省エネルギー型蒸留システム「SUPERHIDIC」省エネルギー型蒸留システム「SUPERHIDIC」

SUPERHIDIC ™ は、外部加熱源(蒸気や加熱炉)を必要としないヒートポンプ型蒸留システムです。石油化学・石油精製の多くのサービスにおいて、50%を超える省エネルギー効果および温室効果ガス削減効果を実現します。
特殊な装置を用いることなく、既存の蒸留技術を適用することで、従来の保守性を維持しながら高い経済性を提供します。

SUPERHIDIC ™ の特徴

TOYOが提供するサービス

TOYOは技術ライセンサーとして、お客様にプロセスデザインパッケージ(PDP)およびライセンスを提供します。
お客様でFEED/EPCコントラクターを選定し、FEED/EPCを実施していただくことを想定しています。

技術詳細説明

SUPERHIDIC ™ の概念

省エネルギー蒸留システムとして提案されている内部熱交換型蒸留塔(HIDiC)のコンセプトをよりシンプルなシステムで実現しています。



技術的特徴

一般的な多管式熱交換器にてサイド熱交換を行う

  • エンタルピー変化を起こすべき組成に設置
  • 与えるべき熱量となるよう伝熱面積を変化させることができる
  • 濃縮部と回収部の温度差と与えるべき熱量を考慮して熱交換段の組合せを決められる

通常の蒸留塔を使用

  • 塔内部品は、通常のトレイ・充填物を使用
  • 中間製品のサイドカット、マルチフィードにも対応可能
  • フィード段の最適化可能

上記により、以下の特長を有する

  • これまでのいかなるヒートポンプ系省エネシステムよりも高い省エネ性を有する
  • メンテナンスが通常装置と同等

既存設備を再利用する場合に多いSUPERHIDIC ™ の装置概略



適用方法、装置構成例

これまでの設計および運転実績で得られた知見を活かし、さらなる技術開発を進め、過去案件では既存設備を新規設備に更新したのに対し、既存の蒸留塔および付帯設備を再利用した装置システムの構築が可能となっています。
SUPERHIDIC ™ の新規更新式と同等の高い省エネ効果を維持したまま、導入コストを抑えることで、さらなる経済合理性の向上に貢献します。



装置構成例①:既存蒸留塔をSUPERHIDIC ™ 低圧塔として転用



装置構成例②:既存蒸留塔をSUPERHIDIC ™ 高圧塔として転用



装置構成例③:既存蒸留塔をSUPERHIDIC ™ 低圧塔/高圧塔として転用



装置構成例④:蒸留塔を含め、SUPERHIDIC ™ システムを全て新設


(注記)

  • 上記装置構成および改造範囲はあくまで例です。お客様のご要望や制約条件に応じて最適な装置構成をご提案します。
  • 上図では付帯機器(リボイラ、コンデンサ、ドラム、ポンプ)は適宜省略しています。


間接式ヒートポンプ版SUPERHIDIC

蒸留塔の操作圧力および温度に制限があるような、減圧度の高い系やプロセスガスを直接圧縮することが難しい系では、当該技術を間接式ヒートポンプサイクルと組み合わせることで、上述の概念を実現することが出来ます。
間接式ヒートポンプは、直接式ヒートポンプに比べて省エネ性は劣りますが、これまで適用が難しかった高度な減圧系や食品・飲料系等においても、既存蒸留塔の運転を変えず(操作圧力は変更なし)、省エネルギー化できる技術を開発・特許化しています。



当該間接式ヒートポンプの特長

  • 複数のヒートポンプサイクルの適切な組み合わせ
    複数のヒートポンプサイクルを適切に組み合わせる構成によって目的の熱交換を達成

  • 作動流体選定の自由度
    目的の熱交換を行うためのヒートポンプに適切な作動流体を、さまざまな制約条件を考慮して選定可能

SUPERHIDIC ™ の間接式ヒートポンプ版

既存プラント内熱統合の考慮

既存の蒸留塔で、リボイラーやコンデンサーが熱回収に組み込まれていたり、余剰圧力レベルのスチームをリボイラー熱源に利用している場合でも、TOYO独自開発技術の数理最適化技術「HERO」を駆使し、SUPERHIDIC ™ を効果的に適用できる解決策をご提供できます。


プラント全体の省エネ・GHG排出削減サービス「HERO」を見る

適用対象

適用ガイドライン

塔底温度 ‒ 塔頂温度 < 60℃の蒸留塔

  • 加圧塔の場合 < 80℃も可能

高付加価値の用役を使用している場合

  • 中圧スチーム、高圧スチーム、燃料油、冷媒など

スケールメリットを享受できるリボイラー負荷やコンデンサー負荷をもつ蒸留塔



適用対象の例

関連情報

省エネルギー投資促進・需要構造転換支援事業の先進設備・システムへの採択

SUPERHIDIC ™ はその適用検討方法として、上述の間接式ヒートポンプおよび数理最適化技術を駆使したHEROを含めて、「令和6年度補正予算 省エネルギー投資促進・需要構造転換支援事業」の先進設備・システムとして採択されました。
当事業の概要・補助金申請の詳細につきましては、以下の当執行団体のホームページからご確認ください。
一般社団法人 環境共創イニシアチブ(SII)



関連情報

SUPERHIDIC ™ について、過去に情報誌等で記事が掲載されています。


2016年1月 ペトロテック39巻1号
2017年5月 ペトロテック40巻5号
2018年11月 ペトロテック41巻11号



受賞歴

2014年
日経地球環境技術賞優秀賞
2017年
エンジニアリング協会エンジニアリング功労者賞
2018年
省エネ大賞(経済産業大臣賞)
2018年
化学工学会技術賞
2018年
石油学会技術進歩賞
2019年
分離技術会技術賞
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