JP2009006240A - 多成分系内部熱交換式蒸留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱効率、蒸留効率、設備費の大幅な節減効果に優れ、かつ安全性が向上した内部熱交換型蒸留装置を提供すること。
【解決手段】３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液の蒸留装置は、上流から下流に向けて連続的に配置された少なくとも２塔から構成され、第１塔は該多成分含有液を蒸気として、隣接する下流の塔に供給し得る塔であり、第２塔から最下流の塔までの下流の塔はいずれも圧縮機を必要としない内部熱交換型蒸留塔であり、それぞれの塔が独立した濃縮部および回収部を備えており、該回収部の塔頂に回収部凝縮器が、そして該回収部の塔底にはリボイラーが配設されている。この装置においては、第１塔からの多成分を含有する蒸気は、加圧された状態で下流の塔の濃縮部に順次供給され、回収部塔頂からの蒸気は凝縮されて、回収部および隣接する上流側の濃縮部に還流するように構成されており、一方、各塔の回収部塔底から、高沸点の成分から順に回収するという、従来とは全く異なるフローが提供される。
【選択図】図８

Description

本発明は、３またはそれ以上の成分を含有する多成分含有液を蒸留するための、省エネルギー型の内部熱交換型蒸留システム、および当該システムを実現し得る、省エネルギー性に優れた内部熱交換型蒸留装置に関する。

石油化学分野を始めとする多くの分野で蒸留操作が行われている。より精度の高い蒸留を行うために、多段式あるいは充填式の蒸留塔が利用されている。この多段式あるいは充填式の蒸留塔は、一般的には同一塔内で、原料供給段より上部を濃縮部とし、下部を回収部とする構成を有している。しかし、このような蒸留塔は、リボイラーで加熱し、凝縮器で冷却しているため、エネルギーロスが大きいという問題がある。

そこで、エネルギーを効率よく利用するために、内部熱交換型の蒸留塔が提案され、実用化研究がなされている。現時点で確立されている２成分系の蒸留に用いられる内部熱交換型蒸留塔の基本的な原理は、図１に例示される。従来の蒸留塔が同一塔の原料供給段より上部を濃縮部とし、下部を回収部としているのに対して、図１に示すように、内部熱交換型蒸留塔（Heat Integrated Distillation Column：以下、ＨＩＤｉＣ塔という）は、濃縮部（Ｒ１）および回収部（Ｓ１）をそれぞれ独立させている。そして、内部熱交換をするために、濃縮部（Ｒ１）を加圧し、回収部（Ｓ１）を濃縮部（Ｒ１）より低圧として、沸点が高くなった濃縮部（Ｒ１）とそれより沸点が低い状態の回収部（Ｓ１）とを熱的に接触させている。

このようなＨＩＤｉＣ塔を単一塔として用いる蒸留システムを図２に基づいて説明する。図２に示す内部熱交換型蒸留塔１０は、基本構成として、同一塔内で、それぞれ独立した濃縮部１１および回収部１２、濃縮部１１の塔頂に設けられた凝縮器１３、回収部１２の塔底に設けられたリボイラー１４、および、回収部１２と濃縮部１１との間に設けられた圧縮機１５を備えている。このシステムでは、原料１６を回収部１２の塔頂から供給して流下する内部還流液とする一方で、塔底のリボイラー１４で加熱して蒸気を発生させ、回収部１２内で流下する内部還流液と上昇する蒸気とを接触させて、蒸留の熱と物質の同時移動を行わせる。回収部１２の塔頂より流出してくる蒸気を圧縮機１５で圧縮して濃縮部１１の底部へ吹き込み、濃縮部１１で蒸気を発生させる。発生して上昇する蒸気は、濃縮部１１の塔頂から流下してきた内部還流液と接触させて蒸留の熱と物質の同時移動を行わせる。濃縮部１１の塔頂に到達した蒸気は、凝縮器１３で凝縮され、その一部が蒸留成分として回収され、残りの一部は濃縮部１１への還流液となる。濃縮部１１の塔底液は、回収部１２の塔頂へ原料１６と合流して供給される。

濃縮部１１内はこの圧縮機１５で加圧されるため、濃縮部１１内に存在している蒸気および凝縮液の沸点が上昇する。そのため、濃縮部１１は回収部１２に存在している原料からなる内部還流液の沸点より高温になっている。従って、回収部１２と濃縮部１１とを熱的に接触させれば、濃縮部１１の蒸気が凝縮して放出される潜熱が濃縮部１１から回収部１２へ移動することにより内部熱交換ができる。その結果、回収部１２内では流下する内部還流液の蒸発が起き、回収部１２の塔底のリボイラー１４の熱負荷を大幅に節減でき、省エネルギー効果が得られる。また、濃縮部１１内では、その内部熱交換により、上昇中の蒸気の凝縮が起きるため、凝縮器１３における熱負荷も軽減される。

２塔のＨＩＤｉＣ塔を用いる場合の従来の蒸留システムを図３に示す。図３の第１ＨＩＤｉＣ塔２０ａは、独立した濃縮部２１ａおよび回収部２２ａ、凝縮器２３ａ、リボイラー２４ａおよび圧縮機２５ａを備え、第２ＨＩＤｉＣ塔２０ｂは、独立した濃縮部２１ｂおよび回収部２２ｂ、凝縮器２３ｂ、リボイラー２４ｂおよび圧縮機２５ｂを備えている。第１ＨＩＤｉＣ塔２０ａでは、気体および液のフローは上述の単一塔と同じであり、最も沸点の低い成分が濃縮部２１ａから蒸気として抜き出され、凝縮器２３ａで凝縮されて、回収される。第２ＨＩＤｉＣ塔２０ｂの回収部２２ｂには、第１ＨＩＤｉＣ塔２０ａの回収部２２ａの塔底液が供給され、上述と同じ気体および液のフローが生じ、第２ＨＩＤｉＣ塔２０ｂの回収部２２ｂから塔底液が高い沸点の留分として回収される。また同じ回収部２２ｂの塔頂から流出してくる蒸気は圧縮機２５ｂにより圧縮されて濃縮部２１ｂの塔底に吹き込まれる。第２ＨＩＤｉＣ塔２０ｂの濃縮部２１ｂの塔頂からは第２番に沸点の低い成分が蒸気として抜き出され、凝縮器２３ｂで凝縮されて回収される。

さらに、３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液を３塔以上の従来の内部熱交換型蒸留塔を用いる場合の蒸留システムを図４に示す。図４に示す第１ＨＩＤｉＣ塔３０ａを第１塔とし、その下流に、第２ＨＩＤｉＣ塔３０ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔３０ｃ、および第４ＨＩＤｉＣ塔３０ｄが配置されている。図４からも明らかなように、個々のＨＩＤｉＣ塔３０ａ〜３０ｄは、いずれも、図１および図２に示す基本構成を有している。第１ＨＩＤｉＣ塔３０ａ、第２ＨＩＤｉＣ塔３０ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔３０ｃ、および第４ＨＩＤｉＣ塔３０ｄは、それぞれ、濃縮部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、および３１ｄ、回収部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄ、凝縮器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、および３３ｄ、リボイラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｄ、圧縮機３５ａ、３５ｂ、および３５ｃを備えており、それぞれ、上記図１および図２の単一塔の場合と同様の気体および液体のフローを有している。簡単に説明すると、多成分を含む原料３６は、第１ＨＩＤｉＣ塔３０ａの回収部３２ａの塔頂へ供給される。回収部３２ａで発生した蒸気は、圧縮機３５ａで圧縮され、濃縮部３１ａの塔底に供給され、最も沸点が低い成分が濃縮部３１ａの塔頂から蒸気として流出し、凝縮器３３ａで凝縮されて回収される。一方、その他の成分を含む回収部３２ａの塔底液は、第２ＨＩＤｉＣ塔３０ｂの回収部３２ｂの塔頂に供給され、第１ＨＩＤｉＣ塔と同じフローで蒸留される。回収部３２ｂで発生した蒸気は、圧縮機３５ｂで圧縮されて、濃縮部３１ｂの塔底に供給され、２番目に沸点が低い成分が濃縮部３１ｂの塔頂から蒸気として流出し、凝縮器３３ｂで凝縮されて回収される。その他の成分を含む回収部３２ｂの塔底液は、第３ＨＩＤｉＣ塔３０ｃの回収部３２ｃの塔頂に供給される。そして、前述の蒸気および液のフローが繰り返され、第３ＨＩＤｉＣ塔３０ｃの濃縮部３１ｃの塔頂から第３番目に沸点の低い成分が回収され、第３ＨＩＤｉＣ塔３０ｃの回収部３２ｃの塔底液が、第４ＨＩＤｉＣ塔３０ｄの回収部３２ｄに供給される。このように、従来のＨＩＤｉＣ塔を用いるシステムは、各蒸留塔の回収部塔頂からの蒸気を圧縮機で圧縮して、濃縮部の塔底に供給し、濃縮部塔頂から、沸点の低い成分から順に回収するように構成されている。

このような基本構成を有するＨＩＤｉＣ塔に関して種々の改良が検討されている。例えば、特許文献１には、本体胴内に複数に分割形成した単管を軸方向に配置し、そして互に隣接する単管の管外を構成する領域を連通させる１以上の連通管を配設し、これらの単管の管壁および連通管の管壁を、高圧側（濃縮部）から低圧側（回収部）への伝熱面としたことを特徴とするＨＩＤｉＣ塔が開示されている。特許文献２には、濃縮部と回収部とを隔てる複数管の、回収部となる領域（管外）側の表面（回収部側管壁）に、略水平（複数管の周方向）に溝を形成し、そして、回収部を充填塔方式とするＨＩＤｉＣ塔が開示されている。特許文献３には、濃縮部の塔頂蒸気と原料液とを熱交換させる熱交換手段を設け、濃縮部の塔頂蒸気の有するエネルギーを有効に利用できるＨＩＤｉＣ塔が開示されている。特許文献４には、回収部と濃縮部とを一体化し、回収部と接する濃縮部の面に伝熱手段を配設し、伝熱手段が回収部に収納されるように構成されたＨＩＤｉＣ塔が開示されている。

これらのＨＩＤｉＣ塔は、いずれも、濃縮部の塔頂に付設される凝縮器、回収部の塔底に付設されるリボイラー、および回収部と濃縮部との間に搭載される圧縮機を基本構成としているものである。そして、その基本構成を維持しつつ、濃縮部から回収部への熱交換効率を改良し、省エネルギー効果を向上させることを目的とし、一定の成果を上げている。しかし、さらなる省エネルギー化が求められている。

多成分を含有する液には、腐食性成分、過酸化物、高温で分解、酸化あるいは変質しやすい成分などが含まれる場合が多い。例えば、ＨＩＤｉＣ塔の基本構成の一つである圧縮機では、高温高圧となるため、例えば、圧縮機に悪影響を与える成分などが含まれている場合には、このような液を圧縮機に通すことは好ましくない、従って、このような成分を含む液をより安全に蒸留する方法も望まれている。
特開平８−１３１７０４号公報 特開２０００−１８９７０３号公報 特開２０００−２４６００１号公報 国際公開第２００４／００２６０２号パンフレット

本発明の目的は、省エネルギー、熱効率、蒸留効率、設備の節減効果に優れたＨＩＤｉＣ塔を用いる蒸留システム、およびそのシステムを実現し得る蒸留装置を提供することにある。

本発明は、以下の装置：
３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液の蒸留装置であって、該蒸留装置は、上流から下流に向けて連続的に配置された少なくとも２塔から構成され、
第１塔は、該多成分含有液を加圧蒸気として、隣接する下流の塔に供給し得る塔であり、
第２塔から最下流の塔までの下流の塔はいずれも内部熱交換型蒸留塔であり、それぞれの塔が独立した濃縮部および回収部を備えており、
該回収部の塔頂に回収部凝縮器が、そして該回収部の塔底にはリボイラーが配設されており、ここで、最下流の塔には、さらに濃縮部の塔頂に濃縮部凝縮器が配設されており、
該蒸留装置は、該第１塔に該多成分含有液を導入して、該液を多成分を含有する加圧蒸気とし、該加圧蒸気を下流の塔の濃縮部に順次供給し、そして、該下流の塔の回収部の塔底から各成分を高い沸点順に順次抜き出しできるように構成され、
第２塔またはその下流の塔の濃縮部においては、隣接する下流の塔の回収部からの凝縮液の一部が還流液として該濃縮部の塔頂に供給され、隣接する上流の塔からの加圧蒸気が該濃縮部の塔底に供給され、
該濃縮部の塔底に供給された蒸気により該濃縮部の塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と該濃縮部の塔頂から供給される凝縮液の内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、そして凝縮した液は塔底に移動され、
該濃縮部の塔頂に移動した蒸気は抜き出されて、隣接する下流の塔の濃縮部の塔底へ供給され、そして、該濃縮部の塔底液は同一塔内の回収部の塔頂に供給されるように構成され、
第２塔またはその下流の塔の回収部では、該回収部塔頂から抜き出された蒸気を該回収部凝縮器で凝縮して凝縮液とし、該凝縮液の一部は隣接する上流の塔に供給され、残りの該凝縮液および該同一塔内の濃縮部塔底液が合流して該回収部の塔頂に還流液として供給され、そして、該回収部の塔底液はリボイラーで加熱されるように構成され、
該回収部の塔底液の該リボイラーによる加熱により発生して上昇する蒸気と、該回収部の塔頂に供給されて流下する凝縮液および濃縮部塔底液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、そして凝縮した液は塔底に移動され、
該回収部の塔頂の蒸気は抜き出されて、該回収部凝縮器で凝縮され、そして、該回収部の塔底液の一部が分留された成分として回収されるように構成されており、そして、
最下流の塔は、該最下流の塔の濃縮部の塔頂に設けられた濃縮部凝縮器で、該濃縮部の塔頂から抜き出された蒸気を凝縮し、留出液として回収するように構成された蒸留装置を提供する。

一つの実施態様においては、
上記第１塔が、それぞれ独立した濃縮部および回収部を備えた内部熱交換型蒸留塔であり、
該回収部の塔底にリボイラーを備え、そして、該回収部の塔頂と該濃縮部の塔底との間に、該回収部からの蒸気を圧縮して該濃縮部の塔底に供給するための圧縮機を備えており、
該回収部では、上記多成分含有液および該濃縮部の塔底液が合流されて内部還流液として該回収部の塔頂に供給され、そして、該回収部の塔底液はリボイラーで加熱され、該リボイラーによる加熱により発生して上昇する蒸気と、該塔頂に供給されて流下する該多成分含有液および該濃縮部塔底液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は塔底に、そして蒸気は塔頂にそれぞれ移動され、該回収部の塔底液の一部は分留された成分として回収され、そして、該回収部塔頂の蒸気は抜き出されて該圧縮機で圧縮されて、該濃縮部の塔底に供給されるように構成され、
該濃縮部では、上記第２塔からの凝縮液が該濃縮部の塔頂へ還流液として供給され、そして、該回収部の塔頂から抜き出され圧縮された蒸気が該濃縮部の塔底に供給され、
該蒸気により該濃縮部の塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と該濃縮部の塔頂に供給されて流下する凝縮液である内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、凝縮した液は塔底にそれぞれ移動され、そして、
該濃縮部の塔頂の蒸気は抜き出されて、加圧された状態のまま第２塔の濃縮部塔底に供給されるように構成された蒸留塔である。

別の実施態様においては、上記第１塔が、多段式蒸留塔、充填塔式蒸留塔、ストリッピング塔、または蒸発缶であり、該第１塔で生じた多成分を含有する蒸気が、前記第２塔の濃縮部に供給されるように構成されている。

さらに別の実施態様では、上記第１塔が、それぞれ独立した濃縮部および回収部を備えた内部熱交換型蒸留塔であり、該回収部の塔底にリボイラーを備え、該回収部の塔頂に回収部凝縮器を備え、そして該濃縮部に原料を加熱して加圧蒸気として供給するための原料予熱器を備えており、
上記多成分含有液は該原料予熱器で加熱され、加圧蒸気として該濃縮部の塔底に供給され、該加圧蒸気により濃縮部塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と、上記第２塔から該濃縮部の塔頂に供給されて流下する凝縮液である内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は塔底に、そして蒸気は塔頂にそれぞれ移動され、該蒸気は下流の第２塔の濃縮部塔底に供給されるように構成され、
該回収部では、回収部塔底液が該リボイラーで加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と、該回収部の塔頂へ供給されて流下する濃縮部塔底液および該回収部凝縮器で凝縮された凝縮液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は回収部塔底に、そして蒸気は回収部塔頂にそれぞれ移動され、該回収部の塔底液の一部は分留された成分として回収され、そして、該回収部塔頂の蒸気は抜き出されて、上記の該凝縮液として該回収部の塔頂へ還流されるように構成された蒸留塔である。

さらに、別の実施態様では、上記下流の塔において、上記回収部を減圧にすることにより、上記濃縮部よりも上記回収部の蒸気および還流液の沸点を低下させて内部熱交換が行われる。

本発明によれば、従来型のＨＩＤｉＣ塔の濃縮部の塔頂に各々配置され、加圧蒸気を凝縮していた凝縮器を取り外し、各ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部からの加圧蒸気をそのまま、下流側のＨＩＤｉＣ塔の濃縮部の塔底へ吹き込む構成とすることにより、濃縮部の蒸気が有するエネルギーおよび圧力をそのまま次の濃縮部に活用することができる。そのため、従来の各ＨＩＤｉＣ塔に配置されていた圧縮機は、第１塔に配置するだけでよくなり、第２塔より下流の塔では不要となる。さらに、従来のシステムとは異なり、回収部の塔頂に回収部凝縮器を配置し、回収部凝縮液を回収部塔と上流側のＨＩＤｉＣ塔の濃縮部塔との両方に還流する構成を採用することにより、回収部および濃縮部における還流効果を高めることができる。従って、従来の内部熱交換型蒸留システムと同等の高い省エネルギー効果に加えて、さらに熱効率の向上、蒸留効率の向上、圧縮機の設備費の大幅な節減効果、および圧縮機を用いないことによる蒸留システムの安全性および安定性向上効果を奏することができる。

本発明は、２以上の塔を必要とする３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液の蒸留システムにおいて、このシステムを効率的かつ経済的な内部熱交換型蒸留システムとするための新たな蒸気および液のフローを確立し、このフローを実現し得る蒸留システムの基本構成を提供するものである。

多成分を含む液の分離精製においては、複数の蒸留塔を連結して所望の個々の成分を分離精製して各塔頂または塔底から製品として抜き出している。従って、従来の考えでは、前述の図１〜４に示すように、単一塔のＨＩＤｉＣ塔を連結するシステム構成が基本であり、連結される各ＨＩＤｉＣ塔には、それぞれ圧縮機を装備する必要がある。

しかし、本発明は、図５〜１３に基づいて後述するように、第２塔以降の塔を圧縮機を要しないＨＩＤｉＣ塔とし、従来、各ＨＩＤｉＣ塔の加圧された濃縮部塔頂に設けていた凝縮器を取り外し、３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液（以下、単に原料ということがある）を液ではなく蒸気として、加圧状態のまま次のＨＩＤｉＣ塔の濃縮部に供給するフローとしている。濃縮部に供給される蒸気は加圧されているため、沸点が上昇しており、濃縮部は回収部より高温になっている。従って、回収部と濃縮部とを熱的に接触させれば、濃縮部から回収部へ熱が移動する内部熱交換が可能である。そのため、本発明の構成も、内部熱交換型の塔として機能する。これにより、第１塔の圧縮機の仕事および機能を、原料を供給する第１塔から下流側に連結されるＨＩＤｉＣ塔にカスケード的に及ぼすように構成し、第２塔およびそれより下流のＨＩＤｉＣ塔には圧縮機を必要としないシステムとすることができる。一方で、各ＨＩＤｉＣ塔の回収部の塔頂に、新たに凝縮器を配設し、凝縮液を自身の回収部および隣接する上流側の濃縮部に還流して、還流効果、さらには蒸留効率を向上させている。このように構成することで、多成分を含む気体および液のフローは、従来のＨＩＤｉＣ塔におけるフローとは全く異なるものとなる。本発明のフローによれば、従来法とは逆に、沸点の高い成分から順に回収される。

本発明における蒸留システムの基本的な構成は、２またはそれ以上の塔を備えており、第２塔より下流の塔を全てＨＩＤｉＣ塔とすることであり、これらのＨＩＤｉＣ塔は、圧縮機を備えておらず、回収部の塔頂に凝縮器を、そして回収部の塔底にリボイラーを備えている。このような基本構成を有することにより、従来とは全く異なるフローが提供される。第１塔は、原料を蒸気として供給できる装置であれば特に制限はない。第１塔をＨＩＤｉＣ塔としてもよいし、多段式または充填式の蒸留塔、ストリッピング塔、または蒸発缶としてもよい。第１塔を多段式蒸留塔、充填式蒸留塔、ストリッピング塔、または蒸発缶とする場合、これらの塔を加圧運転とすることで、圧縮機を全く使用しないフローとする構成が可能である。さらに、第２塔より下流のＨＩＤｉＣ塔の回収部を真空ポンプで減圧にすることにより、濃縮部よりも内部還流液および蒸気の沸点を下げて内部熱交換するフローとする構成も可能である。

以下、本発明の蒸留システムおよびその構成について、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

（実施例１：第１塔がＨＩＤｉＣ塔である２塔による蒸留システムおよびその構成）
第１塔がＨＩＤｉＣ塔である場合について、図５および図６に基づいて説明する。図５は、２塔の場合の熱的接触を示す模式図であり、図６は実際のシステム構成例である。図６では、実際に配備されるフラッシュドラム、加熱装置、ポンプ、弁などが記載されているが、基本構成は図５と同一である。第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａは、それぞれ独立した濃縮部１１０ａおよび回収部１２０ａ、リボイラー１４０ａ、および圧縮機１５０ａを備えている。第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂは、それぞれ独立した濃縮部１１０ｂおよび回収部１２０ｂ、回収部１２０ｂの塔頂からの蒸気を凝縮する回収部凝縮器１７０ｂ、リボイラー１４０ｂ、および濃縮部１２０ｂの塔頂からの蒸気を凝縮する濃縮部凝縮器１３０ｂを備えている。また、図５および６に示すように、フラッシュドラム１８０ａ、フラッシュドラム１８０ｂを備えていてもよい。

第１ＨＩＤｉＣ塔の回収部１２０ａにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：原料１６０の液および濃縮部１１０ａの塔底液が合流されて、回収部１２０ａの塔頂から供給される；回収部１２０ａの塔底液はリボイラー１４０ａで加熱され、発生して上昇する蒸気と、塔頂から供給されて流下する原料液および濃縮部塔底液が合流した内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われる；凝縮した液は回収部１２０ａの塔底に、そして蒸気は回収部１２０ａの塔頂にそれぞれ移動する；回収部１２０ａの塔底液の一部は、最も沸点の高い成分または残渣として回収される；回収部１２０ａの塔頂に達した蒸気は抜き出されて、圧縮機１５０ａで圧縮されて、濃縮部１１０ａの塔底に供給される。

第１ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部１１０ａにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：回収部１２０ａの塔頂から抜き出され、圧縮機１５０ａで圧縮された蒸気が濃縮部１１０ａの塔底に供給され、塔底液を加熱して、蒸気を発生させる；濃縮部１１０ａの塔頂に、第２ＨＩＤｉＣ塔の回収部１２０ｂからの蒸気の凝縮液が還流され、この蒸気と凝縮液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われる；蒸気は濃縮部１１０ａの塔頂に、凝縮した液は濃縮部１１０ａの塔底にそれぞれ移動する；濃縮部１１０ａの塔頂から抜き出された蒸気は加圧状態のまま、第２ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部１１０ｂに供給される；濃縮部１１０ａの塔底液は、多成分を含んだ液であり、再び、原料１６０とともに回収部１２０ａの塔頂に供給される。

第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの濃縮部１１０ｂにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：第１ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部１１０ａからの蒸気が直接第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの濃縮部１１０ｂの塔底に供給され、濃縮部１１０ｂの塔底液を加熱し、蒸気を発生させる；蒸気は濃縮部１１０ｂの塔頂から抜き出され、濃縮部凝縮器１３０ｂで凝縮された凝縮液は、一部は蒸留成分として回収され、残りは濃縮部１１０ｂの塔頂から、濃縮部１１０ｂに還流される；濃縮部１１０ｂでは、塔底液の加熱により発生した前記蒸気と濃縮部１１０ｂの塔頂から還流してくる凝縮液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われる；蒸気は濃縮部１１０ｂの塔頂に、そして凝縮した液は濃縮部１１０ｂの塔底に移動する；そして、濃縮部１１０ｂの塔頂に移動した蒸気は、上記のように一部が回収され、一部が濃縮部１１０ｂに還流される。濃縮部１１０ｂの塔底液の液体は、回収部１２０ｂの塔頂に供給される。減圧フラッシュ１８０ｂにより発生した蒸気は、回収部１２０ｂの凝縮器１７０ｂに供給される。

第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの回収部１２０ｂにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：回収部１２０ｂの塔頂から抜き出した蒸気を濃縮部１１０ｂの塔底液のフラッシュにより生じた蒸気と共に回収部凝縮器１７０ｂで凝縮して凝縮液とし、凝縮液の一部を隣接する上流の第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの濃縮部１１０ａに塔頂から還流液として供給し、残りの凝縮液および濃縮部１１０ｂの塔底液を回収部１２０ｂの塔頂から還流液として供給する；回収部１２０ｂの塔底液はリボイラー１４０ｂで加熱される；回収部１２０ｂの塔底液の加熱により発生した蒸気と、回収部１２０ｂの塔頂から供給される凝縮液および濃縮部１１０ｂの塔底液からなる還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は回収部１２０ｂの塔頂に、そして凝縮した液は回収部１２０ｂの塔底に移動する；回収部１２０ｂの塔頂の蒸気は抜き出されて、回収部凝縮器１７０ｂで凝縮される；そして、回収部１２０ｂの塔底液の一部が蒸留成分として回収される。

上記説明から理解されるように、本発明の蒸留装置の基本構成が、従来の装置と異なる点の一つは、回収部の塔頂に凝縮器を設けたことである。これによって、第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの回収部１２０ｂの塔頂からの蒸気を当該回収部１２０ｂと第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの濃縮部１１０ａとの両方に還流させることができる。従って、それぞれの塔における還流効果が高まり、蒸留効率が向上する。

なお、この図５および図６に示される２塔のシステムの場合、第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの回収部１２０ａの塔底液が最も沸点の高い成分または残渣であり、第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの回収部１２０ｂの塔底液が２番目に沸点の高い成分である。第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの濃縮部凝縮器１３０ｂの凝縮液が、３番目に沸点の高い成分か、さらにこの成分より沸点の低い成分を含む混合液である。

また、フラッシュドラム１８０ａ、フラッシュドラム１８０ｂを備えた場合には、第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの濃縮部１１０ａの塔底液を原料１６０とともにフラッシュドラム１８０ａに入れて減圧フラッシュし、生じた蒸気は回収部には供給せず、回収部１２０ａの塔頂蒸気とともに圧縮機１５０ａにて圧縮し、濃縮部１１０ａの塔底へ供給する。フラッシュドラム１８０ａに残った液体は第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの原料として回収部１２０ａの塔頂に供給される。第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの濃縮部１１０ｂの塔底液をフラッシュドラム１８０ｂに入れて減圧フラッシュし、生じた蒸気は第２ＨＩＤｉＣ塔１００ｂの回収部１２０ｂの凝縮器１７０ｂに、回収部１２０ｂの塔頂蒸気と共に供給され、凝縮される。フラッシュドラム１８０ｂに残った液体は、同じ第２ＨＩＤｉＣ塔の回収部１２０ｂの塔頂に供給される。凝縮器１７０ｂで得られる上記の凝縮液の一部は、回収部１２０ｂの塔頂へ還流され、残りの凝縮液は上流の第１ＨＩＤｉＣ塔１００ａの濃縮部１１０ａの塔頂へ還流液として供給される。このようなシステム構成により、蒸留の操作性が大きく改善される。

（実施例２：第１塔がＨＩＤｉＣ塔である３塔以上の蒸留システムおよびその構成）
図７に、３塔以上のＨＩＤｉＣ塔を用いる場合の蒸留装置の例を示す。図７では、ＨＩＤｉＣ塔２００ａを第１塔とし、その下流に、第２ＨＩＤｉＣ塔２００ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔２００ｃ、および第４ＨＩＤｉＣ塔２００ｄが順次配置されている。図示していないが、必要に応じて、第５ＨＩＤｉＣ塔などの塔が第４ＨＩＤｉＣ塔の下流に配置される。配置する蒸留塔の数は、分留する成分の数、あるいは必要とする留分の数などを考慮して決定すればよい。

図７の蒸留装置において、各ＨＩＤｉＣ塔は、それぞれ、濃縮部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、および２１０ｄ、回収部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、および２２０ｄ、回収部凝縮器２７０ｂ、２７０ｃ、および２７０ｄ、並びにリボイラー２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、および２４０ｄを備えている。なお、２７０ｅは、第５ＨＩＤｉＣ塔（図示せず）の回収部凝縮器である。これを図４に記載した従来の多成分蒸留装置と比べると、従来の蒸留システムの全ての塔に備えられている圧縮機は、本発明においては第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａにのみ配置され（圧縮機２５０ａ）、第２ＨＩＤｉＣ塔より下流のＨＩＤｉＣ塔には、備えられていない。また、従来の蒸留システムに用いられている濃縮部凝縮器は、本発明の蒸留装置のいずれの塔にも設けられていない。代わりに、回収部の塔頂に回収部凝縮器が設けられている。なお、濃縮部凝縮器は、最も沸点の低い成分回収の目的で、最下流の塔にのみ設けられる。すなわち、最下流の塔は、図５および図６に示す第２ＨＩＤｉＣ塔と同じ構成を有する。

第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａおよび第２ＨＩＤｉＣ塔２００ｂにおける蒸気および液のフローは、図５および６で説明したものと基本的に同じである。簡単に説明すると、原料２６０は、濃縮部２１０ａの塔底液と共に、第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａの回収部２２０ａに供給され、回収部２２０ａで蒸気とされる。この蒸気は塔頂より抜き出され、圧縮機２５０ａで圧縮され、加圧されて濃縮部２１０ａの塔底に供給される。供給された蒸気は、濃縮部２１０ａの内部を流下する還流液と蒸留の熱と物質の同時移動を行いながら、濃縮部２１０ａの塔頂から抜き出され、加圧状態のまま下流の第２ＨＩＤｉＣ塔２００ｂの濃縮部２１０ｂの塔底に供給される。この蒸気の供給により、濃縮部２１０ｂの塔底液は加熱され、蒸気が発生する。発生した蒸気は、第１塔と同様に、濃縮部２１０ｂの内部を流下する還流液と蒸留の熱と物質の同時移動を行いながら上昇し、濃縮部２１０ｂの塔頂から抜き出され、加圧状態のまま下流の第３ＨＩＤｉＣ塔２００ｃの濃縮部２１０ｃの塔底に供給される。この第３ＨＩＤｉＣ塔２００ｃの濃縮部２１０ｃにおいても、同じフローが繰り返され、濃縮部２１０ｃの塔頂から抜き出された蒸気は、加圧状態のままさらに下流の第４ＨＩＤｉＣ塔２００ｄの濃縮部２１０ｄの塔底に供給される。このように、各濃縮部に供給される蒸気は、加圧された状態で供給されるため、濃縮部は回収部より高温になり、回収部と濃縮部との熱的接触により、濃縮部から回収部への内部熱交換が生じる。このように、蒸気は、第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａでいったん加熱／加圧されると、そのエネルギーおよび圧力が、一つ下流の塔の濃縮部に、順にカスケード的に供給される。従って、２番目以降の下流のＨＩＤｉＣ塔に圧縮機を設ける必要がない。従って、１基のみの圧縮機を配設することによりシステム全体を内部熱交換型の塔とすることができる。そのうえ、圧縮機の運転制御が容易になり、かつ圧縮機の設備費の大幅な節減効果が生じる。さらに、圧縮機を用いないことにより、蒸留システムの安全性および安定性が向上する。

一方、第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａの回収部２２０ａの塔底からは、最も沸点の高い成分が回収される。第２ＨＩＤｉＣ塔の回収部２２０ｂにおいては、回収部２２０ｂの塔頂から蒸気を抜き出し、回収部凝縮器２７０ｂで凝縮し、一部を回収部２２０ｂに還流し、残りを上流の塔である第１ＨＩＤｉＣ塔２００ａの濃縮部２１０ａに還流するように構成されている。第３ＨＩＤｉＣ塔およびその下流の各ＨＩＤｉＣ塔でも同様である。このように、回収部塔頂からの蒸気の凝縮液を、回収部と一つ上流側の塔の濃縮部に分けて還流することにより、回収部および濃縮部における還流効果、さらに蒸留効率も高めることができる。

（実施例３:全ての塔がＨＩＤｉＣ塔である蒸留塔を用いる５成分含有液の蒸留）
図８は４塔のＨＩＤｉＣ塔を用いる５成分含有液の蒸留システムを示す模式図である。図８の蒸留システムは、第１ＨＩＤｉＣ塔から順々に第４ＨＩＤｉＣ塔まで、加圧状態の蒸気が流れるように構成されている。第１ＨＩＤｉＣ塔３００ａは、濃縮部３１０ａ、回収部３２０ａ、および回収部３２０ａの塔頂から抜き出した蒸気を圧縮し濃縮部３１０ａの塔底に供給するための圧縮機３５０ａを備えている。下流の各ＨＩＤｉＣ塔３００ｂ、３００ｃおよび３００ｄは、それぞれ、濃縮部３１０ｂ、３１０ｃおよび３１０ｄ、回収部３２０ｂ、３２０ｃ、および３２０ｄ、ならびに回収部凝縮器３７０ｂ、３７０ｃおよび３７０ｄを備えている。そして、最下流の第４ＨＩＤｉＣ塔は、さらに濃縮部凝縮器３３０ｄを備えている。なお、図８において、各塔の回収部に備えられるリボイラーの記載は省略されている。各ＨＩＤｉＣ塔における蒸気および液のフローは図５および図７の記載と同様である。

原料３６０は、沸点が低い順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥの５成分を含む。原料３６０は第１ＨＩＤｉＣ塔３００ａの回収部３２０ａの塔頂に供給され、回収部３２０ａの内部還流液となり、回収部３２０ａの塔底液の加熱により生じて上昇する蒸気との気液接触により蒸留の熱と物質の同時移動が行われる。最も沸点の高い成分Ｅ（残渣が含まれる場合がある）は、第１ＨＩＤｉＣ塔３００ａの回収部３２０ａの塔底（リボイラー）に蓄積され、抜き出される。Ｅ以外の成分（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、圧縮機３５０ａで加圧された蒸気のまま、濃縮部３１０ａの塔頂から抜き出され、第２ＨＩＤｉＣ塔３００ｂの濃縮部３１０ｂの塔底に供給される。濃縮部３１０ｂの塔底液は、回収部３２０ｂの塔頂からの蒸気の回収部凝縮器３７０ｂで凝縮された凝縮液（以下、回収部塔頂凝縮液ということがある）とともに、回収部３２０ｂの塔頂へ還流され、回収部３２０ｂ内を流下する。この内部還流液は、回収部３２０ｂの塔底液の加熱により発生する蒸気との気液接触により蒸留の熱と物質の同時移動が行なわれ、２番目に沸点の高い成分Ｄが回収部３２０ｂの塔底より抜き出され、回収される。回収部塔頂凝縮液の残りは一つ上流の第１ＨＩＤｉＣ塔３００ａの濃縮部３１０ａの塔頂に還流液として戻す。

第２ＨＩＤｉＣ塔３００ｂの濃縮部３１０ｂの塔頂からは、残りの成分（Ａ、Ｂ、Ｃ）の混合蒸気が、加圧状態のまま下流の第３ＨＩＤｉＣ塔３００ｃの濃縮部３１０ｃの塔底へ供給される。そして、上記と同様のフローが第３ＨＩＤｉＣ塔３００ｃおよび第４ＨＩＤｉＣ塔３００ｄで生じ、各成分が、高沸点成分から順に各ＨＩＤｉＣ塔の回収部塔底から抜き出される。すなわち、第３ＨＩＤｉＣ塔３００ｃの回収部３２０ｃの塔底からＣ成分が、第４ＨＩＤｉＣ塔３００ｄの回収部３２０ｄの塔底からＢ成分が抜き出される。最終塔である第４ＨＩＤｉＣ塔３００ｄの濃縮部３１０ｄの塔頂からの蒸気は、最も沸点の低いＡ成分が主成分である。この濃縮部３１０ｄの塔頂からの蒸気は、濃縮部凝縮器３３０ｄで凝縮され、Ａ成分が回収される。

（実施例４：第１塔が蒸留塔あるいはストリッピング塔である場合の蒸留システムおよびその構成）
蒸留すべき原料は、その蒸気を圧縮機に通すことが好ましくない成分を含む場合が多い。この場合は、第１塔を、加圧状態の従来型の蒸留塔あるいはストリッピング塔にして、圧縮機を用いない構成とすることができる。図９は、このような場合の蒸留システムの模式図である。図９の蒸留システムは、第１塔が多段式あるいは充填式の蒸留塔であり、第２塔以下をＨＩＤｉＣ塔とし、蒸留塔からの蒸気が順次下流のＨＩＤｉＣ塔に流れるように構成されている。第１蒸留塔４００ａはリボイラー４４０ａを塔底に備えている。第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃ、第４ＨＩＤｉＣ塔４００ｄは、それぞれ、濃縮部４１０ｂ、４１０ｃ、および４１０ｄ、回収部４２０ｂ、４２０ｃ、および４２０ｄ、回収部凝縮器４７０ｂ、４７０ｃ、および４７０ｄ、ならびにリボイラー４４０ｂ、４４０ｃ、および４４０ｄを備えている。なお、４７０ｅは、第５ＨＩＤｉＣ塔（図示せず）の回収部凝縮器である。従来の蒸留装置と比較すると、蒸留塔の塔頂に通常設けられる凝縮器は、第１塔である蒸留塔４００ａの塔頂には配置されず、各ＨＩＤｉＣ塔には、圧縮機が全く配置されない。また、本発明では、上記の通り、凝縮器は濃縮部の塔頂の代わりに回収部の塔頂に設けられている。

蒸留塔４００ａは、原料供給口より上部を濃縮部、下部を回収部とし、ともに加圧状態として操作する。蒸留塔４００ａの塔底液はリボイラー４４０ａで加熱され、蒸気を発生させる。蒸留塔４００ａに供給された原料４６０、および蒸留塔４００ａの塔頂から還流される第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの回収部４２０ｂからの還流液が内部還流液となり、蒸留塔４００ａ内で上昇する蒸気との接触による蒸留の熱と物質の同時移動を行うことにより、最も沸点の高い成分あるいは残渣が、第１塔である蒸留塔４００ａの塔底（リボイラー）に蓄積され、抜き出される。

蒸留塔４００ａの塔頂には凝縮器が設けられていないため、最も沸点の高い成分以外の成分の混合蒸気は加圧状態のまま塔頂から抜き出され、一つ下流の第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの濃縮部４１０ｂの塔底に供給される。この加圧蒸気によって、第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの濃縮部４１０ｂは適切な加圧状態で運転され、内部熱交換される回収部４２０ｂは常圧あるいは濃縮部４１０ｂよりも低い温度および圧力で運転される。この第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの濃縮部４１０ｂは回収部４２０ｂに熱を与え、それによって、濃縮部４１０ｂ内の蒸気は凝縮して還流液量の増加となり、濃縮部４１０ｂの底部に流下する。一方、熱を受領する回収部４２０ｂでは、回収部４２０ｂ内を流下する還流液が蒸発し、回収部４２０ｂの塔頂へ向かって蒸気量が増加する。回収部４２０ｂの塔底には、蒸発できずに流下した２番目に沸点の高い成分が塔底液として抜き出され、回収される。

回収部４２０ｂの塔頂には、濃縮部４１０ｂからの還流液が液または気液混相状態で供給される。回収部４２０ｂの塔頂からの蒸気は、回収部凝縮器４７０ｂで凝縮される。凝縮液の一部は回収部４２０ｂの塔頂に還流液として供給され、残りは一つ上流の蒸留塔（第１塔）の塔頂に還流液として供給される。この還流液の還流により、回収部４２０ｂおよび第１塔４００ａの濃縮部の還流効果が向上する。

なお、スタートアップ運転などに必要な還流液を作るために第１塔（蒸留塔４００ａ）から出てくる蒸気の一部を、第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂに設けた回収部凝縮器４７０ｂに供給するように構成してもよい。

第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの濃縮部４１０ｂの塔頂からは、残りの成分の混合蒸気が加圧状態のまま抜き出され、一つ下流の第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃの濃縮部４１０ｃの塔底に供給される。第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃも、第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂと同様の蒸気および液のフローが構成される。第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃの回収部凝縮器４７０ｃでは、回収部４２０ｃの塔頂から抜き出した蒸気を凝縮して凝縮液とする。凝縮液の一部は回収部４２０ｃの塔頂に、残りの凝縮液は、一つ上流の第２ＨＩＤｉＣ塔４００ｂの濃縮部４１０ｂの塔頂に還流される。

第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃの回収部４２０ｃの塔底からは、３番目に沸点の高い成分が抜き出される。この第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃの濃縮部４１０ｃの塔頂からは残りの成分の混合物の加圧された蒸気が抜き出されて、さらに下流の第４ＨＩＤｉＣ塔４００ｄの濃縮部４１０ｄの塔底へ供給される。第４ＨＩＤｉＣ塔４００ｄの回収部凝縮器４７０ｄからの凝縮液の一部が、第４ＨＩＤｉＣ塔４００ｄの回収部４２０ｄの塔頂に還流液として戻される。残りの凝縮液は、一つ上流の第３ＨＩＤｉＣ塔４００ｃの濃縮部４１０ｃへ還流される。そして、回収部４２０ｄの塔底から、４番目に沸点の高い成分が抜き出される。

このように、蒸留塔（第１塔）から下流へ向かう各ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部には、蒸留塔４００ａのリボイラー４４０ａにより加圧された蒸気が、その濃縮部塔頂より供給され、各濃縮部は、カスケード的に加圧状態にされる。このような構成を有するＨＩＤｉＣ蒸留システムでは、第１塔は塔頂に凝縮器を設けないこと以外は通常の蒸留塔であるため、第１塔においては内部熱交換による省エネルギー効果を有しない。しかし、この蒸留システムでは、圧縮機を１基も必要とせず、複数塔を要する多成分系の蒸留の場合には第２塔から下流の塔をＨＩＤｉＣ化できるため、十分に省エネルギー効果を奏することができる。

（実施例５：第１塔が加圧蒸発缶である場合の蒸留システムおよびその構成）
図１０は、第１塔が加圧蒸発缶（以下、単に蒸発缶という）である場合の蒸留システムの模式図である。第１塔を蒸発缶、第２塔から下流の塔をＨＩＤｉＣ塔とし、蒸発缶５００ａからの加圧状態の蒸気が順次下流のＨＩＤｉＣ塔に流れるように構成されている。第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃ、第４ＨＩＤｉＣ塔５００ｄは、それぞれ、濃縮部５１０ｂ、５１０ｃ、および５１０ｄ、回収部５２０ｂ、５２０ｃ、および５２０ｄ、回収部凝縮器５７０ｂ、５７０ｃ、および５７０ｄ、ならびにリボイラー５４０ｂ、５４０ｃ、および５４０ｄを備えている。また、必要に応じて、第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂにはフラッシュドラム５８０ｂが備えられ、濃縮部塔底からの加圧状態の液を減圧フラッシュする。そこで分けられた液は第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの回収部５２０ｂの塔頂へ供給される。なお、５７０ｅは、第５ＨＩＤｉＣ塔（図示せず）の回収部凝縮器である。従来の蒸留装置と比較すると、ＨＩＤｉＣ塔は、圧縮機を全く必要としない。また、本発明では、凝縮器は濃縮部の塔頂の代わりに、回収部の塔頂に設けられている。

蒸発缶５００ａは、加熱による加圧状態で操作し、原料５６０を加熱し、加圧蒸気とする。この加圧蒸気は、一つ下流の第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの濃縮部５１０ｂの塔底に供給される。この加圧蒸気によって、第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの濃縮部５１０ｂは適切な加圧状態で運転され、内部熱交換される回収部５２０ｂは常圧あるいは濃縮部５１０ｂよりも低い温度および圧力で運転される。この第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの濃縮部５１０ｂは回収部５２０ｂに熱を与え、それによって、濃縮部５１０ｂ内の蒸気は凝縮して還流液量の増加となり、濃縮部５１０ｂの底部に流下する。一方、熱を受領する回収部５２０ｂでは、回収部５２０ｂ内を流下する還流液が蒸発し、回収部５２０ｂの塔頂へ向かって蒸気量が増加する。回収部５２０ｂの塔底液には、最も沸点の高い成分が抜き出され、回収される。なお、蒸発缶５００ａからは、残渣が回収される。

回収部５２０ｂの塔頂には、濃縮部５１０ｂの塔底液が、液または気液混相状態で供給される。回収部５２０ｂの塔頂から出る蒸気（並びに、必要に応じて、濃縮部５１０ｂの塔底液のフラッシュドラム５８０ｂによる蒸気）は、回収部凝縮器５７０ｂで凝縮され、凝縮液は、前記濃縮部５１０ｂの塔底液とともに、回収部５２０ｂの塔頂に還流液として供給される。

第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの濃縮部５１０ｂの塔頂からは、残りの成分の混合蒸気が加圧状態のまま抜き出され、一つ下流の第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃの濃縮部５１０ｃの塔底に供給される。そして、第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃも、第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂと同様の蒸気および液のフローが構成される。第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃの回収部凝縮器５７０ｃでは、回収部５２０ｃの塔頂から抜き出した蒸気を凝縮して凝縮液とする。凝縮液の一部は回収部５２０ｃの塔頂に、残りの凝縮液は、一つ上流の第２ＨＩＤｉＣ塔５００ｂの濃縮部５１０ｂの塔頂に還流される。

第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃの回収部５２０ｃの塔底からは、２番目に沸点の高い成分が抜き出される。この第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃの濃縮部５１０ｃの塔頂からは残りの成分の混合物の加圧された蒸気が抜き出されて、次の第４ＨＩＤｉＣ塔５００ｄの濃縮部５１０ｄへ供給される。第４ＨＩＤｉＣ塔５００ｄの回収部凝縮器５７０ｄからの凝縮液が、第４ＨＩＤｉＣ塔５００ｄの回収部５２０ｄの塔頂および一つ上流の第３ＨＩＤｉＣ塔５００ｃの濃縮部５１０ｃの塔頂に還流液として戻される。そして、回収部５２０ｄの塔底から、３番目に沸点の高い成分が抜き出される。

このように、蒸発缶５００ａ（第１塔）から下流へ向かう各ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部には、蒸発缶５００ａにより加圧された蒸気が順次供給され、各濃縮部は、カスケード的に加圧状態にされる。この構成のＨＩＤｉＣ蒸留システムでは、第１塔は蒸発缶であるため、内部熱交換による省エネルギー効果を有しない。しかし、この蒸留システムでは、圧縮機を１基も必要とせず、複数塔を要する多成分系の蒸留の場合は第２塔から下流の塔をＨＩＤｉＣ化でき、十分に省エネルギー効果を奏することができる。また、残渣となる成分や汚れの原因となる成分が多く含まれている原料の場合、メンテナンスや掃除のしやすい蒸発缶を第１塔とすることが有利な場合が多い。実施例４および５に示されるように、圧縮機を必要としない本発明の多成分系ＨＩＤｉＣ蒸留システムは、応用範囲が広い基本的なシステム構成を提供する。

上記実施例１〜５に示すように、本発明の蒸留システムは、次の点で非常に有利である：（１）ＨＩＤｉＣ蒸留システムの安全性が向上する；（２）蒸留すべき原料混合物に圧縮機にとって不利あるいは危険な成分（例えば、腐食性成分、汚れ系成分、過酸化物など安全性が問題となる成分）が含まれている場合にも、使用することができる；（３）第１塔目には省エネルギー効果はないが、小型化して、第２塔およびその下流のＨＩＤｉＣ蒸留塔で十分な省エネルギー効果が得られる；（４）圧縮機を必要としないことによる設備経費の節減ができる；（５）圧縮機の運転制御を必要としない。

（実施例６：第１塔を蒸発缶とし、２塔目から下流のＨＩＤｉＣ塔の回収部を減圧とする蒸留システムおよびその構成）
図１１は、第１塔を蒸発缶とし、２塔目から下流のＨＩＤｉＣ塔の回収部を減圧とする蒸留システムの構成を示す模式図である。図１０のシステムにおいて、各ＨＩＤｉＣ塔の回収部に、真空ポンプが配置されている。第１塔を蒸発缶、第２塔から下流をＨＩＤｉＣ塔とし、原料６６０が蒸発缶６００ａに供給され、蒸発缶６００ａからの蒸気が順次下流のＨＩＤｉＣ塔に流れるように構成されている。第２ＨＩＤｉＣ塔６００ｂおよび第３ＨＩＤｉＣ塔６００ｃは、それぞれ、濃縮部６１０ｂおよび６１０ｃ、回収部６２０ｂおよび６２０ｃ、回収部凝縮器６７０ｂおよび６７０ｃ、リボイラー６４０ｂおよび６４０ｃ、並びに真空ポンプ６９０ｂおよび６９０ｃを備えている。このシステムにおける蒸気および液のフローは実施例５と同じである。各ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部の圧力を上げずに回収部の圧力を真空ポンプで下げることにより、各回収部内の気液の各成分の沸点を下げることができる。これによって、濃縮部と回収部との間で内部熱交換させることができ、加熱するためのエネルギーが節減できる。

（実施例７：第１塔を蒸留塔とし、２塔目から下流のＨＩＤｉＣ塔の回収部を減圧とする蒸留システムおよびその構成）
図１２は、第１塔を蒸留塔とし、２塔目から下流のＨＩＤｉＣ塔の回収部を減圧とする蒸留システムの構成を示す模式図である。図９のシステムにおいて、各ＨＩＤｉＣ塔の回収部に真空ポンプが配置されている。蒸留塔７００ａはリボイラー７４０ａを塔底に備えている。第２ＨＩＤｉＣ塔７００ｂ、第３ＨＩＤｉＣ塔７００ｃ、および第４ＨＩＤｉＣ塔７００ｄは、それぞれ、濃縮部７１０ｂ、７１０ｃおよび７１０ｄ、回収部７２０ｂ、７２０ｃおよび７２０ｄ、回収部凝縮器７７０ｂ、７７０ｃおよび７７０ｄ、リボイラー７４０ｂ、７４０ｃおよび７４０ｄ、ならびに真空ポンプ７９０ｂ、７９０ｃおよび７９０ｄを備えている。原料７６０が蒸留塔７００ａに供給され、リボイラー７４０ａで加熱される。その後のこのシステムにおける蒸気および液のフローは実施例４と同じである。このシステムにおいては、各ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部の圧力を上げずに回収部の圧力を真空ポンプで下げることにより、回収部内の気液の各成分の沸点を下げることができる。これによって、濃縮部と回収部との間で内部熱交換させることができ、加熱するためのエネルギーが節減できる。

（実施例８：圧縮機なしのＨＩＤｉＣ塔を第１塔とする蒸留システム）
図１３は、本発明の蒸留システムにおいて、第１塔として、圧縮機なしのＨＩＤｉＣ塔を用いる場合の構成を示す模式図である。この第１塔８００ａは、濃縮部８１０ａ、回収部８２０ａ、リボイラー８４０ａ、回収部凝縮器８７０ａ、および原料予熱器８９０を備えている。第２塔より下流は、上記いずれかの構成を有するＨＩＤｉＣ塔である。

原料（多成分含有液）８６０は原料予熱器８９０で加熱され、加圧蒸気として濃縮部８１０ａの塔底に供給され、濃縮部塔底液が加熱される。濃縮部８１０ａにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：加熱により発生して上昇する蒸気と、第２塔（図示せず）の回収部凝縮器８７０ｂから濃縮部８１０ａの塔頂に供給されて内部還流液として流下する凝縮液との間で気液接触による蒸留の熱と物質の同時移動が行われる；凝縮した液は濃縮部８１０ａの塔底に、そして蒸気は濃縮部８１０ａの塔頂にそれぞれ移動する；そして蒸気は、加圧状態のまま、下流の第２ＨＩＤｉＣ塔の濃縮部（図示せず）に供給される。

回収部８２０ａにおいては、蒸気および液のフローは、以下のように構成される：回収部８２０ａの塔底液がリボイラー８４０ａで加熱される；加熱により発生した蒸気と、回収部８２０ａの塔頂へ供給される濃縮部８１０ａの塔底液および回収部凝縮器８７０ａで凝縮された凝縮液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われる；凝縮した液は回収部８２０ａの塔底に、そして蒸気は回収部８２０ａの塔頂にそれぞれ移動する；回収部８２０ａの塔底液の一部は分留された成分として回収され；そして、回収部８２０ａの塔頂の蒸気は抜き出されて、上記の凝縮液として回収部８２０ａの塔頂へ還流される。

この構成によれば、原料予熱器８９０で加圧蒸気を作り、濃縮部８１０ａの塔底に供給するので、濃縮部８１０ａを加圧状態にすることができる。従って、従来のＨＩＤｉＣ塔と同様に内部熱交換が可能になる。この塔を従来のＨＩＤｉＣ塔と比較すると、原料予熱器８９０の熱負荷が大きいこと、および回収部塔頂に還流用の凝縮器が必要であることから、圧縮機を有する従来のＨＩＤｉＣ塔のような省エネルギー効果は期待できない。しかし、下流に複数のＨＩＤｉＣ塔を連結する場合、第１塔として用いることにより、圧縮機を必要としないＨＩＤｉＣシステムを構成することができ、上記の省エネルギー効果を得ることができる。原料予熱器８９０を残渣や汚れの除去などのメンテナンスが容易な構造にしておけば、汚れに強いＨＩＤｉＣシステムを構成することもできる。

（実施例９）
従来のＨＩＤｉＣ塔を用いる蒸留システムにおける熱効率および本発明のＨＩＤｉＣ塔を用いる蒸留システムの熱効率を、シミュレートした。従来の蒸留システムとして、図４において、第１塔〜第３塔までの蒸留塔を有するシステムを用いた。本発明のシステムとして、図７において第１塔〜第３塔までの蒸留塔を有するシステムを用いた。シミュレートは、以下の表１の組成を有する原料から、シクロペンタンを回収する場合について行った。シクロペンタン画分は、従来のシステムでは第２塔の濃縮部凝縮器３３ｂから回収され、本発明のシステムでは、第２塔の回収部２２０ｂの塔底から回収される。

従来型および本発明のシステムにおいて、内部熱交換における濃縮部と回収部との間での伝熱性能をＵＡ（総括熱伝達率と伝熱面積との積）で評価し、高さ方向に一定であると仮定し、第１塔：ＵＡ＝８００Ｋｃａｌ／ｈｒ、第２塔：ＵＡ＝４００Ｋｃａｌ／ｈｒと仮定した。本発明のシステムにおけるシミュレーションの制御パラメータは、第１塔から第２塔へ送る塔頂蒸気組成であり、シクロペンタンより高沸点成分の合計濃度が０．００５（質量分率）（ｘｃｐ＝０．５ｗｔ％）となるようにした。第２塔の塔底のｘｃｐを９８．５ｗｔ％、塔頂のｘｃｐを０．５ｗｔ％と設定した。そして、第１塔濃縮部２１０ａと第２塔回収部２２０ｂへの還流量比を１：１とした。原料の供給は１６５０ｋｇ／ｈｒで行った。この場合の計算結果を以下に示す。

従来型のシステムの消費エネルギーＱ（base）は、実際の温度および物質収支の運転データから算出した結果、Ｑ（base）＝１．１２１８Ｇｃａｌ／ｈｒであった。本発明のシステムでは、第１塔リボイラー Ｑ１＝０．２７２Ｇｃａｌ／ｈｒ、第２塔リボイラー Ｑ２＝０．０２７６Ｇｃａｌ／ｈｒ、圧縮機のプレヒーター Ｑｃ＝０．０１２６Ｇｃａｌ／ｈｒ、原料供給プレヒーター Ｑｆ＝０．００３９Ｇｃａｌ／ｈｒ、圧縮機の運転 Ｗｃ＝０．０５４Ｇｃａｌ／ｈｒであり、発電効率を３５％とすると、Ｗｃ’＝０．１５４３Ｇｃａｌ／ｈｒであった。これより、本発明のシステムにおける合計消費エネルギー Ｑ（total）＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑｃ＋Ｑｆ＋Ｗｃ’＝０．４７０４Ｇｃａｌ／ｈｒであった。この値から、省エネルギー率Ｅｓは、Ｅｓ＝（１−Ｑ（total））／Ｑ（base））×１００＝５８．１％であった。以上から、本発明の蒸留システムは、従来のシステムに比べて、非常に高水準の省エネルギー効果が期待できる。

本発明による蒸留システムによれば、従来の内部熱交換型蒸留システムと同等の高い省エネルギー効果に加えて、熱効率の向上、蒸留効率の向上、圧縮機の設備費の大幅な節減効果、および圧縮機を用いないことによる蒸留システムの安全性向上効果を奏することができる。従って、本発明の蒸留システムは、蒸留の分野において、非常に有用性が高い。

従来の単一の内部熱交換型の蒸留システムの原理を示す模式図である。 従来の単一の内部熱交換型蒸留塔の基本構成を示す模式図である。 従来の２塔による内部熱交換型の蒸留システム構成を示す模式図である。 従来の内部熱交換型の蒸留システムを用いた多成分を分離する蒸留フローと蒸留システムを示す模式図である。 本発明の２塔型の内部熱交換型蒸留システムにおいて、第１塔がＨＩＤｉＣ塔である場合の熱的接触を示す模式図である。 本発明の２塔型の内部熱交換型蒸留システムにおいて、第１塔がＨＩＤｉＣ塔である場合のフローおよびシステム構成を示す模式図である。 本発明の内部熱交換型の蒸留システムを用いて多成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である。 本発明の内部熱交換型の蒸留システムを用いて５成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である。 本発明の蒸留システムにおいて、第１塔が従来型の蒸留塔とする場合の多成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である。 本発明の蒸留システムにおいて、第１塔が加圧蒸発缶である場合の多成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である。 本発明の蒸留システムにおいて、加圧あるいは常圧の蒸発缶を第１塔とし、内部熱交換型蒸留塔の回収部を減圧にして多成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である。 本発明の蒸留システムにおいて、蒸留塔を第１塔とし、内部熱交換型蒸留塔の回収部を減圧にして多成分を分離する蒸留フローおよび蒸留システムを示す模式図である 本発明の蒸留システムにおいて、圧縮機なしの内部熱交換型蒸留塔を第１塔とする内部熱交換システムを示す模式図である。

符号の説明

１０ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
１１ 濃縮部
１２ 回収部
１３ 濃縮部凝縮器
１４ リボイラー
１５ 圧縮機
１６ 原料
２０ａ、２０ｂ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
２１ａ、２１ｂ 濃縮部
２２ａ、２２ｂ 回収部
２３ａ、２３ｂ 濃縮部凝縮器
２４ａ、２４ｂ リボイラー
２５ａ、２５ｂ 圧縮機
２６ 原料
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 濃縮部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 回収部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 凝縮器
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ リボイラー
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 圧縮機
３６ 原料
１００ａ、１００ｂ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
１１０ａ、１１０ｂ 濃縮部
１２０ａ、１２０ｂ 回収部
１３０ｂ 濃縮部凝縮器
１４０ａ、１４０ｂ リボイラー
１５０ａ 圧縮機
１６０ 原料
１７０ｂ 回収部凝縮器
１８０ａ、１８０ｂ フラッシュドラム
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ 濃縮部
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ 回収部
２７０ｂ、２７０ｃ、２７０ｄ、２７０ｅ 回収部凝縮器
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ リボイラー
２５０ａ 圧縮機
２６０ 原料
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ 濃縮部、
３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ 回収部
３３０ｄ 濃縮部凝縮器
３５０ａ 圧縮機
３６０ 原料
３７０ｂ、３７０ｃ、３７０ｄ 回収部凝縮器
４００ａ 蒸留塔
４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ 濃縮部
４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ 回収部
４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄ リボイラー
４６０ 原料
４７０ｂ、４７０ｃ、４７０ｄ、４７０ｅ 回収部凝縮器
５００ａ 蒸発缶
５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ 濃縮部
５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄ 回収部
５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ リボイラー
５６０ 原料
５７０ｂ、５７０ｃ、５７０ｄ、５７０ｅ 回収部凝縮器
５８０ｂ フラッシュドラム
６００ａ 蒸発缶
６００ｂ、６００ｃ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
６１０ｂ、６１０ｃ 濃縮部
６２０ｂ、６２０ｃ 回収部
６４０ｂ、６４０ｃ リボイラー
６６０ 原料
６７０ｂ、６７０ｃ 回収部凝縮器
６９０ｂ、６９０ｃ 真空ポンプ
７００ａ 蒸留塔
７００ｂ、７００ｃ、７００ｄ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ 濃縮部
７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄ 回収部
７４０ａ、７４０ｂ、７４０ｃ、７４０ｄ リボイラー
７６０ 原料
７７０ｂ、７７０ｃ、７７０ｄ 回収部凝縮器
７９０ｂ、７９０ｃ、７９０ｄ 真空ポンプ
８００ａ 内部熱交換型蒸留塔（ＨＩＤｉＣ塔）
８１０ａ 濃縮部
８２０ａ 回収部
８４０ａ リボイラー
８６０ 原料
８７０ａ、８７０ｂ 回収部凝縮器
８９０ 原料予熱器

Claims (5)

1. ３またはそれ以上の成分を含む多成分含有液の蒸留装置であって、該蒸留装置は、上流から下流に向けて連続的に配置された少なくとも２塔から構成され、
   第１塔は、該多成分含有液を加圧蒸気として、隣接する下流の塔に供給し得る塔であり、
   第２塔から最下流の塔までの下流の塔はいずれも内部熱交換型蒸留塔であり、それぞれの塔が独立した濃縮部および回収部を備えており、
   該回収部の塔頂に回収部凝縮器が、そして該回収部の塔底にはリボイラーが配設されており、ここで、最下流の塔には、さらに濃縮部の塔頂に濃縮部凝縮器が配設されており、
   該蒸留装置は、該第１塔に該多成分含有液を導入して、該液を多成分を含有する加圧蒸気とし、該加圧蒸気を下流の塔の濃縮部に順次供給し、そして、該下流の塔の回収部の塔底から各成分を高い沸点順に順次抜き出しできるように構成され、
   第２塔またはその下流の塔の濃縮部においては、隣接する下流の塔の回収部からの凝縮液の一部が還流液として該濃縮部の塔頂に供給され、隣接する上流の塔からの加圧蒸気が該濃縮部の塔底に供給され、
   該濃縮部の塔底に供給された蒸気により該濃縮部の塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と該濃縮部の塔頂から供給される凝縮液の内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、そして凝縮した液は塔底に移動され、
   該濃縮部の塔頂に移動した蒸気は抜き出されて、隣接する下流の塔の濃縮部の塔底へ供給され、そして、該濃縮部の塔底液は同一塔内の回収部の塔頂に供給されるように構成され、
   第２塔またはその下流の塔の回収部では、該回収部塔頂から抜き出された蒸気を該回収部凝縮器で凝縮して凝縮液とし、該凝縮液の一部は隣接する上流の塔に供給され、残りの該凝縮液および該同一塔内の濃縮部塔底液が合流して該回収部の塔頂に還流液として供給され、そして、該回収部の塔底液はリボイラーで加熱されるように構成され、
   該回収部の塔底液の該リボイラーによる加熱により発生して上昇する蒸気と、該回収部の塔頂に供給されて流下する凝縮液および濃縮部塔底液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、そして凝縮した液は塔底に移動され、
   該回収部の塔頂の蒸気は抜き出されて、該回収部凝縮器で凝縮され、そして、該回収部の塔底液の一部が分留された成分として回収されるように構成されており、そして、
   最下流の塔は、該最下流の塔の濃縮部の塔頂に設けられた濃縮部凝縮器で、該濃縮部の塔頂から抜き出された蒸気を凝縮し、留出液として回収するように構成された、
   蒸留装置。
2. 前記第１塔が、それぞれ独立した濃縮部および回収部を備えた内部熱交換型蒸留塔であり、
   該回収部の塔底にリボイラーを備え、そして、該回収部の塔頂と該濃縮部の塔底との間に、該回収部からの蒸気を圧縮して該濃縮部の塔底に供給するための圧縮機を備えており、
   該回収部では、前記多成分含有液および該濃縮部の塔底液が合流されて内部還流液として該回収部の塔頂に供給され、そして、該回収部の塔底液はリボイラーで加熱され、該リボイラーによる加熱により発生して上昇する蒸気と、該塔頂に供給されて流下する該多成分含有液および該濃縮部塔底液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は塔底に、そして蒸気は塔頂にそれぞれ移動され、該回収部の塔底液の一部は分留された成分として回収され、そして、該回収部塔頂の蒸気は抜き出されて該圧縮機で圧縮されて、該濃縮部の塔底に供給されるように構成され、
   該濃縮部では、前記第２塔からの凝縮液が該濃縮部の塔頂へ還流液として供給され、そして、該回収部の塔頂から抜き出され圧縮された蒸気が該濃縮部の塔底に供給され、
   該蒸気により該濃縮部の塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と該濃縮部の塔頂に供給されて流下する凝縮液である内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、蒸気は塔頂に、凝縮した液は塔底にそれぞれ移動され、そして、
   該濃縮部の塔頂の蒸気は抜き出されて、加圧された状態のまま第２塔の濃縮部塔底に供給されるように構成された蒸留塔である、
   請求項１に記載の蒸留装置。
3. 前記第１塔が、多段式蒸留塔、充填塔式蒸留塔、ストリッピング塔、または蒸発缶であり、該第１塔で生じた多成分を含有する蒸気が、前記第２塔の濃縮部に供給されるように構成された、請求項１に記載の蒸留装置。
4. 前記第１塔が、それぞれ独立した濃縮部および回収部を備えた内部熱交換型蒸留塔であり、該回収部の塔底にリボイラーを備え、該回収部の塔頂に回収部凝縮器を備え、そして該濃縮部に原料を加熱して加圧蒸気として供給するための原料予熱器を備えており、
   前記多成分含有液は該原料予熱器で加熱され、加圧蒸気として該濃縮部の塔底に供給され、該加圧蒸気により濃縮部塔底液が加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と、前記第２塔から該濃縮部の塔頂に供給されて流下する凝縮液である内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は塔底に、そして蒸気は塔頂にそれぞれ移動され、該蒸気は下流の第２塔の濃縮部塔底に供給されるように構成され、
   該回収部では、回収部塔底液が該リボイラーで加熱され、該加熱により発生して上昇する蒸気と、該回収部の塔頂へ供給され、流下する濃縮部塔底液および該回収部凝縮器で凝縮された凝縮液からなる内部還流液との間で蒸留の熱と物質の同時移動が行われ、凝縮した液は回収部塔底に、そして蒸気は回収部塔頂にそれぞれ移動され、該回収部の塔底液の一部は分留された成分として回収され、そして、該回収部塔頂の蒸気は抜き出されて、上記の該凝縮液として該回収部の塔頂へ還流されるように構成された蒸留塔である、
   請求項１に記載の蒸留装置。
5. さらに、前記下流の塔において、前記回収部を減圧にすることにより、前記濃縮部よりも前記回収部の蒸気および還流液の沸点を低下させて内部熱交換が行われる、請求項１から４のいずれかの項に記載の蒸留装置。

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