JP3178675B2 - 多成分分離のための操作が容易で効率的な蒸留方法 - Google Patents
多成分分離のための操作が容易で効率的な蒸留方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３又はそれ以上の
成分を含む多成分混合物をこれらの成分のうちの１つが
富化された製品流れに分離するための効率的で操作し易
い蒸留方法に関する。一般に、蒸留方法を設計するプロ
セスエンジニアの目的は、蒸留方法における蒸留塔の熱
の要求量を減少させて、その方法をより効率的にするこ
とである。文献で知られる比較的少ない熱負荷を要求す
る蒸留方法は、大変複雑で操作が難しい。結果として、
これらの方法の多くが操作の柔軟性を欠き、工業的に使
用されることは滅多にない。従って、熱の要求量が少な
い一方で操作が容易な蒸留方法が必要とされている。本
発明は、比較的少ない熱負荷を維持しながら多成分蒸留
の操作の柔軟性を改良する長年のこの要求の解決法であ
る。
成分を含む多成分混合物をこれらの成分のうちの１つが
富化された製品流れに分離するための効率的で操作し易
い蒸留方法に関する。一般に、蒸留方法を設計するプロ
セスエンジニアの目的は、蒸留方法における蒸留塔の熱
の要求量を減少させて、その方法をより効率的にするこ
とである。文献で知られる比較的少ない熱負荷を要求す
る蒸留方法は、大変複雑で操作が難しい。結果として、
これらの方法の多くが操作の柔軟性を欠き、工業的に使
用されることは滅多にない。従って、熱の要求量が少な
い一方で操作が容易な蒸留方法が必要とされている。本
発明は、比較的少ない熱負荷を維持しながら多成分蒸留
の操作の柔軟性を改良する長年のこの要求の解決法であ
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】成分
Ａ、Ｂ及びＣを含有する３成分混合物（混合物ＡＢＣ）
を、それぞれが前記成分のうちの１つが富化された３つ
の製品流れに分離することを考える。Ａは最も揮発性が
高い成分で、Ｃは最も揮発性が低い成分である。３成分
混合物ＡＢＣをほとんど純粋な成分に分離するために、
２つの蒸留塔を使用する蒸留方法が必要とされる。その
ような蒸留方法は当該技術分野でよく知られている。そ
のようなよく知られる５つの方法があり、それらは直接
順序法（ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、間接順序
法（ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、副濃縮部
法（ｓｉｄｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、副回収部法（ｓ
ｉｄｅ ｓｔｒｉｐｐｅｒ）及び完全熱結合塔法（ｆｕ
ｌｌｙ ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄｃｏｌｕ
ｍｎｓ）である（例えば、「Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓ」、Ｃ．Ｊ．Ｋｉｎｇ著、ＭｃＧｒａｗ−
Ｈｉｌｌ、１９８１年のｐ．７７１を参照）。更に、既
知の３成分蒸留方法の中で、完全熱結合塔系が最も少な
い熱負荷の量を要求することが知られている（「Ｍｉｎ
ｉｍｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ
ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓｔ
ｉｌｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｚ．Ｆｉｄｋｏ
ｗｓｋｉ及びＬ．Ｋｒｏｌｉｋｏｗｓｋｉ著、ＡＩＣｈ
Ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ、ｐ．６４３〜６５３、Ｖｏｌ．３
３、１９８７年を参照）。魅力的な性能にも関わらず、
完全熱結合塔系は、商業的な用途で広く使用されてはい
ない。この方法の説明は、操作性の問題と共に以下に示
す。
Ａ、Ｂ及びＣを含有する３成分混合物（混合物ＡＢＣ）
を、それぞれが前記成分のうちの１つが富化された３つ
の製品流れに分離することを考える。Ａは最も揮発性が
高い成分で、Ｃは最も揮発性が低い成分である。３成分
混合物ＡＢＣをほとんど純粋な成分に分離するために、
２つの蒸留塔を使用する蒸留方法が必要とされる。その
ような蒸留方法は当該技術分野でよく知られている。そ
のようなよく知られる５つの方法があり、それらは直接
順序法（ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、間接順序
法（ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、副濃縮部
法（ｓｉｄｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、副回収部法（ｓ
ｉｄｅ ｓｔｒｉｐｐｅｒ）及び完全熱結合塔法（ｆｕ
ｌｌｙ ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄｃｏｌｕ
ｍｎｓ）である（例えば、「Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓ」、Ｃ．Ｊ．Ｋｉｎｇ著、ＭｃＧｒａｗ−
Ｈｉｌｌ、１９８１年のｐ．７７１を参照）。更に、既
知の３成分蒸留方法の中で、完全熱結合塔系が最も少な
い熱負荷の量を要求することが知られている（「Ｍｉｎ
ｉｍｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ
ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓｔ
ｉｌｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｚ．Ｆｉｄｋｏ
ｗｓｋｉ及びＬ．Ｋｒｏｌｉｋｏｗｓｋｉ著、ＡＩＣｈ
Ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ、ｐ．６４３〜６５３、Ｖｏｌ．３
３、１９８７年を参照）。魅力的な性能にも関わらず、
完全熱結合塔系は、商業的な用途で広く使用されてはい
ない。この方法の説明は、操作性の問題と共に以下に示
す。
【０００３】図１は、完全熱結合塔（ＦＣ）法を示す。
成分Ａ、Ｂ及びＣを含む供給混合物（流れ２０）は第１
の蒸留塔１００に供給する。この蒸留塔で、この供給物
流れを主に２成分の混合物である２つの流れに分離す
る。この蒸留塔の塔底からの液体（流れ２２）は、主に
成分ＢとＣからなる２成分混合物である。同様に、この
蒸留塔の塔頂からの蒸気（流れ３２）は、主に成分Ａと
Ｂからなる２成分混合物である。これらの主に２成分の
混合物流れである流れ２２と３２の両方を、第２の蒸留
塔２００の異なる箇所に供給する。第２の蒸留塔２００
の塔底からの液体の一部を成分Ｃが富化された製品流れ
９０として回収し、この液体の他のもう１つの部分をリ
ボイラー２２２で沸騰させてそして蒸気流れ９２として
第２の蒸留塔２００に戻して焚き上げ（ｂｏｉｌｕｐ）
を行う。第２の蒸留塔２００の塔頂からの蒸気はコンデ
ンサー２１２で凝縮させて、一部を成分Ａが富化された
製品流れ７０として回収し、他の部分をこの塔に戻して
必要な液体還流を提供する。成分Ｂが富化された製品流
れ８０は、第２の蒸留塔２００の中間の箇所から製造す
る。この引き出し箇所は、主に２成分の２つの供給物流
れである流れ２２と３２の供給箇所の間のいずれかの箇
所である。第１の蒸留塔１００は、リボイラーもコンデ
ンサーも使用しない。この塔の塔底での焚き上げは、第
２の蒸留塔２００からの蒸気流れ２７を供給することに
よって行う。蒸気２７の引き出し箇所は、主に２成分の
液体流れ２２の供給箇所と同じ第２の蒸留塔２００の箇
所であることに注目することは重要である。これは、こ
れら２つの蒸留塔の間に２方向の連絡（ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ）をもたらす。２方向の連絡様式では、蒸
気流れを１つの塔から他の１つの塔に送る場合、戻る液
体流れは２つの塔の同じ箇所の間に備えられる。同様
に、第１の蒸留塔１００の塔頂に向かう液体還流流れ３
７は、２つの蒸留塔の間にもう１つの２方向の連絡を作
り、第２の蒸留塔２００から引き出される。従来技術で
は、３成分蒸留のための最少の熱の要求量を達成するに
は２つの２方向の連絡が必要であることが教示されてい
る。
成分Ａ、Ｂ及びＣを含む供給混合物（流れ２０）は第１
の蒸留塔１００に供給する。この蒸留塔で、この供給物
流れを主に２成分の混合物である２つの流れに分離す
る。この蒸留塔の塔底からの液体（流れ２２）は、主に
成分ＢとＣからなる２成分混合物である。同様に、この
蒸留塔の塔頂からの蒸気（流れ３２）は、主に成分Ａと
Ｂからなる２成分混合物である。これらの主に２成分の
混合物流れである流れ２２と３２の両方を、第２の蒸留
塔２００の異なる箇所に供給する。第２の蒸留塔２００
の塔底からの液体の一部を成分Ｃが富化された製品流れ
９０として回収し、この液体の他のもう１つの部分をリ
ボイラー２２２で沸騰させてそして蒸気流れ９２として
第２の蒸留塔２００に戻して焚き上げ（ｂｏｉｌｕｐ）
を行う。第２の蒸留塔２００の塔頂からの蒸気はコンデ
ンサー２１２で凝縮させて、一部を成分Ａが富化された
製品流れ７０として回収し、他の部分をこの塔に戻して
必要な液体還流を提供する。成分Ｂが富化された製品流
れ８０は、第２の蒸留塔２００の中間の箇所から製造す
る。この引き出し箇所は、主に２成分の２つの供給物流
れである流れ２２と３２の供給箇所の間のいずれかの箇
所である。第１の蒸留塔１００は、リボイラーもコンデ
ンサーも使用しない。この塔の塔底での焚き上げは、第
２の蒸留塔２００からの蒸気流れ２７を供給することに
よって行う。蒸気２７の引き出し箇所は、主に２成分の
液体流れ２２の供給箇所と同じ第２の蒸留塔２００の箇
所であることに注目することは重要である。これは、こ
れら２つの蒸留塔の間に２方向の連絡（ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ）をもたらす。２方向の連絡様式では、蒸
気流れを１つの塔から他の１つの塔に送る場合、戻る液
体流れは２つの塔の同じ箇所の間に備えられる。同様
に、第１の蒸留塔１００の塔頂に向かう液体還流流れ３
７は、２つの蒸留塔の間にもう１つの２方向の連絡を作
り、第２の蒸留塔２００から引き出される。従来技術で
は、３成分蒸留のための最少の熱の要求量を達成するに
は２つの２方向の連絡が必要であることが教示されてい
る。
【０００４】２つの２方向の連絡を持つ図１で示す方法
のための熱の要求量は最少であるが、それはほとんど使
用されていなかった。使用されない理由は、しばしば制
御の問題の恐れに起因する（「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｕ
ｐｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｃｙ」、Ｈ．Ｒｕｄｄ著、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ｔｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ、ｐ．Ｓ１４〜
Ｓ１５、１９９２年８月２７日、及び「Ｔｈｅ Ｄｅｓ
ｉｇｎ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆ Ｆｕ
ｌｌｙ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓ
ｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎｓ」、Ｃ．Ｔｒｉａ
ｎｔａｆｙｌｌｏｕ及びＲ．Ｓｍｉｔｈ著、Ｔｒａｎ
ｓ．ＩＣｈｅｍＥ、ｐ．１１８〜１３２、Ｖｏｌ．７０
（Ａ）、１９９２年を参照）。しばしば挙げられる関心
事の１つは、第１の蒸留塔１００の塔頂と塔底の両方で
の広い範囲にわたる流量の制御の柔軟性である。流れ３
２の蒸気ＡＢを第１の蒸留塔１００から第２の蒸留塔２
００に流すために、第１の蒸留塔の塔頂の圧力は、第２
の蒸留塔２００での流れ３２の供給位置の圧力よりも高
いことが要求される。同時に、流れ２７の蒸気ＢＣを第
２の蒸留塔２００から第１の蒸留塔１００に流すため
に、第１の蒸留塔１００の塔底の圧力は、第２の蒸留塔
での流れ２７の起点の圧力よりも低いことが必要であ
る。これは第１の蒸留塔１００の塔底の圧力が第２の蒸
留塔２００の塔底区画の位置の圧力よりも低く、同時
に、第１の蒸留塔の塔頂の圧力が第２の蒸留塔の塔頂区
画の位置の圧力よりも高くなければならないという特異
な制限をもたらす。これは、両方の塔における注意深い
圧力の調整を要求し、そしてプラントの操作の関心事が
流量と他の操作パラメータが幅広い範囲で変化すること
を要求するのを表す。蒸留のための比較的少ない熱要求
量を維持しながら、比較的高い操作の柔軟性を持つ代替
の塔配置が明らかに必要とされている。
のための熱の要求量は最少であるが、それはほとんど使
用されていなかった。使用されない理由は、しばしば制
御の問題の恐れに起因する（「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｕ
ｐｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｃｙ」、Ｈ．Ｒｕｄｄ著、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ｔｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ、ｐ．Ｓ１４〜
Ｓ１５、１９９２年８月２７日、及び「Ｔｈｅ Ｄｅｓ
ｉｇｎ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆ Ｆｕ
ｌｌｙ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓ
ｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎｓ」、Ｃ．Ｔｒｉａ
ｎｔａｆｙｌｌｏｕ及びＲ．Ｓｍｉｔｈ著、Ｔｒａｎ
ｓ．ＩＣｈｅｍＥ、ｐ．１１８〜１３２、Ｖｏｌ．７０
（Ａ）、１９９２年を参照）。しばしば挙げられる関心
事の１つは、第１の蒸留塔１００の塔頂と塔底の両方で
の広い範囲にわたる流量の制御の柔軟性である。流れ３
２の蒸気ＡＢを第１の蒸留塔１００から第２の蒸留塔２
００に流すために、第１の蒸留塔の塔頂の圧力は、第２
の蒸留塔２００での流れ３２の供給位置の圧力よりも高
いことが要求される。同時に、流れ２７の蒸気ＢＣを第
２の蒸留塔２００から第１の蒸留塔１００に流すため
に、第１の蒸留塔１００の塔底の圧力は、第２の蒸留塔
での流れ２７の起点の圧力よりも低いことが必要であ
る。これは第１の蒸留塔１００の塔底の圧力が第２の蒸
留塔２００の塔底区画の位置の圧力よりも低く、同時
に、第１の蒸留塔の塔頂の圧力が第２の蒸留塔の塔頂区
画の位置の圧力よりも高くなければならないという特異
な制限をもたらす。これは、両方の塔における注意深い
圧力の調整を要求し、そしてプラントの操作の関心事が
流量と他の操作パラメータが幅広い範囲で変化すること
を要求するのを表す。蒸留のための比較的少ない熱要求
量を維持しながら、比較的高い操作の柔軟性を持つ代替
の塔配置が明らかに必要とされている。
【０００５】第１の蒸留塔１００の塔頂と塔底の液体移
動流れ３７と２２の両方が、前記塔頂と塔底における蒸
気の流れの向きと反対の方向に流れていることは注目に
値する。これは、前記液体流れのそれぞれににポンプを
使用すること、又は２つの塔の相対的な高さを調節し
て、それぞれの液体流れが重力によって移動できるよう
にすることを必要とする。
動流れ３７と２２の両方が、前記塔頂と塔底における蒸
気の流れの向きと反対の方向に流れていることは注目に
値する。これは、前記液体流れのそれぞれににポンプを
使用すること、又は２つの塔の相対的な高さを調節し
て、それぞれの液体流れが重力によって移動できるよう
にすることを必要とする。
【０００６】最近では、ＡｇｒａｗａｌとＦｉｄｋｏｗ
ｓｋｉが図２で示される方法を導入した（１９９８年４
月８日に提出された米国特許出願第０９／０５７，２１
１を参照）。この図では、第１の蒸留塔１００の塔底
は、第２の蒸留塔２００の塔底区画との間に２方向の連
絡を持っており、且つ第１の蒸留塔１００の塔頂は第２
の蒸留塔２００の塔頂区画との間に１方向のみの連絡を
持つ。従って、第１の蒸留塔１００の塔底からの液体流
れ２２は、第２の蒸留塔２００の塔底区画に送る。蒸気
流れ２７は、第２の蒸留塔２００から引き出して、第１
の蒸留塔１００の塔底に送る。第１の蒸留塔１００の塔
頂端から出る蒸気流れの一部は、流れ３２として第２の
蒸留塔２００に送る。図１と違って、第２の蒸留塔から
第１の蒸留塔の塔頂への戻りの液体流れが存在しない。
代わりに、第１の蒸留塔１００の塔頂からの蒸気流れの
一部（流れ３４）をコンデンサー１１５で凝縮させ、管
路３６で還流として戻す。ここでは再び、蒸気流れを第
１の蒸留塔から第２の蒸留塔に移動させ、そして第２の
蒸気流れを反対の方向に移動させる。これは、例１の方
法で説明されたのと同じ操作の問題をもたらす。
ｓｋｉが図２で示される方法を導入した（１９９８年４
月８日に提出された米国特許出願第０９／０５７，２１
１を参照）。この図では、第１の蒸留塔１００の塔底
は、第２の蒸留塔２００の塔底区画との間に２方向の連
絡を持っており、且つ第１の蒸留塔１００の塔頂は第２
の蒸留塔２００の塔頂区画との間に１方向のみの連絡を
持つ。従って、第１の蒸留塔１００の塔底からの液体流
れ２２は、第２の蒸留塔２００の塔底区画に送る。蒸気
流れ２７は、第２の蒸留塔２００から引き出して、第１
の蒸留塔１００の塔底に送る。第１の蒸留塔１００の塔
頂端から出る蒸気流れの一部は、流れ３２として第２の
蒸留塔２００に送る。図１と違って、第２の蒸留塔から
第１の蒸留塔の塔頂への戻りの液体流れが存在しない。
代わりに、第１の蒸留塔１００の塔頂からの蒸気流れの
一部（流れ３４）をコンデンサー１１５で凝縮させ、管
路３６で還流として戻す。ここでは再び、蒸気流れを第
１の蒸留塔から第２の蒸留塔に移動させ、そして第２の
蒸気流れを反対の方向に移動させる。これは、例１の方
法で説明されたのと同じ操作の問題をもたらす。
【０００７】３よりも多い成分を含む混合物を蒸留し
て、前記成分のうちの１つにそれぞれが富化された製品
流れを製造する場合に同じ問題が存在する。なぜなら
ば、３よりも多い成分を含む混合物を蒸留するために使
用する熱の要求量が少ない蒸留方法は、図１及び／又は
２で示される３成分の方法から作られるからである。従
って、３成分の方法の欠点は、より多数の成分を含む混
合物の蒸留にも持ち込まれる。４又は５成分蒸留の方法
のいくつかの既知の例はＡｇｒａｗａｌによる論文
（「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉ
ｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ
ｆｏｒ ａ Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ」、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅ
ｓ．、Ｖｏｌ．３５、ｐ．１０５９〜１０７１、１９９
６年）及びＳａｒｇｅｎｔによる論文（「ＡＦｕｎｃｔ
ｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ」、Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｃｈｅｍ．Ｅｎ
ｇ．、Ｖｏｌ．２２、ｐ．３１〜４５、１９９８年）で
見出せる。
て、前記成分のうちの１つにそれぞれが富化された製品
流れを製造する場合に同じ問題が存在する。なぜなら
ば、３よりも多い成分を含む混合物を蒸留するために使
用する熱の要求量が少ない蒸留方法は、図１及び／又は
２で示される３成分の方法から作られるからである。従
って、３成分の方法の欠点は、より多数の成分を含む混
合物の蒸留にも持ち込まれる。４又は５成分蒸留の方法
のいくつかの既知の例はＡｇｒａｗａｌによる論文
（「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉ
ｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ
ｆｏｒ ａ Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ」、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅ
ｓ．、Ｖｏｌ．３５、ｐ．１０５９〜１０７１、１９９
６年）及びＳａｒｇｅｎｔによる論文（「ＡＦｕｎｃｔ
ｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ」、Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｃｈｅｍ．Ｅｎ
ｇ．、Ｖｏｌ．２２、ｐ．３１〜４５、１９９８年）で
見出せる。
【０００８】少なくとも４つの２方向連絡を持つ連続４
成分分離方法を図３に示す。供給混合物ＡＢＣＤを４つ
の製品流れに蒸留する。この混合物では相対揮発度はア
ルファベット順に並んでいる。すなわちＡは最も揮発性
が高く、Ｄは最も揮発性が低く、そしてＢはＣよりも揮
発性が高い。第１の塔は、第２の塔との間に２つの２方
向連絡を持ち、一方第２の塔は最後の塔との間に少なく
とも２つ（一般に３つ）の２方向の連絡を持つ。３つ全
ての塔の圧力分布を注意深く制御しなければならないの
で、塔の間の蒸気の移動に関する問題は、明らかに遙か
に大きくなっている。
成分分離方法を図３に示す。供給混合物ＡＢＣＤを４つ
の製品流れに蒸留する。この混合物では相対揮発度はア
ルファベット順に並んでいる。すなわちＡは最も揮発性
が高く、Ｄは最も揮発性が低く、そしてＢはＣよりも揮
発性が高い。第１の塔は、第２の塔との間に２つの２方
向連絡を持ち、一方第２の塔は最後の塔との間に少なく
とも２つ（一般に３つ）の２方向の連絡を持つ。３つ全
ての塔の圧力分布を注意深く制御しなければならないの
で、塔の間の蒸気の移動に関する問題は、明らかに遙か
に大きくなっている。
【０００９】衛星塔（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｃｏｌｕｍ
ｎ）を伴う４成分分離方法の配置を図４に示す。供給混
合物ＡＢＣＤは主蒸留塔に供給する。主塔（ｍａｉｎ
Ｃｏｌｕｍｎ）との２つの２方向連絡をそれぞれが持つ
２つの衛星塔がある。図４は２つの衛星塔の間に液体と
蒸気の流れを有する可能性を示している。最も揮発性が
高い成分Ａが富化された製品流れを主塔の塔頂から製造
し、そして最も重い成分Ｄが富化された製品流れをこの
主塔の塔底から製造する。中間の揮発性を持つ成分が富
化された製品流れは、それぞれの衛星塔から製造する。
塔の間で蒸気流れを移動させるために、それぞれの衛星
塔で塔底の圧力は主塔の塔底区画の位置の圧力よりも低
くなければならず、同時に、衛星塔の塔頂の圧力は主塔
の対応する塔頂の区画の圧力よりも高くなければならな
い。更に、それぞれのの衛星塔の圧力を調節して、これ
ら２つの衛星塔の間で適切な方向に成分ＢとＣが富化さ
れた蒸気と液体の流れが流れることを可能にしなければ
ならない。これらの全ては、蒸留塔間に複数の２方向の
連絡を持つそのような結合された方法の操作が非常に困
難であることを示す。
ｎ）を伴う４成分分離方法の配置を図４に示す。供給混
合物ＡＢＣＤは主蒸留塔に供給する。主塔（ｍａｉｎ
Ｃｏｌｕｍｎ）との２つの２方向連絡をそれぞれが持つ
２つの衛星塔がある。図４は２つの衛星塔の間に液体と
蒸気の流れを有する可能性を示している。最も揮発性が
高い成分Ａが富化された製品流れを主塔の塔頂から製造
し、そして最も重い成分Ｄが富化された製品流れをこの
主塔の塔底から製造する。中間の揮発性を持つ成分が富
化された製品流れは、それぞれの衛星塔から製造する。
塔の間で蒸気流れを移動させるために、それぞれの衛星
塔で塔底の圧力は主塔の塔底区画の位置の圧力よりも低
くなければならず、同時に、衛星塔の塔頂の圧力は主塔
の対応する塔頂の区画の圧力よりも高くなければならな
い。更に、それぞれのの衛星塔の圧力を調節して、これ
ら２つの衛星塔の間で適切な方向に成分ＢとＣが富化さ
れた蒸気と液体の流れが流れることを可能にしなければ
ならない。これらの全ては、蒸留塔間に複数の２方向の
連絡を持つそのような結合された方法の操作が非常に困
難であることを示す。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、３又はそれ以
上の異なる相対揮発度の主要な構成成分を含む供給物流
れを、少なくとも２つの蒸留塔を有する蒸留塔系での蒸
留によって、前記主要な構成成分のうちの１つが富化さ
れた製品流れに分離する以下の（ａ）〜（ｇ）の工程を
含む方法に関する。 （ａ）３又はそれ以上の主要な構成成分を含む供給物流
れを前記蒸留塔系の蒸留塔に供給する工程； （ｂ）前記蒸留塔系の蒸留塔のうちの１つの蒸留塔の塔
頂で最も揮発性が高い主要な構成成分が富化された蒸気
流れを生産し、そして最も揮発性が高い主要な構成成分
が富化された蒸気流れを生産するこの蒸留塔の塔頂に最
も揮発性が高い主要な構成成分が富化された液体流れを
供給することによって、そのような塔に還流を提供する
工程； （ｃ）工程（ｂ）で使用した前記蒸留塔とは異なる蒸留
塔の塔底で、最も揮発性が低い主要な構成成分が富化さ
れた液体流れを生産し、そして工程（ｂ）で使用した蒸
留塔とは異なる前記蒸留塔の塔底に、最も揮発性が低い
主要な構成成分が富化された蒸気流れを供給することに
よって、そのような塔で蒸気による焚き上げを行う工
程； （ｄ）工程（ｃ）の前記蒸留塔の、他のもう１つの蒸留
塔に供給するための蒸気流れを取り出す箇所の操作圧力
が、前記蒸気流れを供給する他の蒸留塔の箇所の操作圧
力よりも高圧であるように、工程（ｃ）の蒸留塔を操作
する工程； （ｅ）工程（ｃ）の蒸留塔の第１の箇所から取り出され
た第１の蒸気流れを、蒸留系の他のもう１つの蒸留塔に
供給する工程； （ｆ）工程（ｃ）の蒸留塔の中間の第２の箇所から取り
出された第２の蒸気流れを、蒸留系内の他のもう１つの
蒸留塔に供給する工程；及び （ｇ）工程（ｂ）の蒸留塔に、蒸留塔系の他の１つの蒸
留塔から取り出された蒸気流れを供給する工程。
上の異なる相対揮発度の主要な構成成分を含む供給物流
れを、少なくとも２つの蒸留塔を有する蒸留塔系での蒸
留によって、前記主要な構成成分のうちの１つが富化さ
れた製品流れに分離する以下の（ａ）〜（ｇ）の工程を
含む方法に関する。 （ａ）３又はそれ以上の主要な構成成分を含む供給物流
れを前記蒸留塔系の蒸留塔に供給する工程； （ｂ）前記蒸留塔系の蒸留塔のうちの１つの蒸留塔の塔
頂で最も揮発性が高い主要な構成成分が富化された蒸気
流れを生産し、そして最も揮発性が高い主要な構成成分
が富化された蒸気流れを生産するこの蒸留塔の塔頂に最
も揮発性が高い主要な構成成分が富化された液体流れを
供給することによって、そのような塔に還流を提供する
工程； （ｃ）工程（ｂ）で使用した前記蒸留塔とは異なる蒸留
塔の塔底で、最も揮発性が低い主要な構成成分が富化さ
れた液体流れを生産し、そして工程（ｂ）で使用した蒸
留塔とは異なる前記蒸留塔の塔底に、最も揮発性が低い
主要な構成成分が富化された蒸気流れを供給することに
よって、そのような塔で蒸気による焚き上げを行う工
程； （ｄ）工程（ｃ）の前記蒸留塔の、他のもう１つの蒸留
塔に供給するための蒸気流れを取り出す箇所の操作圧力
が、前記蒸気流れを供給する他の蒸留塔の箇所の操作圧
力よりも高圧であるように、工程（ｃ）の蒸留塔を操作
する工程； （ｅ）工程（ｃ）の蒸留塔の第１の箇所から取り出され
た第１の蒸気流れを、蒸留系の他のもう１つの蒸留塔に
供給する工程； （ｆ）工程（ｃ）の蒸留塔の中間の第２の箇所から取り
出された第２の蒸気流れを、蒸留系内の他のもう１つの
蒸留塔に供給する工程；及び （ｇ）工程（ｂ）の蒸留塔に、蒸留塔系の他の１つの蒸
留塔から取り出された蒸気流れを供給する工程。
【００１１】本発明の方法において、工程（ｂ）の蒸留
塔の塔頂から製造された最も揮発性が高い主要な構成成
分が富化された蒸気の一部を少なくとも部分的に凝縮さ
せ、そしてこの凝縮させた流れの少なくとも一部を工程
（ｂ）の蒸留塔に液体還流流れとして供給し、及び／又
は工程（ｃ）の蒸留塔の塔底から出る最も揮発性が低い
主要な構成成分が富化された液体の一部を少なくとも部
分的に気化させて、そしてこの気化させた流れの少なく
とも一部を工程（ｃ）の蒸留塔に蒸気焚き上げ流れとし
て供給する。
塔の塔頂から製造された最も揮発性が高い主要な構成成
分が富化された蒸気の一部を少なくとも部分的に凝縮さ
せ、そしてこの凝縮させた流れの少なくとも一部を工程
（ｂ）の蒸留塔に液体還流流れとして供給し、及び／又
は工程（ｃ）の蒸留塔の塔底から出る最も揮発性が低い
主要な構成成分が富化された液体の一部を少なくとも部
分的に気化させて、そしてこの気化させた流れの少なく
とも一部を工程（ｃ）の蒸留塔に蒸気焚き上げ流れとし
て供給する。
【００１２】本発明の方法の１つの態様では、工程
（ｅ）及び（ｆ）で移動させる蒸気流れの少なくとも一
方が２方向の連絡の一部であって、蒸気を供給する蒸留
塔の箇所から液体流れも取り出し、そして蒸気流れを取
り出した蒸留塔の箇所に、この取り出した液体流れを供
給する。
（ｅ）及び（ｆ）で移動させる蒸気流れの少なくとも一
方が２方向の連絡の一部であって、蒸気を供給する蒸留
塔の箇所から液体流れも取り出し、そして蒸気流れを取
り出した蒸留塔の箇所に、この取り出した液体流れを供
給する。
【００１３】本発明のもう１つの態様では、工程（ｅ）
及び（ｆ）で移動させる第１と第２の蒸気流れが２方向
の連絡の一部であって、蒸気を供給する蒸留塔の箇所か
ら液体流れも取り出し、そして蒸気流れを取り出した蒸
留塔の箇所に、この取り出した液体流れを供給する。
及び（ｆ）で移動させる第１と第２の蒸気流れが２方向
の連絡の一部であって、蒸気を供給する蒸留塔の箇所か
ら液体流れも取り出し、そして蒸気流れを取り出した蒸
留塔の箇所に、この取り出した液体流れを供給する。
【００１４】３成分混合物のための本発明の好ましい３
つの態様が以下に示されている。
つの態様が以下に示されている。
【００１５】３つの成分を含む供給物流れと２つの蒸留
塔を有する蒸留塔系のための第１の態様では：供給物流
れが異なる相対揮発度を持つ３つの主要な構成成分を含
み；蒸留塔系が第１の蒸留塔と第２の蒸留塔からなって
おり；供給物流れを第１の蒸留塔に供給し；工程（ｂ）
の蒸留塔が第２の蒸留塔であり；工程（ｃ）の蒸留塔が
第１の蒸留塔であり；工程（ｅ）の第１の蒸気流れを第
１の蒸留塔の塔頂から取り出して第２の蒸留塔の中間の
箇所に供給し；前記第１の蒸気流れの一部を凝縮させて
還流として第１の蒸留塔に塔頂に戻し；工程（ｆ）の第
２の蒸気流れを、第１の蒸留塔への供給物流れの供給箇
所と第１の蒸留塔の塔底との中間の第１の蒸留塔の箇所
から取り出して、そして第２の蒸留塔の塔底に供給し；
第２の蒸留塔の塔底からの液体を第１の蒸留塔の前記第
２の蒸気流れの引き出し箇所に供給し、それによって第
１の蒸留塔と第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立
し；揮発性が中間の主要な構成成分が富化された製品流
れを、第２の蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収
し；最も揮発性が低い主要な構成成分が富化された製品
流れを、第１の蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そ
して、最も揮発性が高い主要な構成成分が富化された製
品流れを、第２の蒸留塔の塔頂から取り出して回収す
る。
塔を有する蒸留塔系のための第１の態様では：供給物流
れが異なる相対揮発度を持つ３つの主要な構成成分を含
み；蒸留塔系が第１の蒸留塔と第２の蒸留塔からなって
おり；供給物流れを第１の蒸留塔に供給し；工程（ｂ）
の蒸留塔が第２の蒸留塔であり；工程（ｃ）の蒸留塔が
第１の蒸留塔であり；工程（ｅ）の第１の蒸気流れを第
１の蒸留塔の塔頂から取り出して第２の蒸留塔の中間の
箇所に供給し；前記第１の蒸気流れの一部を凝縮させて
還流として第１の蒸留塔に塔頂に戻し；工程（ｆ）の第
２の蒸気流れを、第１の蒸留塔への供給物流れの供給箇
所と第１の蒸留塔の塔底との中間の第１の蒸留塔の箇所
から取り出して、そして第２の蒸留塔の塔底に供給し；
第２の蒸留塔の塔底からの液体を第１の蒸留塔の前記第
２の蒸気流れの引き出し箇所に供給し、それによって第
１の蒸留塔と第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立
し；揮発性が中間の主要な構成成分が富化された製品流
れを、第２の蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収
し；最も揮発性が低い主要な構成成分が富化された製品
流れを、第１の蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そ
して、最も揮発性が高い主要な構成成分が富化された製
品流れを、第２の蒸留塔の塔頂から取り出して回収す
る。
【００１６】第２の態様では：供給物流れを第１の蒸留
塔に供給し；工程（ｂ）の蒸留塔が第２の蒸留塔であ
り；工程（ｃ）の蒸留塔が第１の蒸留塔であり；工程
（ｅ）の第１の蒸気流れを第１の蒸留塔の塔頂から取り
出して第２の蒸留塔の中間の箇所に供給し；前記第２の
塔のこの箇所からの液体を還流として第１の蒸留塔の塔
頂に供給することによって第１の蒸留塔と第２の蒸留塔
の間に２方向の連絡を設立し；工程（ｆ）の第２の蒸気
流れを第１の蒸留塔への供給物流れの供給箇所と第１の
蒸留塔の塔底との中間の第１蒸留塔の箇所から取り出し
て、そして第２の蒸留塔の塔底に供給し；第２の蒸留塔
の塔底からの液体を第１の蒸留塔の前記第２の蒸気流れ
の引き出し箇所に供給し、それによって第１の蒸留塔と
第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；揮発性が
中間の主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収し；最も揮発性
が低い主要な構成成分が富化された製品流れを、第１の
蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そして、最も揮発
性が高い主要な構成成分が富化された製品流れを、第２
の蒸留塔の塔頂から取り出して回収する。
塔に供給し；工程（ｂ）の蒸留塔が第２の蒸留塔であ
り；工程（ｃ）の蒸留塔が第１の蒸留塔であり；工程
（ｅ）の第１の蒸気流れを第１の蒸留塔の塔頂から取り
出して第２の蒸留塔の中間の箇所に供給し；前記第２の
塔のこの箇所からの液体を還流として第１の蒸留塔の塔
頂に供給することによって第１の蒸留塔と第２の蒸留塔
の間に２方向の連絡を設立し；工程（ｆ）の第２の蒸気
流れを第１の蒸留塔への供給物流れの供給箇所と第１の
蒸留塔の塔底との中間の第１蒸留塔の箇所から取り出し
て、そして第２の蒸留塔の塔底に供給し；第２の蒸留塔
の塔底からの液体を第１の蒸留塔の前記第２の蒸気流れ
の引き出し箇所に供給し、それによって第１の蒸留塔と
第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；揮発性が
中間の主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収し；最も揮発性
が低い主要な構成成分が富化された製品流れを、第１の
蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そして、最も揮発
性が高い主要な構成成分が富化された製品流れを、第２
の蒸留塔の塔頂から取り出して回収する。
【００１７】第３の態様では：供給物流れを第１の蒸留
塔に供給し；工程（ｂ）の蒸留塔が第１の蒸留塔であ
り；工程（ｃ）の蒸留塔が第２の蒸留塔であり；工程
（ｅ）の第１の蒸気流れを第２の蒸留塔の塔頂から取り
出して第１の蒸留塔の中間の箇所に供給し；第１の蒸留
塔のこの中間の箇所からの液体を還流として第２の蒸留
塔の塔頂に供給することによって第１の蒸留塔と第２の
蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；工程（ｆ）の第
２の蒸気流れを第２の蒸留塔の中間の箇所で取り出し
て、そして第１の蒸留塔の塔底に供給し；第１の蒸留塔
の塔底からの液体を第２の蒸留塔の前記第２の蒸気流れ
の引き出し箇所に供給し、それによって第１の蒸留塔と
第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；揮発性が
中間の主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収し；最も揮発性
が低い主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そして、最も揮発
性が高い主要な構成成分が富化された製品流れを、第１
の蒸留塔の塔頂から取り出して回収する。
塔に供給し；工程（ｂ）の蒸留塔が第１の蒸留塔であ
り；工程（ｃ）の蒸留塔が第２の蒸留塔であり；工程
（ｅ）の第１の蒸気流れを第２の蒸留塔の塔頂から取り
出して第１の蒸留塔の中間の箇所に供給し；第１の蒸留
塔のこの中間の箇所からの液体を還流として第２の蒸留
塔の塔頂に供給することによって第１の蒸留塔と第２の
蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；工程（ｆ）の第
２の蒸気流れを第２の蒸留塔の中間の箇所で取り出し
て、そして第１の蒸留塔の塔底に供給し；第１の蒸留塔
の塔底からの液体を第２の蒸留塔の前記第２の蒸気流れ
の引き出し箇所に供給し、それによって第１の蒸留塔と
第２の蒸留塔との間に２方向の連絡を設立し；揮発性が
中間の主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の中間の箇所から取り出して回収し；最も揮発性
が低い主要な構成成分が富化された製品流れを、第２の
蒸留塔の塔底から取り出して回収し；そして、最も揮発
性が高い主要な構成成分が富化された製品流れを、第１
の蒸留塔の塔頂から取り出して回収する。
【００１８】
【発明の実施の形態】上記の「課題を解決するための手
段」に加えて、図５〜１０に示される態様を参照して以
下で本発明をより詳細に説明する。
段」に加えて、図５〜１０に示される態様を参照して以
下で本発明をより詳細に説明する。
【００１９】３つの主要な構成成分Ａ、Ｂ及びＣを含む
３成分混合物の分離を考える。場合によっては、これら
の３つの主要な構成成分に加えて、供給混合物中に少量
の他の成分が存在してもよい。３つの主要な構成成分の
中では、Ａは最も揮発性が高く、Ｃは最も揮発性が低
い。目的は、３成分供給混合物を、それぞれが３つの主
要な構成成分のうちの１つが富化された３つの製品流れ
に分離することである。図５〜７は、そのような３成分
供給混合物を分離する本発明の３つの態様を示す。
３成分混合物の分離を考える。場合によっては、これら
の３つの主要な構成成分に加えて、供給混合物中に少量
の他の成分が存在してもよい。３つの主要な構成成分の
中では、Ａは最も揮発性が高く、Ｃは最も揮発性が低
い。目的は、３成分供給混合物を、それぞれが３つの主
要な構成成分のうちの１つが富化された３つの製品流れ
に分離することである。図５〜７は、そのような３成分
供給混合物を分離する本発明の３つの態様を示す。
【００２０】図５で示される蒸留系は、２つの蒸留塔か
らなる。供給混合物２０は第１の蒸留塔１００に導入す
る。第１の蒸留塔１００から、主に主要な構成成分Ａと
Ｂが富化された蒸気流れ３０を製造する。この流れ３０
は、少量の構成成分Ｃも含んでいてもよい。この蒸気流
れの一部をコンデンサー１１５で少なくとも部分的に凝
縮させて、液体還流（流れ３６）として第１の蒸留塔に
戻す。蒸気流れ３０の他の部分は、流れ３２として第２
の蒸留塔２００の塔頂区画の中間の箇所に供給する。第
１の蒸留塔１００の塔底からは、最も揮発性が低い主要
な構成成分Ｃが富化された液体流れ８８を製造する。こ
の流れの一部を製品流れ９０として回収する。流れ８８
の他のもう１つの部分は、リボイラー１２５で少なくと
も部分的に気化させて蒸気流れ９２としてこの蒸留塔に
戻す。この図では、第１の蒸留塔１００は本発明の工程
（ｃ）において説明されるような、最も揮発性が低い主
要な構成成分を塔底に持つ蒸留塔である。第１の蒸留塔
１００の塔頂から第２の蒸留塔２００への蒸気流れ３２
の移動は、本発明の工程（ｅ）によるものである。本発
明の工程（ｆ）によれば、主に成分ＢとＣが富化された
蒸気流れ５０を、第１の蒸留塔１００の中間の箇所から
引き出し、そして第２の蒸留塔２００の塔底に供給す
る。本発明の好ましい態様によれば、液体流れ５２を第
２の蒸留塔２００の塔底から第１の蒸留塔１００の流れ
５０の引き出し箇所に供給する。これは、２つの塔の間
に２方向の連絡を設立する。第２の蒸留塔２００への２
つの蒸気供給物を蒸留して、最も揮発性が高い主要な構
成成分Ａが富化された蒸気流れ６８を塔頂から製造す
る。この蒸気流れをコンデンサー２１５で凝縮させて、
一部を液体還流７２として蒸留塔に戻し、他の部分（流
れ７０）を成分Ａが富化された製品として回収する。本
発明の工程（ｂ）によれば、第２の蒸留塔２００は、最
も揮発性が高い主要な構成成分を塔頂に持つ蒸留塔であ
る。更に、本発明の工程（ｄ）に従って、第１の蒸留塔
１００の圧力は第２の蒸留塔２００の圧力よりも高く、
従って第１の蒸留塔から第２の蒸留塔へ蒸気流れ３２と
５０の両方を移動させることは容易である。明らかに、
第２の蒸留塔２００は２つの蒸気流れを受け取るので、
本発明の工程（ｇ）は容易に満たされる。
らなる。供給混合物２０は第１の蒸留塔１００に導入す
る。第１の蒸留塔１００から、主に主要な構成成分Ａと
Ｂが富化された蒸気流れ３０を製造する。この流れ３０
は、少量の構成成分Ｃも含んでいてもよい。この蒸気流
れの一部をコンデンサー１１５で少なくとも部分的に凝
縮させて、液体還流（流れ３６）として第１の蒸留塔に
戻す。蒸気流れ３０の他の部分は、流れ３２として第２
の蒸留塔２００の塔頂区画の中間の箇所に供給する。第
１の蒸留塔１００の塔底からは、最も揮発性が低い主要
な構成成分Ｃが富化された液体流れ８８を製造する。こ
の流れの一部を製品流れ９０として回収する。流れ８８
の他のもう１つの部分は、リボイラー１２５で少なくと
も部分的に気化させて蒸気流れ９２としてこの蒸留塔に
戻す。この図では、第１の蒸留塔１００は本発明の工程
（ｃ）において説明されるような、最も揮発性が低い主
要な構成成分を塔底に持つ蒸留塔である。第１の蒸留塔
１００の塔頂から第２の蒸留塔２００への蒸気流れ３２
の移動は、本発明の工程（ｅ）によるものである。本発
明の工程（ｆ）によれば、主に成分ＢとＣが富化された
蒸気流れ５０を、第１の蒸留塔１００の中間の箇所から
引き出し、そして第２の蒸留塔２００の塔底に供給す
る。本発明の好ましい態様によれば、液体流れ５２を第
２の蒸留塔２００の塔底から第１の蒸留塔１００の流れ
５０の引き出し箇所に供給する。これは、２つの塔の間
に２方向の連絡を設立する。第２の蒸留塔２００への２
つの蒸気供給物を蒸留して、最も揮発性が高い主要な構
成成分Ａが富化された蒸気流れ６８を塔頂から製造す
る。この蒸気流れをコンデンサー２１５で凝縮させて、
一部を液体還流７２として蒸留塔に戻し、他の部分（流
れ７０）を成分Ａが富化された製品として回収する。本
発明の工程（ｂ）によれば、第２の蒸留塔２００は、最
も揮発性が高い主要な構成成分を塔頂に持つ蒸留塔であ
る。更に、本発明の工程（ｄ）に従って、第１の蒸留塔
１００の圧力は第２の蒸留塔２００の圧力よりも高く、
従って第１の蒸留塔から第２の蒸留塔へ蒸気流れ３２と
５０の両方を移動させることは容易である。明らかに、
第２の蒸留塔２００は２つの蒸気流れを受け取るので、
本発明の工程（ｇ）は容易に満たされる。
【００２１】第１の蒸留塔１００の圧力は第２の蒸留塔
２００の圧力よりも高いというときは、この叙述は、こ
れら２つの塔の間の任意の蒸気流れの移動に関して、第
１の蒸留塔１００から引き出される蒸気流れの引き出し
箇所の圧力が、第２の蒸留塔２００のこの蒸気の供給箇
所の圧力よりも高いこと意味していることを理解すべき
である。この叙述を、第１の蒸留塔１００の全ての箇所
が第２の蒸留塔２００の全ての箇所よりも高圧でなけれ
ばならないと、必ずしも解釈すべきではない。事実、当
業者は、第１の蒸留塔のある箇所の圧力が、実際に、第
２の蒸留塔２００のある箇所の圧力よりも低い可能性を
考えることができる。例えば図５の方法を使用する場
合、第１の蒸留塔１００の塔頂の圧力が、第２の蒸留塔
２００の塔底の圧力と同じ又はより低く、一方で第１の
蒸留塔１００の塔頂の圧力が、蒸気流れ３２の第２の蒸
留塔２００への供給位置の圧力よりも高いことが可能で
ある。この状況の可能性は、物質移動接触装置の単位高
さ当たりの圧力降下と塔の物質移動接触装置の高さとの
関数である。
２００の圧力よりも高いというときは、この叙述は、こ
れら２つの塔の間の任意の蒸気流れの移動に関して、第
１の蒸留塔１００から引き出される蒸気流れの引き出し
箇所の圧力が、第２の蒸留塔２００のこの蒸気の供給箇
所の圧力よりも高いこと意味していることを理解すべき
である。この叙述を、第１の蒸留塔１００の全ての箇所
が第２の蒸留塔２００の全ての箇所よりも高圧でなけれ
ばならないと、必ずしも解釈すべきではない。事実、当
業者は、第１の蒸留塔のある箇所の圧力が、実際に、第
２の蒸留塔２００のある箇所の圧力よりも低い可能性を
考えることができる。例えば図５の方法を使用する場
合、第１の蒸留塔１００の塔頂の圧力が、第２の蒸留塔
２００の塔底の圧力と同じ又はより低く、一方で第１の
蒸留塔１００の塔頂の圧力が、蒸気流れ３２の第２の蒸
留塔２００への供給位置の圧力よりも高いことが可能で
ある。この状況の可能性は、物質移動接触装置の単位高
さ当たりの圧力降下と塔の物質移動接触装置の高さとの
関数である。
【００２２】図５の蒸留方法を実施するための熱要求量
は、図２の従来技術の方法のための熱要求量と同じであ
る。本発明は実質的に、蒸留区画６を図２の第２の蒸留
塔２００から、図５の第１の蒸留塔の区画２の下に移動
したものである。区画６の上側からの全ての蒸気流れ
は、やはり第１の蒸留塔の蒸留区画２と第２の蒸留塔の
蒸留区画５に分ける。同様に、蒸留区画２と５からの液
体流れを合わせて、蒸留区画６の上側に送る。従って、
熱力学的な観点からは、図２と５の蒸留方法の両方は同
一に機能する。しかしながら、図５の蒸留方法は、１つ
の蒸留塔から他のもう１つの蒸留塔への容易な蒸気の流
れを可能にするのでより優れている。
は、図２の従来技術の方法のための熱要求量と同じであ
る。本発明は実質的に、蒸留区画６を図２の第２の蒸留
塔２００から、図５の第１の蒸留塔の区画２の下に移動
したものである。区画６の上側からの全ての蒸気流れ
は、やはり第１の蒸留塔の蒸留区画２と第２の蒸留塔の
蒸留区画５に分ける。同様に、蒸留区画２と５からの液
体流れを合わせて、蒸留区画６の上側に送る。従って、
熱力学的な観点からは、図２と５の蒸留方法の両方は同
一に機能する。しかしながら、図５の蒸留方法は、１つ
の蒸留塔から他のもう１つの蒸留塔への容易な蒸気の流
れを可能にするのでより優れている。
【００２３】図６は、本発明の他のもう１つの態様を示
す。ここで、図５と６の方法の唯一の違いは、図６では
コンデンサー１１５を使用しておらず、第１の蒸留塔１
００の塔頂からの蒸気の全てを流れ３２として第２の蒸
留塔２００に送っていることである。ここで、第１の蒸
留塔１００の塔頂への液体還流は、蒸気流れ３２の第２
の蒸留塔への供給箇所から引き出された液体流れ３７を
供給することによって提供する。本発明のこの例は、蒸
気流れが１つの塔から他の１つの塔に移動する両方の場
所で２方向の連絡を示す。
す。ここで、図５と６の方法の唯一の違いは、図６では
コンデンサー１１５を使用しておらず、第１の蒸留塔１
００の塔頂からの蒸気の全てを流れ３２として第２の蒸
留塔２００に送っていることである。ここで、第１の蒸
留塔１００の塔頂への液体還流は、蒸気流れ３２の第２
の蒸留塔への供給箇所から引き出された液体流れ３７を
供給することによって提供する。本発明のこの例は、蒸
気流れが１つの塔から他の１つの塔に移動する両方の場
所で２方向の連絡を示す。
【００２４】図６の方法の熱力学的な性能は、図１の既
知の完全結合法のそれと同一である。これら２つの図の
比較は、図２と図５で説明された比較と同様である。言
い換えると、本発明は、蒸留区画６を、図１の第２の蒸
留塔２００の塔底から図６の第１の蒸留塔１００の塔底
に移動するものである。これは、図１の従来技術の方法
で２つの蒸気流れに課される圧力降下の制約をなくす。
知の完全結合法のそれと同一である。これら２つの図の
比較は、図２と図５で説明された比較と同様である。言
い換えると、本発明は、蒸留区画６を、図１の第２の蒸
留塔２００の塔底から図６の第１の蒸留塔１００の塔底
に移動するものである。これは、図１の従来技術の方法
で２つの蒸気流れに課される圧力降下の制約をなくす。
【００２５】既知の図１の完全結合塔と同一の熱力学的
性能を持つ本発明の他のもう１つの態様を図７に示す。
基本的に、本発明は、蒸留区画３を図１の第２の蒸留塔
２００の塔頂から第１の蒸留塔１００の塔頂に移動し
て、図７の方法を得る。第１の蒸留塔１００の塔底と、
第２の蒸留塔２００の蒸留区画５と６の間の中間の箇所
との２方向の連絡は、図１の方法で示されるものと同様
なものである。ここで、成分Ａが富化された製品流れ７
０は、第２の蒸留塔の塔頂からではなく、第１の蒸留塔
の塔頂から製造する。代わりに、第２の蒸留塔の塔頂か
らの蒸気流れ６２を第１の蒸留塔に送る。この図では、
液体流れ６０を、第１の蒸留塔から第２の蒸留塔に戻し
て２方向の連絡を設立する。図７の方法に関して、第１
の蒸留塔１００は、本発明の工程（ｂ）の、塔頂に最も
揮発性が高い主要な構成成分を持つ蒸留塔であり、第２
の蒸留塔２００は、本発明の工程（ｃ）の、塔底に最も
揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔である。本発
明の工程（ｄ）によれば、ここでは第２の蒸留塔２００
の圧力は第１の蒸留塔１００の圧力よりも高い。蒸気流
れ６２は工程（ｅ）に従って移動させ、蒸気流れ２７は
本発明の工程（ｆ）に従って移動させる。好ましい態様
によれば、２方向の連絡は蒸気移動箇所のいずれかで使
用する。
性能を持つ本発明の他のもう１つの態様を図７に示す。
基本的に、本発明は、蒸留区画３を図１の第２の蒸留塔
２００の塔頂から第１の蒸留塔１００の塔頂に移動し
て、図７の方法を得る。第１の蒸留塔１００の塔底と、
第２の蒸留塔２００の蒸留区画５と６の間の中間の箇所
との２方向の連絡は、図１の方法で示されるものと同様
なものである。ここで、成分Ａが富化された製品流れ７
０は、第２の蒸留塔の塔頂からではなく、第１の蒸留塔
の塔頂から製造する。代わりに、第２の蒸留塔の塔頂か
らの蒸気流れ６２を第１の蒸留塔に送る。この図では、
液体流れ６０を、第１の蒸留塔から第２の蒸留塔に戻し
て２方向の連絡を設立する。図７の方法に関して、第１
の蒸留塔１００は、本発明の工程（ｂ）の、塔頂に最も
揮発性が高い主要な構成成分を持つ蒸留塔であり、第２
の蒸留塔２００は、本発明の工程（ｃ）の、塔底に最も
揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔である。本発
明の工程（ｄ）によれば、ここでは第２の蒸留塔２００
の圧力は第１の蒸留塔１００の圧力よりも高い。蒸気流
れ６２は工程（ｅ）に従って移動させ、蒸気流れ２７は
本発明の工程（ｆ）に従って移動させる。好ましい態様
によれば、２方向の連絡は蒸気移動箇所のいずれかで使
用する。
【００２６】３成分供給混合物に関して言えば、図１の
完全結合法の代わりに図６と７の本発明の熱力学的に等
価の２つの態様が使用できる。
完全結合法の代わりに図６と７の本発明の熱力学的に等
価の２つの態様が使用できる。
【００２７】ここで、成分Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤからなる４
成分供給混合物の分離を考える。図３の方法と熱力学的
に等価の本発明の方法の態様を図８に示す。２つの図の
等価の分離領域を示すように蒸留区画の全てに番号が付
けられている。ここでは、蒸留区画６と１２は第１の蒸
留塔１００の塔底区画である。ここで、最も重い成分が
富化された製品流れ１９６は第１の蒸留塔１００の塔底
から製造する。ここで、第１の蒸留塔１００は、本発明
の工程（ｃ）の、塔底に最も揮発性が低い主要な構成成
分を持つ蒸留塔であり、そして最後の蒸留塔３００は、
本発明の工程（ｂ）の、塔頂に最も揮発性が高い主要な
構成成分を持つ蒸留塔である。本発明の工程（ｄ）によ
れば、第１の蒸留塔１００の圧力は最後の蒸留塔３００
の圧力よりも高い。蒸気流れをより高圧の塔からより低
圧の塔に自然に流すために、第２の蒸留塔２００の圧力
は、第１の蒸留塔の圧力と最後の蒸留塔の圧力の中間の
圧力である。一般に、これらの本発明の多成分分離方法
では、最も揮発性が低い主要な構成成分を塔底に持つ蒸
留塔の操作圧力は、蒸留系の全ての蒸留塔の中で最も高
く、且つ最も揮発性が高い主要な構成成分を塔頂に持つ
蒸留塔の操作圧力は最も低い。図８では、１つのリボイ
ラーと１つのコンデンサーだけを使用するので、任意の
２つの塔の間の全ての連絡は２方向の連絡である。本発
明の工程（ｅ）によれば、蒸気流れは、第１の蒸留塔１
００の塔頂から第２の蒸留塔２００の中間の箇所に移動
する。本発明の工程（ｆ）によれば第１の蒸留塔１００
から移動する更に２つの蒸気流れがある。第２の蒸留塔
２００も、２つの蒸気流れを最後の蒸留塔３００に移動
させる。この図の理解をするために、流れの中に主に存
在する構成成分に従って流れに記号を付けた。この記号
は、その流れ中に他の構成成分が全く存在しないことを
常に意味するわけではない。従って、ＡＢＣの記号を付
けられた流れはかなり低い濃度の構成成分Ｄを含有す
る。３の従来技術の方法と比べると明らかになるよう
に、本発明の図８の方法は、１つの蒸留塔から他のもう
１つの蒸留塔へ蒸気を移動させることに関する問題がな
い。
成分供給混合物の分離を考える。図３の方法と熱力学的
に等価の本発明の方法の態様を図８に示す。２つの図の
等価の分離領域を示すように蒸留区画の全てに番号が付
けられている。ここでは、蒸留区画６と１２は第１の蒸
留塔１００の塔底区画である。ここで、最も重い成分が
富化された製品流れ１９６は第１の蒸留塔１００の塔底
から製造する。ここで、第１の蒸留塔１００は、本発明
の工程（ｃ）の、塔底に最も揮発性が低い主要な構成成
分を持つ蒸留塔であり、そして最後の蒸留塔３００は、
本発明の工程（ｂ）の、塔頂に最も揮発性が高い主要な
構成成分を持つ蒸留塔である。本発明の工程（ｄ）によ
れば、第１の蒸留塔１００の圧力は最後の蒸留塔３００
の圧力よりも高い。蒸気流れをより高圧の塔からより低
圧の塔に自然に流すために、第２の蒸留塔２００の圧力
は、第１の蒸留塔の圧力と最後の蒸留塔の圧力の中間の
圧力である。一般に、これらの本発明の多成分分離方法
では、最も揮発性が低い主要な構成成分を塔底に持つ蒸
留塔の操作圧力は、蒸留系の全ての蒸留塔の中で最も高
く、且つ最も揮発性が高い主要な構成成分を塔頂に持つ
蒸留塔の操作圧力は最も低い。図８では、１つのリボイ
ラーと１つのコンデンサーだけを使用するので、任意の
２つの塔の間の全ての連絡は２方向の連絡である。本発
明の工程（ｅ）によれば、蒸気流れは、第１の蒸留塔１
００の塔頂から第２の蒸留塔２００の中間の箇所に移動
する。本発明の工程（ｆ）によれば第１の蒸留塔１００
から移動する更に２つの蒸気流れがある。第２の蒸留塔
２００も、２つの蒸気流れを最後の蒸留塔３００に移動
させる。この図の理解をするために、流れの中に主に存
在する構成成分に従って流れに記号を付けた。この記号
は、その流れ中に他の構成成分が全く存在しないことを
常に意味するわけではない。従って、ＡＢＣの記号を付
けられた流れはかなり低い濃度の構成成分Ｄを含有す
る。３の従来技術の方法と比べると明らかになるよう
に、本発明の図８の方法は、１つの蒸留塔から他のもう
１つの蒸留塔へ蒸気を移動させることに関する問題がな
い。
【００２８】図８の方法では、主に構成成分Ｂ及びＣを
含む蒸気流れ２５０は、第２の蒸留塔２００から最後の
蒸留塔３００に移動する。言い換えると、蒸留区画５の
上側からの蒸気を２つの流れに分けて、１つを蒸留区画
４の下側に供給し、他方（流れ２５０）を最後の蒸留塔
３００の蒸留区画９の下側に送る。これは、蒸留区画９
の蒸気流量を蒸留区画１０の蒸気流量よりも多くし、蒸
留区画４の蒸気流量を蒸留区画５の蒸気流量よりも少な
くする。
含む蒸気流れ２５０は、第２の蒸留塔２００から最後の
蒸留塔３００に移動する。言い換えると、蒸留区画５の
上側からの蒸気を２つの流れに分けて、１つを蒸留区画
４の下側に供給し、他方（流れ２５０）を最後の蒸留塔
３００の蒸留区画９の下側に送る。これは、蒸留区画９
の蒸気流量を蒸留区画１０の蒸気流量よりも多くし、蒸
留区画４の蒸気流量を蒸留区画５の蒸気流量よりも少な
くする。
【００２９】いくらかの用途では、この蒸気の流れを図
８で示されるものと反対の向きにすることがより好まし
いことがある。本発明のこの態様を図９に示す。ここで
再び、図３、８及び９は熱力学的に同一である。図９で
は、第１の蒸留塔１００は塔頂に最も揮発性が高い主要
な構成成分を持つ蒸留塔であり、そして最後の蒸留塔３
００は塔底に最も揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸
留塔である。結果として、最後の蒸留塔３００の圧力は
第１の蒸留塔１００の圧力よりも高く、第２の蒸留塔２
００の圧力はこれら２つの蒸留塔の圧力の中間の圧力で
ある。従って、ここでは、蒸留流れ３５０は、最後の蒸
留塔３００から第２の蒸留塔２００に流れる。これは蒸
留区画９の蒸気流量を蒸留区画１０の蒸気流量よりも少
なくし、且つ蒸留区画４の蒸気流量を蒸留区画５の蒸気
流量よりも多くする。液体流れ２５２は、蒸気流れ３５
０の流れの方向と反対の方向に流れることが示されてい
る。液体流れ２５２の流れの方向はいずれの方向でもよ
い。他の選択肢では、２つの流れ３５０と２５２のうち
の１つだけを使用することができる。
８で示されるものと反対の向きにすることがより好まし
いことがある。本発明のこの態様を図９に示す。ここで
再び、図３、８及び９は熱力学的に同一である。図９で
は、第１の蒸留塔１００は塔頂に最も揮発性が高い主要
な構成成分を持つ蒸留塔であり、そして最後の蒸留塔３
００は塔底に最も揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸
留塔である。結果として、最後の蒸留塔３００の圧力は
第１の蒸留塔１００の圧力よりも高く、第２の蒸留塔２
００の圧力はこれら２つの蒸留塔の圧力の中間の圧力で
ある。従って、ここでは、蒸留流れ３５０は、最後の蒸
留塔３００から第２の蒸留塔２００に流れる。これは蒸
留区画９の蒸気流量を蒸留区画１０の蒸気流量よりも少
なくし、且つ蒸留区画４の蒸気流量を蒸留区画５の蒸気
流量よりも多くする。液体流れ２５２は、蒸気流れ３５
０の流れの方向と反対の方向に流れることが示されてい
る。液体流れ２５２の流れの方向はいずれの方向でもよ
い。他の選択肢では、２つの流れ３５０と２５２のうち
の１つだけを使用することができる。
【００３０】４成分供給混合物のために、図３の方法は
１つのリボイラーと１つのコンデンサーのみを使用する
完全熱結合蒸留方法を示す。図８と図９の態様は、熱力
学的に従来技術の図３の方法と等しい本発明の方法の２
つの例を示す。前記コンデンサー又はリボイラーのいず
れかを第２の蒸留塔２００に取り付けて使用する可能性
を考えると、本発明の方法から更に４つのそのような方
法が容易に導けることに注目するのは価値がある。従っ
て、図３の方法と熱力学的に等価の合計で６つの可能な
蒸留方法があり、そのいずれもが従来技術の方法が直面
する蒸気の流れの問題がない。特定の方法の選択は、目
的とする分離課題に依存する。
１つのリボイラーと１つのコンデンサーのみを使用する
完全熱結合蒸留方法を示す。図８と図９の態様は、熱力
学的に従来技術の図３の方法と等しい本発明の方法の２
つの例を示す。前記コンデンサー又はリボイラーのいず
れかを第２の蒸留塔２００に取り付けて使用する可能性
を考えると、本発明の方法から更に４つのそのような方
法が容易に導けることに注目するのは価値がある。従っ
て、図３の方法と熱力学的に等価の合計で６つの可能な
蒸留方法があり、そのいずれもが従来技術の方法が直面
する蒸気の流れの問題がない。特定の方法の選択は、目
的とする分離課題に依存する。
【００３１】本発明の方法は、図４に示す主塔−サテラ
イト塔配置にも適用することができる。合計で、６つの
熱力学的に等価のフローシートが、１つのリボイラーと
１つのコンデンサーのみを使用して書くことができる。
これらの態様うちの１つを図１０に示す。ここで再び、
これら２つの蒸留方法で共通の番号を持つ蒸留区画は、
それぞれの図で互いに同一である。供給物流れ２０は、
成分Ａが富化された蒸気流れのためのコンデンサーを持
つ主蒸留塔１００に供給する。衛星塔２００は、成分Ｂ
が富化された製品流れを作り、且つ塔底に成分Ｄが富化
された液体流れのためのリボイラーを持つ。従って、主
塔１００は、本発明の工程（ｂ）によれば、塔頂に最も
揮発性が高い主要な構成成分を持つ蒸留塔であり、そし
て衛星蒸留塔２００は、本発明の工程（ｃ）によれば、
塔底に最も揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔で
ある。従って、衛星塔２００の圧力は主蒸留塔１００の
圧力よりも高く、第２の衛星蒸留塔３００の圧力は、他
の２つの蒸留塔の中間の圧力である。明らかに、蒸気流
れはより高い圧力からより低い圧力に流れ、そして図４
の方法の場合の蒸気流れを移動させるための操作の問題
が存在しない。
イト塔配置にも適用することができる。合計で、６つの
熱力学的に等価のフローシートが、１つのリボイラーと
１つのコンデンサーのみを使用して書くことができる。
これらの態様うちの１つを図１０に示す。ここで再び、
これら２つの蒸留方法で共通の番号を持つ蒸留区画は、
それぞれの図で互いに同一である。供給物流れ２０は、
成分Ａが富化された蒸気流れのためのコンデンサーを持
つ主蒸留塔１００に供給する。衛星塔２００は、成分Ｂ
が富化された製品流れを作り、且つ塔底に成分Ｄが富化
された液体流れのためのリボイラーを持つ。従って、主
塔１００は、本発明の工程（ｂ）によれば、塔頂に最も
揮発性が高い主要な構成成分を持つ蒸留塔であり、そし
て衛星蒸留塔２００は、本発明の工程（ｃ）によれば、
塔底に最も揮発性が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔で
ある。従って、衛星塔２００の圧力は主蒸留塔１００の
圧力よりも高く、第２の衛星蒸留塔３００の圧力は、他
の２つの蒸留塔の中間の圧力である。明らかに、蒸気流
れはより高い圧力からより低い圧力に流れ、そして図４
の方法の場合の蒸気流れを移動させるための操作の問題
が存在しない。
【００３２】本発明の説明から、本発明を、４よりも多
い構成成分を含む供給混合物に適用できることは自明で
ある。供給混合物中の成分の数が増加すると、本発明の
方法を使用して導くことができる可能な配置の数も増加
する。
い構成成分を含む供給混合物に適用できることは自明で
ある。供給混合物中の成分の数が増加すると、本発明の
方法を使用して導くことができる可能な配置の数も増加
する。
【００３３】図１〜１０の全てのフローシートで、流れ
のいくつかはアルファベットの名前を付けられている。
これはその流れに多く含まれる特定の成分を示すのであ
って、他の成分が存在しないことを必ずしも意味するも
のではない。従って、文字Ａを付けられた流れは、成分
Ａが富化された製品流れを示し、それは純粋な製品流れ
であっても、有意の量の他の成分で汚染された流れであ
ってもよい。同様に、ＡＢの記号を付けられた流れは、
成分Ａ及びＢが富化されたこと意味し、成分Ａ及びＢの
みを含んでも、又は他のより重い成分、例えばＣを含ん
でもよい。
のいくつかはアルファベットの名前を付けられている。
これはその流れに多く含まれる特定の成分を示すのであ
って、他の成分が存在しないことを必ずしも意味するも
のではない。従って、文字Ａを付けられた流れは、成分
Ａが富化された製品流れを示し、それは純粋な製品流れ
であっても、有意の量の他の成分で汚染された流れであ
ってもよい。同様に、ＡＢの記号を付けられた流れは、
成分Ａ及びＢが富化されたこと意味し、成分Ａ及びＢの
みを含んでも、又は他のより重い成分、例えばＣを含ん
でもよい。
【００３４】図５〜１０のフローシートでは、蒸気が移
動する管に制御弁が描かれていない。そのような弁を使
用して、１つの蒸留塔から他のもう１つの蒸留塔への流
れを容易に制御することができる。
動する管に制御弁が描かれていない。そのような弁を使
用して、１つの蒸留塔から他のもう１つの蒸留塔への流
れを容易に制御することができる。
【００３５】塔頂に最も揮発性が高い主要な構成成分を
持つ蒸留塔の塔頂に、液体還流を提供するコンデンサー
の代わりに、代わりの供給源を使用することが可能であ
る。従って、図５ではコンデンサー２１５を使用しなく
てもよく、液体還流流れ７２はプラント内の代わりの供
給源から得ることができる。同様に、塔底に最も揮発性
が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔の塔底で蒸気の焚き
上げを行うリボイラーの代わりに、他の供給源を使用す
ることもできる。これは、図５のリボイラー１２５のよ
うなリボイラーを使用しなくてもよく、そして代わりの
焚き上げ蒸気流れ９２をプラント内の代わりの供給源か
ら得ることを意味する。蒸留方法が、２又はそれ以上の
２方向の連絡を塔と塔の間で使用する場合（図６〜１０
の蒸留方法によって示される）、これらのいくつかを容
易に１方向のみの連絡にすることができる。また、１方
向の連絡への転換は、追加のリボイラー又はコンデンサ
ーを使用することによって追加することもできる。例え
ば、第１の蒸留塔１００の塔頂と第２の蒸留塔２００の
中間の箇所の間の２方向の連絡を一方向の連絡にするこ
とによって図６の態様から図５の態様を得ることもでき
る。１方向の連絡では、液体流れ又は蒸気流れのいずれ
かのみが２つの塔の間で移動する。従って、ここでは蒸
気流れ３２のみが第１の蒸留塔から第２の蒸留塔に送ら
れる。この２方向の連絡から１方向の連絡への変更は、
追加のコンデンサー１１５の使用によって補助されてい
る。図６〜１０の方法の２方向の連絡の任意のものを変
更することによって、いくつかのそのような方法が導け
ることは明らかである。全てのそのような方法も、本発
明に包含されると考えられる。
持つ蒸留塔の塔頂に、液体還流を提供するコンデンサー
の代わりに、代わりの供給源を使用することが可能であ
る。従って、図５ではコンデンサー２１５を使用しなく
てもよく、液体還流流れ７２はプラント内の代わりの供
給源から得ることができる。同様に、塔底に最も揮発性
が低い主要な構成成分を持つ蒸留塔の塔底で蒸気の焚き
上げを行うリボイラーの代わりに、他の供給源を使用す
ることもできる。これは、図５のリボイラー１２５のよ
うなリボイラーを使用しなくてもよく、そして代わりの
焚き上げ蒸気流れ９２をプラント内の代わりの供給源か
ら得ることを意味する。蒸留方法が、２又はそれ以上の
２方向の連絡を塔と塔の間で使用する場合（図６〜１０
の蒸留方法によって示される）、これらのいくつかを容
易に１方向のみの連絡にすることができる。また、１方
向の連絡への転換は、追加のリボイラー又はコンデンサ
ーを使用することによって追加することもできる。例え
ば、第１の蒸留塔１００の塔頂と第２の蒸留塔２００の
中間の箇所の間の２方向の連絡を一方向の連絡にするこ
とによって図６の態様から図５の態様を得ることもでき
る。１方向の連絡では、液体流れ又は蒸気流れのいずれ
かのみが２つの塔の間で移動する。従って、ここでは蒸
気流れ３２のみが第１の蒸留塔から第２の蒸留塔に送ら
れる。この２方向の連絡から１方向の連絡への変更は、
追加のコンデンサー１１５の使用によって補助されてい
る。図６〜１０の方法の２方向の連絡の任意のものを変
更することによって、いくつかのそのような方法が導け
ることは明らかである。全てのそのような方法も、本発
明に包含されると考えられる。
【００３６】本発明は、３又はそれ以上の成分を含む任
意の適切な供給混合物の蒸留分離に適用することができ
る。本発明を適用できる供給物流れのいくつかの例は、
窒素／酸素／アルゴン混合物、ベンゼン／トルエン／キ
シレン混合物、窒素／一酸化炭素／メタン混合物、３又
はそれ以上のＣ1 〜Ｃ5 アルコール成分の任意の組み合
わせ、３又はそれ以上のＣ1 〜Ｃ6 炭化水素成分の任意
の組み合わせ、又はＣ 4 異性体類を含む。
意の適切な供給混合物の蒸留分離に適用することができ
る。本発明を適用できる供給物流れのいくつかの例は、
窒素／酸素／アルゴン混合物、ベンゼン／トルエン／キ
シレン混合物、窒素／一酸化炭素／メタン混合物、３又
はそれ以上のＣ1 〜Ｃ5 アルコール成分の任意の組み合
わせ、３又はそれ以上のＣ1 〜Ｃ6 炭化水素成分の任意
の組み合わせ、又はＣ 4 異性体類を含む。
【００３７】３成分分離のための従来技術の方法の中で
は、必要とされる蒸留を行うために図１の方法が最も少
ない合計蒸気流量を必要とすることが知られている。蒸
気流れはリボイラーで作るので、必要とされる蒸気流量
は蒸留に必要とされる熱負荷の直接的尺度である。より
少ない蒸気流量は、より少ない熱負荷とより小さい蒸留
塔の塔径をもたらすので魅力的である。同じことが、図
３及び４で４成分供給混合物の蒸留のために示される完
全熱結合法でも事実である。しかしながら、これらの蒸
留方法は商業的な用途では滅多に使用されていない。主
な理由は、同時に２つの反対の方向に、塔の間を移動す
る全ての蒸留流れと関係する操作の困難さである。これ
は、操作範囲全体にわたってそれぞれの蒸留塔の圧力分
布を注意深く制御することを必要とする。これは２つの
塔の圧力の関係について、一方で、第１の蒸気流れの移
動が第１の蒸留塔のある箇所の圧力が第２の蒸留塔のあ
る箇所の圧力よりも高いことを要求し、他方で、第２の
蒸気流れの移動がこれらの塔の他の２つの箇所の反対の
圧力差を要求するという事実に起因する。本発明の方法
に従って導かれる蒸留方法はそのような制約を持たな
い。全ての蒸気流れは、それぞれの蒸気流れのそれぞれ
の移動位置で、一方の塔が他方の塔よりも常に高圧であ
るようにして、２つの塔の間を移動させる。これは、遙
かに容易な一方の塔から他方の塔への蒸気流量の調節を
可能にする。注目すべき重要な点は、従来技術の蒸留方
法の比較的少ない蒸気流量を維持しながら、そのような
操作の容易性が得られることである。
は、必要とされる蒸留を行うために図１の方法が最も少
ない合計蒸気流量を必要とすることが知られている。蒸
気流れはリボイラーで作るので、必要とされる蒸気流量
は蒸留に必要とされる熱負荷の直接的尺度である。より
少ない蒸気流量は、より少ない熱負荷とより小さい蒸留
塔の塔径をもたらすので魅力的である。同じことが、図
３及び４で４成分供給混合物の蒸留のために示される完
全熱結合法でも事実である。しかしながら、これらの蒸
留方法は商業的な用途では滅多に使用されていない。主
な理由は、同時に２つの反対の方向に、塔の間を移動す
る全ての蒸留流れと関係する操作の困難さである。これ
は、操作範囲全体にわたってそれぞれの蒸留塔の圧力分
布を注意深く制御することを必要とする。これは２つの
塔の圧力の関係について、一方で、第１の蒸気流れの移
動が第１の蒸留塔のある箇所の圧力が第２の蒸留塔のあ
る箇所の圧力よりも高いことを要求し、他方で、第２の
蒸気流れの移動がこれらの塔の他の２つの箇所の反対の
圧力差を要求するという事実に起因する。本発明の方法
に従って導かれる蒸留方法はそのような制約を持たな
い。全ての蒸気流れは、それぞれの蒸気流れのそれぞれ
の移動位置で、一方の塔が他方の塔よりも常に高圧であ
るようにして、２つの塔の間を移動させる。これは、遙
かに容易な一方の塔から他方の塔への蒸気流量の調節を
可能にする。注目すべき重要な点は、従来技術の蒸留方
法の比較的少ない蒸気流量を維持しながら、そのような
操作の容易性が得られることである。
【００３８】本発明の方法を特定の態様に関して説明し
てきたが、これらの態様は本発明の範囲を限定するもの
ではない。本発明の範囲は特許請求の範囲で確認すべき
である。
てきたが、これらの態様は本発明の範囲を限定するもの
ではない。本発明の範囲は特許請求の範囲で確認すべき
である。
【図１】図１は多成分混合物をその構成成分の製品に分
離する従来技術の１つの方法の概略図である。
離する従来技術の１つの方法の概略図である。
【図２】図２は多成分混合物をその構成成分の製品に分
離する従来技術の別の方法の概略図である。
離する従来技術の別の方法の概略図である。
【図３】図３は多成分混合物をその構成成分の製品に分
離する従来技術の別の方法の概略図である。
離する従来技術の別の方法の概略図である。
【図４】図４は多成分混合物をその構成成分の製品に分
離する従来技術の別の方法の概略図である。
離する従来技術の別の方法の概略図である。
【図５】図５は本発明の１つの態様を示す概略図であ
る。
る。
【図６】図６は本発明の別の態様を示す概略図である。
【図７】図７は本発明の別の態様を示す概略図である。
【図８】図８は本発明の別の態様を示す概略図である。
【図９】図９は本発明の別の態様を示す概略図である。
【図１０】図１０は本発明の別の態様を示す概略図であ
る。
る。
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１
２…蒸留区画 ２０…供給混合物 １００…第１の蒸留塔 １１２、１１５…コンデンサー １２５…リボイラー ２００…第２の蒸留塔 ２１２、２１５…コンデンサー ２２２、２２５…リボイラー ３００…最後の蒸留塔
２…蒸留区画 ２０…供給混合物 １００…第１の蒸留塔 １１２、１１５…コンデンサー １２５…リボイラー ２００…第２の蒸留塔 ２１２、２１５…コンデンサー ２２２、２２５…リボイラー ３００…最後の蒸留塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ズビグニュー タデウス フィドコウス キー アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18062，マカンジー，ビレッジ ウォー ク ドライブ 316 (56)参考文献 特開 平６−55001（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−319401（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 3/00 - 3/42
Claims (8)
- 【請求項１】 ３又はそれ以上の異なる相対揮発度の主
要な構成成分を含む供給物流れを、少なくとも２つの蒸
留塔を有する蒸留塔系での蒸留によって前記主要な構成
成分のうちの１つが富化された複数の製品流れに分離
し、ここで、１つの塔が、最も揮発性の高い主要な構成
成分が富化された蒸気流れをその塔頂において作り、且
つ他の１つの塔が、最も揮発性の低い主要な構成成分が
富化された液体流れをその塔底において作る方法であっ
て、以下の（ａ）〜（ｇ）の工程を含む方法： （ａ）３又はそれ以上の主要な構成成分を含む前記供給
物流れを、前記蒸留塔系の１つの蒸留塔に供給する工
程； （ｂ）最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸
気流れを塔頂において作る前記蒸留塔の塔頂に、最も揮
発性の高い主要な構成成分が富化された液体流れを供給
することによって、そのような塔に還流を提供する工
程； （ｃ）最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液
体流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔底に、最も揮
発性の低い主要な構成成分が富化された蒸気流れを供給
することによって、そのような塔に蒸気による焚き上げ
を提供する工程； （ｄ）最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液
体流れを塔底において作る前記蒸留塔の、他のもう１つ
の蒸留塔に供給するための蒸気流れを取り出す箇所の操
作圧力が、前記蒸気流れを供給する他のもう１つの蒸留
塔の箇所の操作圧力よりも高圧であるように、最も揮発
性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを塔底に
おいて作るこの蒸留塔を操作する工程； （ｅ）最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液
体流れを塔底において作る前記蒸留塔の１つの箇所から
第１の蒸気流れを取り出して、この第１の蒸気流れを蒸
留塔系の他のもう１つの蒸留塔に供給する工程； （ｆ）最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液
体流れを塔底において作る前記蒸留塔の中間の１つの箇
所から第２の蒸気流れを取り出して、この第２の蒸気流
れを蒸留塔系の他のもう１つの蒸留塔に供給する工程；
及び （ｇ）最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸
気流れを塔頂において作る前記蒸留塔に、蒸留塔系の１
つの蒸留塔から取り出された蒸気流れを供給する工程。 - 【請求項２】 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化
された蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔の塔頂に
おいて得られた最も揮発性の高い主要な構成成分が富化
された蒸気の一部を、少なくとも部分的に凝縮させ、こ
の凝縮させた流れの少なくとも一部が工程（ｂ）の還流
流れを提供する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 最も揮発性の低い主要な構成成分が富化
された液体流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔底か
ら出る最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液
体の一部を、少なくとも部分的に気化させ、この気化さ
せた流れの少なくとも一部が工程（ｃ）の蒸気による焚
き上げを提供する請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 工程（ｅ）及び（ｆ）で移動させる蒸気
流れの少なくとも一方が２方向の連絡の一部であって、
蒸気が供給される蒸留塔の箇所から液体流れを取り出
し、そして、この取り出した液体流れを、最も揮発性の
低い主要な構成成分が富化された液体流れを塔底におい
て作る前記蒸留塔の前記蒸気流れを取り出した箇所と同
じ箇所に供給する請求項１〜３のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項５】 前記供給物流れが異なる相対揮発度を持
つ３つの主要な構成成分を含み； 前記蒸留塔系が、最も揮発性の高い主要な構成成分が富
化された蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔と、最
も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを
塔底において作る前記蒸留塔とから構成されており； 前記供給物流れを、最も揮発性の低い主要な構成成分が
富化された液体流れを塔底において作る前記蒸留塔に供
給し； 工程（ｅ）の前記第１の蒸気流れを、最も揮発性の低い
主要な構成成分が富化された液体流れを塔底において作
る前記蒸留塔の塔頂から取り出して、最も揮発性の高い
主要な構成成分が富化された蒸気流れを塔頂において作
る前記蒸留塔の中間の箇所に供給し； （Ｉ）前記第１の蒸気流れの一部を凝縮させて、最も揮
発性の低い主要な構成 成分が富化された液体流れを塔底
において作る前記蒸留塔の塔頂に還流として戻し、又は
（ＩＩ）最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された
蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔の前記中間の箇
所からの液体を、最も揮発性の低い主要な構成成分が富
化された液体流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔頂
に還流として供給することによって、これら２つの蒸留
塔の間に２方向の連絡を設立し； 工程（ｆ）の前記第２の蒸気流れを、最も揮発性の低い
主要な構成成分が富化された液体流れを塔底において作
る前記蒸留塔への供給物流れの供給箇所と、この蒸留塔
の塔底との中間の箇所から取り出して、これを、最も揮
発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気流れを塔頂
において作る前記蒸留塔の塔底に供給し； 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気流れ
を塔頂において作る前記蒸留塔の塔底からの液体を、最
も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを
塔底において作る前記蒸留塔の前記第２の蒸気流れの引
き出し箇所に供給し、それによってこれら２つの蒸留塔
の間に２方向の連絡を設立し； 中間の揮発性の主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気
流れを塔頂において作る前記蒸留塔の中間の箇所から取
り出して回収し； 最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体
流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔底から取り出し
て回収し；そして、 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気
流れを塔頂において作る前記蒸留塔の塔頂から取り出し
て回収する； 請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 工程（ｅ）及び（ｆ）で移動させる前記
第１及び第２の蒸気流れが２方向の連絡の一部であっ
て、これらの蒸気を供給する蒸留塔の箇所から液体流れ
を取り出し、そしてこの取り出した液体流れを、最も揮
発性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを塔底
において作る前記蒸留塔から前記蒸気流れを取り出した
箇所に供給する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 前記供給物流れが異なる相対揮発度を持
つ３つの主要な構成成分を含み； 前記蒸留塔系が、最も揮発性の高い主要な構成成分が富
化された蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔と、最
も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを
塔底において作る前記蒸留塔とからなっており； 前記供給物流れを、最も揮発性の高い主要な構成成分が
富化された蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔に供
給し； 工程（ｅ）の前記第１の蒸気流れを、最も揮発性の低い
主要な構成成分が富化された液体流れを塔底において作
る前記蒸留塔の塔頂から取り出して、最も揮発性の高い
主要な構成成分が富化された蒸気流れを塔頂において作
る前記蒸留塔の中間の箇所に供給し； 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気流れ
を塔頂において作る前記蒸留塔の前記中間の箇所からの
液体を、最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された
液体流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔頂に還流と
して供給し、それによってこれら２つの蒸留塔の間に２
方向の連絡を設立し； 工程（ｆ）の前記第２の蒸気流れを、最も揮発性の低い
主要な構成成分が富化された液体流れを塔底において作
る前記蒸留塔の中間の箇所から取り出し、これを、最も
揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気流れを塔
頂において作る前記蒸留塔の塔底に供給し； 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気流れ
を塔頂において作る前記蒸留塔の塔底からの液体を、最
も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体流れを
塔底において作る前記蒸留塔の前記第２の蒸気流れの引
き出し箇所に供給し、それによってこれら２つの蒸留塔
の間に２方向の連絡を設立し； 中間の揮発性の主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体
流れを塔底において作る前記蒸留塔の中間の箇所から取
り出して回収し； 最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の低い主要な構成成分が富化された液体
流れを塔底において作る前記蒸留塔の塔底から取り出し
て回収し；そして、 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された製品流れ
を、最も揮発性の高い主要な構成成分が富化された蒸気
流れを塔頂において作る前記蒸留塔の塔頂から取り出し
て回収する； 請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 最も揮発性の高い主要な構成成分が富化
された蒸気流れを塔頂において作る前記蒸留塔に供給す
る工程（ｇ）の蒸気流れを、最も揮発性の低い主要な構
成成分が富化された液体流れを塔底において作る前記蒸
留塔から取り出された工程（ｅ）及び（ｆ）の前記第１
又は第２の蒸気流れから選択する請求項１に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/084,722 US6106674A (en) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | Operable and efficient distillation schemes for multicomponent separations |
| US09/084722 | 1998-05-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347301A JPH11347301A (ja) | 1999-12-21 |
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Family
ID=22186816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14312399A Expired - Fee Related JP3178675B2 (ja) | 1998-05-26 | 1999-05-24 | 多成分分離のための操作が容易で効率的な蒸留方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6106674A (ja) |
| EP (1) | EP0960640B1 (ja) |
| JP (1) | JP3178675B2 (ja) |
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| DE (1) | DE69939085D1 (ja) |
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Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
| US6500310B1 (en) * | 1998-06-23 | 2002-12-31 | Shell Oil Company | Process for the treatment of waste water |
| DE19914966A1 (de) * | 1999-04-01 | 2000-10-05 | Basf Ag | Verfahren zur kontinuierlich betriebenen destillativen Abtrennung eines höherschmelzenden Stoffes |
| US6286335B1 (en) | 1999-09-03 | 2001-09-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Processes for multicomponent separation |
| US6347533B1 (en) * | 2000-03-04 | 2002-02-19 | Peter Tung | Hydraulically balanced fully thermally coupled system |
| US6582564B2 (en) * | 2000-08-22 | 2003-06-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Distillation apparatus and distillation method |
| US6550274B1 (en) | 2001-12-05 | 2003-04-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Batch distillation |
| US7867365B2 (en) * | 2003-03-28 | 2011-01-11 | Thermal Kinetics Systems, Llc | Ethanol distillation with distillers soluble solids recovery apparatus |
| RU2272973C1 (ru) * | 2004-09-24 | 2006-03-27 | Салават Зайнетдинович Имаев | Способ низкотемпературной сепарации газа (варианты) |
| US7249469B2 (en) * | 2004-11-18 | 2007-07-31 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for separating a multicomponent stream |
| JP4819756B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2011-11-24 | 関西化学機械製作株式会社 | 多成分系内部熱交換式蒸留装置 |
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