JP6667633B2 - 少なくとも１つの分離壁を備えるカラム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの垂直仕切りによって複数のチャンバに細分された内部チャンバを囲む垂直円筒形カラム外壁を備える、熱分離及び／又は化学反応を行うためのカラムに関する。

供給原料混合物を２つ以上の留分に分離する際、工場及び設備の費用を制限するために、蒸気又は液体の側流を伴うカラムが頻繁に使用される。引き出された副生成物は、一般に完全に純粋ではなく、すなわちこれらの生成物は、通常、完全に分離できない他の物質で汚染されている。純粋な形で副生成物を得るために仕切られたカラムが使用される。

カラムの内部チャンバを小領域に細分するために、カラム内に複数の仕切り（partitions）を用いることが知られている。それに応じて、特許文献１及び特許文献２から、液体及び／又は蒸気流の交差混合を防止するために、蒸留塔の小領域で、分離される物質混合物及び副排出物の供給点の下側及び／又は上側に分割手段を配置することが知られている。これらの仕切りは、カラム（塔）の内部を、分離される物質混合物が入る供給部と、１つ以上の側流が排出される排出部とに分割する。これら内部は、低沸点成分及び高沸点成分が供給部から排出部に移動することを防止するためのものである。上記発明の実際的な適用では、供給側の圧力が上昇した場合、気体及び液体が仕切りシールを通り抜けて排出側に流れ得ることが明らかになっている。

また、既知のカラムは、側流において非常に厳しい生成物純度（ｐｐｍ範囲の不純物）が必要な場合に、所望の純度を達成することができない。

ＥＰ １０８８５７７ Ｂ１ ＥＰ １３９０１１１ Ｂ１

本発明の目的は、仕切りの構造的発展を提供することであり、それはカラム内に仕切りを設置するコストを簡略化し、低減する。これは、追加の構成を必要としないことで、据付者への損傷のリスクを低減し、カラムの副チャンバ間及びカラム内壁と仕切りの間の非常に高い気密性を提供する。

前記目的は、本発明によれば、仕切りが、同一平面内で互いに上下に配置され、互いに隣接して接触し、少なくとも１つのねじ締結によって互いに接続された少なくとも２つの垂直仕切り要素を備えることにより達成される。

本発明によって達成される利点は、特に、複数の仕切り要素から組み立てられる仕切りを製造できることである。したがって、仕切りは、カラムのサイズに個別に適応可能である。カラムに仕切りを設置するのは簡単である。個々の区画要素は、その寸法のために比較的軽い。したがって、仕切りは、追加の機械の使用を伴わずに人間の労力によってのみ組み立てることができる。よって、大幅なコスト削減を実現し、設置担当者の怪我のリスクを顕著に低減する。

このタイプの仕切りの組立は、仕切り又はカラム、特にカラムの内壁に生じるいかなる損傷も同様に回避する。個々の仕切り要素の軽量化と、カラムの内径と比較してより小さい寸法により、詰まりや衝突なく設置でき、これにより損傷が防止される。さらに、個々の適応により、カラムの内壁と仕切りの間のより良い気密を達成できる。個々の仕切り要素が異なる幅及び高さを有することができ、それにより仕切りの任意で所望の幅又は高さが組み立て時に達成されることが、同様に有利である。

ねじ締結により、個々の仕切り要素を簡単に組み立てることができる。少なくとも１つのねじ締結により仕切り要素を連結することは、個々の仕切り要素が強く確実に保持されることを保証する。

新しいマルチパートのねじ締め付け式仕切りが、仕切りの部分の気体及び液体負荷に対して、ガス漏れ率を３容量％から＜０．００１容量％に減少させることができ、液漏れ率を２．８容量％からゼロ容量％まで減少させることができることを、実験により実証できた。

これは、以下のように、マルチパートの金属分割シート間の接合部を構成することによって達成される。
−当接アセンブリ
−接合点上のシール、圧力プレート又は金属片
−複数のＰｅｃｏスタッドでの固定／板金に開口を設けない
−カラムのクランプバーに固定するための連続して滑らかな密封面
−複数の平行な仕切りを有する実施形態もまた可能である。

特に有利には、垂直金属片が仕切り要素の反対側の後側で、ねじ締結に水平に固定され、一方の仕切り要素の上部水平縁部を越えて突出し、他方の仕切り要素の後側に水平に固定された別の垂直金属片によって形成される隙間に相互連結して配置される。その結果、仕切り要素の組み立てが実質的に容易になる。特に、大きなカラム直径の場合には、互いに対する仕切り要素の追加の案内が、ねじ締結の前で、一緒に嵌合される間に提供される。組立中及び組立後の仕切りの安定性もまた増加する。

本発明の有利な構成は、さらなる従属請求項に記載されている。

本発明の例示的な実施形態は、以下により詳細に説明され、図面に示される。

上下に配置された２つの仕切り要素を有する垂直仕切りの垂直断面を示す。 組み立て中に仕切り要素を案内するために、仕切りの後側に追加の金属片が設けられた、図１の構成を示す。 カラム外壁への仕切りの固定点を通る水平断面を示す。

板金製の円筒形外壁１を有するカラムは、相互に整列し、上下に配置された少なくとも２つの垂直仕切り要素２ａ、２ｂを備える垂直仕切り２を用いる少なくとも２つの副領域に細分されている。ここで、仕切り要素２ａは、間隙を形成することなく仕切り要素２ｂに当接している。重要なのは、上部仕切り要素２ａの水平底部１５が下部仕切り要素２ｂの水平頂部１６に当接することと、両方の仕切り要素２ａ、２ｂの側面の当接点に近接して固定された複数のスタッド１９が水平に突出し、少なくとも１つの金属片１７がスタッドに固定され、その金属片１７がカバー片として当接点を密封的に橋渡しすることである。２つの仕切り要素の垂直な縁部／側部が当接してそれらの間に実質的に隙間がない場合も同様である。

金属片１７を貫通するスタッド１９は、各々雄ねじを有し、金属片１７又は圧力片１７を仕切り要素２ａ、２ｂの間の接合部（当接領域）に押し付けるナット２０が、その雄ねじに螺合される。シール片１８（好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はグラファイト製である）が、金属片／圧力片１７の下に配置されている。

図２は、垂直金属片２１、２４が水平に固定され、したがって上部水平縁部２２と仕切りの後側（すなわち、スタッド１９が突出していない壁側のこと）に平行に固定されている実施形態を示す。下部仕切り要素２ｂの後側には、金属片２１が、そこ（後側）に溶接又は接着接合されており、その金属片２１の下部領域が仕切り要素の後側に位置し、上部領域が上部縁部（上部水平縁部）２２の上方に垂直に突出する。この垂直に突出する領域は、さらなる垂直金属片２４によって形成される空間２３内に位置する。垂直金属片２４は、その上部領域が上部仕切り要素２ａの後側に溶接又は接着結合され、その下部領域が、内部空間２３を形成するために仕切り要素の後側から間隔を置いて配置される。

仕切り２は、図３に示すように、カラム外壁１の内側の互いに対向する側のそれぞれに金属片４を溶接することにより固定される。ここで、その金属片はその長手方向に垂直に延びており、カラム外壁１の内側からほぼ直角に突出している。仕切り２がカラム内部チャンバを２つの同一サイズのチャンバに分割する場合、この角度αは９０度である。一方、カラムの内部チャンバ３が、２つ以上の仕切りによって３つ以上のチャンバに分割される場合、その角度αはしばしば９０度と異なる。

金属板としてのそれぞれの仕切り２は、その垂直縁部で金属片４にねじ留めされている。この目的のために、相互に規則的に離間したスタッド６が金属片４に固定される。スタッド６は、ここでは雄ねじ９を備え、仕切り２の開口１０を通って延びており、スタッド６の外端にナット８がねじ込まれて、仕切り２を金属片４上に密封して確実に保持する。仕切り２と金属片４の間にシール片５を挿入することで、シールの信頼性をさらに高めることができる。このシール片は、金属片４の全長及び仕切り２の高さに及んで延在し、スタッドの高さに開口２２を備えており、スタッドが開口を通り抜け可能とする。シール片５は、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン又はグラファイトからなる。

スタッド６を金属片４に固定するために、以下の異なる固定方法が提案される。

第１に、スタッド６は抵抗溶接によって金属片４に溶接することができ、その金属片４に開口部を設ける必要はない。あるいは、金属片４は、雄ねじ付きスタッド６が掛かり合う雌ねじ穴７を備えていてもよい。しかし、スタッドを金属片の穴７に溶接することも可能である。

図１は、１つの仕切り２を示している。カラム内部チャンバ３は、しかしながら、代わりに、２つ以上の仕切り２によって３つ以上の副チャンバに細分されてもよく、それら仕切りは互いに平行に延びている。各仕切り２は２つ以上の部分からなり、個々の仕切り部分が個別の金属板としてのカラムマンホールを通って内部に容易に案内されるように、特にねじ留め継手を介して金属シールシートによって互いに接続されることが好ましい。

１ カラム外壁
２ （垂直）仕切り
２ａ 上部仕切り要素
２ｂ 下部仕切り要素
３ 内部チャンバ
４、１７ 金属片
５ シール片
６ スタッド
７ 雌ねじ穴
８ ナット
９ 雄ねじ
１０ 開口
１５ 水平底部
１６ 水平頂部
１８ シール片
１９ スタッド
２０ ナット
２２ 開口
２２ 上部水平縁部
２３ 空間
２１、２４ 垂直金属片
α 角度

Claims (9)

1. 少なくとも１つの垂直仕切り（２）によって複数のチャンバ（３）に細分された内部チャンバを囲む垂直円筒形のカラム外壁（１）を備える、熱分離及び／又は化学反応を行うためのカラムにおいて、
   −前記仕切り（２）は、同一平面内で互いに上下に配置され、互いに隣接して接触する少なくとも２つの垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）を備え、前記垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）の垂直な前側及び／又は後側は互いに整列し、上部仕切り要素（２ａ）の水平底部（１５）は、下部仕切り要素（２ｂ）の水平頂部（１６）に当接すること、
   −前記垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）の各々は、少なくとも１つのねじ締結（１９、２０）を有し、前記両垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）の当接箇所に近い複数のスタッド（１９）は、水平に突出しており、少なくとも１つの金属片（１７）が前記スタッドに固定されることで、前記金属片（１７）が前記当接箇所を密封して橋渡しすること、及び、
   −前記下部仕切り要素（２ｂ）の反対側の後側に、垂直金属片（２１）が前記垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）に対し平行に固定され、前記金属片は、前記下部仕切り要素（２ｂ）の上部水平縁部（２２）を越えて突出し、前記上部仕切り要素（２ａ）の後側に、前記垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）に対し平行に固定された別の垂直金属片（２４）によって形成される隙間（２３）内に配置されることを特徴とするカラム。
2. 前記両垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）の前記当接箇所を覆うシール片（１８）が、前記垂直仕切り要素（２ａ、２ｂ）と前記金属片（１７）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカラム。
3. 前記複数のスタッド（１９）の各々は、前記金属片（１７）を固定するためのナット（２０）が螺合される雄ねじを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラム。
4. 前記仕切り（２）は、前記カラム外壁（１）の内側の互いに対向する側に固定され、両壁の固定点において、金属片（４）は、その長手方向に垂直に延び、前記カラム外壁の内側から、ほぼ直角に突出するように、前記カラム外壁（１）の内側に締結バーとして溶接されることと、
   前記仕切り（２）の垂直外縁部は、いずれの場合も、各金属片（４）に密封状態でねじ留めされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラム。
5. シール片（５）は、前記金属片（４）と前記仕切り（２）の縁部との間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のカラム。
6. 前記シール片（５、１８）は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はグラファイトからなることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載のカラム。
7. 雄ねじを備える複数のスタッド（６）が、前記金属片（４）の中に、又は上に溶接されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載のカラム。
8. 前記スタッド（６、１９）は、抵抗溶接によって前記金属片（４、１７）に溶接されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカラム。
9. 前記カラム内部チャンバ（３）は、２つ以上の仕切り（２）によって３つ以上の副チャンバに細分されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のカラム。

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