JP2000282056A

JP2000282056A - 熱分解油の蒸留装置

Info

Publication number: JP2000282056A
Application number: JP8595899A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Fukuhara; 明信福原; Fumihiko Uemura; 文彦植村
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】組成及び性状が変動する熱分解油を分留し
て、中段から所望の引火点を有する中質油を得ることの
できる熱分解油の蒸留装置を提供する。【解決手段】本蒸留装置１０は、熱分解油を分留する
分留塔１２と、抜き出しトレイ２４から抜き出した中質
油のうちの少なくとも一部を一定流量で分留塔の蒸留機
構３０の上方に還流させる還流手段１６、１８、３２
と、還流させる中質油の少なくとも一部を冷却する冷却
手段１４と、冷却手段によって冷却された中質油の流量
と、冷却手段をバイパスした温度の高い中質油の流量と
を調節して、還流させる中質油の温度を調整する流量調
節手段５２と、流量調節手段を調節して、分留塔に還流
させる中質油の温度を調整することにより、中質油の抜
き出し段付近の分留塔内の温度が所定温度になるように
制御する温度制御手段２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱分解油の蒸留装
置に関し、更に詳細には、廃棄プラスチックを熱分解し
て得た熱分解油のように、組成、性状が大きく変動する
熱分解油を分留し、所望の引火点の製品油を得るように
した、熱分解油の蒸留装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃プラスチックのリサイクルが盛
んになると共に、リサイクルされた廃プラスチックの資
源回収プロセスの研究、開発が注目されている。

【０００３】廃プラスチックから経済的な価値の高い製
品油を回収するプロセスでは、先ず、廃プラスチックを
破砕機で粉砕し、次いで得た廃プラスチック砕片を熱分
解槽で熱分解する。廃プラスチック微片を熱分解して得
た熱分解油は、軽質油、中質油、及び重質油を含む、多
成分系の沸点性状の広い混合油であって、そのままで
は、経済的価値が低い。そこで、一般には、熱分解油を
分留塔に送入して、塔頂から流出するガス及び軽質油、
分留塔の中段から留出する中質油、及び塔底に残る重質
油に分留する。軽質油及び重質油は、経済的価値が比較
的低いので、通常、燃料として消費される。一方、中質
油は、経済的の高い成分を含む留分であって、種々の石
油化学原料しても注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱分解油の
分留に際して、製品として得る中質油の組成、性状は、
概略、引火点によって規定されていて、指定された引火
点の中質油を製品とし出荷することが必要である。しか
し、廃プラスチックの熱分解油のように、組成及び性状
が、時々に、また場合、場合で大幅に変動する原料油を
分留して、所望の引火点の中質油を分留塔中段から留出
させることは、従来の蒸留技術に依る限り、実際には、
極めて難しかった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、組成及び性状が
変動する熱分解油を分留して、中段から所望の引火点を
有する中質油を得ることのできる熱分解油の蒸留装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、分留塔から
抜き出した中質油の一部を一定流量で分留塔の蒸留機構
の上部に還流し、かつ還流させる中質油の温度を調節す
ることにより、分留塔から抜き出す中質油の引火点を所
望の温度に制御することを着想し、研究を重ねて本発明
を完成するに到った。

【０００７】上記目的を達成するために、得た知見に基
づいて、本発明に係る熱分解油の蒸留装置は、熱分解油
を分留する分留塔を備え、分留塔内に設けた蒸留機構の
下方であって、熱分解油の導入口の上方の抜き出し段か
ら中質油を留出させる蒸留装置であって、流量制御装置
を備え、留出させた中質油のうちの少なくとも一部を一
定流量で分留塔の蒸留機構の上方又は蒸留機構の中間部
に還流させる還流手段と、冷却器を備え、還流させる中
質油の少なくとも一部を冷却する冷却手段と、冷却手段
により冷却された中質油の流量と、冷却手段をバイパス
した温度の高い中質油の流量とを調節して、分留塔に還
流させる中質油の温度を調整する流量調節手段と、流量
調節手段を調節して、分留塔に還流させる中質油の温度
を調整することにより、中質油の抜き出し段付近の分留
塔内の温度が所定温度になるように制御する温度制御手
段とを備えたことを特徴としている。

【０００８】蒸留機構は、熱分解油を蒸留できる機構で
ある限り、制約はなく、例えばラシヒリング等の充填材
を充填した充填層からなる蒸留機構でも、多段の蒸留ト
レイからなる蒸留機構でも良い。冷却器は、中質油を冷
却できる限り、形式、種類には制約はないが、好適に
は、冷却手段として設けた冷却器は、中質油を熱源と
し、水を加熱してスチームを生成すると共に中質油を冷
却する熱交換器であって、かつ、発生スチームの圧力を
所定圧力に維持する圧力制御装置を設ける。これによ
り、中質油を冷却する冷媒側の温度が一定に維持される
ので、還流させる中質油の温度調整が容易になる。ま
た、圧力制御装置の設定圧力を変更して、発生スチーム
の圧力を変化させることにより、容易にかつ素早く熱分
解油の性状変更に対処することができる。

【０００９】本発明の熱分解油の蒸留装置は、温度制御
装置によって、中質油の抜き出し段付近の分留塔内の温
度が所定温度になるように制御して、中質油の抜き出し
温度を所定温度に制御することにより、蒸留性状（組
成）を調整し、よって中質油の引火点を調整する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例本実施形態例は、本発明に係る熱分解油の蒸留装置の実
施形態の一例であって、図１は本実施形態例の熱分解油
の蒸留装置の構成を示すフローシートである。本実施形
態例の蒸留塔装置１０は、有機物を熱分解して得た分解
ガスを蒸留して、軽質油と、中質油と、重質油とに分留
する分留塔１２と、中質油を一部冷却するために設けら
れた熱交換器１４と、分留塔１２から中質油を抜き出し
て少なくとも一部を熱交換器１４に送液し、残部を系外
に送液する中質油ポンプ１６と、分留塔１２に流入させ
る中質油の流入量を一定量に制御する流量制御装置１８
と、熱交換器１４で冷却する中質油の流量を調節して、
還流させる中質油の温度を調整することにより、分留塔
１２の中段の中質油抜き出し部の温度を制御する温度制
御装置２０とを備えている。

【００１１】分留塔１２は、導入管２２に接続して原料
油として熱分解油を導入する導入ノズルと、導入ノズル
から上に向かって、順次、中質油抜き出しトレイ２４
と、中質油抜き出し管２６に接続した抜き出しノズル
と、抜き出しトレイ２４上の中質油の液面を制御する液
面制御装置２８と、蒸留機構３０と、加熱した中質油を
流入させる中質油流入管３２に接続したノズルと、塔頂
還流を流入させる塔頂還流管３４に接続したノズルと、
ガス流出管３６を接続してガスを流出させる塔頂ノズル
と、重質油流出管３８を接続して重質油を流出させる塔
底ノズルとを備えている。

【００１２】本実施形態例では、中質油抜き出しトレイ
２４は、チムニー型のトレイとして形成され、トレイ上
に中質油を滞留させている。また、蒸留機構３０は、ラ
シヒリング等の充填材を充填した充填層として構成され
ている。トレイを複数段設けたトレイ式蒸留機構で蒸留
機構３０を構成することもできる。塔頂のガス流出管３
６から流出したガスは、図示しない凝縮器によって一部
凝縮し、凝縮液の一部は還流ポンプ（図示せず）によっ
て還流管３４を介して分留塔１２に、中質油の成分と塔
頂ガス成分とを分離する塔頂還流液として還流される。
凝縮しなかったガス成分は系外に送出される。重質油
は、重質油流出管３８に設けられた重質油ポンプ（図示
せず）によって系外に送出される。

【００１３】熱交換器１４は、伝熱管（図示せず）を胴
内に設けた熱交換器であって、抜き出した中質油を熱源
として伝熱管に導入し、胴内部に収容した水を中質油で
加熱し、蒸発させてスチームを生成する熱交換器として
構成されている。水側の温度を所定温度に保持するため
に、熱交換器１４内のスチームの圧力を制御する圧力制
御装置４０が設けられている。

【００１４】中質油ポンプ１６は、中質油の抜き出しト
レイ２４から中質油を抜き出し、流量制御装置１８で制
御された所定流量の中質油を熱交換器１４に向け送り、
中質油送出管４２を介して残部を系外に送出している。
中質油送出管４２には、流量調節弁４４が設けられ、液
面制御装置２８は、流量調節弁４４を調節して系外に送
出する中質油の流量を調整し、抜き出しトレイ２４上の
中質油の液面を所定位置に保持するように制御してい
る。

【００１５】流量制御装置１８は、中質油流入管３２に
設けられた流量調節弁４６を調節して、分留塔１２に還
流させる中質油の流量を所定流量に制御している。温度
制御装置２０は、熱交換器１４を通過して冷却された中
質油が流れる中質油管４８、中質油流入管３２、及び、
熱交換器１４をバイパスして温度の高い中質油が流れる
バイパス管５０に接続された３方の弁ポートを備える３
方弁式流量調節弁５２を備えている。温度制御装置２０
は、３方弁式流量調節弁５２の弁開度を調節することに
より、熱交換器１４により冷却された中質油の流量と、
熱交換器をバイパスして温度の高い中質油の流量とを調
節して、中質油流入管３２を介して分留塔１２に送入さ
れる中質油の温度を調整し、それにより抜き出しトレイ
２４上の中質油の温度を制御している。塔頂のガス流出
管３６には圧力調節弁５４が設けられ、圧力制御装置５
６は、圧力調節弁５４を調節して分留塔１２の塔頂圧力
を所定圧力に制御する。

【００１６】次いで、図１を参照して、本蒸留塔装置１
０の作用を説明する。有機物を熱分解して得た高温の熱
分解油が導入管２２から分留塔１２に導入される。分留
塔１２内で凝縮しなかったガス成分は、塔頂からガス流
出管３６を通って分留塔１２から流出し、図示していな
い凝縮器で冷却されて一部は凝縮し、凝縮した液の一部
が塔頂還流液として還流管３４を通って分留塔１２に戻
される。重質油は、分留塔１２の塔底から重質油流出管
３８を介して系外に送出される。

【００１７】分留塔１２の中段にある中質油抜き出しト
レイ２４には、中質油が凝縮して溜り、溜まった中質油
を中質油ポンプ１６により抜き出して少なくとも一部を
熱交換器１４に供給し、熱交換器１４内で水蒸気を発生
させることにより、中質油は除熱されて冷却される。冷
却された中質油は、バイパス管５０を通る冷却されない
中質油と３方弁式流量調節弁５２で合流し、流量制御装
置１８により一定流量で分留塔１２に循環される。中質
油ポンプ２６によって抜き出された中質油の一部は、液
面制御装置２８の流量制御の下で中質油送出管４２から
系外に送出される。

【００１８】分留塔１２に還流された中質油は、充填層
３０内で下から上に流れるガス成分と接触しつつ下降
し、接触したガス成分の一部は凝縮して中質油となり、
共に抜き出し段２４上に滞留する。本実施形態例の蒸留
装置１０では、中質油送出管４２から系外に送出する中
質油の流量を１とすると、熱交換器１４に送る中質油の
流量は約２００、熱交換器１４をバイパスさせる中質油
の流量は約１００である。

【００１９】上述のように、抜き出し段２４上の中質油
の温度は、流量制御装置１８により一定量の中質油を還
流させることにより、かつ、温度制御装置２０によって
３方弁型流量調節弁５２を調節し、還流させる中質油の
温度を調整することにより、、所定温度に維持され、ま
た、分留塔１２の塔内の圧力は、圧力制御装置５６によ
り所定圧力に制御されている。よって、廃棄プラスチッ
クの種類及び処理量の変動に起因して、導入する熱分解
油の組成、性状が変わっても、中質油の組成を一定にす
ることができ、従って中質油の引火点を一定とすること
ができる。また、還流させる中質油の流量は、一定で、
温度の高い液と低い液の混合により温度を調節している
ので、原料組成等の変動に対して、即座に応答すること
ができる。

【００２０】また、中質油の性状を大幅に変更しようと
するときには、熱交換器１４で発生するスチームの圧力
を圧力制御装置４０の設定を変更して、還流させる中質
油の温度を大きく変更することにより、対応することが
できる。即ち、設定スチーム圧力を高くすれば、中質油
の除熱量が減少するので、還流させる中質油の温度が高
くなり、中質油の引火点をより高くすることができる。
逆に設定スチーム圧力を低くすれば、中質油の温度が低
くなるので、引火点を低くすることができる。

【００２１】本実施形態例では、流量調節弁として３方
弁型流量調節弁を用いているが、熱交換器１４を通る中
質油配管と、熱交換器１４をバイパスするバイパス管に
それぞれ２方弁型流量調節弁を設置することにより、３
方弁型流量調節弁に代えることもできる。また、熱交換
器の下流側に３方調節弁を設置しているが、上流側に設
置することもできる。流量制御装置１８も、熱交換器１
４の上流側に設置することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明方法によれば、留出中質油のうち
一部を一定流量で還流させる還流手段と、還流させる中
質油の少なくとも一部を冷却する冷却手段と、冷却中質
油の流量と、バイパス中質油の流量とを調節して、還流
する中質油の温度を調整する流量調節手段と、分留塔に
還流させる中質油の温度を調整することにより、中質油
の抜き出し段付近の分留塔内の温度が所定温度になるよ
うに制御する温度制御手段とを蒸留装置に備える。これ
により、流出中質油の一部を一定流量で、温度を調節し
て分留塔に還流させ、分留塔内の中質油抜き出す段の温
度を制御することにより、所望の引火点を有する中質油
を得ることができる。本発明に係る熱分解油の蒸留装置
は、廃棄プラスチックを熱分解して得た熱分解油のよう
に、組成、性状が大きく変動する熱分解油を分留し、所
望の引火点の製品油を得る蒸留装置として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の熱分解油の蒸留装置の構成を示す
フローシートである。

【符号の説明】

１０実施形態例の蒸留塔装置１２分留塔１４熱交換器１６中質油ポンプ１８流量制御装置２０温度制御装置２２導入管２４中質油抜き出しトレイ２６中質油抜き出し管２８液面制御装置３０蒸留機構３２中質油流入管３４還流管３６ガス流出管３８重質油流出管４０圧力制御装置４２中質油送出管４４流量調節弁４６流量調節弁４８中質油管５０バイパス管５２３方弁式流量調節弁５４圧力調節弁５６圧力制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｇ 1/10 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２ＦＦターム(参考） 4D004 AA07 CA25 CB50 4D076 AA13 AA23 BB04 CA15 CB06 DA02 EA05Y EA12Y EA17Y HA20 JA03 4F301 CA07 CA27 CA43 CA64 CA72 CA74 4H029 CA01 CA14 CA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱分解油を分留する分留塔を備え、分留
塔内に設けた蒸留機構の下方であって、熱分解油の導入
口の上方の抜き出し段から中質油を留出させる蒸留装置
であって、流量制御装置を備え、留出させた中質油のうちの少なく
とも一部を一定流量で分留塔の蒸留機構の上方又は蒸留
機構の中間部に還流させる還流手段と、冷却器を備え、還流させる中質油の少なくとも一部を冷
却する冷却手段と、冷却手段により冷却された中質油の流量と、冷却手段を
バイパスした温度の高い中質油の流量とを調節して、分
留塔に還流させる中質油の温度を調整する流量調節手段
と、流量調節手段を調節して、分留塔に還流させる中質油の
温度を調整することにより、中質油の抜き出し段付近の
分留塔内の温度が所定温度になるように制御する温度制
御手段とを備えたことを特徴とする熱分解油の蒸留装
置。
【請求項２】冷却手段に設けた冷却器は、中質油を熱
源とし、水を加熱してスチームを生成すると共に中質油
を冷却する熱交換器であって、かつ、発生スチームの圧力を所定圧力に維持する圧力制御装置
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱分解
油の蒸留装置。
【請求項３】温度制御装置によって、中質油の抜き出
し段付近の分留塔内の温度が所定温度になるように制御
することにより、中質油の引火点を調整するようにした
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱分解油の蒸
留装置。