JPS6191288A - 石油類の蒸留装置 - 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〉 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ッ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〉 原油を當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（軽質十重質）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
およびスプリッ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３
０の側線還流３０ａ　、各留分３０ｃ、　３０ｄ、およ
び塔底残油３０ｅ等を熱源とする一つ以上の熱交換器群
Ｅ１　、Ｆ２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（スプリット型）またはそれらの組合せ方
式によって配列された熱交換器の集まりである。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
の併用方式といっ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２０
ａ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
にあける原油予熱により原油によっ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１ノ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Ｌ
ＰＧ・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３０ｃ、　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
されなかった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３
０ｅ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と塔頂受漕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＋ａ溝で凝縮されたＬＰＧ・ナフサ混合留分２０
ｆ、　３Ｏｆ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ッタ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４
０およびスプリッタ５０の塔頂還流経路を示し、いずれ
もコンデンサ、塔頂量ＷＩおよびポンプを含んでいる。

　また、図示していないが前照留塔、主蒸留塔、スタビ
ライザおよびスプリッタは、それぞれ受槽の頂部に塔の
運転圧力調整用ガス扱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１ｑ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にあける運転圧力は、原
油の油種や予熱温度等で多少異なるが通常１〜５ｋＭｃ
ｍ２Ｇ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
びスプリッタ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３０ｂ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、スプリッタ５０のリボ
イラー５１の熱源を主蒸留塔の側線還流３０ｂとしてい
るが、両者のり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、　３０ｄをこれらリボイラーの熱源と
して利用することもめる。

しかしながら、ナフサ精留系にあけるスタビライザおよ
びスプリッ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、スタビライザヤスプリン
タへ供給されるＬＰＧ・ナフサ留分の処理圏によって変
動し、必ずしも一定でない。スタビライザやスプリッタ
での処理量は、主として前蒸留塔および主蒸留塔にあけ
る蒸留性能、特に前蒸留塔における塔頂収率および精密
度に依存し、これらの変動に伴ってスタビライザやスプ
リッタで処理すべき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ッタのりボ
イラー所要熱量も少なくて済むのでおる。

一方、前蒸留塔における精密度は、原油様や前蒸留塔に
供給される原油予熱温度によって変化し、この変化に伴
って前照留塔塔頂留分ヤ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
軽質ナフサ留分の一部とを冑、塔底残油中にはＬＰＧ留
分が比較的多量に存在するような前蒸留塔の精密度で運
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フ１ノツクでの処
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
サ留分の一部とを得、塔底残油中にＬＰＧ留分が比較的
多山に存在するような前蒸留塔の精密度で運転する場合
に特に適したナフサ精留系の構成とすることによって、
スタビライザおよびスプリッ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ッタのりボイラー所要
熱量を必要最小限に抑えることができ、リボイラー熱源
の余剰熱量を伯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、主蒸留塔塔頂留分をスプリッタへ導く配管と、前
蒸留塔塔頂留分をスタビライザへ導く前記配管にスプリ
ッタの塔頂紹介を合流させる配管とを配設する。これに
よって、スタビライザ塔頂よりＬＰＧを、スタビライザ
塔底より軽質ナフサを、スプリッ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密度について）ホベるならば、前蒸
留塔の精密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必り、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、運転面で精密度に
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ｉ）供給原油の持ち込み熱量（原油予熱系で
の予熱ｆｉｇ、ｉｉ＞原油供給量に対する塔頂留分抜出
し量の割合、および１ｉｉ）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溝酸が最適となる前蒸留塔
の精密度は、例えばある原油様を処理し、第２図に示し
たように塔頂より対原油１１ｖｏ１％のＬＰＧ留分およ
び軽質ナフサ留分の一部のみを１ｑるが、なあ塔底残油
中にＬＰＧ留分が比較的多量に存在する場合で必る。

〈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
とスプリッタ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めり、熱回収
系熱交換器群、加熱炉、スタビライザおよびスプリッタ
のりボイラー、各蒸留塔の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２１、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／ＣＩ’Ｇで蒸留操作が行な
われ前蒸留塔塔頂留分中のＬＰＧ留分と軽質ナフサ留分
が分留されて、スタビライザ塔頂留分は塔頂還流経路Ｆ
１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は配
管３がら軽質ナフサ製品として取出される。

主蒸留塔３０の塔頂留分３０ｆはコンデンサ３１、塔頂
受槽３２、ポンプ３３を経て配管４によりスプリッタ５
ｏへ直接導かれる。このスプリッタにおいては、塔頂圧
力０．１〜２．　ＯｋＭｃｔＧ程度で蒸留操作が行なわ
れる。このスプリッタの塔底留分は、配管５から＠貿ナ
フ→ノ製品として取出されるか、スプリッタ塔頂より得
られる軽質ナフサ留分中には軽質ナフサ製品許容量を上
回るＬＰＩ分を含んでいるため、そのまま軽質ナフサ製
品とすることはできない。そのため、スプリッタ塔頂留
分である軽質ナフザ留分を塔頂還流経路Ｆ２を経て配管
６により前蒸留塔塔頂留分２Ｏｆと合流させてスタビラ
イザ４０へ供給し、ここで前蒸留塔塔頂留分２０ｆとと
もにＬＰＧ留分と軽質ナフサ留分とに分留される。なあ
、スタビライザ塔頂留分は、通常液として取出されるが
、メタン等の軽質力が多い場合、一部ガスとしても取出
されることがある。

上記のようなナフサ精留系の構成とすることによって、
スタビライザおよびスプリッタにあける処理量の低減お
よび１ノ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ッタのりボイラー熱源は、従
来のナフサ精留系（第４図）におけると同様に主蒸留塔
の側線還流ヤ塔底残油がら得られるが、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って得られるリボイ
ラー熱源低減に伴う余剰熱筒を、熱回収系熱交換器群へ
振り向けることができる。

なあ、管１と管６との合流点下流側の管１及び管４にそ
れぞれ管３を流れるスタビライザ塔底留出液ヤ管５を流
れるスプリッタ塔底留出液を熱源とする熱交換器を設け
、スタビライザ４０およびスプリッタ５ｏへ供給される
原料油をそれぞれ予熱し、スタビライザ４ｏおよびスプ
リッタ５０のリボイラー熱源の低減をざらに図ってもよ
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の一部とを得、塔底残油
中にはＬＰＧ留分が比較的多量に存在するような前蒸留
塔の精密度を採用した場合に、ナフサ精留系のスタビラ
イザおよびスプリッタでの処理１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
ヤスプリッタのり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口
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。以下に実験例を埜げてこの発明の効果を臭体的に
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１０
０，０ＯＯＢ　Ｐ　３　Ｄ　（バーレル／日）の原油常
圧蒸留装置において、１００．０ＯＯＢ　Ｐ　Ｓ　Ｄて
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
ザおよびスプリンタの処理圏、リボイラー熱量を比較し
、リボイラー熱囮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２９００万円増加し、一方ナフサ精留系装置
の建設コストか１５００万円低減し、差引１４００万円
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２７４００万円／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。

従来装置　　本発明 スタどライザ 処理量（ｖｏ１％対原油）　　　　　　　２１．３　　
　　　１３．４リホイラ熱量（１０６ｋｃａｌ／Ｈ）　
　　　６．１　　　　　３．０スプリツタ 処理量（ｖｏ１％対原油）　　　　　　　１９．３　　
　　　１０．３リボイラ熱！　（’Ｉ　０６ｋｃａｌ／
Ｈ）　　　　５．６　　　　　　３．０（百万円／年） 熱交換器伝熱面積増加コスト　　　　　　　　　　　　
２９（百万円） ナフサ精留系建設コスト減　　　　　　　　　　　　　
１５（百万円）

【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密度を示す説
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・・・スプリッ
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ッ
   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、前記主蒸留塔塔頂留分をスプリ
   ッタへ導く配管と、前蒸留塔塔頂留分をスタビライザへ
   導く前記配管に前記スプリッタの塔頂留分を合流させる
   配管とを有し、これによって前記スタビライザ塔頂より
   ＬＰＧを、前記スタビライザ塔底より軽質ナフサを、前
   記スプリッ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。