as small as 100 mmHg or less, preferably 70 mmHg or less, and as a result, the bottom temperature can be lowered, and the temperature difference between the top and bottom of the column can be reduced. In the above-mentioned distillation column, a low-boiling fraction vapor mainly composed of ethylbenzenes is extracted from the top of the column, and a high-boiling component liquid mainly composed of styrene is extracted from the bottom of the column. Part or all of the low-boiling fraction vapor extracted from the top of the distillation column is led to a compressor, where it is adiabatically compressed to raise its temperature. The steam is led to the reboiler of the distillation column, where the majority of the steam is condensed, leaving some or all of the uncondensed steam, and is used as a heating source for the reboiler. In particular, if it does not contain light components such as benzene and toluene, which have a lower boiling point than ethylbenzenes, it is preferable to condense all of the components, and if it does contain light components, it is preferable to leave uncondensed vapor. Here, the proportion of low-boiling distillate vapor led to the compressor is determined by the composition of the dehydrogenated oil charged into the distillation column, the composition of the low-boiling distillate vapor extracted from the top of the distillation column, and the composition of the low-boiling distillate vapor extracted from the top of the distillation column. It is determined by considering the amount of steam, the performance of the compressor, the amount of heat added by this compressor, the amount of heat required by the reboiler of the distillation tower, etc. In addition, a portion of the low-boiling fraction and uncondensed steam condensed in this reboiler is returned to the distillation tower circulation line, and the remainder is discharged from the distillation tower. [Function] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail according to a flow sheet shown in the drawings. In FIG. 1, dehydrogenated oil is charged from a charging line 1 to the middle part of a packed column-type distillation column 2 that is operated in a reduced pressure system, and is distilled under reduced pressure in this distillation column 2. Low boiling point distillate vapor mainly composed of ethylbenzenes is extracted from line 3, and
A high-boiling component liquid mainly containing styrene is extracted from line 4 at the bottom of the column. The low boiling point distillate vapor extracted from the line 3 is distributed to line 6 on the condenser 5 side and line 8 on the compressor 7 side as necessary, and the low boiling point distillate vapor is distributed to the line 6 side. After the vapor is cooled in the condenser 5, it is once charged into the overflow drum 9, and a portion of the low-boiling fraction that exits the overflow drum 9 is refluxed to the upper part of the distillation column 2 through the line 10. At the same time, the remaining portion is extracted from the line 11 to the outside. Furthermore, the low boiling point distillate vapor distributed to the line 8 side is heated by adiabatic compression in the compressor 7, and then charged into the reboiler 13 via the line 12, which heats the dehydrogenated oil introduced into the distillation column 2. used as a source. The distribution of the low boiling point vapor to the line 6 on the condenser 5 side and the line 8 on the compressor 7 side is mainly to control the amount of low boiling point vapor introduced into the compressor 7 to a set value. The control method is, for example, by storing a condensate of low boiling point vapor in the condenser 5 and controlling the liquid level with a liquid level gauge and a control valve at the condensate outlet. Any method can be adopted, such as a method of controlling by increasing or decreasing the heat transfer surface of the condenser 5 or a method of providing direct control by providing a control valve on the inlet side of the condenser 5 in the line 6. Furthermore, if the low boiling point distillate vapor introduced into the compressor 7 is saturated vapor, when it is adiabatically compressed by the compressor 7, it will condense inside the compressor 7 or at its outlet line, and the vapor will become liquid inside the compressor 7. Droplets may cause impeller trouble or polymerization of styrene monomer, resulting in great damage, so preferably a preheater 14 is provided in the line 8 to preheat the low boiling point distillate vapor introduced into the compressor 7. It is better to raise the temperature. The low-boiling fraction steam was introduced into the compressor 7 through the line 8, heated by adiabatic compression in the compressor 7, and then charged into the reboiler 13 via the line 12. The low-boiling fraction vapor was introduced into the distillation column 2. After being used as a heating source for dehydrogenated oil, it is charged into a gas-liquid separation tank 16 through a line 15, and in this gas-liquid separation tank 16, the low-boiling fraction condensed in the reboiler 13 and uncondensed low-boiling fraction steam are It is separated into At this time, preferably, in order to reduce the pressure loss on the heating side in the reboiler 13 and improve heat transfer efficiency, the line from the reboiler 13 to the gas-liquid separation tank 16 is preferably divided into three. In other words, the first line is a line that causes condensate to flow into the gas-liquid separation tank 16, the second line is a line that causes uncondensed low-boiling fraction vapor to flow into the gas-liquid separation tank 16, and the third line
The line is a line that allows inert gas such as air or nitrogen to flow into the gas-liquid separation tank 16 from the upper part of the reboiler 13. The low-boiling fraction condensed in the reboiler 13 is a component with a relatively high boiling point among the low-boiling fraction vapors and is mainly composed of ethylbenzenes. The low-boiling distillate vapor is a component with a relatively low boiling point among the low-boiling distillate vapors, and is mainly composed of benzene, toluene, water, air, nitrogen, etc. In this flow sheet, the condensed low-boiling fraction extracted from the bottom of the gas-liquid separation tank 16 is introduced into the preheater 14 through the line 17, and in this preheater 14, the low-boiling fraction is introduced into the compressor 7. After exchanging heat with the boiling point distillate vapor and being used as a heat source for preheating the low boiling point vapor, it joins the line 6 from the line 18. In addition, the above gas-liquid separation tank 1
Uncondensed low-boiling distillate vapor extracted from the upper part of line 6 flows through line 19 to join line 6. Therefore, the reboiler 13 is controlled so as not to completely condense the low boiling point steam. By controlling the reboiler 13 so as not to completely condense the low boiling point distillate steam, components with relatively high boiling points in the low boiling point steam can be selectively condensed. In addition to increasing the condensation temperature and increasing the amount of heat transfer,
The compression ratio of the compressor 7 can be reduced to reduce running costs and equipment costs, and furthermore,
The temperature of the low-boiling fraction condensed in the reboiler 13 can be raised to a temperature necessary and sufficient to heat the low-boiling fraction steam in the preheater 14. The advantage is that there is no need to introduce Incidentally, the low boiling point distillate vapor on the inlet side of the compressor 7 may be partially condensed due to natural cooling from the outside, but this condensed liquid is not processed by the low boiling point vapor in the preheater 14 having a low pressure drop. Because the flow rate of
It is better to prevent intrusion into the Furthermore, a change in the conditions of the low boiling point vapor introduced into the compressor 7 immediately leads to a change in the conditions of the low boiling point vapor coming out of the compressor 7, which in turn leads to a change in the conditions of the low boiling point vapor introduced into the compressor 7.
In order to operate this distillation system stably, the pressure at the top of the distillation column 2, the flow rate of low-boiling distillate vapor to the compressor 2, and its temperature must be adjusted. Preferably, the conditions of the low-boiling distillate vapor introduced into the compressor 7 are controlled and kept constant. There are various ways to drive the compressor 7, such as a motor alone, a combination of a motor and a steam turbine, or a steam turbine alone, but in order to stabilize the distillation system, the compressor 7 is driven with precision. It is preferable to provide a rotation speed control mechanism. As this rotational speed control mechanism, a system such as a VVVF mechanism or a VV mechanism can be adopted, and a feedback mechanism is incorporated in response to voltage and frequency fluctuations of the power supply to control the rotational speed, that is, the capacity fluctuation.
Further, when steam is used as a driving source, it is preferable to control fluctuations in steam pressure using a feedback control mechanism or the like to minimize fluctuations in rotational speed. Furthermore, in order to stabilize the amount of heat supplied to the reboiler 13, a control valve that requires precision is provided in the bypass line from the compressor 7 to the condenser 5 to absorb fluctuations in heat capacity that cannot be controlled by the compressor 7. You can also do it. By the way, in order to operate the distillation system stably, it is particularly important to stabilize the amount of heat supplied to the reboiler 13. For this purpose, as mentioned above, it is of course necessary to accurately control the rotation speed of the drive machine of the compressor 7, but in addition to this, it is also necessary to control the condensation pressure of the low boiling point distillate steam in the reboiler 13. It is preferable to control the gas-liquid separation tank 1 through the reboiler 13 and to achieve this purpose.
It is preferable to control the pressure of the uncondensed low-boiling fraction vapor charged in the gas-liquid separation tank 16 and separated in the gas-liquid separation tank 16. In this flow sheet, reboiler 1
The low boiling point fraction condensed in step 3 is transferred to the gas-liquid separation tank 16.
The preheater 14 is controlled by a liquid level gauge 20 provided in the line 17 and a control valve 21 provided in the line 17.
In addition, uncondensed low-boiling distillate vapor that passes through the reboiler 13 without being condensed and is separated in the gas-liquid separation tank 16,
In order to control the condensing pressure in the reboiler 13 and the amount of heat supplied to the reboiler 13,
It is controlled by a pressure gauge 22 provided in the gas-liquid separation tank 16 and a control valve 23 provided in the line 19 to merge into the line 6. In this way, by controlling the condensation pressure of the low-boiling fraction vapor in the reboiler 13 by controlling the pressure of the uncondensed low-boiling fraction vapor in the gas-liquid separation tank 16, the condensation pressure in the reboiler 13 can be controlled. It can be controlled arbitrarily, and the amount of heat transferred in the reboiler 13 can also be controlled. Note that when the distillation system starts operating or when there is little uncondensed low-boiling distillate vapor in the gas-liquid separation tank 16, the condensation pressure of the low-boiling distillate vapor in the gas-liquid separation tank 16 may be controlled. In order to be able to carry out the process smoothly, the inside of the gas-liquid separation tank 16 or this gas-liquid separation tank 1 is
Inert gas such as nitrogen gas may also be introduced between the control valve 6 and the control valve 23. In addition, in cases where the reboiler 13 alone is insufficient as a heat source for the distillation column 2, or in order to supply the necessary amount of heat at startup, an auxiliary reboiler 2 is installed in the distillation column 2.
4, so that the amount of heat can be replenished by high-pressure steam or other heating source. [Example] According to the distillation system of the flow sheet shown in Fig. 1,
The dehydrogenated oil obtained by dehydrogenating ethylbenzene was distilled. In this distillation system, the distillation column 2 is packed with regular packing (product name: Merapakku manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.).
A packed column was used, and the pressure difference between the top and bottom of the column was controlled to be 70 mmHg or less. This distillation system was operated by constantly supplying dehydrogenated oil and extracting 40 parts of low-boiling component liquid from line 11 and 60 parts of high-boiling component liquid from line 4. The flow rates and temperatures at each point A, B, C, D, and E shown in the flow sheet above were controlled to the values shown in Table 2. The compositions of the dehydrogenated oil introduced into the distillation system, the top distillate of distillation column 2, and the bottom extract of distillation column 2 were as shown in Table 1. In this example,
It is possible to distill styrene in an extremely stable manner, and the energy consumed by the compressor 7 is on average about 30% of that when using only pressure steam, resulting in significant energy savings. found.
【表】【table】
本発明によれば、従来熱源としてヒートポンプ
方式を採用できなかつたスチレン類の蒸溜にこの
ヒートポンプ方式を採用し、エネルギー消費が少
なく、しかも、安定したスチレン類の蒸溜を行な
うことができる。
According to the present invention, the heat pump method is adopted for the distillation of styrenes, for which conventional heat pump methods could not be used as a heat source, and it is possible to perform stable distillation of styrenes with low energy consumption.
第1図は本発明の実施の一例に係るスチレン類
の蒸溜方法を示すフローシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for distilling styrenes according to an embodiment of the present invention.
Claims (1)
素油を蒸溜し、スチレン類とエチルベンゼン類と
を分離するに当たり、減圧系で運転される充填塔
型式の蒸溜塔の中間部に上記脱水素油を導入し、
上記蒸溜塔の塔頂からエチルベンゼン類を主体と
する低沸点溜分蒸気を抜出すと共に塔底からはス
チレン類を主体とする高沸点成分液を抜出し、上
記低沸点溜分蒸気の一部又は全部を圧縮機に導い
て断熱圧縮することにより昇温させた後蒸溜塔の
リボイラーに導き、一部又は全部を凝縮させるこ
とにより上記リボイラーの加熱源として使用し、
次いで凝縮した低沸点溜分又はこれと未凝縮蒸気
の一部を蒸溜塔循環ラインに戻し、残余は蒸溜塔
から排出させることを特徴とするスチレン類の蒸
溜方法。1. When distilling the dehydrogenated oil obtained by dehydrogenating ethylbenzenes and separating styrene and ethylbenzenes, the dehydrogenated oil is introduced into the middle part of a packed column type distillation column operated in a reduced pressure system. ,
A low boiling point distillate vapor mainly composed of ethylbenzenes is extracted from the top of the distillation column, and a high boiling point liquid mainly containing styrene is extracted from the bottom of the column. is introduced into a compressor and heated by adiabatic compression, then introduced into a reboiler of a distillation column, and used as a heating source for the reboiler by condensing part or all of it,
A method for distilling styrenes, characterized in that the condensed low-boiling fraction or a part of the uncondensed vapor is then returned to a distillation column circulation line, and the remainder is discharged from the distillation column.
Priority Applications (6)
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| KR1019850002763A KR900008691B1 (en) | 1984-04-26 | 1985-04-24 | Distillation method of stirenes |
| US06/727,059 US4615769A (en) | 1984-04-26 | 1985-04-25 | Process for distillation of styrenes |
| EP85302996A EP0160553B1 (en) | 1984-04-26 | 1985-04-26 | Process for distillation of styrenes |
| DE8585302996T DE3569518D1 (en) | 1984-04-26 | 1985-04-26 | PROCESS FOR DISTILLATION OF STYRENES |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59082863A Granted JPS60226836A (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Styrene distillation method |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS52111466A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-19 | Sekisui Koji Kk | Rectifying method by heat pump |
-
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- 1984-04-26 JP JP59082863A patent/JPS60226836A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60226836A (en) | 1985-11-12 |
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