JPH06246102A - 充填塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸留塔の内部で発生した不純物を運転中に系
外に排出し、塔の分離能力の低下を防止する。 【構成】 蒸留塔の降下液をコレクターにより集め、こ
の液を塔外の濾過装置に導き、ここで系内の不純物を除
去する。不純物が除去された降下液は再び塔内に戻さ
れ、ここで塔内に分散される。 【効果】 蒸留塔の内部で発生した不純物を運転中に系
外に排出し、長期にわたり精製度を維持し時間当たりの
処理量を低下させないで蒸留塔の連続運転を可能にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は化学工業における代表的
な分離装置である蒸留塔、特に充填塔における塔外液濾
過装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】化学工業における単位操作の中で代表的
な分離操作に蒸留がある。蒸留を行う蒸留塔は、その内
部構造により内部にトレイを設置した棚段塔と、塔内に
充填物を充填し蒸留を行う充填塔に分けることができ、
棚段塔はトレイの種類により更に泡鐘トレイ、多孔板ト
レイ、バルブトレイのタイプに分けられる。充填塔に充
填する充填物においては、ラシヒリング、ベルルサド
ル、ポールリングを塔の中に充填物するような不規則充
填物と、塔の中に規則構造体を組み上げる規則充填物が
ある。

【０００３】棚段塔、充填塔いずれの場合も、塔の中に
孔やスリットに代表される間隙が存在し、これらのサイ
ズや開孔率が蒸留分離精製段効率等の塔の性能を決定す
る因子となる。一般には、これらのサイズ及び開孔率は
小さい程精製段効率は向上するが、反面該蒸留塔の圧力
損失は増大し、塔の時間当たりの処理能力を小さくする
結果となる。

【０００４】その他の問題として、塔を通過する被蒸留
流体の中には、鉄サビ、ポリマー、スケールを発生させ
る原因となる無機塩類などが混入しており、これらがト
レイの細孔や充填物の間隙を閉塞し、塔の圧力損失を増
大せしめ、最悪の場合には運転不能という結果に陥るこ
とがある。また、特に規則充填塔においては、気液接触
の効率向上のため降下液の塔半径方向の分散性をよくす
る必要がある。これを実現するために、塔内にしばしば
デイストリビューターと呼ばれる液分散器を設置する
が、この細孔が上記の間隙以上に閉塞しやすく大きな問
題となっている。

【０００５】閉塞の原因となる固形不純物は外部から持
ち込まれたり、蒸留塔内部で発生したりしたものがあ
る。外部から持ち込まれた不純物は、被蒸留流体が蒸留
塔に仕込まれる前に適当な濾過装置により除去可能であ
るが、塔の内部で発生したポリマーや鉄サビ等は運転中
に塔の外に排出することができず、これらを除去するた
めにはプラントを停止する必要があり、蒸留塔の圧力損
失増大のためプラントの緊急停止を余儀なくされること
がしばしばあった。

【０００６】これらの問題を解決するために、これまで
多くの研究がなされ、塔の中にストレーナーに代表され
る濾過装置を設置し、トレイ及び充填物への不純物の閉
塞を防止する方法が提供されてきた。この方法は塔の中
のコレクターと呼ばれる液収集器により塔の中を降下す
る液を集め、この液を塔内のストレーナーに代表される
濾過装置に通液し塔内で発生した不純物を除去してい
た。

【０００７】しかしながら、これらの方法でも長期にわ
たる連続運転においては、濾過装置の処理容量を越え、
濾過装置が目づまりをおこす。したがって、コレクター
で収集された液は不純物を含んだまま濾過装置をオーバ
ーフローし、蒸留塔の連続運転の根本的な解決方法には
なっていない。すなわち、精製度と処理量を両方満足さ
せることは困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、長期
にわたって精製度を維持して、時間当たりの処理量を低
下させることなく、蒸留塔の連続運転を可能ならしめる
塔内液濾過装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、蒸留塔の外部に１以上の濾過装置を塔内の
ストレーナーと並列に設置し、塔内部の液を通液し、再
び塔に還流することにより、蒸留塔の長期連続安定運転
を可能ならしめることを見いだし、この知見に基づいて
本発明をなすに至った。

【００１０】すなわち、本発明は、充填塔において、コ
レクターとデイストリビューター間に塔外濾過装置を配
管することを特徴とする充填塔である。以下、本発明を
詳細に説明する。ここで、本発明の蒸留塔は、棚段塔、
充填塔のいずれでもよく、棚段塔のトレイとしては、泡
鐘トレイ、多孔板トレイ、バルブトレイ、ジェットトレ
イ、ユニフラックストレイ、ベンチュリートレイ、ター
ボグリッドトレイ、リップルトレイ、デュアルフロート
レイ、キッテルトレイ、バッフルトレイ、ディスクドー
ナツトレイなどがある。

【００１１】また、充填塔の不規則充填物としてはラシ
ヒリング、レッシングリング、ベルルサドル、インター
ロックスサドル、テラレット、ポールリングがあげら
れ、規則充填物の例としては商品名「メラパック」、
「スルザーパッキング」、「ＰＦパック」、「ケラパッ
ク」（以上住友重機械工業株式会社製）、「ＧＥＭＰＡ
Ｋ」（ＧＬＩＴＳＣＨ製）等が挙げられる。

【００１２】これら、いずれの蒸留塔に塔内液濾過装置
を設置しても、塔内の閉塞に対しては目覚ましい効果が
あるが、特に規則充填物のようにデイストリビューター
を設置している充填塔において効果が絶大である。塔外
に取り付ける塔外濾過装置の濾材の代表例としては、ナ
イロン類、ポリエステル類、ポリプロピレン類、アクリ
ル類、サラン類、フルオロカーボン類、レーヨン、羊
毛、麻、絹、ガラス繊維、フエルト、不織布、濾紙、パ
ルプ、金網などがあるが、特にこれらに限定されるもの
ではなく、所望の濾過効果を得るものであれば何等問題
はない。

【００１３】但し、一般に石油化学工業で取り扱うよう
な有機物の蒸留においては、この有機物自体の溶解性が
高く、濾材によっては使えない場合もある。したがっ
て、多くの場合、被濾過物の大きさによるが、濾材交換
のハンドリングが比較的容易な金網を濾材に使い、金網
ストレーナーを濾過装置に使うことが好ましい。また、
この金網ストレーナーのメッシュは１０〜３００が望ま
しく、更に望ましくは２０〜５０メッシュ、もっと望ま
しくは４０メッシュである。

【００１４】本発明における被蒸留流体は特に限定され
ないが、塔の内部で重合によるポリマーが発生しやすい
粗モノマーであれば何等構わず、この中でスチレンモノ
マーとエチルベンゼンの混合物が特に望ましい。本発明
の好ましい実施態様によれば、蒸留塔の所望の位置で降
下液をコレクターと呼ばれる液収集器により集め、これ
を塔外につながる配管により塔外に設置してある塔外濾
過装置に導き、ここで不純物を濾過する。被濾過流体
は、この後塔内につながる配管を通り還流される。この
とき、規則充填塔においては、しばしばこの液をデイス
トリビューターから塔の中に分散することが行われる。

【００１５】また、先にも述べた通り、この塔外濾過装
置は蒸留塔の所望の位置に設置可能であるが、塔の降下
液だけでなくフイードフラッシャーに受けたフイード液
をも塔外濾過装置に通過させることにより、内部発生の
不純物だけでなく外部の不純物を効果的に除去すること
が可能であり、より望ましい。塔外濾過装置によって捕
捉された不純物であるケークは、蒸留塔の運転中でも除
去することが可能であり、濾過能力の再生を行うことが
可能である。すなわち、運転中、塔外濾過装置に固形不
純物が蓄積し、濾過装置の圧力損失が大きくなり、この
固形不純物を系外に排出する必要が生じた場合、塔内の
コレクターで収集した塔内液を塔外濾過装置に導くこと
なく、バイパスラインを用いて塔内に還流する。このと
き、外部に設置した塔外濾過装置と蒸留塔内とは液の流
れが遮断されるため、運転中でも容易に塔外濾過装置の
濾布を交換することができる。

【００１６】さらに、塔外濾過装置は２連以上並列に接
続することができる。すなわち、塔内のコレクターによ
って収集された塔内液は塔の外部につながる配管によっ
て塔外濾過装置に導かれるが、この配管に並列に濾過装
置を２機以上接続すれば、相互に通液を切り替えること
によりコレクターにより収集した塔内液を一時的にせよ
塔内に還流することがないから、塔外濾過装置の濾布交
換時も塔内液を常に外部の濾過装置に通液することが可
能となる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例に基き説明する。

【００１８】

【実施例１】図１において、記号１は規則充填塔を示し
ている。この塔はスチレンモノマーとエチルベンゼンの
混合物からスチレンモノマーを精製する蒸留塔である。
図１の記号２、７は規則充填物である。記号２の部位で
発生した降下液は記号３のコレクターに集められる。こ
の液は記号９のフイードフラッシャーの液と共に記号４
の配管を通って記号５の塔外濾過装置（金網ストレーナ
ー４０メッシュ）に導かれる。ここで、被濾過流体中の
不純物は濾過され、記号６の配管を通り塔内のデイスト
リビューター１１に導かれる。

【００１９】塔外にある濾過装置の前後の差圧が大きく
なった時に、この濾過装置をバイパスして液を降下さ
せ、その間、濾過装置の濾材である金網を交換する。こ
の時、コレクター３により集められた液は記号４の配管
を通ることなく塔内ストレーナー（金網ストレーナー４
０メッシュ）記号１０を通過した後、デイストリビュー
ター１１に導かれる。

【００２０】これにより、蒸留塔の運転を続けたまま系
内に混入した不純物を系外に排出することができ、デイ
ストリビューター１１の細孔や充填物の間隙を閉塞する
ことなく工場の計画停止まで（２年間）、塔性能を劣化
させることがなかった。実際に計画停止時、デイストリ
ビューター１１の細孔や充填物の間隙を点検しても閉塞
している部位は見受けられなかった。

【００２１】

【比較例１】図２において、記号１２は規則充填塔を示
している。記号１３、１４は規則充填物である。記号１
３の部位で発生した降下液は記号１５のコレクターに集
められる。この液は記号１６の配管を通って記号１９の
フイードフラッシャー液と共に記号１７の塔内濾過装置
（金網ストレーナー４０メッシュ）に導かれる。ここ
で、被濾過流体中の不純物は濾過され塔内のデイストリ
ビューター２０に導かれる。

【００２２】しかしながら、この濾過装置は塔内に設置
してあるため、濾材の交換は運転中にできず運転中に濾
材が閉塞しはじめ、ついには完全閉塞に至る。濾材が完
全閉塞すると記号１７の濾過装置に導かれた被濾過流体
は不純物を含んだまま、記号２１のバイパスラインを通
り直接デイストリビューター２０に導かれる。このよう
な装備下で、工場の計画停止まで（２年間）、連続運転
を続けると運転中に分離不良に代表されるような塔の性
能劣化を引き起こした。計画停止時塔内の金網ストレー
ナーを検査してみると、金網の間隙は完全閉塞してお
り、さらにはコレクターから直接デイストリビューター
に流れた降下液のためデイストリビューターの細孔が閉
塞しており降下液の分散性を低下させていた。

【００２３】

【発明の効果】本発明の濾過装置は、塔内部発生の不純
物が原因となる蒸留塔の分離能力の低下を引き起こすこ
となく、長期に渡って安定運転を可能にする効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過装置の一例を表す概念図である。

【図２】従来技術の濾過装置の概念図である。

【符号の説明】

１、１２ 規則充填塔 ２、７、１３、１４ 規則充填物 ３、１５ コレクター ４、６、１６ 配管 ５ 塔外濾過装置 ８、１８ フイードライン ９、１９ フイートフラッシャー １０、１７ 塔内ストレーナー １１、２０ デイストリビューター ２１、２２ バイパスライン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填塔において、コレクターとデイスト
   リビューター間に塔外濾過装置を配管することを特徴と
   する充填塔。