JP2003080002A

JP2003080002A - 蒸留装置及び蒸留方法

Info

Publication number: JP2003080002A
Application number: JP2001274658A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Tamura; 勝典田村; Yoichi Harada; 陽一原田; Toru Fukumasa; 徹福政
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸留装置を小型化することができるようにす
る。【解決手段】塔本体Ｔｗと、第１室及び第２室を形成す
る中仕切り２２と、原液Ｍが供給され、濃縮部ＡＲ１及
び回収部ＡＲ２を備えた第１の蒸留部２５と、濃縮部Ａ
Ｒ３及び回収部ＡＲ４を備えた第２の蒸留部２６と、濃
縮部ＡＲ５及び回収部ＡＲ６を備えた第３の蒸留部２７
と、塔頂に接続され、塔頂から排出された蒸気を凝縮さ
せる凝縮器８１と、第２の蒸留部２６に接続され、液体
を、塔本体Ｔｗ内から液体取出口４７を介して取り出
し、冷却した後、液体返送口４８を介して塔本体Ｔｗ内
に返送する熱交換装置とを有する。返送された液体が、
還流液として、第１、第３の蒸留部２５、２７の濃縮部
ＡＲ１、ＡＲ５に還流されるので、第２の蒸留部２６の
濃縮部ＡＲ３において塔本体Ｔｗ内を下方に移動する液
体の量を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸留装置及び蒸留
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の成分を含有する混合物から
成る原液を蒸留して各成分を分離させ、所定の成分を製
品として回収するために、例えば、内部を中仕切りによ
って区画した一つの結合型蒸留塔を備えた蒸留装置が提
供されている。

【０００３】図２は従来の蒸留装置の概念図である。

【０００４】図において、１０は結合型蒸留塔であり、
該結合型蒸留塔１０は、内部の中央の所定の箇所が平板
状の中仕切り２２によって区分され、互いに隣接させて
第１室及び第２室が形成される。そして、前記結合型蒸
留塔１０の塔サイドにおける第１室側にフィードノズル
４１が形成され、該フィードノズル４１に、成分Ａ〜Ｃ
を含有する混合物から成る原液Ｍを供給するためのライ
ンＬ５１が接続される。なお、成分Ａは成分Ｂより、該
成分Ｂは成分Ｃより沸点が低く、前記成分Ａによって低
沸点成分が、成分Ｂによって中間成分が、成分Ｃによっ
て高沸点成分が構成される。

【０００５】前記結合型蒸留塔１０の塔本体内には、前
記第１室におけるフィードノズル４１より上方に形成さ
れた濃縮部ＡＲ１、及び前記第１室におけるフィードノ
ズル４１より下方に形成された回収部ＡＲ２を備えた第
１の蒸留部、該第１の蒸留部の上端に接続され、第１の
蒸留部の上端より上方に形成された濃縮部ＡＲ３、及び
前記第２室における第１の蒸留部の上端より下方に形成
され、かつ、前記第１の蒸留部の濃縮部ＡＲ１と中仕切
り２２を介して隣接する回収部ＡＲ４を備えた第２の蒸
留部、並びに前記第１の蒸留部の下端に接続され、前記
第２室における第１の蒸留部の下端より上方に形成さ
れ、かつ、前記第１の蒸留部の回収部ＡＲ２と中仕切り
２２を介して隣接する濃縮部ＡＲ５、及び前記第１の蒸
留部の下端より下方に形成された回収部ＡＲ６を備えた
第３の蒸留部を有する。

【０００６】また、前記結合型蒸留塔１０の塔頂に蒸気
出口４３が形成され、該蒸気出口４３に、成分Ａに富ん
だ蒸気を排出するためのラインＬ５７が接続される。さ
らに、前記結合型蒸留塔１０の塔頂には、前記ラインＬ
５７を介して凝縮器８１が接続され、前記塔頂から排出
された蒸気は、図示されない冷却液供給源から供給され
た冷却水等の冷却液によって冷却されて凝縮し、留出液
になり、ラインＬ５８、Ｌ６０を介して排出される。ま
た、前記凝縮器８１にはラインＬ６１を介して図示され
ない真空発生装置が接続され、該真空発生装置によって
発生させられた負圧により、結合型蒸留塔１０内におい
て発生したベントガスが吸引され、大気中に排出され
る。さらに、前記結合型蒸留塔１０の塔頂に還流液入口
４４が形成され、ラインＬ５８に排出された留出液の一
部がラインＬ５９を介して結合型蒸留塔１０内に還流液
として供給される。

【０００７】なお、この場合、凝縮器８１にラインＬ６
１を介して真空発生装置が接続されるようになっている
が、塔本体内を常圧状態に置いたり、加圧状態に置いた
りするようにした結合型蒸留塔の場合には、凝縮器８１
に真空発生装置を接続する必要はない。

【０００８】そして、前記結合型蒸留塔１０の塔サイド
における第２室側にサイドカットノズル４２が形成さ
れ、該サイドカットノズル４２に、成分Ｂに富んだ液体
をサイドカット液として排出するためのラインＬ５６が
接続される。

【０００９】また、前記結合型蒸留塔１０の塔底に缶出
液出口４５が形成され、該缶出液出口４５に、成分Ｃに
富んだ液体を缶出液として排出するためのラインＬ５
２、Ｌ５５が接続される。さらに、前記結合型蒸留塔１
０の塔底には、前記ラインＬ５２、Ｌ５３を介して蒸発
器８２が接続され、前記缶出液の一部が蒸発器８２に送
られ、図示されない加熱用蒸気供給源から供給された加
熱用蒸気によって加熱されて蒸発し、成分Ｃに富んだ蒸
気になり、ラインＬ５４を介して結合型蒸留塔１０内に
供給される。そして、前記結合型蒸留塔１０の塔底に蒸
気入口４６が形成され、蒸発器８２において発生させら
れた蒸気がラインＬ５４を介して結合型蒸留塔１０内に
供給される。なお、前記結合型蒸留塔１０、前記凝縮器
８１、蒸発器８２等によって蒸留装置が構成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の蒸留装置においては、塔頂において結合型蒸留塔１
０内に還流液が還流されるようになっているが、第２の
蒸留部における濃縮部ＡＲ３に還流する分だけでなく、
第１の蒸留部における濃縮部ＡＲ１及び第３の蒸留部に
おける濃縮部ＡＲ５に還流する分の還流液を確保する必
要がある。その結果、結合型蒸留塔１０の塔本体内を下
方に移動する液体の量、及び上方に移動する蒸気の量が
多くなり、結合型蒸留塔１０の塔径が大きくなって、蒸
留装置が大型化してしまう。

【００１１】本発明は、前記従来の蒸留装置の問題点を
解決して、小型化することができる蒸留装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の蒸
留装置においては、塔本体と、該塔本体内を分割し、互
いに隣接させて第１室及び第２室を形成する中仕切り
と、フィードノズルを介して原液が供給され、前記フィ
ードノズルより上方に形成された濃縮部、及び前記フィ
ードノズルより下方に形成された回収部を備えた第１の
蒸留部と、該第１の蒸留部の上端に接続され、該上端よ
り上方に形成された濃縮部、及び前記上端より下方に形
成され、かつ、中仕切りを介して前記第１の蒸留部の濃
縮部と隣接する回収部を備えた第２の蒸留部と、前記第
１の蒸留部の下端に接続され、該下端より上方に形成さ
れ、かつ、中仕切りを介して前記第１の蒸留部の回収部
と隣接する濃縮部、及び前記下端より下方に形成された
回収部を備えた第３の蒸留部と、塔頂に接続され、塔頂
から排出された蒸気を凝縮させる凝縮器と、前記第２の
蒸留部に接続され、液体を、塔本体内から液体取出口を
介して取り出し、冷却した後、液体返送口を介して塔本
体内に返送する熱交換装置とを有する。

【００１３】本発明の他の蒸留装置においては、さら
に、前記凝縮器は塔本体と別体に形成される。

【００１４】本発明の更に他の蒸留装置においては、さ
らに、前記凝縮器は塔本体と一体に形成される。

【００１５】本発明の更に他の蒸留装置においては、さ
らに、前記塔本体内において、前記液体返送口と液体取
出口との間に熱交換部が形成される。

【００１６】本発明の更に他の蒸留装置においては、さ
らに、前記濃縮部、回収部及び熱交換部に充填（てん）
物が充填される。

【００１７】本発明の更に他の蒸留装置においては、さ
らに、前記濃縮部、回収部及び熱交換部はトレイ構造を
有する。

【００１８】本発明の蒸留方法においては、塔本体、該
塔本体内を分割し、互いに隣接させて第１室及び第２室
を形成する中仕切り、フィードノズルを介して原液が供
給され、前記フィードノズルより上方に形成された濃縮
部、及び前記フィードノズルより下方に形成された回収
部を備えた第１の蒸留部、該第１の蒸留部の上端に接続
され、該上端より上方に形成された濃縮部、及び前記上
端より下方に形成され、かつ、中仕切りを介して前記第
１の蒸留部の濃縮部と隣接する回収部を備えた第２の蒸
留部、前記第１の蒸留部の下端に接続され、該下端より
上方に形成され、かつ、中仕切りを介して前記第１の蒸
留部の回収部と隣接する濃縮部、及び前記下端より下方
に形成された回収部を備えた第３の蒸留部、並びに塔頂
に接続され、塔頂から排出された蒸気を凝縮させる凝縮
器を備えた蒸留装置に適用される。

【００１９】そして、前記第２の蒸留部における液体
を、塔本体内から液体取出口を介して取り出し、冷却し
た後、液体返送口を介して塔本体内に液体を返送する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施の形態における
蒸留装置の概念図、図３は本発明の第１の実施の形態に
おける結合型蒸留塔の概念図である。

【００２２】図において、１０は結合型蒸留塔であり、
該結合型蒸留塔１０の塔本体Ｔｗ内に、第１セクション
ＳＣ１、第２セクションＳＣ２、第３セクションＳＣ
３、第４セクションＳＣ４、第５セクションＳＣ５、第
６セクションＳＣ６、第７セクションＳＣ７、第８セク
ションＳＣ８、第９セクションＳＣ９、第１０セクショ
ンＳＣ１０及び第１１セクションＳＣ１１が形成され
る。

【００２３】そして、前記塔本体Ｔｗは、前記第６セク
ションＳＣ６、第７セクションＳＣ７及び第８セクショ
ンＳＣ８において、平板状の中仕切り２２によって第１
室１４Ａ〜１６Ａと第２室１４Ｂ〜１６Ｂとに区分さ
れ、第１室１４Ａ〜１６Ａと第２室１４Ｂ〜１６Ｂとは
互いに隣接させられる。また、前記第１室１４Ａ〜１６
Ａによって第１の蒸留部２５が、前記第１セクションＳ
Ｃ１、第２セクションＳＣ２、第３セクションＳＣ３、
第４セクションＳＣ４、第５セクションＳＣ５、第２室
１４Ｂ及び第２室１５Ｂの上半分によって第２の蒸留部
２６が、前記第２室１５Ｂの下半分、第２室１６Ｂ、第
９セクションＳＣ９、第１０セクションＳＣ１０及び第
１１セクションＳＣ１１よって第３の蒸留部２７がそれ
ぞれ形成され、前記第２の蒸留部２６は第１の蒸留部２
５の上端に、前記第３の蒸留部２７は第１の蒸留部２５
の下端に接続される。

【００２４】なお、前記中仕切り２２を断熱材によって
形成したり、中仕切り２２の内部を真空にしたりして、
中仕切り２２を断熱構造にすることもできる。この場
合、第１室１４Ａと第２室１４Ｂとの間、第１室１５Ａ
と第２室１５Ｂとの間、及び第１室１６Ａと第２室１６
Ｂとの間の熱伝達をそれぞれ少なくすることができるの
で、蒸留の効率を高くすることができる。

【００２５】そして、前記結合型蒸留塔１０の塔サイド
において、第１室１５Ａに臨ませてフィードノズル４１
が、第２室１５Ｂに臨ませてサイドカットノズル４２が
形成され、前記フィードノズル４１に、成分Ａ〜Ｃを含
有する混合物から成る原液Ｍを供給するためのラインＬ
５１が、前記サイドカットノズル４２に、成分Ｂに富ん
だ液体をサイドカット液として排出するためのラインＬ
５６が接続される。なお、成分Ａは成分Ｂより、該成分
Ｂは成分Ｃより沸点が低い。

【００２６】さらに、前記結合型蒸留塔１０の塔サイド
において、第３セクションＳＣ３に臨ませて液体返送口
４８が、第５セクションＳＣ５に臨ませて液体取出口４
７が形成され、前記液体返送口４８にラインＬ７３が、
前記液体取出口４７にラインＬ７１が接続される。そし
て、該ラインＬ７１、Ｌ７３間に、ポンプｐ１、ライン
Ｌ７２及び熱交換器８３が接続され、前記ポンプｐ１に
よって、結合型蒸留塔１０内の液体が液体取出口４７を
介してラインＬ７１に取り出され、ラインＬ７２を介し
て熱交換器８３に供給される。該熱交換器８３は、クー
ラとして機能し、供給された液体は、図示されない冷却
液供給源から供給された冷却水等の冷却液との熱交換に
よって冷却され、ラインＬ７３及び液体返送口４８を介
して結合型蒸留塔１０内にコールドリフラックス（冷還
流）された還流液として返送される。前記ラインＬ７１
〜Ｌ７３、ポンプｐ１及び熱交換器８３によって熱交換
装置が構成される。

【００２７】また、前記結合型蒸留塔１０の塔頂に第１
セクションＳＣ１に臨ませて蒸気出口４３が形成され、
該蒸気出口４３に、成分Ａに富んだ蒸気を排出するため
のラインＬ５７が接続される。さらに、前記結合型蒸留
塔１０の塔頂には、前記ラインＬ５７を介して凝縮器８
１が塔本体Ｔｗと別体に形成され、前記塔頂からライン
Ｌ５７に排出された蒸気は、図示されない冷却液供給源
から供給された冷却水等の冷却液によって冷却されて凝
縮し、留出液になり、ラインＬ５８、Ｌ６０を介して排
出される。また、前記凝縮器８１にはラインＬ６１を介
して図示されない真空発生装置が接続され、該真空発生
装置によって発生させられた負圧により、結合型蒸留塔
１０内において発生したベントガスが吸引され、大気中
に排出される。さらに、前記結合型蒸留塔１０の塔頂
に、第１セクションＳＣ１に臨ませて還流液入口４４が
形成され、ラインＬ５８に排出された留出液の一部がラ
インＬ５９を介して結合型蒸留塔１０内に還流液として
供給される。

【００２８】なお、本実施の形態においては、凝縮器８
１にラインＬ６１を介して真空発生装置が接続されるよ
うになっているが、塔本体Ｔｗ内を常圧状態に置いた
り、加圧状態に置いたりするようにした結合型蒸留塔の
場合には、凝縮器８１に真空発生装置を接続する必要は
ない。

【００２９】また、前記結合型蒸留塔１０の塔底に、第
１１セクションＳＣ１１に臨ませて缶出液出口４５が形
成され、該缶出液出口４５に、成分Ｃに富んだ液体を缶
出液として排出するためのラインＬ５２、Ｌ５５が接続
される。そして、前記結合型蒸留塔１０の塔底には、前
記ラインＬ５２、Ｌ５３を介して蒸発器（リボイラ）８
２が接続され、前記缶出液の一部が蒸発器８２に送ら
れ、図示されない加熱用蒸気供給源から供給された加熱
用蒸気によって加熱されて蒸発し、成分Ｃに富んだ蒸気
になる。さらに、前記結合型蒸留塔１０の塔底に、第１
１セクションＳＣ１１に臨ませて蒸気入口４６が形成さ
れ、蒸発器８２において発生させられた蒸気がラインＬ
５４を介して結合型蒸留塔１０内に供給される。なお、
前記結合型蒸留塔１０、前記凝縮器８１、蒸発器８２等
によって蒸留装置が構成される。

【００３０】前記第１の蒸留部２５内において、前記フ
ィードノズル４１より上方に配設された第１室１４Ａに
よって濃縮部ＡＲ１が、フィードノズル４１より下方に
配設された第１室１６Ａによって回収部ＡＲ２がそれぞ
れ形成される。そして、前記第２の蒸留部２６内におい
て、前記第１の蒸留部２５の上端より上方に配設された
第２セクションＳＣ２によって濃縮部ＡＲ３が、前記第
１の蒸留部２５の上端より下方において、前記濃縮部Ａ
Ｒ１と隣接させて配設された第２室１４Ｂによって回収
部ＡＲ４が、前記液体返送口４８と液体取出口４７との
間に、すなわち、前記濃縮部ＡＲ３と濃縮部ＡＲ１及び
回収部ＡＲ４との間に配設された第４セクションＳＣ４
に熱交換部ＺＮ１が形成される。

【００３１】さらに、前記第３の蒸留部２７内におい
て、前記第１の蒸留部２５の下端より上方において、前
記回収部ＡＲ２と隣接させて配設された第２室１６Ｂに
よって濃縮部ＡＲ５が、前記第１の蒸留部２５の下端よ
り下方に配設された第１０セクションＳＣ１０によって
回収部ＡＲ６がそれぞれ形成される。

【００３２】また、前記第１セクションＳＣ１に、底に
分配用の図示されない穴が形成された筒状体から成るチ
ューブラ型のディストリビュータ３１が配設され、還流
液入口４４を介して供給された還流液が第２セクション
ＳＣ２に分配される。また、第３セクションＳＣ３にコ
レクタ３２及びチューブラ型のディストリビュータ３３
が配設され、液体返送口４８を介して返送され、コール
ドリフラックスされた還流液、及び前記コレクタ３２に
よって集められた液体は、前記ディストリビュータ３３
によって第４セクションＳＣ４に分配される。

【００３３】そして、第５セクションＳＣ５に、垂直な
筒状体の上端に、隙（すき）間を形成して覆いが形成さ
れたチムニーハット型のコレクタ３４、及び上端が開放
され、底に分配用の図示されない穴が形成された溝状体
から成るチャンネル型のディストリビュータ３５が配設
され、前記コレクタ３４によって集められた液体は、液
体取出口４７を介してラインＬ７１に取り出されるとと
もに、前記ディストリビュータ３５によって所定の分配
比率で第６セクションＳＣ６の第１室１４Ａと第２室１
４Ｂとに設定された量ずつ分配される。

【００３４】また、第７セクションＳＣ７の第１室１５
Ａに、コレクタ３６及びチューブラ型のディストリビュ
ータ３８が配設され、前記フィードノズル４１を介して
供給された原液Ｍ、及び前記コレクタ３６によって集め
られた液体は、ディストリビュータ３８によって第８セ
クションＳＣ８の第１室１６Ａに分配される。

【００３５】一方、第７セクションＳＣ７の第２室１５
Ｂに、コレクタ３７及びチューブラ型のディストリビュ
ータ３９が配設され、前記コレクタ３７によって集めら
れた液体は、前記サイドカットノズル４２を介してライ
ンＬ５６に排出されるとともに、ディストリビュータ３
９によって第８セクションＳＣ８の第２室１６Ｂに分配
される。

【００３６】さらに、第９セクションＳＣ９にコレクタ
５１及びチャンネル型のディストリビュータ５２が配設
され、前記コレクタ５１によって集められた液体は、前
記ディストリビュータ５２によって第１０セクションＳ
Ｃ１０に分配される。

【００３７】なお、本実施の形態においてチューブラ型
のディストリビュータ３１、３３、３８、３９、及びチ
ャンネル型のディストリビュータ３５、５２を使用する
ようになっているが、チューブラ型のディストリビュー
タ３１、３３、３８、３９に代えてチャンネル型のディ
ストリビュータを、チャンネル型のディストリビュータ
３５、５２に代えてチューブラ型のディストリビュータ
を使用することもできる。

【００３８】次に、結合型蒸留塔１０の動作について説
明する。

【００３９】フィードノズル４１を介して原液Ｍが供給
されると、前記回収部ＡＲ２において、前記原液Ｍが下
方に移動し、上方において成分Ａ及びＢに富んだ蒸気
を、下方になるに従って成分Ｂ及びＣに富んだ液体を発
生させ、第１の蒸留部２５の下端から第３の蒸留部２７
に成分Ｂ及びＣに富んだ液体が供給される。

【００４０】さらに、該成分Ｂ及びＣに富んだ液体は、
第３の蒸留部２７内において加熱されて成分Ｂ及びＣに
富んだ蒸気になり、該成分Ｂ及びＣに富んだ蒸気は、前
記回収部ＡＲ２内を上方に移動させられる間に、原液Ｍ
と接触し、該原液Ｍから成分Ａ及びＢに富んだ蒸気を発
生させる。

【００４１】続いて、該成分Ａ及びＢに富んだ蒸気は、
濃縮部ＡＲ１内を上方に移動し、前記第１の蒸留部２５
の上端から第２の蒸留部２６に供給される。さらに、前
記成分Ａ及びＢに富んだ蒸気は、第２の蒸留部２６内に
おいて冷却されて凝縮され、成分Ａ及びＢに富んだ液体
になる。

【００４２】そして、該成分Ａ及びＢに富んだ液体の一
部は、濃縮部ＡＲ１に還流され、該濃縮部ＡＲ１内を上
方に移動させられる成分Ａ及びＢに富んだ蒸気と接触さ
せられる。

【００４３】このようにして、第１の蒸留部２５の上端
から第２の蒸留部２６に成分Ａ及びＢに富んだ蒸気を供
給することができる。

【００４４】前記回収部ＡＲ６においては、成分Ｂ及び
Ｃに富んだ液体が下方に移動し、上方において成分Ｂに
富んだ蒸気を、下方になるに従って成分Ｃに富んだ液体
をそれぞれ発生させる。したがって、成分Ｃに富んだ液
体は缶出液として缶出液出口４５を介して排出される。

【００４５】また、該缶出液出口４５を介して排出され
た成分Ｃに富んだ液体の一部は蒸発器８２に送られ、該
蒸発器８２によって加熱されて成分Ｃに富んだ蒸気にな
る。該成分Ｃに富んだ蒸気は、蒸気入口４６を介して第
１１セクションＳＣ１１に供給され、該第１１セクショ
ンＳＣ１１内及び前記回収部ＡＲ６内を上方に移動させ
られる間に、成分Ｂ及びＣに富んだ液体と接触し、該成
分Ｂ及びＣに富んだ液体から成分Ｂに富んだ蒸気を発生
させる。

【００４６】続いて、該成分Ｂに富んだ蒸気の一部は、
濃縮部ＡＲ５内を上方に移動し、第３の蒸留部２７の上
端において第２の蒸留部２６から還流される成分Ｂに富
んだ液体と接触し、成分Ｂに富んだ液体になる。このよ
うにして、前記第３の蒸留部２７の上端において得られ
た成分Ｂに富んだ液体は、サイドカット液としてサイド
カットノズル４２を介して排出される。

【００４７】一方、前記第２の蒸留部２６の回収部ＡＲ
４においては、成分Ａ及びＢに富んだ液体が下方に移動
し、上方において成分Ａに富んだ蒸気を、下方になるに
従って成分Ｂに富んだ液体をそれぞれ発生させる。この
ようにして、前記第２の蒸留部２６の下端において得ら
れた成分Ｂに富んだ液体は、サイドカット液としてサイ
ドカットノズル４２を介して排出される。

【００４８】そして、前記成分Ａに富んだ蒸気は、濃縮
部ＡＲ３内を上方に移動して前記蒸気出口４３を介して
排出されて前記凝縮器８１に送られ、該凝縮器８１によ
って凝縮されて成分Ａに富んだ液体になり、留出液とし
て排出される。

【００４９】このようにして、成分Ａ及びＢに富んだ蒸
気は、前記第２の蒸留部２６によって成分Ａに富んだ蒸
気と成分Ｂに富んだ液体とに分離させられ、成分Ａに富
んだ蒸気は塔頂から排出され、前記凝縮器８１によって
凝縮されて成分Ａに富んだ液体になり、成分Ｂに富んだ
液体はサイドカット液としてサイドカットノズル４２を
介して排出される。また、成分Ｂ及びＣに富んだ液体
は、前記第３の蒸留部２７によって成分Ｂに富んだ液体
と成分Ｃに富んだ液体とに分離させられ、成分Ｂに富ん
だ液体はサイドカット液としてサイドカットノズル４２
を介して排出され、成分Ｃに富んだ液体は塔底から排出
される。

【００５０】そして、成分Ａの蒸留の効率を高くするた
めに、前記留出液の一部は、還流液入口４４を介して濃
縮部ＡＲ３に還流され、該濃縮部ＡＲ３内を上方に移動
させられる成分Ａ及びＢに富んだ蒸気と接触させられ
る。

【００５１】なお、前記各濃縮部ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ
５、各回収部ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ６及び熱交換部ＺＮ
１は、一つの節から成る規則充填物、不規則充填物等の
充填物によって形成されるようになっているが、蒸留し
ようとする各成分間の比揮発度によっては、蒸留に必要
な理論段数を確保するために、使用される充填物の特性
に対応させて複数の節から成る充填物によって形成する
こともできる。

【００５２】また、各節間にディストリビュータを配設
することもできる。さらに、フィードノズル４１及びサ
イドカットノズル４２を必ずしも同じ高さに配設する必
要はない。

【００５３】このようにして、複数の蒸留塔を使用する
ことなく、原液Ｍを各成分Ａ〜Ｃに分離させることがで
きる。また、複数の蒸留塔において加熱及び冷却をそれ
ぞれ繰り返す必要がないので、凝縮器、蒸発器、ポンプ
等の計装品を多数配設する必要がなくなる。したがっ
て、蒸留装置の占有面積を小さくすることができるだけ
でなく、ユーティリティの使用量及び消費エネルギーを
少なくすることができ、蒸留装置のコストを低くするこ
とができる。

【００５４】なお、前記結合型蒸留塔１０は、全体とし
て約３０〜１００段の理論段数を有し、第６セクション
ＳＣ６及び第８セクションＳＣ８にそれぞれ５〜３０段
程度を当てるようにするのが好ましい。

【００５５】ところで、前述されたように、塔頂におい
て結合型蒸留塔１０内に還流液が還流されるようになっ
ているが、濃縮部ＡＲ３に還流する分だけでなく、濃縮
部ＡＲ１、ＡＲ５に還流する分の還流液を確保する必要
がある。

【００５６】そこで、前記第４セクションＳＣ４に熱交
換部ＺＮ１が形成されるとともに、第５セクションＳＣ
５から液体取出口４７を介して取り出され、熱交換器８
３において冷却された液体が液体返送口４８を介して第
３セクションＳＣ３に返送されるようになっていて、返
送された液体は、第３セクションＳＣ３に還流液として
コールドリフラックスされ、コレクタ３２によって集め
られた還流液と共に、ディストリビュータ３３によって
第４セクションＳＣ４に分配される。そして、前記熱交
換部ＺＮ１を上方に移動する蒸気と、熱交換部ＺＮ１を
下方に移動する液体（前記塔頂からの還流液とコールド
リフラックスされた還流液との混合物）とが充填物の表
面上において直接接触し、蒸気が液体によって冷却さ
れ、凝縮させられる。

【００５７】したがって、第３セクションＳＣ３にコー
ルドリフラックスされた還流液が、濃縮部ＡＲ１、ＡＲ
５に還流されるので、塔頂において結合型蒸留塔１０内
に還流される還流液は濃縮部ＡＲ３に還流される量だけ
でよくなる。すなわち、塔頂において濃縮部ＡＲ３に還
流される還流液の量を、前記コールドリフラックスされ
た還流液の分だけ少なくすることができるので、濃縮部
ＡＲ３において塔本体Ｔｗ内を下方に移動する液体の量
を少なくすることができる。また、前記熱交換部ＺＮ１
において蒸気が凝縮させられる分だけ、濃縮部ＡＲ３に
おいて塔本体Ｔｗ内を上方に移動する蒸気の量を少なく
することができる。その結果、塔本体Ｔｗ内における精
留効果を維持しながら、結合型蒸留塔１０の塔径を小さ
くすることができるだけでなく、凝縮器８１の寸法を小
さくすることができるので、蒸留装置を小型化すること
ができる。また、結合型蒸留塔１０の塔頂における荷重
を小さくすることができるので、結合型蒸留塔１０の支
持を安定させることができる。

【００５８】そして、濃縮部ＡＲ３における充填物の充
填容量を小さくすることができるので、塔本体Ｔｗ内に
おいて浮遊している液滴の量（動的液ホールドアップ
量）を少なくすることができ、コレクタ３２内、ディス
トリビュータ３３内等における余分なプロセス系ホール
ドアップを少なくすることができる。したがって、結合
型蒸留塔１０の全体の充填容量を小さくすることがで
き、蒸留装置を一層小型化することができる。

【００５９】また、通常は、原液Ｍの組成が変動する
と、塔頂における還流液の還流比（リフラックス量）を
増減させたり、蒸発器８２における加熱量を増減させた
りしてサイドカット液の組成を調整するようにしている
が、液体返送口４８を介してコールドリフラックスされ
る還流液の温度を調整することによって、原液Ｍの組成
の変動に対応させてサイドカット液の組成を容易に調整
することができる。したがって、精留効果を高くするこ
とができ、サイドカット液の純度を高くすることができ
る。

【００６０】なお、凝縮器８１は、蒸気を凝縮させるこ
とを主たる目的として設計されるので、凝縮液である留
出液をさらに凝縮器８１内において過冷却することは困
難であるのに対して、熱交換器８３は、液体を冷却する
ことを主たる目的として設計されるので、液体の冷却温
度を自由に調整することができる。

【００６１】本実施の形態においては、熱交換部ＺＮ１
に充填物が配設され、前記成分Ａ及びＢに富んだ液体
は、充填物の表面に沿って下方に移動させられ、成分Ａ
及びＢに富んだ蒸気は充填物の隙間をぬって上方に移動
させらるようになっているが、前記熱交換部ＺＮ１に充
填物を配設せず、スプルーノズル等の噴射装置を配設
し、成分Ａ及びＢに富んだ液体を熱交換部ＺＮ１内の空
間に向けて噴射し、熱交換部ＺＮ１を上方に移動する成
分Ａ及びＢに富んだ蒸気と直接接触させることもでき
る。

【００６２】また、本実施の形態においては、濃縮部Ａ
Ｒ３の下方に熱交換部ＺＮ１を配設するようになってい
るが、濃縮部ＡＲ３と一体に熱交換部を形成し、濃縮部
ＡＲ３の直下から液体を排出させ、該液体を冷却した
後、濃縮部ＡＲ３の直上に返送することもできる。

【００６３】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００６４】図４は本発明の第２の実施の形態における
蒸留装置の概念図である。

【００６５】図において、８４は、結合型蒸留塔１０の
塔頂において、塔本体Ｔｗと直結され、一体に形成さ
れ、直結型の塔頂コンデンサを構成する凝縮器であり、
結合型蒸留塔１０の塔頂において蒸気は、凝縮器８４内
に進入し、図示されない冷却液供給源から供給された冷
却水等の冷却液によって冷却されて凝縮し、留出液にな
り、ラインＬ１５８、Ｌ６０を介して排出される。ま
た、前記凝縮器８４に、ラインＬ１６１を介して図示さ
れない真空発生装置が接続され、該真空発生装置によっ
て発生させられた負圧により、結合型蒸留塔１０内にお
いて発生したベントガスが吸引され、大気中に排出され
る。

【００６６】この場合、前記凝縮器８４が塔本体Ｔｗと
一体に形成されるので、塔本体Ｔｗ内を負圧にした減圧
プロセスにおいて、系内の圧力損失を最小限にすること
ができる。

【００６７】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００６８】図５は本発明の第３の実施の形態における
蒸留装置の概念図である。

【００６９】この場合、各濃縮部ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ
５、各回収部ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ６及び熱交換部ＺＮ
１は、複数のトレイを積層することによって形成された
トレイ構造を有する。

【００７０】そして、前記濃縮部ＡＲ１及び回収部ＡＲ
４の上端のトレイから回収部ＡＲ２及び濃縮部ＡＲ５の
下端のトレイまで中仕切り２２が配設され、互いに隣接
させて第１室及び第２室が形成される。

【００７１】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。なお、第３の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００７２】図６は本発明の第４の実施の形態における
蒸留装置の概念図である。

【００７３】図において、８４は、結合型蒸留塔１０の
塔頂において、塔本体Ｔｗと直結され、一体に形成さ
れ、塔頂コンデンサを構成する凝縮器であり、結合型蒸
留塔１０の塔頂において蒸気は、凝縮器８４内に進入
し、図示されない冷却液供給源から供給された冷却水等
の冷却液によって冷却されて凝縮し、留出液になり、ラ
インＬ１５８、Ｌ６０を介して排出される。また、前記
凝縮器８４に、ラインＬ１６１を介して図示されない真
空発生装置が接続され、該真空発生装置によって発生さ
せられた負圧により、結合型蒸留塔１０内において発生
したベントガスが吸引され、大気中に排出される。

【００７４】

【実施例】次に、炭化水素系Ｃ１２〜Ｃ２０について従
来の蒸留装置の塔内気液量バランスと本発明の蒸留装置
の塔内気液量バランスとを比較する。

【００７５】図７は従来の蒸留装置の塔内気液量バラン
スを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における
蒸留装置の塔内気液量バランスを示す図である。

【００７６】この場合、従来の蒸留装置において、還流
比ＲＲを５．５６とし、該還流比ＲＲによる還流量で濃
縮部ＡＲ３だけでなく、濃縮部ＡＲ１、ＡＲ５に還流さ
れる還流液の量を確保する。このとき、ラインＬ６０に
排出される成分Ａの流量が５，０００〔ｋｇ／ｈ〕であ
るので、成分Ａの蒸発潜熱を６７〔ｋｃａｌ／ｋｇ〕と
すると、濃縮部ＡＲ３を上方に移動する蒸気の熱量Ｑ１
は約２，２００，０００〔ｋｃａｌ／ｈ〕になる。

【００７７】一方、第１の実施の形態における蒸留装置
において、還流比ＲＲを１．１とし、該還流比ＲＲによ
る還流量で濃縮部ＡＲ３に還流される還流液の量を確保
する。このとき、ラインＬ６０に排出される成分Ａの流
量が５，０００〔ｋｇ／ｈ〕であるので、成分Ａの蒸発
潜熱を６７〔ｋｃａｌ／ｋｇ〕とすると、濃縮部ＡＲ３
を上方に移動する蒸気の熱量Ｑ２は約７０３，５００
〔ｋｃａｌ／ｈ〕になる。熱量Ｑ１、Ｑ２との差の熱量
Ｑ３は１，４９６，５００〔ｋｃａｌ／ｈ〕であり、該
熱量Ｑ３分の蒸気が熱交換部ＺＮ１において冷却され、
濃縮部ＡＲ１、ＡＲ５に還流液として還流される。

【００７８】従来の蒸留装置及び第１の実施の形態にお
ける蒸留装置の共通の機器仕様は以下のとおりである。

【００７９】理論段数ＮＴＳ：濃縮部ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ５：１５段、２０段、１５段回収部ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ６：１５段、１５段、１０段原液の供給量：１４，０００〔ｋｇ／ｈ〕成分Ａの排出量：５，０００〔ｋｇ／ｈ〕成分Ｂの排出量：７，０００〔ｋｇ／ｈ〕成分Ｃの排出量：２，０００〔ｋｇ／ｈ〕第１室への分配量ＬＡ：８，１００〔ｋｇ／ｈ〕第２室への分配量ＬＢ：１８，９００〔ｋｇ／ｈ〕塔頂及び濃縮部ＡＲ３のプロセス圧力：６．６７〔ｋＰａ〕（５０〔Ｔｏｒｒ〕）塔頂及び濃縮部ＡＲ３のプロセス温度Ｔ１：７５〔℃〕濃縮部ＡＲ３と濃縮部ＡＲ１及び回収部ＡＲ４との間のプロセス温度Ｔ２：１８０〔℃〕濃縮部ＡＲ１と回収部ＡＲ２との間のプロセス温度Ｔ３：２００〔℃〕塔底及び回収部ＡＲ６のプロセス温度Ｔ４：２２０〔℃〕蒸発器８２の加熱量Ｑ：１，８８０，０００〔ｋｃａｌ／ｈ〕また、従来の蒸留装置の塔頂における結合型蒸留塔１０
の機器仕様は以下のとおりである。

【００８０】塔頂部径ＩＤ：２２００〔ｍｍ〕濃縮部ＡＲ３の充填物：２５０Ｙ（住友重機械工業株式
会社製）充填高さ：９０００〔ｍｍ〕充填容量：３４．２〔ｍ³〕ここで、塔頂及び濃縮部ＡＲ３におけるプロセス温度を
Ｔ１とし、凝縮器８１における蒸気の入口温度をｔｖｉ
とし、留出液の出口温度をｔｖｏとし、冷却水の入口温
度をｔｗｉとし、冷却水の出口温度をｔｗｏとしたと
き、入口温度ｔｖｉ、ｔｗｉ及び出口温度をｔｖｏ、ｔ
ｗｏを、ｔｖｉ＝Ｔ１＝ｔｖｏ＝７５〔℃〕ｔｗｉ＝３２〔℃〕ｔｗｏ＝３７〔℃〕とする。このとき、凝縮器８１における出口側温度差を
Δｔｏとし、入口側温度差をΔｔｉとし、対数平均温度
差をΔｔａｖ〔℃〕とすると、出口側温度差Δｔｏ、入
口側温度差Δｔｉ及び対数平均温度差Δｔａｖ〔℃〕
は、 Δｔｏ＝７５−３７〔℃〕 Δｔｉ＝７５−３２〔℃〕 Δｔａｖ＝（Δｔｏ−Δｔｉ）／ｋ１・ｌｏｇ（Δｔｏ／Δｔｉ）＝４０．５〔℃〕になる。ただし、ｋ１は係数であり、本実施の形態にお
いて２．３である。

【００８１】そして、凝縮器８１における総括伝熱係数
をＵ〔ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ²・℃〕とすると、Ｕ＝２００〔ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ²・℃〕であるので、凝縮器８１の伝熱面積Ａ１〔ｍ²〕は、Ａ１＝Ｑ１／（Δｔａｖ・Ｕ）＝２，２００，０００／（４０．５×２００） ≒２７２〔ｍ²〕になる。

【００８２】これに対して、第１の実施の形態の蒸留装
置の塔頂における結合型蒸留塔１０の機器仕様は以下の
とおりである。

【００８３】塔頂部径ＩＤ：１３００〔ｍｍ〕濃縮部ＡＲ３の充填物：２５０Ｙ（住友重機械工業株式
会社製）充填高さ：９０００〔ｍｍ〕充填容量：１２〔ｍ³〕熱交換器８３に供給される冷却液の流量：４，０００
〔ｋｇ／ｈ〕この場合、従来の蒸留装置において塔頂部
径ＩＤが２２００〔ｍｍ〕であったのが、第１の実施の
形態の蒸留装置の塔頂部径ＩＤが１３００〔ｍｍ〕にな
るので、第１の実施の形態の蒸留装置においては、塔頂
の断面積比を３５〔％〕にすることができる。そして、
従来の蒸留装置において塔頂の充填容量が３４．２〔ｍ
³〕であったのが、第１の実施の形態の蒸留装置の塔頂
の充填容量が１２〔ｍ ³〕になるので、第１の実施の形
態の蒸留装置においては、塔頂の容量比を３５〔％〕に
することができる。

【００８４】ここで、従来の蒸留装置と同様に、入口温
度ｔｖｉ、ｔｗｉ及び出口温度をｔｖｏ、ｔｗｏを、ｔｖｉ＝Ｔ１＝ｔｖｏ＝７５〔℃〕ｔｗｉ＝３２〔℃〕ｔｗｏ＝３７〔℃〕とすると、対数平均温度差Δｔａｖ〔℃〕は、 Δｔａｖ＝４０．５〔℃〕になり、総括伝熱係数をＵ〔ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ²・
℃〕は、Ｕ＝２００〔ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ²・℃〕であるので、凝縮器８１の伝熱面積Ａ２〔ｍ²〕は、Ａ２＝Ｑ２／（Δｔａｖ・Ｕ）＝７０３，０００／（４０．５×２００） ≒８７〔ｍ²〕になる。

【００８５】また、前記濃縮部ＡＲ３と濃縮部ＡＲ１及
び回収部ＡＲ４との間のプロセス温度Ｔ２と、熱交換部
ＺＮ１におけるプロセス温度Ｔ２とが等しいので、熱交
換器８３における液体の入口温度をｔｑｉとし、液体の
出口温度をｔｑｏとし、冷却水の入口温度をｔｒｉと
し、冷却水の出口温度をｔｒｏとしたとき、入口温度ｔ
ｑｉ、ｔｒｉ及び出口温度をｔｑｏ、ｔｒｏを、ｔｑｉ＝Ｔ２＝１８０〔℃〕ｔｑｏ＝１１７〔℃〕ｔｒｉ＝３２〔℃〕ｔｒｏ＝３７〔℃〕とする。そして、熱交換器８３における出口側温度差を
δｔｏとし、入口側温度差をδｔｉとし、対数平均温度
差をδｔａｖ〔℃〕とすると、出口側温度差δｔｏ、入
口側温度差δｔｉ及び対数平均温度差δｔａｖ〔℃〕
は、 δｔｏ＝１１７−３７〔℃〕 δｔｉ＝１８０−３２〔℃〕 δｔａｖ＝（δｔｏ−δｔｉ）／ｋ１・ｌｏｇ（δｔｏ／δｔｉ）＝１１１〔℃〕になり、熱交換器８３の伝熱面積Ａ３〔ｍ²〕は、Ａ３＝Ｑ３／（Δｔａｖ・Ｕ）＝１，４９６，５００／（１１１×２００） ≒６７〔ｍ²〕になる。なお、前記熱交換器８３は、図示されない制御
装置によって、前記プロセス温度Ｔ２と出口温度をｔｑ
ｏとをカスケード制御することにより、最適な状態で作
動させられる。

【００８６】また、伝熱面積も、凝縮器８１の伝熱面積
Ａ１の２７２〔ｍ²〕から、凝縮器８１の伝熱面積Ａ２
の８７〔ｍ²〕及び熱交換器８３の伝熱面積Ａ３の６７
〔ｍ ²〕の合計の１５４〔ｍ²〕に減少（伝面積比５７
〔％〕）し、設備をコンパクト化することができる。

【００８７】なお、前記熱交換器８３の伝熱面積Ａ３
が、凝縮器８１の伝熱面積Ａ１と伝熱面積Ａ２との差よ
り小さくなるのは、濃縮部ＡＲ３におけるプロセス温度
Ｔ１が７５〔℃〕であるのに対して、熱交換器８３の液
体入口温度ｔｑｉが１８０〔℃〕であり、液体入口温度
ｔｑｉとプロセス温度Ｔ２との間に１０５〔℃〕の温度
差があるからである。この温度差によって、凝縮器８１
における対数平均温度差Δｔａｖが４０．５〔℃〕であ
るのに対して、熱交換器８３における対数平均温度差δ
ｔａｖが１１１〔℃〕になり、対数平均温度差Δｔａ
ｖ、δｔａｖ間に７０．５〔℃〕の温度差が形成され、
該温度差だけ交換熱量を多くすることができる。したが
って、熱交換器８３を小型化することができ、蒸留装置
を小型化することができる。

【００８８】なお、従来の蒸留装置において、結合型蒸
留塔１０の塔頂に伝熱面積Ａ１が２７２〔ｍ²〕の凝縮
器を一体に形成すると、運転荷重Ｗが１０，０００〔ｋ
ｇ〕になるのに対して、本発明の第２の実施の形態に示
されるように、結合型蒸留塔１０の塔頂に伝熱面積Ａ２
が８７〔ｍ²〕の凝縮器８４を一体に形成すると、運転
荷重Ｗが３，５００〔ｋｇ〕になる。したがって、第２
の実施の形態においては、運転荷重Ｗを６，５００〔ｋ
ｇ〕少なくすることができる。したがって、塔本体Ｔｗ
及び充填物を軽くすることができるので、結合型蒸留塔
１０が転倒するのを防止するための補強体の板厚を小さ
くすることができる。その結果、結合型蒸留塔１０の支
持を安定させることができる。

【００８９】前記各実施の形態の蒸留装置においては、
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、ケ
トン類、エーテル類、アセタール類、エステル類、脂肪
酸類、フェノール類、窒素化合物類、複素環状化合物
類、香料等の有機化合物を蒸留によって分離させること
ができる。そして、炭化水素類としては、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、ビフェニール、ナフタリン等を分離
させ、ハロゲン化炭化水素類としては、塩化メチル、塩
化メチレン、四塩化炭素等を分離させ、アルコール類と
しては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ヘプタノール、オクタノール等を分離させ、ケ
トン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等を分離させ、エーテル類として
は、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、ベンジル
エーテル等を分離させ、アセタール類としては、ジオキ
サン、フルフラール、ヒドロフラン等を分離させ、エス
テル類としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メチ
ル、アクリル酸ブチル等を分離させ、脂肪酸類として
は、酢酸、酪酸、脂肪酸類、高級アルコール類等を分離
させ、フェノール類としては、フェノール、クレゾー
ル、キシレノール等を分離させ、窒素化合物類として
は、ジメチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピ
リジン、ピコリン、キノリン等を分離させ、複素環状化
合物類としては、スルフォラン等を分離させ、香料とし
ては、アンスラニル酸メチル、安息香酸メチル、イソオ
イゲノール、カプロン酸エチル、オイゲノール、グラニ
オール等を分離させることができる。

【００９０】また、貴金属類、非貴金属類等を含む酸性
溶液、無機化合物を含む溶液等のほかに、原子力技術、
石油精製技術等で扱われるガス、溶液等の有機化合物を
分離させることもできる。そして、貴金属類を含む酸性
溶液としては、金、銀等を分離させ、非貴金属類を含む
酸性溶液としては、ニッケル、銅等を分離させ、無機化
合物を含む溶液としては、水、水酸化ナトリウム、塩等
を分離させることができる。

【００９１】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００９２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、塔本体と、該塔本体内を分割し、互いに隣接させ
て第１室及び第２室を形成する中仕切りと、フィードノ
ズルを介して原液が供給され、前記フィードノズルより
上方に形成された濃縮部、及び前記フィードノズルより
下方に形成された回収部を備えた第１の蒸留部と、該第
１の蒸留部の上端に接続され、該上端より上方に形成さ
れた濃縮部、及び前記上端より下方に形成され、かつ、
中仕切りを介して前記第１の蒸留部の濃縮部と隣接する
回収部を備えた第２の蒸留部と、前記第１の蒸留部の下
端に接続され、該下端より上方に形成され、かつ、中仕
切りを介して前記第１の蒸留部の回収部と隣接する濃縮
部、及び前記下端より下方に形成された回収部を備えた
第３の蒸留部と、塔頂に接続され、塔頂から排出された
蒸気を凝縮させる凝縮器と、前記第２の蒸留部に接続さ
れ、液体を、塔本体内から液体取出口を介して取り出
し、冷却した後、液体返送口を介して塔本体内に返送す
る熱交換装置とを有する。

【００９３】この場合、前記第２の蒸留部において、液
体が、塔本体内から液体取出口を介して取り出され、冷
却された後、液体返送口を介して塔本体内に返送され、
還流液として、第１、第３の蒸留部の濃縮部に還流され
るので、塔頂において結合型蒸留塔内に還流される還流
液は第２の蒸留部の濃縮部に還流される量だけでよくな
る。すなわち、塔頂において第２の蒸留部の濃縮部に還
流される還流液の量を、返送された液体の分だけ少なく
することができるので、第２の蒸留部の濃縮部において
塔本体内を下方に移動する液体の量を少なくすることが
できる。

【００９４】また、前記第２の蒸留部の濃縮部より下方
において蒸気が凝縮させられる分だけ、第２の蒸留部の
濃縮部において塔本体内を上方に移動する蒸気の量を少
なくすることができる。その結果、塔本体内における精
留効果を維持しながら、結合型蒸留塔の塔径を小さくす
ることができるだけでなく、凝縮器の寸法を小さくする
ことができるので、蒸留装置を小型化することができ
る。また、結合型蒸留塔の塔頂における荷重を小さくす
ることができるので、結合型蒸留塔の支持を安定させる
ことができる。

【００９５】そして、塔本体内において浮遊している液
滴の量を少なくすることができ、コレクタ内、ディスト
リビュータ内等における余分なプロセス系ホールドアッ
プを少なくすることができる。したがって、結合型蒸留
塔の全体の充填容量を小さくすることができ、蒸留装置
を一層小型化することができる。

【００９６】また、通常は、原液の組成が変動すると、
塔頂における還流液の還流比を増減させたり、蒸発器に
おける加熱量を増減させたりしてサイドカット液の組成
を調整するようにしているが、塔本体内に返送される液
体の温度を調整することによって、原液の組成の変動に
対応させてサイドカット液の組成を容易に調整すること
ができる。したがって、精留効果を高くすることがで
き、サイドカット液の純度を高くすることができる。

【００９７】本発明の他の蒸留装置においては、さら
に、前記凝縮器は塔本体と一体に形成される。

【００９８】この場合、凝縮器は塔本体と一体に形成さ
れるので、塔本体内を負圧にした減圧プロセスにおい
て、系内の圧力損失を最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における蒸留装置の
概念図である。

【図２】従来の蒸留装置の概念図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における結合型蒸留
塔の概念図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態における蒸留装置の
概念図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における蒸留装置の
概念図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態における蒸留装置の
概念図である。

【図７】従来の蒸留装置の塔内気液量バランスを示す図
である。

【図８】本発明の第１の実施の形態における蒸留装置の
塔内気液量バランスを示す図である。

【符号の説明】

１０結合型蒸留塔１４Ａ〜１６Ａ第１室１４Ｂ〜１６Ｂ第２室２２中仕切り２５〜２７第１〜第３の蒸留部４１フィードノズル４７液体取出口４８液体返送口８１、８４凝縮器８２蒸発器８３熱交換器ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ５濃縮部ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ６回収部Ｌ７１〜Ｌ７３ラインＭ原液ｐ１ポンプＴｗ塔本体ＺＮ１熱交換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福政徹東京都西東京市谷戸町二丁目１番１号住友重機械工業株式会社田無製造所内Ｆターム(参考） 4D076 AA11 AA22 AA23 AA24 BB04 BB05 BB06 BB30 DA36 FA03 4H006 AA04 AA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）塔本体と、（ｂ）該塔本体内を分
割し、互いに隣接させて第１室及び第２室を形成する中
仕切りと、（ｃ）フィードノズルを介して原液が供給さ
れ、前記フィードノズルより上方に形成された濃縮部、
及び前記フィードノズルより下方に形成された回収部を
備えた第１の蒸留部と、（ｄ）該第１の蒸留部の上端に
接続され、該上端より上方に形成された濃縮部、及び前
記上端より下方に形成され、かつ、中仕切りを介して前
記第１の蒸留部の濃縮部と隣接する回収部を備えた第２
の蒸留部と、（ｅ）前記第１の蒸留部の下端に接続さ
れ、該下端より上方に形成され、かつ、中仕切りを介し
て前記第１の蒸留部の回収部と隣接する濃縮部、及び前
記下端より下方に形成された回収部を備えた第３の蒸留
部と、（ｆ）塔頂に接続され、塔頂から排出された蒸気
を凝縮させる凝縮器と、（ｇ）前記第２の蒸留部に接続
され、液体を、塔本体内から液体取出口を介して取り出
し、冷却した後、液体返送口を介して塔本体内に返送す
る熱交換装置とを有することを特徴とする蒸留装置。
【請求項２】前記凝縮器は塔本体と別体に形成される
請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】前記凝縮器は塔本体と一体に形成される
請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項４】前記塔本体内において、前記液体返送口
と液体取出口との間に熱交換部が形成される請求項１〜
３のいずれか１項に記載の蒸留装置。
【請求項５】前記濃縮部、回収部及び熱交換部に充填
物が充填される請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸
留装置。
【請求項６】前記濃縮部、回収部及び熱交換部はトレ
イ構造を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸
留装置。
【請求項７】塔本体、該塔本体内を分割し、互いに隣
接させて第１室及び第２室を形成する中仕切り、フィー
ドノズルを介して原液が供給され、前記フィードノズル
より上方に形成された濃縮部、及び前記フィードノズル
より下方に形成された回収部を備えた第１の蒸留部、該
第１の蒸留部の上端に接続され、該上端より上方に形成
された濃縮部、及び前記上端より下方に形成され、か
つ、中仕切りを介して前記第１の蒸留部の濃縮部と隣接
する回収部を備えた第２の蒸留部、前記第１の蒸留部の
下端に接続され、該下端より上方に形成され、かつ、中
仕切りを介して前記第１の蒸留部の回収部と隣接する濃
縮部、及び前記下端より下方に形成された回収部を備え
た第３の蒸留部、並びに塔頂に接続され、塔頂から排出
された蒸気を凝縮させる凝縮器を備えた蒸留装置の蒸留
方法において、前記第２の蒸留部における液体を、塔本
体内から液体取出口を介して取り出し、冷却した後、液
体返送口を介して塔本体内に液体を返送することを特徴
とする蒸留方法。