JP3184501B2 - 内部熱交換型蒸留塔 - Google Patents
内部熱交換型蒸留塔Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧塔と高圧塔を
備え、高圧塔（濃縮部）側から、低圧塔（回収部）側に
熱移動させることにより両者の間で熱交換を行う内部熱
交換型蒸留塔に関する。
備え、高圧塔（濃縮部）側から、低圧塔（回収部）側に
熱移動させることにより両者の間で熱交換を行う内部熱
交換型蒸留塔に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】省エネ
ルギー性に優れた蒸留塔として、低圧塔と高圧塔とを備
え、両者の間で熱交換を行うように構成され、他との熱
の授受を必要としない内部熱交換型の蒸留塔が知られて
いる。この内部熱交換型蒸留塔は、蒸留操作の省エネル
ギー化を進める見地からすれば、省エネルギーに最も忠
実な理論であることは、原理的にも当然であり、また、
学問上からも認められているところである。
ルギー性に優れた蒸留塔として、低圧塔と高圧塔とを備
え、両者の間で熱交換を行うように構成され、他との熱
の授受を必要としない内部熱交換型の蒸留塔が知られて
いる。この内部熱交換型蒸留塔は、蒸留操作の省エネル
ギー化を進める見地からすれば、省エネルギーに最も忠
実な理論であることは、原理的にも当然であり、また、
学問上からも認められているところである。
【０００３】また、内部熱交換型蒸留塔として、複数管
（場合によっては単管）を両端管板によって本体胴と連
結させることにより、本体胴の内部において、複数管の
管内と管外が隔離された構造とし、管内及び管外のそれ
ぞれに気液の出入口を設け、管内側と管外側の操作圧力
に差をつけることにより操作温度を異ならせ、複数管の
管壁を伝熱面として、高圧側から低圧側に熱移動させる
ことにより、高圧側を濃縮部、低圧側を回収部として一
つの蒸留塔を構成するようにした構造が提案されている
（特許第２６９４４２５号）。この内部熱交換型蒸留塔
は、図３(ａ)及び(ｂ)に示すような構造を有している。
（場合によっては単管）を両端管板によって本体胴と連
結させることにより、本体胴の内部において、複数管の
管内と管外が隔離された構造とし、管内及び管外のそれ
ぞれに気液の出入口を設け、管内側と管外側の操作圧力
に差をつけることにより操作温度を異ならせ、複数管の
管壁を伝熱面として、高圧側から低圧側に熱移動させる
ことにより、高圧側を濃縮部、低圧側を回収部として一
つの蒸留塔を構成するようにした構造が提案されている
（特許第２６９４４２５号）。この内部熱交換型蒸留塔
は、図３(ａ)及び(ｂ)に示すような構造を有している。
【０００４】すなわち、この内部熱交換型蒸留塔は、本
体胴１と、本体胴１内に挿入された複数管（管）２５を
両端管板（上側管板（塔頂側管板）３ａ及び下側管板
（塔底側管板）３ｂ）によって本体胴１と連結させるこ
とにより形成されている。そして、複数管２５の管内４
と管外５は互いに隔離された構造を有しており、管内４
が高圧側の濃縮部となり、管外５が低圧側の回収部とな
るように構成されている。ただし、管内４を低圧側の回
収部、管外５を高圧側の濃縮部とすることも可能であ
る。
体胴１と、本体胴１内に挿入された複数管（管）２５を
両端管板（上側管板（塔頂側管板）３ａ及び下側管板
（塔底側管板）３ｂ）によって本体胴１と連結させるこ
とにより形成されている。そして、複数管２５の管内４
と管外５は互いに隔離された構造を有しており、管内４
が高圧側の濃縮部となり、管外５が低圧側の回収部とな
るように構成されている。ただし、管内４を低圧側の回
収部、管外５を高圧側の濃縮部とすることも可能であ
る。
【０００５】以下、管内４が高圧側の濃縮部、管外５が
低圧側の回収部である場合について説明を行う。
低圧側の回収部である場合について説明を行う。
【０００６】管内（濃縮部）４には規則充填物が充填さ
れており、管外（回収部）５には不規則充填物が充填さ
れている。また、本体胴１の上部には、管外（回収部）
５に液を供給するための回収部液入口６、管外（回収
部）５からの蒸気を抜き出す回収部蒸気出口７が配設さ
れており、塔頂側管板３ａより上側の、管内（濃縮部）
４と連通する端室１４ａには、管内（濃縮部）４に液を
供給するための濃縮部液入口８が配設され、また、管内
（濃縮部）４からの蒸気を抜き出す濃縮部蒸気出口９が
配設されている。
れており、管外（回収部）５には不規則充填物が充填さ
れている。また、本体胴１の上部には、管外（回収部）
５に液を供給するための回収部液入口６、管外（回収
部）５からの蒸気を抜き出す回収部蒸気出口７が配設さ
れており、塔頂側管板３ａより上側の、管内（濃縮部）
４と連通する端室１４ａには、管内（濃縮部）４に液を
供給するための濃縮部液入口８が配設され、また、管内
（濃縮部）４からの蒸気を抜き出す濃縮部蒸気出口９が
配設されている。
【０００７】一方、本体胴１の下部には、管外（回収
部）５に蒸気を供給するための回収部蒸気入口１０、管
外（回収部）５からの液を抜き出す回収部液出口１１が
配設されており、塔底側管板３ｂより下側の、管内（濃
縮部）４と連通する端室１４ｂには、管内（濃縮部）４
に蒸気を供給するための濃縮部蒸気入口１２が配設さ
れ、また、管内（濃縮部）４からの液を抜き出す濃縮部
液出口１３が配設されている。
部）５に蒸気を供給するための回収部蒸気入口１０、管
外（回収部）５からの液を抜き出す回収部液出口１１が
配設されており、塔底側管板３ｂより下側の、管内（濃
縮部）４と連通する端室１４ｂには、管内（濃縮部）４
に蒸気を供給するための濃縮部蒸気入口１２が配設さ
れ、また、管内（濃縮部）４からの液を抜き出す濃縮部
液出口１３が配設されている。
【０００８】上述のように構成された内部熱交換型蒸留
塔においては、濃縮部と回収部との間で熱交換が行われ
るため、優れた省エネルギー効果を得ることができる。
ところで、内部熱交換型蒸留塔においても、濃縮部の塔
頂蒸気（製品蒸気）は、顕熱及び蒸発潜熱をエネルギー
として有しているが、この濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸
気）のエネルギーを有効に利用する方法については、い
まだ具体的な方法が確立していないのが実情である。
塔においては、濃縮部と回収部との間で熱交換が行われ
るため、優れた省エネルギー効果を得ることができる。
ところで、内部熱交換型蒸留塔においても、濃縮部の塔
頂蒸気（製品蒸気）は、顕熱及び蒸発潜熱をエネルギー
として有しているが、この濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸
気）のエネルギーを有効に利用する方法については、い
まだ具体的な方法が確立していないのが実情である。
【０００９】本発明は、濃縮部の塔頂蒸気が有している
エネルギーを有効に利用して、さらに高い省エネルギー
効果を得ることが可能な内部熱交換型蒸留塔を提供する
ことを目的とする。
エネルギーを有効に利用して、さらに高い省エネルギー
効果を得ることが可能な内部熱交換型蒸留塔を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者等は、上記目的を
達成するために、まず、従来の蒸留塔における省エネル
ギー技術について検討した。
達成するために、まず、従来の蒸留塔における省エネル
ギー技術について検討した。
【００１１】例えば、図４に示すように、上側部分が濃
縮部５１として機能し、下側部分が回収部５２として機
能する蒸留塔５３を備え、濃縮部５１と回収部５２の間
に設けられた原料供給部５４から原料液を供給するとと
もに、回収部５２の塔底液をリボイラー５５で再度沸騰
させて蒸留塔５３に戻すように構成された従来の蒸留塔
においては、通常、蒸留塔５３の濃縮部５１の塔頂蒸気
は、冷却器５６において冷却され、凝縮液が製品として
一部系外に取り出されるとともに、残りは還流液とし
て、蒸留塔５３の塔頂に戻されている。したがって、こ
のときに冷却器５６により除去される熱（エネルギー）
は、特に有効に利用されることなく、廃熱となる。
縮部５１として機能し、下側部分が回収部５２として機
能する蒸留塔５３を備え、濃縮部５１と回収部５２の間
に設けられた原料供給部５４から原料液を供給するとと
もに、回収部５２の塔底液をリボイラー５５で再度沸騰
させて蒸留塔５３に戻すように構成された従来の蒸留塔
においては、通常、蒸留塔５３の濃縮部５１の塔頂蒸気
は、冷却器５６において冷却され、凝縮液が製品として
一部系外に取り出されるとともに、残りは還流液とし
て、蒸留塔５３の塔頂に戻されている。したがって、こ
のときに冷却器５６により除去される熱（エネルギー）
は、特に有効に利用されることなく、廃熱となる。
【００１２】ところで、上記従来の蒸留塔では、濃縮部
の塔頂蒸気は低沸点成分の沸点温度であることから、塔
頂蒸気を原料液と熱交換させて、そのエネルギーを有効
に利用しようとしても、原料液は、通常、その濃度の沸
点温度（濃縮部の塔頂蒸気の沸点温度より高い温度）で
蒸留塔に供給されるため、そのままでは、原料液と熱交
換させて、濃縮部の塔頂蒸気側から原料液側に熱を移動
させることができない。それでも原料液と熱交換させて
塔頂蒸気の熱を原料液側に移動させようとすれば、塔頂
蒸気を機械的に圧縮して、圧力を上昇させ、塔頂蒸気の
温度を原料液の温度よりも高くすることが必要となる。
したがって、設備コストの増大を招くばかりでなく、機
械的な圧縮にエネルギーを必要とするため、全体として
十分な省エネルギー効果を得ることができないという問
題点がある。
の塔頂蒸気は低沸点成分の沸点温度であることから、塔
頂蒸気を原料液と熱交換させて、そのエネルギーを有効
に利用しようとしても、原料液は、通常、その濃度の沸
点温度（濃縮部の塔頂蒸気の沸点温度より高い温度）で
蒸留塔に供給されるため、そのままでは、原料液と熱交
換させて、濃縮部の塔頂蒸気側から原料液側に熱を移動
させることができない。それでも原料液と熱交換させて
塔頂蒸気の熱を原料液側に移動させようとすれば、塔頂
蒸気を機械的に圧縮して、圧力を上昇させ、塔頂蒸気の
温度を原料液の温度よりも高くすることが必要となる。
したがって、設備コストの増大を招くばかりでなく、機
械的な圧縮にエネルギーを必要とするため、全体として
十分な省エネルギー効果を得ることができないという問
題点がある。
【００１３】本発明は、かかる検討により得た知見など
に基づき、さらに実験、検討を行うことにより完成され
たものである。
に基づき、さらに実験、検討を行うことにより完成され
たものである。
【００１４】すなわち、本発明の内部熱交換型蒸留塔
は、本体胴内に配設された単管又は複数管（以下、単に
「管」という）を、塔頂側及び塔底側の両端管板によっ
て本体胴と連結させることにより、本体胴の内部におい
て、管の内部（管内）と管の外部（管外）が隔離された
構造とし、前記管に気液の出入口を設け、管内側と管外
側の操作圧力に差をつけることにより操作温度を異なら
せ、前記管の管壁を伝熱面として、高圧側から低圧側に
熱移動させることにより、高圧側が濃縮部、低圧側が回
収部として機能するように構成された内部熱交換型蒸留
塔であって、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と、その濃
度における沸点温度の原料液とを熱交換させる熱交換手
段を具備することを特徴としている。
は、本体胴内に配設された単管又は複数管（以下、単に
「管」という）を、塔頂側及び塔底側の両端管板によっ
て本体胴と連結させることにより、本体胴の内部におい
て、管の内部（管内）と管の外部（管外）が隔離された
構造とし、前記管に気液の出入口を設け、管内側と管外
側の操作圧力に差をつけることにより操作温度を異なら
せ、前記管の管壁を伝熱面として、高圧側から低圧側に
熱移動させることにより、高圧側が濃縮部、低圧側が回
収部として機能するように構成された内部熱交換型蒸留
塔であって、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と、その濃
度における沸点温度の原料液とを熱交換させる熱交換手
段を具備することを特徴としている。
【００１５】濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液と
を熱交換させる熱交換手段を設け、熱交換手段におい
て、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱交換
させることにより、濃縮部の塔頂蒸気が有する熱を利用
することが可能になり、省エネルギー効果をさらに向上
させることができる。
を熱交換させる熱交換手段を設け、熱交換手段におい
て、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱交換
させることにより、濃縮部の塔頂蒸気が有する熱を利用
することが可能になり、省エネルギー効果をさらに向上
させることができる。
【００１６】また、請求項２の内部熱交換型蒸留塔は、
前記原料液が、その濃度の略沸点温度で、前記熱交換手
段に供給され、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換
されるように構成されていることを特徴としている。
前記原料液が、その濃度の略沸点温度で、前記熱交換手
段に供給され、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換
されるように構成されていることを特徴としている。
【００１７】通常、蒸留操作においては、原料液は、そ
の濃度の略沸点温度に加熱されて蒸留塔に供給される
が、内部熱交換型蒸留塔の濃縮部の塔頂蒸気は、原料液
の温度（その濃度の沸点温度）よりも高いため、機械的
に塔頂蒸気を圧縮したりする必要なく、そのままで、塔
頂蒸気が有する熱を原料液側に移行させることが可能に
なり、本発明をより実効あらしめることができる。
の濃度の略沸点温度に加熱されて蒸留塔に供給される
が、内部熱交換型蒸留塔の濃縮部の塔頂蒸気は、原料液
の温度（その濃度の沸点温度）よりも高いため、機械的
に塔頂蒸気を圧縮したりする必要なく、そのままで、塔
頂蒸気が有する熱を原料液側に移行させることが可能に
なり、本発明をより実効あらしめることができる。
【００１８】すなわち、前述の従来の蒸留塔では、濃縮
部の塔頂蒸気の温度は、低沸点成分の沸点温度であり、
そのままでは、塔頂蒸気より温度の高い原料液（蒸留前
であって高沸点成分を含み、沸点温度が塔頂蒸気の温度
より高い）側に熱を移動させることができないのに対し
て、本発明の内部熱交換型蒸留塔では、濃縮部の塔頂蒸
気（製品蒸気）の温度は、沸点温度の原料液より高い温
度となるように操作されるため、特に機械的な圧縮など
を行わなくても、原料液と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸
気の有する熱エネルギーを効率よく利用することが可能
になり、省エネルギー効果を向上させることが可能にな
る。
部の塔頂蒸気の温度は、低沸点成分の沸点温度であり、
そのままでは、塔頂蒸気より温度の高い原料液（蒸留前
であって高沸点成分を含み、沸点温度が塔頂蒸気の温度
より高い）側に熱を移動させることができないのに対し
て、本発明の内部熱交換型蒸留塔では、濃縮部の塔頂蒸
気（製品蒸気）の温度は、沸点温度の原料液より高い温
度となるように操作されるため、特に機械的な圧縮など
を行わなくても、原料液と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸
気の有する熱エネルギーを効率よく利用することが可能
になり、省エネルギー効果を向上させることが可能にな
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところを詳しく説明する。図１は、
本発明の内部熱交換型蒸留塔の概略構成を示す図であ
る。なお、この内部熱交換型蒸留塔の基本構成は、従来
の技術及び発明が解決しようとする課題の欄で示した図
３(ａ)及び(ｂ)の内部熱交換型蒸留塔と同様であること
から、重複を避けるため、ここでは説明を省略し、本発
明の特徴とするところを図１を参照しつつ説明する。
て、その特徴とするところを詳しく説明する。図１は、
本発明の内部熱交換型蒸留塔の概略構成を示す図であ
る。なお、この内部熱交換型蒸留塔の基本構成は、従来
の技術及び発明が解決しようとする課題の欄で示した図
３(ａ)及び(ｂ)の内部熱交換型蒸留塔と同様であること
から、重複を避けるため、ここでは説明を省略し、本発
明の特徴とするところを図１を参照しつつ説明する。
【００２０】この実施形態の内部熱交換型蒸留塔におい
ては、高圧側（例えば管内）の濃縮部４から、低圧側
（例えば管外）の回収部５に熱が移動するように構成さ
れており、その濃度における沸点温度の原料液が、濃縮
部４の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換器２０において熱
交換され、回収部５の塔頂に供給されるとともに、塔頂
蒸気は熱交換器２０において凝縮し、製品として外部に
取り出されるように構成されている。
ては、高圧側（例えば管内）の濃縮部４から、低圧側
（例えば管外）の回収部５に熱が移動するように構成さ
れており、その濃度における沸点温度の原料液が、濃縮
部４の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換器２０において熱
交換され、回収部５の塔頂に供給されるとともに、塔頂
蒸気は熱交換器２０において凝縮し、製品として外部に
取り出されるように構成されている。
【００２１】なお、この内部熱交換型蒸留塔では、回収
部５の塔頂蒸気は、圧縮手段２１を経て高圧側の濃縮部
４の塔底側に供給される。また、回収部５の塔底液はそ
の一部が缶出液として外部に排出され、残りは、リボイ
ラー２２を経て回収部５の塔底に戻される。また、濃縮
部４の塔底液は、流量調整弁（絞り弁）２３を経て所定
量が回収部５に供給されるように構成されている。
部５の塔頂蒸気は、圧縮手段２１を経て高圧側の濃縮部
４の塔底側に供給される。また、回収部５の塔底液はそ
の一部が缶出液として外部に排出され、残りは、リボイ
ラー２２を経て回収部５の塔底に戻される。また、濃縮
部４の塔底液は、流量調整弁（絞り弁）２３を経て所定
量が回収部５に供給されるように構成されている。
【００２２】この実施形態の内部熱交換型蒸留塔におい
ては、上述のように、その濃度における沸点温度の原料
液が、濃縮部４の塔頂からの塔頂蒸気（製品蒸気）と熱
交換器２０において熱交換され、回収部５の塔頂に供給
されるように構成されているため、濃縮部の塔頂蒸気の
有する熱（エネルギー）が効率よく利用され、省エネル
ギー効果をさらに向上させることが可能になる。
ては、上述のように、その濃度における沸点温度の原料
液が、濃縮部４の塔頂からの塔頂蒸気（製品蒸気）と熱
交換器２０において熱交換され、回収部５の塔頂に供給
されるように構成されているため、濃縮部の塔頂蒸気の
有する熱（エネルギー）が効率よく利用され、省エネル
ギー効果をさらに向上させることが可能になる。
【００２３】すなわち、本発明の内部熱交換型蒸留塔で
は、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）の温度は、その濃度
の沸点温度の原料液より高い温度で操作されることにな
るため、特に機械的な圧縮などを行わなくても、原料液
と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸気の有する潜熱を効率よ
く利用することが可能になる。
は、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）の温度は、その濃度
の沸点温度の原料液より高い温度で操作されることにな
るため、特に機械的な圧縮などを行わなくても、原料液
と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸気の有する潜熱を効率よ
く利用することが可能になる。
【００２４】例えば、図４に示すような従来の蒸留塔に
おいて、ベンゼン５０mol％、トルエン５０mol％の原料
液を、供給温度９２．５℃（沸点温度）、供給量３０to
n／Ｈで供給し、還流比１．６で還流させながら蒸留を
行い、塔頂蒸気としてベンゼン約１００％の蒸気を回収
する場合、理論熱量、実熱量（リボイラーにおけるスチ
ーム加熱量）、及び理論熱量に対する実熱量の割合は以
下のようになる。 理論熱量ＱＴ ：８００ｋＷ 実熱量Ｑ ：４０００ｋＷ 実熱量Ｑ／理論熱量ＱＴ：４０００／８００＝５倍
おいて、ベンゼン５０mol％、トルエン５０mol％の原料
液を、供給温度９２．５℃（沸点温度）、供給量３０to
n／Ｈで供給し、還流比１．６で還流させながら蒸留を
行い、塔頂蒸気としてベンゼン約１００％の蒸気を回収
する場合、理論熱量、実熱量（リボイラーにおけるスチ
ーム加熱量）、及び理論熱量に対する実熱量の割合は以
下のようになる。 理論熱量ＱＴ ：８００ｋＷ 実熱量Ｑ ：４０００ｋＷ 実熱量Ｑ／理論熱量ＱＴ：４０００／８００＝５倍
【００２５】これに対して、内部熱交換型蒸留塔におい
ては、塔頂蒸気のエネルギーを利用しない場合にも、内
部熱交換による省エネルギー効果により、実熱量Ｑが２
４００ｋＷとなり、上記従来の蒸留塔に比べて、はるか
に高いエネルギー効率が得られるが、上記実施形態のよ
うに、塔頂蒸気を原料液と熱交換させてそのエネルギー
を利用するようにした場合、実熱量Ｑをさらに大幅に削
減することが可能になる。
ては、塔頂蒸気のエネルギーを利用しない場合にも、内
部熱交換による省エネルギー効果により、実熱量Ｑが２
４００ｋＷとなり、上記従来の蒸留塔に比べて、はるか
に高いエネルギー効率が得られるが、上記実施形態のよ
うに、塔頂蒸気を原料液と熱交換させてそのエネルギー
を利用するようにした場合、実熱量Ｑをさらに大幅に削
減することが可能になる。
【００２６】例えば、沸点温度の原料液と塔頂蒸気を熱
交換させた後の原料液の気液混相割合ｑが０．７の場合
（すなわち、塔頂蒸気がすべて凝縮し、原料液は、その
３０％が蒸発した気液混相となるように熱交換させた場
合）、実熱量Ｑを１５００ｋＷとすることが可能にな
り、蒸留に要するエネルギーを大幅に削減することが可
能になる。なお、原料液の気液混相割合ｑと実熱量Ｑの
関係を図２に示す。
交換させた後の原料液の気液混相割合ｑが０．７の場合
（すなわち、塔頂蒸気がすべて凝縮し、原料液は、その
３０％が蒸発した気液混相となるように熱交換させた場
合）、実熱量Ｑを１５００ｋＷとすることが可能にな
り、蒸留に要するエネルギーを大幅に削減することが可
能になる。なお、原料液の気液混相割合ｑと実熱量Ｑの
関係を図２に示す。
【００２７】この実施形態の内部熱交換型蒸留塔におい
ては、原料液の気液混相割合ｑが０．７〜１．０となる
範囲で、濃縮部の塔頂蒸気と原料液の熱交換を行わせる
ことになるが、原料液の気液混相割合ｑの値は、諸条件
を考慮して、もっとも有利な値とすることが望ましい。
ては、原料液の気液混相割合ｑが０．７〜１．０となる
範囲で、濃縮部の塔頂蒸気と原料液の熱交換を行わせる
ことになるが、原料液の気液混相割合ｑの値は、諸条件
を考慮して、もっとも有利な値とすることが望ましい。
【００２８】また、本発明は、さらにその他の点におい
ても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要
旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが
可能である。
ても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要
旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが
可能である。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、本発明の内部熱交換型蒸
留塔は、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱
交換させる熱交換手段を設け、熱交換手段において、濃
縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱交換させる
ようにしているので、濃縮部の塔頂蒸気が有する熱を利
用することが可能になり、さらに省エネルギー効果を向
上させることができる。
留塔は、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱
交換させる熱交換手段を設け、熱交換手段において、濃
縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と原料液とを熱交換させる
ようにしているので、濃縮部の塔頂蒸気が有する熱を利
用することが可能になり、さらに省エネルギー効果を向
上させることができる。
【００３０】また、請求項２の内部熱交換型蒸留塔は、
原料液が、その濃度の略沸点温度で熱交換手段に供給さ
れ、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換されるよう
に構成されており、内部熱交換型蒸留塔では、濃縮部の
塔頂蒸気（製品蒸気）の温度が、沸点温度の原料液より
高くなるように操作されるため、特に機械的な圧縮など
を行わなくても、原料液と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸
気の有する熱エネルギーを効率よく利用することが可能
になり、本発明をより実効あらしめることができる。
原料液が、その濃度の略沸点温度で熱交換手段に供給さ
れ、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と熱交換されるよう
に構成されており、内部熱交換型蒸留塔では、濃縮部の
塔頂蒸気（製品蒸気）の温度が、沸点温度の原料液より
高くなるように操作されるため、特に機械的な圧縮など
を行わなくても、原料液と熱交換して、濃縮部の塔頂蒸
気の有する熱エネルギーを効率よく利用することが可能
になり、本発明をより実効あらしめることができる。
【図１】本発明の一実施形態にかかる内部熱交換型蒸留
塔の概略構成を示す図である。
塔の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる内部熱交換型蒸留塔
の、原料液の気液混相割合ｑと実熱量Ｑの関係を示す図
である。
の、原料液の気液混相割合ｑと実熱量Ｑの関係を示す図
である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる内部熱交換型蒸留
塔の基本構成を示す図であり、(ａ)は正面断面図、(ｂ)
は(ａ)のｂ−ｂ線断面図である。
塔の基本構成を示す図であり、(ａ)は正面断面図、(ｂ)
は(ａ)のｂ−ｂ線断面図である。
【図４】従来の蒸留塔の概略構成を示す図である。
１ 本体胴 １ａ 本体胴のフランジ部 ３ａ 塔頂側管板（上側管板） ３ｂ 塔底側管板（下側管板） ４ 管内（濃縮部） ５ 管外（回収部） ６ 回収部液入口 ７ 回収部蒸気出口 ８ 濃縮部液入口 ９ 濃縮部蒸気出口 １０ 回収部蒸気入口 １１ 回収部液出口 １２ 濃縮部蒸気入口 １３ 濃縮部液出口 １４ａ，１４ｂ 端室 ２０ 熱交換器 ２１ 圧縮手段 ２２ リボイラー ２３ 流量調整弁 ２５ 複数管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中岩 勝 茨城県つくば市東１−１ 通商産業省工 業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 阿曽 一正 兵庫県尼崎市杭瀬寺島２丁目１番２号 木村化工機株式会社内 (72)発明者 中西 俊成 兵庫県尼崎市杭瀬寺島２丁目１番２号 木村化工機株式会社内 (72)発明者 野田 秀夫 兵庫県尼崎市南七松町２丁目９番７号 関西化学機械製作株式會社内 (72)発明者 吉田 一史 東京都中央区八丁堀二丁目25番10号 丸 善石油化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−66601（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 3/00 - 3/32
Claims (2)
- 【請求項１】本体胴内に配設された単管又は複数管（以
下、単に「管」という）を、塔頂側及び塔底側の両端管
板によって本体胴と連結させることにより、本体胴の内
部において、管の内部（管内）と管の外部（管外）が隔
離された構造とし、 前記管に気液の出入口を設け、 管内側と管外側の操作圧力に差をつけることにより操作
温度を異ならせ、 前記管の管壁を伝熱面として、高圧側から低圧側に熱移
動させることにより、高圧側が濃縮部、低圧側が回収部
として機能するように構成された内部熱交換型蒸留塔で
あって、 濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸気）と、その濃度における沸
点温度の原料液とを熱交換させる熱交換手段を具備する
ことを特徴とする内部熱交換型蒸留塔。 - 【請求項２】前記原料液が、その濃度の略沸点温度で、
前記熱交換手段に供給され、濃縮部の塔頂蒸気（製品蒸
気）と熱交換されるように構成されていることを特徴と
する請求項１記載の内部熱交換型蒸留塔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05682899A JP3184501B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内部熱交換型蒸留塔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05682899A JP3184501B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内部熱交換型蒸留塔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000246001A JP2000246001A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3184501B2 true JP3184501B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=13038249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05682899A Expired - Lifetime JP3184501B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内部熱交換型蒸留塔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3184501B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8906141B2 (en) | 2012-08-09 | 2014-12-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Carbon dioxide recovery apparatus and method |
| JP6266876B2 (ja) * | 2012-11-15 | 2018-01-24 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 蒸留装置とその制御方法 |
| CN115475401A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-16 | 蓝图设计(江苏)有限公司 | 一种余热利用节能降耗精馏塔 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP05682899A patent/JP3184501B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JP2000246001A (ja) | 2000-09-12 |
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