JP6759183B2 - 選択的溶媒を用いる抽出蒸留によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物を分離するための分離装置を有する塔 - Google Patents
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Description
本発明は、選択的溶媒による抽出蒸留（extractive distillation）によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物を分離するための分離用の内部装置（separatory internal）を含む塔（column）、及び前記塔を用いる方法に関する。
抽出蒸留塔は、分離される混合物の成分間の揮発性の差を増加させる選択的溶媒を用いて、炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物を分離するために使用される。分離される混合物及び選択的溶媒は、塔の分離用の内部装置に向流で通され、前記選択的溶媒は、分離される混合物からの前記溶媒がより高い親和性を有する成分を負荷され、負荷選択的溶媒（laden selective solvent）として前記塔の下部から回収され、それに対し、分離される混合物からの前記選択的溶媒がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流として回収され、それは凝縮物を得るために完全に又は部分的に凝縮され、一部は生成物流として回収され、残りは還流として塔へ再導入される。
塔の効率的な操作は、前記還流が、前記選択的溶媒と均一に混合され、均質な組成物の単相の溶液を得るために、その中に溶解されることを必要とする。
本発明の選択的溶媒及び還流の予混合を欠く、すなわち、それらの別々の供給を有する先行技術の塔の場合、２種の液体の溶解及び均質化が、少なくとも部分的に分離用の内部装置の上部で生じ、そのため、前記内部装置は、実際の分離作業に利用できないため、前記塔は、効率性のかなりの損失を被る。したがって、直径４．７０ｍの塔は、選択的溶媒としてのＮ−メチルピロリドンによる、Ｃ4留分（C4 cut）から１，３−ブタジエンを除去するための抽出蒸留において、最大６０％の範囲で効率損失を被る。
上記の問題のために提案されている解決策の例は、２個の液体分配器の互いの上への配置、及び混合される液体流の１種のそれぞれの前記分配器への導入である。これは、前記塔の効率性において、部分的な改善を達成し得るが、付加的な設置高さが犠牲になる。
したがって、本発明の目的は、塔の効率損失又は付加的な設置高さを犠牲にすることなく、還流及び選択的溶媒の非常に優れた混合を確実にする抽出蒸留塔を提供することである。
本目的は、選択的溶媒による抽出蒸留によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物を分離するための分離用の内部装置を含む塔であって、前記塔の上部における前記選択的溶媒の供給、及び前記選択的溶媒の供給の下方での分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物の供給によって、前記選択的溶媒は、前記塔において、分離される前記混合物からの前記溶媒がより高い親和性を有する成分を負荷され、負荷選択的溶媒（laden selective solvent）として前記塔の下部から回収され、それに対して、分離される混合物からの前記選択的溶媒がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流として回収され、
前記頂部流は凝縮物を得るために完全に又は部分的に凝縮され、
一部は生成物流として回収され、残りは還流として前記塔に再導入され、
前記塔は、前記分離用の内部装置の上方の前記塔の領域に、前記選択的溶媒を供給するための第一の実質的に水平な供給管を含み、
前記第一の実質的に水平な供給管は、最狭部に向かって横断面の狭まりを示し、前記管は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記塔は、前記還流を供給するための第二の供給管を含み、前記管は、前記第一の実質的に水平な供給管に、前記横断面の狭まりの最狭部の領域で接続することを特徴とする塔によって達成される。
前記頂部流は凝縮物を得るために完全に又は部分的に凝縮され、
一部は生成物流として回収され、残りは還流として前記塔に再導入され、
前記塔は、前記分離用の内部装置の上方の前記塔の領域に、前記選択的溶媒を供給するための第一の実質的に水平な供給管を含み、
前記第一の実質的に水平な供給管は、最狭部に向かって横断面の狭まりを示し、前記管は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記塔は、前記還流を供給するための第二の供給管を含み、前記管は、前記第一の実質的に水平な供給管に、前記横断面の狭まりの最狭部の領域で接続することを特徴とする塔によって達成される。
抽出蒸留の当業者は、具体的には、動力噴流（motive jet）、この場合は、選択的溶媒流が、気体を吸引し、前記塔の横断面にわたって、前記液体の均一な分布に悪影響を有する気泡を形成し得る懸念があるため、ベンチュリ効果（Venturi effect）を使用する上記形態の前記還流を前記選択的溶媒に混合するための混合装置を使用していないであろう。
しかしながら、驚くべきことに、第一の実質的に水平な供給管における横断面の狭まりの最狭部の領域において、以下のように本質的に説明され得る動的平衡が確立されることが見出された：
前記第一の実質的に水平な供給管を通って流入する前記選択的溶媒の液体噴流の吸引効果は、前記第一の実質的に水平な供給管に、前記横断面の狭まりの最狭部の領域で接続する前記第二の供給管を介して、一定量の気体が吸引されると直ぐに停止する；しかしながら、液体の円柱体（column）が、前記第二の供給管に逆流し、前記吸引効果は、液体の小さい円柱体でさえも、第二の供給管内に構築されると直ぐに再度確立されるので、前記円柱体は極めて迅速に再度除去される。既に吸引されている前記気体は、前記横断面の狭まりの最狭部の下流の激しい乱流に起因して前記液体中に完全に溶解される。
前記第一の実質的に水平な供給管を通って流入する前記選択的溶媒の液体噴流の吸引効果は、前記第一の実質的に水平な供給管に、前記横断面の狭まりの最狭部の領域で接続する前記第二の供給管を介して、一定量の気体が吸引されると直ぐに停止する；しかしながら、液体の円柱体（column）が、前記第二の供給管に逆流し、前記吸引効果は、液体の小さい円柱体でさえも、第二の供給管内に構築されると直ぐに再度確立されるので、前記円柱体は極めて迅速に再度除去される。既に吸引されている前記気体は、前記横断面の狭まりの最狭部の下流の激しい乱流に起因して前記液体中に完全に溶解される。
任意の先行技術の抽出蒸留塔が、本発明に従って使用され得る。大きい塔の直径、具体的には０．５ｍより大きい、又は１．５ｍより大きい場合、塔の直径が増加するとともに、前記還流の前記選択的溶媒との溶解及び均質化が困難になるので、世界規模の塔が好ましい。分離用の内部装置は、具体的にはトレイ（tray）、又はパッキング（packing）で有り得る。パッキングの場合、その上に配置される液体分配器が常に必要である。
前記塔における分離用の内部装置の上に配置される液体分配器を有する場合が有利である。
分離用の内部装置として、トレイの場合、前記トレイの上に配置されるさらなる液体分離器は厳密には必要ではなく、最上部のトレイが、これらはもはや実際の分離目的には利用できないけれども、前記液体分配器の機能を担うことも可能である。
前記液体分配器は、前記液体を、前記塔の横断面にわたって均一に分配し、前記流が、前記液体とは別に、前記塔を通って上方に通過されるような種類の調整（fitting）を含む。使用され得る液体分配器の例は、トラフ分配器、多孔板分配器、ノズル分配器、又は管状（pipe）分配器を含む。
前記還流は、好ましくは分離用の内部装置、具体的にはトレイ上に導入され、上昇する蒸気から前記溶媒を除去する（scrub out）。
前記２種の液体流の混合は、密度及び粘度における差が大きいほど、いっそう困難になる。これは、具体的には約３％〜５％より大きい密度の差、及び約５０％より大きい粘度の差の場合に当てはまる。
例えば、いわゆるラフィネート１、すなわち本質的にブタン及びブテンを含む混合物の、選択的溶媒としてのＮ−メチルピロリドン及び８．３質量％の水との混合において、両液体が、密度（ＮＭＰ／水＝１．０１４ｋｇ／ｍ3対ラフィネート１＝５７２ｋｇ／ｍ3）、及び粘度（ＮＭＰ／水＝１．１７９ｍＰａ・ｓ対ラフィネート１＝０．１４ｍＰａ・ｓ）の観点から顕著に異なるため、問題が生じる。
最狭部に向かって横断面の狭まり、及び隣接する広がりを含む前記第一の実質的に水平な供給管の具体的な構造は、周知のベンチュリ効果を利用し、すなわち前記構造は局所的に上昇した速度を発生させ、これにより、第二の液体流が、前記横断面の狭まりの最狭部の領域に配置された第二の供給管を介して、すなわち前記構造の供給ポンプ又は静圧の必要なしに、吸引される。このようにベンチュリ効果を利用することで、可動部の使用なしに、且つ静圧の適用のために必要であろう付加的な設置高さなしに、液体流の完全な混合を達成することが可能となる。
ここで、前記第一の供給管は、前記塔に実質的に水平に配置されるが、これは、製作、及び設置に依存する要因による水平からの５°以下、又は１０°以下の小さい偏差も包含される意味として理解される。
前記横断面の狭まりの上流の前記第一の実質的に水平な供給管の横断面の、前記横断面の狭まりの前記最狭部での前記第一の水平な供給管の横断面に対する比は、前記横断面の狭まりの前記最狭部での前記第一の実質的に水平な供給管の内部の圧力が、前記横断面の狭まりの前記最狭部の直近位の（immediately proximal）前記第一の実質的に水平な供給管の外部の圧力よりも高くなるように選択される場合が有利である。
さらに、前記横断面の狭まりの上流の前記第一の実質的に水平な供給管の直径が、前記横断面の狭まりの上流の前記第一の実質的に水平な供給管における流速が、０．１〜５．０ｍ／ｓの範囲、好ましくは０．３〜１．５ｍ／ｓの範囲になるように選択されることが好ましい。
前記第一の実質的に水平な供給管の構造は、好ましくは前記横断面の狭まりが、前記第一の実質的に水平な供給管の直径の４倍以下、好ましくは３倍以下の長さにわたり、前記横断面の狭まりの最狭部の下流の広がりが、前記第一の実質的に水平な供給管の直径の０．１倍〜前記第一の実質的に水平な供給管の直径の１５倍の長さにわたるように選択される。
前記第一の実質的に水平な供給管の具体的な構造は、その設置コストをできるだけ低くするため、前記管の最小の長さを達成することを目指すものである。
有利な一構造において、前記第一の実質的に水平な供給管に、前記横断面の狭まりの最狭部の領域で接続する前記第二の供給管は、好ましくは、前記管中に、前記第二の供給管の直径の０．１〜０．８倍の突出深さまで、好ましくは前記第二の供給管の直径の０．１５〜０．７５倍の突出深さまで突出する。
この前記第二の供給管の好ましい構造は、前記第一の実質的に水平な管の横断面にわたる混合において、付加的な改善を達成する。前記実質的に水平な管中に突出する前記第二の供給管が、前記第二の供給管の長手軸に対して、４°〜６５°の範囲の角度で傾斜して終端している場合がさらに好ましい。
このさらに好ましい構造は、第二の供給管の末端での増幅された剥離渦（separation vortex）、及び全体でより強力な吸引効果（aspiratory effect）に起因して、前記第一の実質的に水平な管の横断面にわたる混合において、さらなる改善を達成する。
さらに改善された実施形態において、前記第一の実質的に水平な供給管は、その中に、前記横断面の狭まりの最狭部の下流で、前記管の長手軸に対して実質的に横方向に、前記管の横断面を部分的に遮る、実質的に平面の静的混合要素を配置している。
この場合、提供される前記静的混合要素は、実質的に平面である、すなわち、前記第一の本質的に水平な供給管の長手方向におけるその寸法が、その２方向の他の寸法と比較して無視できるほどであるものとする。
前記実質的に平面の静的混合要素は、前記第一の実質的に水平な供給管の横断面を部分的に遮るものであり、好ましくはその５〜５０％の範囲を遮る。
前記実質的に平面の静的混合要素は、好ましくは前記第一の実質的に水平な供給管の前記最狭横断面の位置から、前記最狭横断面の位置での前記第一の実質的に水平な供給管の直径の少なくとも２倍まで、間隔を空けて配置されている。
前記静的混合要素が、前記第一の実質的に水平な供給管の横断面に偏心して配置され、前記管の内壁と接触しているか、又はその前記壁に近接しているが、前記第一の実質的に水平な供給管の上部においては、前記管の前記内壁から間隔を空けて配置されている場合が有利である。
前記第一の実質的に水平な供給管に偏心して配置された前記静的混合要素は、環帯(annulus）状である場合が好ましい。
さらに好ましい実施形態において、前記第一の実質的に水平な供給管に偏心して配置された前記静的混合要素は、頂部で開口している環帯状であり、前記環帯は、好ましくは前記内壁の上部において支持体によって前記内壁に固定されている。
本発明はまた、塔において、選択的溶媒による抽出蒸留によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物を分離する方法であって、前記塔の上部における前記選択的溶媒の供給、及び前記選択的溶媒の供給の下方での分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物の供給によって、前記選択的溶媒は、前記塔において、分離される前記混合物からの前記溶媒がより高い親和性を有する成分を負荷され、負荷選択的溶媒として前記塔の下部から回収され、それに対し、分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物からの前記選択的溶媒がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流として回収され、前記頂部流は凝縮物を得るために完全に又は部分的に凝縮され、一部は生成物流として回収され、残りは還流として前記塔に再導入され、
前記選択的溶媒を、前記分離用の内部装置の上方の前記塔の上部領域へ、第一の実質的に水平な供給管を介して供給し、前記第一の実質的に水平な供給管は、最狭部に向かって横断面の狭まりを示し、前記管は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記還流を、前記第一の実質的に水平な供給管に前記横断面の狭まりの最狭部で接続する第二の供給管を介して供給することを特徴とする方法も提供する。
前記選択的溶媒を、前記分離用の内部装置の上方の前記塔の上部領域へ、第一の実質的に水平な供給管を介して供給し、前記第一の実質的に水平な供給管は、最狭部に向かって横断面の狭まりを示し、前記管は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記還流を、前記第一の実質的に水平な供給管に前記横断面の狭まりの最狭部で接続する第二の供給管を介して供給することを特徴とする方法も提供する。
本発明に従う方法は、好ましくはＮ−メチルピロリドン、又はその水、ジメチルホルムアミド及びアセトニトリルとの混合物から選択される選択的溶媒による、ブタン及び／又はブテン及び／又は１，３−ブタジエンを得るためのＣ4留分の抽出蒸留であるか、又はベンゼン及び／又はトルエン及び／又はキシレンを得るための芳香族含有混合物の抽出蒸留である。
本発明を、以下に図面及び実施例を用いて、さらに詳細に説明する。
図面において、具体的には、
図１は、本発明に従う塔の好ましい実施形態の概略図を示し、
図２は、第一の供給管のための好ましい実施形態の概略図を示し、前記管は、前記塔に実質的に水平に配置され、前記第一の実質的に水平な供給管における前記横断面の狭まりの前記最狭部の領域にあり、且つ前記第一の実質的に水平な供給管における前記横断面の狭まりの前記最狭部の下流に、静的混合要素を有し、
図３Ａ及び３Ｂは、静的混合要素の好ましい実施形態の例を示す。
図１は、本発明に従う塔の好ましい実施形態の概略図を示し、
図２は、第一の供給管のための好ましい実施形態の概略図を示し、前記管は、前記塔に実質的に水平に配置され、前記第一の実質的に水平な供給管における前記横断面の狭まりの前記最狭部の領域にあり、且つ前記第一の実質的に水平な供給管における前記横断面の狭まりの前記最狭部の下流に、静的混合要素を有し、
図３Ａ及び３Ｂは、静的混合要素の好ましい実施形態の例を示す。
図１は、炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物１の抽出蒸留を実行するための本発明の塔Ｋの好ましい実施形態を示し、前記混合物を選択的溶媒２に対して向流で、前記内部装置の上方に配置された液体分配器Ｆを有する分離用の内部装置Ｅに流すことにより、前記選択的溶媒２は、前記塔Ｋにおいて、分離される前記混合物からの前記溶媒がより高い親和性を有する成分を負荷され、負荷選択的溶媒３として前記塔の下部から回収され、それに対し、分離される混合物からの前記選択的溶媒２がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流４として回収され、前記頂部流は凝縮物５を得るために凝縮され、一部は生成物流６として回収され、残りは還流７として前記塔Ｋに再導入される。
前記選択的溶媒２は、前記塔中に、前記内部装置Ｅ及び前記液体分配器Ｆの上方の実質的に水平な供給管Ｒ１を介して供給される。前記実質的に水平な供給管Ｒ１は、ベンチュリ効果を誘導する形状、すなわち、前記供給管Ｒ１は、最狭部に向かって横断面の狭まりを有し、その後は前記管が再度広くなる形状を有し、前記還流７は、前記横断面の狭まりの最狭部の領域に、供給ポンプ又は静圧の必要なく、第二の供給管Ｒ２から吸引される。
図２の概略図は、前記還流７を前記選択的溶媒２の中へ混合するための本発明の必須の混合要素を説明する：前記選択的溶媒２は、最狭横断面Ｖに向かって横断面の狭まりを示し、その後に再度広くなる第一の供給管Ｒ１を介して供給される。前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域において、前記第二の供給管Ｒ２が配置され、それを通じて、前記還流７が通過し、前記選択的溶媒の前記流２中に混合される。示された好ましい実施形態は、静的ミキサー（static mixer）Ｍが、前記横断面の狭まりの最狭部の下流に、前記第一の供給管Ｒ１を通る主流方向に対して横方向に配置される場合、混合品質（mixing quality）において、さらなる改善を達成する。
静的ミキサーＭのための好ましい幾何学的形状（geometric configuration）は、図３Ａ及び３Ｂに示される：図３Ａにおいては、頂部で開口しており、前記管Ｒ１の下部内壁と接触している環帯状で、図３Ｂにおいては、偏心して配置された環帯状であり、同様に第一の供給管Ｒ１の下部内壁と接触しているが、前記管の上部内壁から間隔を空けて配置され、支持体によってそこに固定されている環帯状で示される。
［実施例］
５．３３ｍの内径を有する抽出蒸留塔Ｋ中に、１０１３．７ｋｇ／ｍ3の密度及び１．１７９ｍＰａ・ｓの粘度を有するＮ−メチルピロリドン／水混合物を含む選択的溶媒２の流を、前記分離用の内部装置Ｅの上方に、４１７ｔ／ｈの質量流速（mass flow rate）で供給する。２２ｔ／ｈの質量流速で導入される前記還流７は、５７２．１ｋｇ／ｍ3の密度及び０．１４ｍＰａ・ｓの粘度を有するブタン及びブテンの混合物を含む。
５．３３ｍの内径を有する抽出蒸留塔Ｋ中に、１０１３．７ｋｇ／ｍ3の密度及び１．１７９ｍＰａ・ｓの粘度を有するＮ−メチルピロリドン／水混合物を含む選択的溶媒２の流を、前記分離用の内部装置Ｅの上方に、４１７ｔ／ｈの質量流速（mass flow rate）で供給する。２２ｔ／ｈの質量流速で導入される前記還流７は、５７２．１ｋｇ／ｍ3の密度及び０．１４ｍＰａ・ｓの粘度を有するブタン及びブテンの混合物を含む。
［比較例］
比較のため、前記抽出蒸留塔Ｋは、その中に前記分離用の内部装置Ｅの上方に配置された市販の多孔板液体分配器を有する。前記開口面における前記液体分配器からの液体の配給のため、以下に定義したような混合品質Ｘmax／Ｘavは、６．８の値を有する。
比較のため、前記抽出蒸留塔Ｋは、その中に前記分離用の内部装置Ｅの上方に配置された市販の多孔板液体分配器を有する。前記開口面における前記液体分配器からの液体の配給のため、以下に定義したような混合品質Ｘmax／Ｘavは、６．８の値を有する。
混合品質を報告する場合、現在、Ｘmaxは、流７の質量画分のための測定ゾーンにおける最高値を記載する。
それに対して、Ｘavは、流７の質量画分のための測定ゾーンにおける平均値、すなわち、完全な混合の場合の全測定ゾーンで見られる値を記載する。
それに対して、Ｘavは、流７の質量画分のための測定ゾーンにおける平均値、すなわち、完全な混合の場合の全測定ゾーンで見られる値を記載する。
混合品質は、前記比Ｘmax／Ｘavで定義される。したがって、混合品質は、理想的な混合の場合、１である。
前記比Ｘmin／Ｘavは、同様に、すなわち、いずれの場合にも前記流７の質量画分のための、前記測定ゾーンにおける最低値の前記測定ゾーンにおける平均値に対する比として定義される。
［発明の実施例］
［実施例１］
前記分離用の内部装置Ｅの上方に備え付けられた混合装置は、第一の実質的に水平に配置され、最狭部（Ｖ）に向かって横断面の狭まりを示す供給管Ｒ１であり、前記管は、その後再度広くなる。前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域において、第二の供給管Ｒ２は、それと接続し、第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の中へ部分的に突出し、且つ傾斜した末端を有する。
［実施例１］
前記分離用の内部装置Ｅの上方に備え付けられた混合装置は、第一の実質的に水平に配置され、最狭部（Ｖ）に向かって横断面の狭まりを示す供給管Ｒ１であり、前記管は、その後再度広くなる。前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域において、第二の供給管Ｒ２は、それと接続し、第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の中へ部分的に突出し、且つ傾斜した末端を有する。
具体的な寸法は以下の通りである：
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の直径＝３０４．８ｍｍ、
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の横断面の狭まりは、前記管の長手方向に１５０ｍｍの長さに及び、
前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域は、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の長手方向に７５ｍｍに及び、
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の最狭部Ｖでの直径＝１３０ｍｍ、
隣接する、３０４．８ｍｍの元の直径への広がりは、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の４８０ｍｍの長さに及ぶ。
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の直径＝３０４．８ｍｍ、
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の横断面の狭まりは、前記管の長手方向に１５０ｍｍの長さに及び、
前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域は、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の長手方向に７５ｍｍに及び、
前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の最狭部Ｖでの直径＝１３０ｍｍ、
隣接する、３０４．８ｍｍの元の直径への広がりは、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の４８０ｍｍの長さに及ぶ。
前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの領域において、５０．８ｍｍの内径を有する第二の供給管Ｒ２が、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の中へ、上流側の末端で４９．２ｍｍの突出深さに、下流側の末端で２９．２ｍｍの突出深さに突出し、すなわち、前記第二の供給管Ｒ２は、傾斜している。
以下の前記混合品質値が、前記横断面の狭まりの最狭部Ｖの下流側の末端の２ｍ下流の距離で、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の横断面として定義された測定ゾーンにおいて測定される：
Ｘmax／Ｘavは、１．０９に等しく、
Ｘmin／Ｘavは、０．８５に等しい。
Ｘmax／Ｘavは、１．０９に等しく、
Ｘmin／Ｘavは、０．８５に等しい。
［実施例２］
実施例２の配置は、さらに、供給管Ｒ１及びＲ２の下流に配置された、図３Ｂにおける概略図に相当する静的混合要素Ｍを有すること以外は、実施例１における配置と同様であり、前記静的混合要素Ｍは、偏心して配置された環状で、鋼板から作られ、厚さ４ｍｍ、外径２６０ｍｍ、内径２００ｍｍであり、前記環は、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の下部内壁と接触しており、且つ前記管の上部内壁に、２個の支持体によって固定されている。
実施例２の配置は、さらに、供給管Ｒ１及びＲ２の下流に配置された、図３Ｂにおける概略図に相当する静的混合要素Ｍを有すること以外は、実施例１における配置と同様であり、前記静的混合要素Ｍは、偏心して配置された環状で、鋼板から作られ、厚さ４ｍｍ、外径２６０ｍｍ、内径２００ｍｍであり、前記環は、前記第一の実質的に水平な供給管Ｒ１の下部内壁と接触しており、且つ前記管の上部内壁に、２個の支持体によって固定されている。
この場合に測定される前記混合品質は、Ｘmax／Ｘavが１．０２、Ｘmin／Ｘavが０．９９である。
［流］
１ 炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物
２ 選択的溶媒
３ 負荷選択的溶媒
４ 頂部流
５ 凝集物
６ 生成物流
７ 還流
１ 炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物
２ 選択的溶媒
３ 負荷選択的溶媒
４ 頂部流
５ 凝集物
６ 生成物流
７ 還流
［装置、及び装置の部品］
Ｋ 塔
Ｅ 分離用の内部装置
Ｆ 液体分配器
Ｒ１ 第一の実質的に水平な供給管
Ｒ２ 第二の供給管
Ｖ 横断面の狭まりの最狭部
Ｋ 塔
Ｅ 分離用の内部装置
Ｆ 液体分配器
Ｒ１ 第一の実質的に水平な供給管
Ｒ２ 第二の供給管
Ｖ 横断面の狭まりの最狭部
Claims (15)
- 選択的溶媒（２）による抽出蒸留によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物（１）を分離するための分離用の内部装置（Ｅ）を含む塔（Ｋ）であって、
前記塔の上部における前記選択的溶媒（２）の供給、及び前記選択的溶媒（２）の供給の下方での分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物（１）の供給によって、前記選択的溶媒（２）は、前記塔（Ｋ）において、分離される前記混合物（１）からのより高い親和性を有する成分を付加され、付加選択的溶媒（３）として前記塔の下部から回収され、
それに対して、分離される混合物からの前記選択的溶媒（２）がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流（４）として回収され、
前記頂部流（４）は凝縮物（５）を得るために完全に又は部分的に凝縮され、
一部は生成物流（６）として回収され、残りは還流（７）として前記塔（Ｋ）に再導入され、
前記塔は、前記分離用の内部装置（Ｅ）の上方の前記塔の領域に、前記選択的溶媒を供給するための第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）を含み、
前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）は、最狭部（Ｖ）に向かって横断面の狭まりを示し、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記塔は、前記還流（７）を供給するための第二の供給管（Ｒ２）を含み、前記第二の供給管（Ｒ２）は、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）に、前記横断面の狭まりの最狭部（Ｖ）の領域で接続することを特徴とする塔（Ｋ）。 - 前記塔（Ｋ）における分離用の内部装置（Ｅ）の上方に配置された液体分配器（Ｆ）を有する請求項１に記載の塔（Ｋ）。
- 前記塔が、０．５ｍ超の直径を有する請求項１又は２に記載の塔（Ｋ）。
- 前記塔が、１．０ｍ超の直径を有する請求項１又は２に記載の塔（Ｋ）。
- 前記横断面の狭まりの上流の前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）の直径が、前記横断面の狭まりの上流の前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）における流速が、０．１〜５．０ｍ／ｓの範囲になるように選択される請求項１〜４のいずれか１項に記載の塔（Ｋ）。
- 前記横断面の狭まりの最狭部（Ｖ）の領域で前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）に接続する前記第二の供給管（Ｒ２）が、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）中に、前記第二の供給管（Ｒ２）の直径の０．１〜０．８倍の突出深さまで突出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の塔（Ｋ）。
- 前記第一の実質的に水平な管中に突出する前記第二の供給管が、前記第二の供給管の長手軸に対して、４°〜６５°の範囲の角度で傾斜して終端している請求項６に記載の塔（Ｋ）。
- 前記第一の実質的に水平な供給管が、その中に、前記横断面の狭まりの最狭部の下流で、前記第一の実質的に水平な供給管の長手軸に対して実質的に横方向に、前記第一の実質的に水平な供給管の横断面を部分的に遮る静的混合要素（Ｍ）を配置している請求項１〜７のいずれか１項に記載の塔（Ｋ）。
- 前記静的混合要素（Ｍ）が、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）における前記最狭横断面の位置（Ｖ）から、前記最狭横断面の位置（Ｖ）での前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）の直径の少なくとも２倍、間隔を空けて配置されている請求項８に記載の塔（Ｋ）。
- 前記静的混合要素（Ｍ）が、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）の横断面に偏心して配置され、且つ前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）の内壁と接触しているか、又はその前記壁に近接しているが、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）の上部においては、前記管の前記内壁から間隔を空けて配置されている請求項８又は９に記載の塔（Ｋ）。
- 前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）に偏心して配置された前記静的混合要素（Ｍ）が、環帯状である請求項１０に記載の塔（Ｋ）。
- 前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）に偏心して配置された前記静的混合要素（Ｍ）が、頂部で開口している環帯状である、請求項１１に記載の塔（Ｋ）。
- 前記環帯は、前記内壁の上部において支持体によって前記内壁に固定されている、請求項１１に記載の塔（Ｋ）。
- 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の塔（Ｋ）において、選択的溶媒（２）による抽出蒸留によって炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物（１）を分離する方法であって、
前記塔の上部における前記選択的溶媒（２）の供給、及び前記選択的溶媒（２）の供給の下方での分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物（１）の供給によって、前記選択的溶媒（２）は、前記塔（Ｋ）において、分離される前記混合物（１）からのより高い親和性を有する成分を付加され、付加選択的溶媒（３）として前記塔の下部から回収され、
それに対し、分離される前記炭化水素及び／又は炭化水素誘導体の混合物（１）からの前記選択的溶媒（２）がより低い親和性を有する成分は、蒸気相に残存し、頂部流（４）として回収され、
前記頂部流（４）は凝縮物（５）を得るために完全に又は部分的に凝縮され、
一部は生成物流（６）として回収され、残りは還流（７）として前記塔に再導入され、
前記選択的溶媒（２）を、前記分離用の内部装置（Ｅ）の上方の前記塔の上部領域へ、第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）を介して供給し、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）は、最狭部（Ｖ）に向かって横断面の狭まりを示し、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）は、横断面の狭まりの下流で再度広くなり、
前記還流（７）を、前記第一の実質的に水平な供給管（Ｒ１）に前記横断面の狭まりの最狭部（Ｖ）で接続する第二の供給管（Ｒ２）を介して供給することを特徴とする方法。 - 前記方法が、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルピロリドンと水との混合物、ジメチルホルムアミド及びアセトニトリルから選択される選択的溶媒による、ブタン及び／又はブテン及び／又は１，３−ブタジエンを得るためのＣ4留分の抽出蒸留であるか、又はベンゼン及び／又はトルエン及び／又はキシレンを得るための芳香族含有混合物の抽出蒸留である請求項１４に記載の方法。
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