JPH022601B2 - - Google Patents

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JPH022601B2
JPH022601B2 JP57205627A JP20562782A JPH022601B2 JP H022601 B2 JPH022601 B2 JP H022601B2 JP 57205627 A JP57205627 A JP 57205627A JP 20562782 A JP20562782 A JP 20562782A JP H022601 B2 JPH022601 B2 JP H022601B2
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JP
Japan
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tray
tower
buttful
curtain
column
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JP57205627A
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JPS5995903A (ja
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Toshio Yamato
Tsutomu Ooba
Tsunetoshi Kabata
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA000441109A priority patent/CA1224406A/en
Priority to FR8318641A priority patent/FR2536296B1/fr
Priority to DE19833342324 priority patent/DE3342324A1/de
Priority to GB08331393A priority patent/GB2130499B/en
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Publication of JPH022601B2 publication Critical patent/JPH022601B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/24—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with sloping plates or elements mounted stepwise
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/783—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by gas-liquid treatment, e.g. by gas-liquid absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバツフル・トレイ塔に関し、より詳し
くは、ガス吸収、又は蒸留の如き気液接触操作に
適用されるバツフル・トレイ塔に関する。
従来、ガス吸収、又は蒸留等に適用される気液
接触装置として、充填塔乃至棚段塔が用いられて
いる。
充填塔は一般に塔径が小さい場合に効率がよ
く、塔径が大きくなると効率が下るためスケー
ル・アツプが難しく、所要充填高さが経験的に決
められる必要がある等の欠点があり、大口径の塔
では主として所要理論段数の少ない場合に限つて
利用されている。
一方、棚段塔では、スケール・アツプの方法が
確立されていて、安心して採用され得るというメ
リツトがあるものの、一般に圧力損失が大きいと
いう欠点がある。更に棚段塔の場合、液体が接触
し難い壁部等で、ポリマーが成長する虞が多く、
重合し易い不飽和化合物の精留に適用した場合、
短期間毎にメインテナンスを行なう必要があつ
た。
尚、一般に知られている従来のバツフル・トレ
イ塔では、構造上圧力損失を低くし得るものの、
隣接段のバツフル・トレイとの間のカーテン部全
体に拡がつた状態で気体流が通過するため、気体
と液体とが効果的に接触され難い（接触効率が低
い）故、従来のバツフル・トレイ塔は主として加
熱、冷却等の伝熱操作、煤埃の捕集用等に使用さ
れてきたものの、ガス吸収又は蒸留には殆んど使
用されなかつた。
尚、従来のバツフル・トレイ塔において、仮に
カーテン部における気体の流速を増大させれば
（換言すればバツフル・トレイ間の間隔、或は塔
径を小さくしてカーテン部ガス流速を大きくすれ
ば）接触効率乃至段効率は改善され得るものの、
ウインドウ部流速が大きくなつて圧力損失が大き
くなつてしまう。
本発明は前記した点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、液体と気体との接
触効率が高く、且つ圧力損失の少ない気液接触用
のバツフル・トレイ塔を提供することにある。
この目的は、筒状のバツフル・トレイ塔本体
と、塔本体内に配設された複数段のバツフル・ト
レイ手段と、バツフル・トレイ手段間に形成され
るカーテン部を、主として気体が通過する上側カ
ーテン部と主として液体が通過する下側カーテン
部とに上下に画成すべく、塔本体内に配設された
仕切板とを有するバツフル・トレイ塔によつて達
成される。
本発明の別の目的は、ポリマーの生じ易い不飽
和化合物の蒸留、吸収を長期間確実に行ない得る
バツフル・トレイ塔を提供することにある。
この目的は、前記の如く構成されたバツフル・
トレイ塔によつて、又はより好ましくは前記バツ
フル・トレイ手段が、該バツフル・トレイ手段と
塔本体とによつて規定されるウインドウ部側程低
くなるように傾斜した上面を有するバツフル・ト
レイ塔によつて達成される。
次に本発明による好ましい第一具体例のバツフ
ル・トレイ塔１を第１図乃至第３図に基づいて説
明する。
第１図乃至第３図中、２は円筒状のバツフル・
トレイ塔本体であり、鉛直方向に伸延した塔本体
２の塔頂部３には液体導入口４及び気体送出口５
が形成されており、塔本体２の塔底部６には液体
送出口７及び気体導入口８が形成されている。
９，１０，１１，１２，１３はバツフル・トレ
イ手段としてのバツフル・トレイであり、バツフ
ル・トレイ９，１０，１１，１２，１３は夫々円
孤状の縁部で塔本体２の内壁１４に密接した半円
形状の板からなる。バツフル・トレイの段数は塔
１の処理目的に応じて決められる。各バツフル・
トレイ９，１０，１１，１２，１３は実質的に水
平に且つ上下方向に等間隔に配設されている。第
１図に図示されたトレイ９乃至１３のうち第三段
目のトレイ１１及び第五段目のトレイ１３は第一
段目のトレイ９の丁度真下に位置しており、第二
段目のトレイ１０及び第四段目のトレイ１２は、
第一段目のトレイ９と塔本体２の内壁１４とによ
つて規定された半円形の第一のウインドウ部１５
の丁度真下に位置している。第三段目のトレイ１
１と相補的な半円形の第三のウインドウ部１６及
び第五段目のトレイ１３と相補的な第五のウイン
ドウ部１７は第一のウインドウ部１５の丁度真下
に位置しており、第二段目のトレイ１０と相補的
な半円形の第二のウインドウ部１８及び第四段目
のトレイ１２と相補的な半円形の第四のウインド
ウ部１９は第一段目のトレイ９の丁度真下に位置
している。
バツフル・トレイの段数は蒸留乃至吸収される
べき液体乃至気体の種類等に応じて適宜選択され
るが、奇数段目のバツフル・トレイと偶数段目の
バツフル・トレイに相補的なウインドウ部とは実
質的に同一形状であり且つ丁度上下に重なり合う
位置に位置する。換言すれば、偶数段目のバツフ
ル・トレイと奇数段目のバツフル・トレイに相補
的なウインドウ部とは実質的に同一形状であり且
つ丁度上下に重なり合う位置に位置する。
２０，２１は塔頂部３近傍から塔底部６近傍ま
で塔本体２の内壁１４に沿つて鉛直方向に伸延し
たカーテン巾調節板であり、カーテン巾調節板２
０，２１は上下方向に隣接したトレイ９，１０、
トレイ１０，１１、トレイ１１，１２、トレイ１
２，１３によつて上下縁が規定されたカーテン部
２２，２３，２４，２５の水平方向の長さ、すな
わち巾Ａを規定すると共に、バツフル・トレイ
９，１０，１１，１２，１３をその直線状縁部２
６，２７，２８，２９，３０で支持すべく構成さ
れている。
３１，３２，３３，３４は夫々カーテン部２
２，２３，２４，２５を上側カーテン部３５，３
６，３７，３８及び下側カーテン部３９，４０，
４１，４２に画成している仕切板であり、仕切板
３１，３２，３３，３４は夫々カーテン部２２，
２３，２４，２５の上下方向の中間部を横断する
ように両端でカーテン巾調節板２０，２１に固定
されている。
この仕切板３１乃至３４は、夫々、該仕切板３
１乃至３４がない従来のバツフル・トレイ塔の場
合には不可避であつたカーテン部２２乃至２５の
上下方向の中央部にあたる接触効率の悪い部分を
なくしている。
この明細書において、カーテン部２２，２３，
２４，２５とは、ある段のバツフル・トレイ９，
１０，１１，１２と該バツフル・トレイ９，１
０，１１，１２よりも一段下に位置しており該バ
ツフル・トレイ９，１０，１１，１２の直線状縁
部２６，２７，２８，２９から流下する液体を受
けとるバツフル・トレイ１０，１１，１２，１３
とによつて上下縁が規定され、且つ直線状縁部２
６，２７，２８，２９を通る実質的に鉛直な乃至
鉛直に近い平面状空間部を指す。このカーテン部
２２，２３，２４，２５は、両側縁部がカーテン
巾調節板２０，２１によつて規定されてなり、カ
ーテン部面積は、接触されるべき気体及び液体の
通過可能な最大断面積に対応する。
下側カーテン部３９，４０，４１，４２は、主
として液体が通過する領域であり、下側カーテン
部の面積、即ち、下側カーテン部高さB2及びカ
ーテン巾Ａは、接触されるべき液体の流量に応じ
て適当な大きさに設定される。カーテン巾Ａを変
えるためには、カーテン巾調節板２０，２１を巾
の異なる別の板と取り換えてもよいが、各カーテ
ン巾調節板２０，２１を例えば、巾方向の一部が
重なり合つた少なくとも二枚の板状部材で構成
し、該少なくとも二枚の板状部材の巾方向の相対
位置を変える（重複部の巾を変える）ことによつ
てカーテン巾を調整するようにしてもよい。尚、
上側カーテン部の巾と下側カーテン部の巾とを独
立に調整するようにしてもよい。
上側カーテン部３５，３６，３７，３８は主と
して気体が通過する領域であり、上側カーテン部
の高さB1、換言すれば面積（巾Ａ×高さB1）
は、接触されるべき気体の流量に応じて適当な大
きさに設定される。尚、気体の一部は下側カーテ
ン部３９，４０，４１，４２をも通過し得る故、
気体の流量に応じて下側カーテン部の高さB2換
言すれば面積（巾Ａ×高さB2）も考慮され、全
体としてカーテン部有効面積（巾Ａ×高さ（B1
＋B2））が適当な大きさに選ばれる。
カーテン部の巾が実質的に規定されていると仮
定した場合、上側及び下側カーテン部の面積は、
仕切板３１，３２，３３，３４の上縁部及び下縁
部の位置、換言すれば仕切板３１乃至３４の巾乃
至高さＣ及び位置を気体の流量に応じて調整する
ことにより、適当な値に設定される。上側及び下
側カーテン部の面積を変えるためには、仕切板乃
至カーテン面積調節板３１，３２，３３，３４の
上下方向の取付位置を変えるか又は該板３１乃至
３４を巾Ｃの異なる別の板と取り換えてもよい
が、各仕切板３１乃至３４を、巾方向の一部が重
なり合つた少なくとも二枚の板状部材で構成し、
該少なくとも二枚の板状部材の巾方向の相対位置
を変える（重複部の巾を変える）ことによつて仕
切板３１乃至３４の巾Ｃを変え、上側及び下側カ
ーテン部のうちの少なくとも一方の面積を変える
ようにしてもよい。
以上の如く、仕切板３１乃至３４を有している
ために、バツフル・トレイ塔１では、液体及び気
体の流量に応じて、例えば低操業から高操業まで
の広範な操業領域において効率よく運転され得
る。
なお、仕切板及びトレイを直接塔本体に固定す
る場合はカーテン巾調節板は設けなくてもよい。
また、例えば、バツフル・トレイの段数が多い
場合、カーテン部の一部には仕切板を設けなくて
もよい。
尚、バツフル・トレイ塔１において、カーテン
部を通過する気体乃至蒸気の流速は、常圧の系の
場合通常２乃至10ｍ／sec、減圧系の場合通常３
乃至20ｍ／secであるが、圧力損失を低く保ち、
接触効率を高く保つためには、好ましくは、常圧
の系の場合通常３乃至６ｍ／sec、減圧の系の場
合通常３乃至15ｍ／secである。
尚、例えば段数の多いバツフル・トレイ塔１等
で減圧蒸留を行なう場合、上側カーテン部３５，
３６，…等の高さは、塔頂部に近い所程高くし
（即ち上側カーテン面積を大きく）、下に行く程低
く（即ち上側カーテン面積を小さく）するのが好
ましい。また、下側カーテン部３９，４０，…等
の高さも相互に異なつていてもよい。この場合、
同一塔内での液体及び気体の流量比の変化（塔頂
〜塔底）に対応して効率の良い運転が可能とな
る。
最下段のバツフル・トレイ１３と塔底部６との
間にも、同様な仕切板４３が配設されていてもよ
い。その場合、この仕切板は下縁部が塔底部液面
下に達していてもよい。
前記の如く構成された本発明による好ましい第
一具体例のバツフル・トレイ塔１を吸収塔として
用いた場合の塔１の操作及び動作について説明す
る。
塔頂部３の導入口４から塔本体２内に導入され
た液体は、最上段のバツフル・トレイ９に落下
し、トレイ９上の液体はトレイ９の縁部２６から
ウインドウ部１５を通つて全体としてカーテン状
の薄膜、糸、乃至液滴流の形態でＤ方向に第二段
目のバツフル・トレイ１０上に落下する。トレイ
１０上の液体はトレイ１０の縁部２７から下側カ
ーテン部３９及びウインドウ部１８を通つて全体
としてカーテン状の薄膜、糸、乃至液滴流の形態
でＥ方向に第三段目のバツフル・トレイ１１上に
落下する。液体は以下同様にカーテン状の薄膜、
糸、乃至液滴流の形態で下側カーテン部４０，４
１，４２及び隣接ウインドウ部１６，１９，１７
を通つてＤ乃至Ｅ方向にトレイ１２，１３に落下
し、最後にトレイ１３から塔底部６に落下して送
出口７から取り出される。
尚液体がトレイの縁部全巾にわたつて一様に流
れるように、トレイ上面に縁部まで伸びる多数の
平行な細溝を設けておいてもよい。
一方、塔底部６の導入口８から塔本体２内に導
入された気体は、トレイ１３の下の半円柱状の空
間４４を上方に流れた後、カーテン部４５をＦ方
向に通つてトレイ１２の下方の半円柱状の空間４
６に入り、トレイ１３からの液体のＤ方向の流れ
と接触し、塔本体２の内壁１４により上方に方向
転換せしめられながらウインドウ部１７を通り、
空間４６を上方に流れ、その後、空間４６から上
側カーテン部３８をＧ方向に通つてトレイ１１の
下方の半円柱状の空間４７に入る。空間４７にＧ
方向に流入した気体は、トレイ１２からＥ方向に
流下する液体と接触した後、塔本体２の内壁１４
により上方に方向転換せしめられながらウインド
ウ部１９を通り空間４７を上方に流れ、更に空間
４７から上側カーテン部３７をＦ方向に通過して
トレイ１１からＤ方向に流下する液体と接触し、
ウインドウ部１６に達する。ウインドウ部１６を
上方に流れた気体は、同様にトレイ１０の下方の
半円柱状の空間４８、上側カーテン部３６、トレ
イ９の下方の半円柱状の空間４９、上側カーテン
部３５、トレイ１０の上方の半円柱状の空間５０
を通つて塔頂部３に達し、送出口５から送出され
る。
以上において、液体と気体との接触は、各バツ
フル・トレイの直上に位置する下側カーテン部か
らＤ又はＥ方向に流下している液体流と当該バツ
フル・トレイの直下に位置する上側カーテン部を
ほゞ水平にＦ又はＧ方向に通過した直後の気体流
との間で生じる。
このバツフル・トレイ塔１では、仕切板３１，
３２，３３，３４等によつて気体が選択的に主と
して上側カーテン部３５，３６，３７，３８等を
通過せしめられるために、仕切板のない従来のバ
ツフル・トレイ塔を単に気液接触装置に適用する
場合と比較して、気体流が下側カーテン部を通過
した直後の薄膜状の液体と確実に接触せしめられ
得る。即ち、比較的限定された気液接触領域５
１，５２，５３，５４，５５において、液体流及
び気体流が濃密に比較的高い相対速度で接触し、
この接触領域以外の半円柱空間４６，４７，４
８，４９，５０では、気体の流路と液体の流路と
が、バツフル・トレイ及び仕切板によつて分離さ
れる。従つて、気体は一つの気液接触領域から次
の接触領域に至る間に接触後の液滴をすみやかに
気体流から分離せしめうるので気液接触効率が高
い。
一方、このバツフル・トレイ塔１では、上側カ
ーテン部付近の比較的限定された領域以外での気
体流速は比較的小さく、ゆつくりとスムーズに半
円柱空間部を流れ得るので、気体の圧力損失が少
なく保たれる。
前記した比較的流れ密度の高い気体流は、上側
カーテン部高さB1のみならず巾Ａを適当に規定
することによつても得られる。すなわち、仕切板
のみならずカーテン巾調節板２０，２１もまた、
液体の流れ密度の高い領域を通る気体流の流れ密
度を高めるべく機能している。
以上の如く、バツフル・トレイ塔１では、接触
効率が高いのみならず圧力損失が小さいため、塔
１を減圧蒸留塔として用いた場合、塔底部６の温
度を低くし得、塔底部６に滞留する液体の変質の
虞が少なく、蒸留に際し、比較的低圧、低温の蒸
気による加熱を行ない得、逆に塔底部６での温度
を変えない場合には塔頂部３の温度を高くし得る
故、塔頂のコンデンサに低温の冷凍水等を設けな
くても、留出蒸気の冷却に安価な冷却水を用い得
る。更に、バツフル・トレイ塔１では、接触効率
が高く圧力損失が小さいために、従来の塔では塔
頂及び塔底での温度上の制約の故２塔に分割する
必要があつた場合でも、１つの塔で蒸留し得るよ
うになることも期待し得る。
加えて、このバツフル・トレイ塔１は、従来の
棚段塔と異なり、その構造上発泡が比較的生じ難
い故に、発泡し易い液体にも効果的に適用され得
る。
このバツフル・トレイ塔１はまた重合し易いビ
ニル系モノマー等の不飽和化合物の精留に適して
いる。
気液の接触領域、例えば領域５２において、Ｇ
方向の気体流と衝突した薄膜状乃至糸状に近い流
れ状態の液体は液滴５６となつて飛散せしめられ
て、塔本体２の内壁１４に衝突し、内壁１４を洗
いながら内壁１４に沿つてトレイ１１に達する。
すなわちバツフル・トレイ塔１では、塔本壁部１
４が常に重合防止剤を含む液滴で洗われるので、
たとえ内壁部１４に不飽和化合物が凝縮しても、
該凝縮液滴が内壁部１４に長時間滞溜する虞がな
く、内壁部１４におけるポリマーの発生を回避し
得る。
またバツフル・トレイは平坦であつて、バツフ
ル・トレイ上に液体のホールド・アツプがないの
で、液体が塔内にある時間が比較的短かく、ポリ
マー生成の虞れが少ない。
加えて、バツフル・トレイ塔１は構造が簡単で
塔製作費も安い。
本発明による好ましい第二具体例のバツフル・
トレイ塔５８の一部が第４図及び第５図に示され
ている。尚、バツフル・トレイ塔５８において、
第一具体例のバツフル・トレイ塔１の部材と同様
に機能する同一形状の部材には、同一の符号が付
されている。
第二具体例のバツフル・トレイ塔５８では、各
バツフル・トレイ１１ａ，１２ａ，１３ａ等は、
その上面５９，６０，６１等がカーテン部側程下
方に位置するように傾斜して配設されている。各
トレイ１１ａ，１２ａ，１３ａ等は、該トレイの
直線状縁部２８ａ，２９ａ，３０ａ等が実質的
に、塔本体２の水平な直径方向に沿つて伸長する
ように、上面の傾斜に応じた楕円板形状を有す
る。尚、バツフル・トレイ１１ａ，１２ａ，１３
ａ等は平板状のかわりに、縁部２８ａ，２９ａ，
３０ａ側程薄くなるようなくさび形状を有してい
てもよく、この場合、各バツフル・トレイ１１
ａ，１２ａ，１３ａの下面は、例えば水平であつ
てもよい。
このバツフル・トレイ塔５８は第一具体例のバ
ツフル・トレイ塔１と同様に接触効率が高く、圧
力損失の低い気液接触装置として機能し得るのみ
ならず、このバツフル・トレイ塔５８では、各バ
ツフル・トレイ１１ａ，１２ａ，１３ａ等の上面
５９，６０，６１が縁部２８ａ，２９ａ，３０ａ
側程低くなつているために、小さな固形物があつ
ても、該固形物がすみやかに、傾斜に沿つて落下
して塔底部に達し、塔５８外に排出される。従つ
て、バツフル・トレイ塔５８をポリマーの生じ易
い不飽和化合物の蒸留に適用した場合、たとえ、
不飽和化合物の液中にポリマーの核が含まれてい
ても、ポリマーが生成乃至成長する以前に、ポリ
マーの核乃至ポリマーが、トレイ１１ａ，１２
ａ，１３ａ等の傾斜に沿つてすみやかに塔底部に
達し、塔本体２外に排出され得る。以上のとお
り、このバツフル・トレイ塔５８は、ポリマーの
生じ易い不飽和化合物の蒸留に適用された場合、
塔本体２の内部にポリマーが成長する虞が極めて
少なく、長期間安定に蒸留塔として働き得る。
尚、固形物が塔本体２内に残存乃至堆積する虞
れが少ない故に、この塔５８は、ポリマー粒子が
懸濁する液、スラツジを含む系の接触装置として
も適している。
このバツフル・トレイ塔５８では、圧力損失が
低いことに加えてバツフル・トレイ上における液
体の滞留量、滞留時間が少ないために、この塔５
８は温度に敏感な物質、例えば高温での安定性に
乏しい物質等の蒸留にも適している。
更に、この塔５８では、塔５８の運転停止時に
おける液切れが良く、運転開始後定常運転に入る
までの時間が短かい故、運転の開始及び停止が容
易に行なわれ得る。
尚このバツフル・トレイ塔５８において、バツ
フル・トレイの傾斜は塔５８の上部と下部とで異
なつていてもよく、例えば、塔底部に近いバツフ
ル・トレイ程傾斜が大きくなつていてもよい。
バツフル・トレイ塔の単位容積当りの接触効率
が高められ得るように、バツフル・トレイ手段が
複数のバツフル・トレイからなつていてもよい。
第三具体例として第６図乃至第８図に示したバ
ツフル・トレイ塔６１では、二つの同一形状のバ
ツフル・トレイ６２，６３からなるバツフル・ト
レイ手段６４と、一つのバツフル・トレイ６５か
らなるバツフル・トレイ手段６６とが交互に上下
方向に配設されている。
ほゞ半円柱状のバツフル・トレイ６２，６３は
塔本体２の直径よりも少し短かい直線状縁部６
７，６８が平行に対向するように実質的に一つの
水平面内に配設されており、二つの平行な同長の
直線状縁部６９，７０と塔本体２の内壁に密接す
る二つの円孤部７１，７２とを有するもう一方の
バツフル・トレイ６５は、その直線状縁部６９，
７０がバツフル・トレイ６２，６３の直線状縁部
６７，６８と平行になるように、上、下のバツフ
ル・トレイ手段６４の中間に実質的に水平に配設
されている。尚、バツフル・トレイ６２，６３は
その上面が縁部６７，６８側程下方に位置するよ
うに傾斜して設けられていてもよく、またバツフ
ル・トレイ６５は、その直線状縁部６９，７０に
近接する程トレイ６５の上面が下方に位置するよ
うに、傾斜した二平面からなる上面を有していて
もよい。
７３，７４，７５，７６はバツフル・トレイ６
２とバツフル・トレイ６５との間に設けられたカ
ーテン巾調節板であり、７７，７８，７９，８０
はバツフル・トレイ６３とバツフル・トレイ６５
との間に設けられたカーテン巾調節板である。こ
のカーテン巾調節板７３乃至８０はバツフル・ト
レイ６２，６３，６５を固定的に連結している。
尚、バツフル・トレイ６２，６３，６５を塔本体
２に直接固定する場合にはカーテン巾調節板７３
乃至８０は設けなくてもよい。
８１，８２，８３，８４は夫々その両端でカー
テン巾調節板７３乃至８０に支持された仕切板で
あり、仕切板８１，８２，８３，８４は、夫々バ
ツフル・トレイ手段６４，６６間のカーテン部８
５，８６，８７，８８を、上側カーテン部８９，
９０，９１，９２と下側カーテン部９３，９４，
９５，９６とに画成している。
この第三具体例のバツフル・トレイ塔６１で
は、バツフル・トレイ手段６４とバツフル・トレ
イ手段６６との間に、二つずつの上下カーテン部
が形成されており、液体及び気体が分流されて接
触領域９７，９８，９９，１００で相互に接触せ
しめられる。
尚、カーテン巾調節板７３，７４，７７，７８
の巾をカーテン巾調節板７５，７６，７９，８０
の巾よりも大きくして、カーテン部８５，８６，
８７，８８の巾が同じになるようにしてもよい。
また塔本体２として四角柱状の内部空間を有する
角筒を用いてカーテン部８５，８６，８７，８８
の巾を同程度にしてもよい。
第９図乃至第１１図には、第四具体例としての
バツフル・トレイ塔１０１が示されている。この
バツフル・トレイ塔１０１では、三枚のバツフ
ル・トレイ１０２，１０３，１０４からなるバツ
フル・トレイ手段１０５と二枚の同一形状のバツ
フル・トレイ１０６，１０７からなるバツフル・
トレイ手段１０８とが上下方向に交互に配設され
ている。
バツフル・トレイ１０２，１０４は同一形状で
あり、円の弦に対応するその直線状縁部１０９，
１１０がバツフル・トレイ１０３の平行な直線状
縁部１１１，１１２に間隙１１３，１１４を介し
て平行に対向している。
バツフル・トレイ１０６，１０７は、夫々、塔
本体２の内壁１４に間隙１１５，１１６を介して
対面した直線状縁部１１７，１１８と、この直線
状縁部１１７，１１８に平行であり且つ相互に間
隙１１９を介して平行に対向した直線状縁部１２
０，１２１とを有している。各バツフル・トレイ
１０２，１０３，１０４，１０６，１０７は水平
に配設されているが、その直線状縁部１０９，１
１０，１１１，１１２，１１７，１１８，１２
０，１２１に近接した位置程トレイ上面が下方に
位置するように、トレイ上面が傾斜していてもよ
い。
１２２，１２３，１２４，１２５はバツフル・
トレイ１０２，１０６間に設けられたカーテン巾
調節板であり、カーテン巾調節板１２２，１２３
はカーテン部１２６の巾及び縁部１０９から流下
する液体の通路の巾を規定しており、カーテン巾
調節板１２４，１２５はカーテン部１２７の巾及
び縁部１１７から流下する液体の通路の巾を規定
している。１２８，１２９，１３０，１３１はバ
ツフル・トレイ１０３，１０６間に設けられたカ
ーテン巾調節板であり、カーテン巾調節板１２
８，１２９はカーテン部１３２の巾及び縁部１１
１から流下する液体の通路の巾を規定しており、
カーテン巾調節板１３０，１３１はカーテン部１
３３の巾及び縁部１２０から流下する液体の通路
の巾を規定している。１３４，１３５，１３６，
１３７はバツフル・トレイ１０３，１０７間に設
けられたカーテン巾調節板であり、カーテン巾調
節板１３４，１３５はカーテン部１３８の巾及び
縁部１１２から流下する液体の通路の巾を規定し
ており、カーテン巾調節板１３６，１３７はカー
テン部１３９の巾及び縁部１２１から流下する液
体の通路の巾を規定している。
１４０，１４１，１４２，１４３はバツフル・
トレイ１０４，１０７間に設けられたカーテン巾
調節板であり、カーテン巾調節板１４０，１４１
はカーテン部１４４の巾及び縁部１１０から流下
する液体の通路の巾を規定しており、カーテン巾
調節板１４２，１４３はカーテン部１４５の巾及
び縁部１１８から流下する液体の通路の巾を規定
している。
１４６，１４７，１４８，１４９，１５０，１
５１，１５２，１５３は、夫々その両端部で対応
する一対のカーテン巾調節板に支持された仕切板
であり、仕切板１４６乃至１５３は、夫々カーテ
ン部１２６，１２７，１３２，１３３，１３８，
１３９，１４４，１４５を上側カーテン部１５
４，１５５，１５６，１５７，１５８，１５９，
１６０，１６１と下側カーテン部１６２，１６
３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８，
１６９とに画成している。
この第四具体例のバツフル・トレイ塔１０１で
は、バツフル・トレイ手段１０５とバツフル・ト
レイ手段１０８との間に、四つずつの上下カーテ
ン部が形成されており、液体及び気体が分流され
て、接触領域１７０，１７１，１７２，１７３，
１７４，１７５，１７６，１７７で相互に接触せ
しめられる。
上下カーテン部の巾及び高さはカーテン巾調節
板の巾、並びに仕切板の巾及び位置を調整するこ
とにより、調整され得る。
この第四具体例のバツフル・トレイ塔１０１
は、例えば大径の塔に適している。尚、塔本体２
は、例えば四角筒からなつていてもよい。
第１２図には本発明による第五具体例のバツフ
ル・トレイ塔１７８が示されている。
このバツフル・トレイ塔１７８では、塔本体２
の内径よりも少し小さい長さの弦状の直線状縁部
１７９を有する半円板状のバツフル・トレイ１８
０と、このバツフル・トレイ１８０と同一形状で
ありトレイ１８０の直線状縁部１７９と平行な直
線状縁部１８１を有するもう一つのバツフル・ト
レイ１８２とが塔本体２の長手方向に沿つて等間
隔に交互に配設されている。
１８３，１８４はカーテン巾調節板であり、カ
ーテン巾調節板１８３，１８４は、鉛直方向に伸
延しておりバツフル・トレイ１８０を支持してい
る第一の鉛直部１８５，１８６と、第一の鉛直部
１８５，１８６の下端から斜め方向にカーテン部
１８７に沿つて伸延している第一の傾斜部１８
８，１８９と、第一の傾斜部１８８，１８９の下
端から鉛直方向に伸延しておりバツフル・トレイ
１８２を支持している第二の鉛直部１９０，１９
１と、この第二の鉛直部１９０，１９１の下端か
ら斜め方向にカーテン部１９２に沿つて第一の鉛
直部１８５，１８６の上端まで伸延している第二
の傾斜部１９３，１９４とからなる。
１９５，１９６は仕切板であり、仕切板１９５
は両端で傾斜部１８８，１８９に固定されてお
り、カーテン部１８７を上側カーテン部１９７及
び下側カーテン部１９８に画成している。仕切板
１９６は両端で傾斜部１９３，１９４に固定され
ており、カーテン部１９２を上側カーテン部１９
９及び下側カーテン部２００に画成している。
このバツフル・トレイ塔１７８では、上側カー
テン部１９７を通つて上昇した気体は隣接した下
側カーテン部２００を通つて流下する液体と接触
の後、上昇して隣接の上側カーテン部１９９に入
る。（その気体の一部は該下側カーテン部２００
も通つて上昇する。）上側カーテン部１９９を通
つて上昇した気体は隣接した下側カーテン部１９
８を通つて流下する液体と接触の後隣接の上側カ
ーテン部１９７に上昇する。（その気体の一部は
該下側カーテン部１９８も通つて上昇する。） このバツフル・トレイ塔１７８では、ウインド
ウ部の面積が大きいため、塔本体２の径が小さく
ても圧力損失を低く抑え得る。尚、もちろん、バ
ツフル・トレイの上面がウインドウ部側程低くな
るように、バツフル・トレイが傾斜していてもよ
い。
なお、本発明において、バツフルトレイは一枚
板でもよいが、複数の板を接合して実質的に一枚
としたものでもよい。
本発明バツフル・トレイ塔を吸収又は蒸留等に
適用した場合、段効率は15乃至25％に達し、１段
当りの圧力損失は５乃至15mm水柱程度の低さであ
つた。
次に、本発明バツフル・トレイ塔を用いて吸収
及び蒸留を行なつた実施例について説明する。
実施例 １ 第１図乃至第３図に示した第一具体例のバツフ
ル・トレイ塔１を吸収塔として用いた。内径7.8
cmの塔本体２内に５段のバツフル・トレイ９，１
０，１１，１２，１３をトレイの段間隔8.5cmで
水平に配設した。半円状の各ウインドウ部１５，
１８，１６，１９，１７の面積約24cm2、各カーテ
ン部２２，２３，２４，２５の巾4.6cm、上側カ
ーテン部３５，３６，３７，３８の夫々の巾及び
高さ4.6cm及び2.1cm（上側カーテン部面積は夫々
約9.7cm2）、並びに下側カーテン部３９，４０，４
１，４２の夫々の巾及び高さ4.6cm及び2.1cm（下
側カーテン部面積は夫々約9.7cm2）の吸収塔１に、
アクロレイン蒸気1.5モル％含有窒素ガスを導入
口８から30Nm3／hrの流速で供給すると共に、導
入口４から水を40／hrの流速で供給し、水にア
クロレインを吸収させた。このとき、バツフル・
トレイ塔１の段効率は18.6％、トレイ１段当りの
圧力損失は7.5mm水柱であつた。
実施例 ２ 第１図乃至第３図に示した第一具体例のバツフ
ル・トレイ塔１を蒸留塔として用いた。
内径75cmの塔本体２内に10段のバツフル・トレ
イ９，１０…等を、トレイの段間隔63cmで水平に
設置した。半円状の各ウインドウ部１５，１８，
…等の面積2.2×103cm2、上側カーテン部３５，３
６，…等の巾及び高さ55cm及び５cm（面積約2.8
×102cm2）、下側カーテン部３９，４０，…等の
夫々の巾及び高さ55cm及び４cm（面積2.2×102
cm2）の蒸留塔１に、アクリル酸ブチル94.6重量％
及びβ−ブトキシプロピオン酸ブチル4.01重量％
を含有する液体を塔頂部３の導入口４から533
Kg／hrの流量で供給すると共に、塔底部６の送出
口７からの液を加熱して得た蒸気を導入口８より
導入して蒸留した。蒸留条件は塔頂部３での圧力
及び温度を105℃及び340mmHg、塔底部６での温
度及び圧力を158℃及び341mmHgとした。最上段
バツフル・トレイ９に隣接の上側カーテン部３５
での蒸気速度は3.31ｍ／secであつた。この蒸留
塔では、段効率は21％、１段当りの圧力損失は極
めて低く約1.4mm水柱であつた。
実施例 ３ 第１図乃至第３図に示した第一具体例のバツフ
ル・トレイ塔１を蒸留塔として用いた。
内径170cmの塔本体２内に80段のバツフル・ト
レイ９，１０，…等をトレイの段間隔30cmで配設
した。半円状の各ウインドウ部１５，１８，…等
の面積1.135×104cm2、下側カーテン部３９，４
０，…等の面積6.5×102cm2、上側カーテン部３
５，３６，…等の面積は最上部1.989×103cm2と
し、以下徐々に減らして最下部1.053×103cm2に至
るようにした蒸留塔１にアクリル酸67.5重量％、
酢酸1.9重量％、酢酸イソプロピル29.7重量％、
アクリル酸ダイマー0.75重量％を含むアクリル酸
溶液を下から51段目のバツフル・トレイ上に導入
口を介して3046Kg／hrで供給し、留出物の一部を
塔頂部３の導入口４より還流として3280Kg／hrで
供給して蒸留した。塔頂部３の温度及び圧力は36
℃及び80mmHg、塔底部６の温度及び圧力は93.5
℃及び147mmHgであつた。塔頂部３から留出物と
して酢酸5.67重量％、アクリル酸0.04重量％、酢
酸イソプロピル94.1重量％のものを得、塔底部６
の送出口７から酢酸0.06重量％、アクリル酸ダイ
マー2.7重量％を含む濃縮アクリル酸を得た。こ
の時のバツフル・トレイ塔のトレイ１段当りの圧
力損失は低く11.4mm水柱であつた。
以上実施例１〜３の吸収及び蒸留塔を１年間連
続運転したが、塔内でのポリマーの発生は全く認
められなかつた。
以上の如く、本発明バツフル・トレイ塔では、
バツフル・トレイ手段間に形成されるカーテン部
を、主として気体が通過する上側カーテン部と主
として液体が通過する下側カーテン部とに上下に
画成する仕切板が塔本体内に配設されているため
に、上側カーテン部を通つて上昇する気体と該上
側カーテン部の直上において該上側カーテン部に
隣接している下側カーテン部を通つて流下する液
体とが効果的に接触せしめられ得、その結果この
バツフル・トレイ塔は、接触効率が高く圧力損失
が低い気液接触装置として機能し得る。
そして、重合性不飽和化合物の吸収、蒸留、例
えばアクロレイン、アクリル酸、アクリル酸エス
テル、メタクロレイン、メタクリル酸、メタクリ
ル酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル等のビニルモノマーの吸収、蒸留用の塔と
して本発明の塔を用いた場合、塔内部が重合物で
汚れるということが全くないという優れた効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による好ましい第一具体例のバ
ツフル・トレイ塔の斜視説明図、第２図は第１図
の塔の横断面説明図、第３図は第２図の−断
面説明図、第４図は本発明による好ましい第二具
体例のバツフル・トレイ塔の横断面説明図、第５
図は第４図の−線断面説明図、第６図は本発
明による好ましい第三具体例のバツフル・トレイ
塔の斜視説明図、第７図は第６図の横断面説明
図、第８図は第７図の−線断面説明図、第９
図は本発明による好ましい第四具体例のバツフ
ル・トレイ塔の斜視説明図、第１０図は第９図の
横断面説明図、第１１図は第１０図のXI−XI線断
面説明図、第１２図は本発明による好ましい第五
具体例のバツフル・トレイ塔の斜視説明図であ
る。 ２……塔本体、９，１０，１１，１２，１３，
１１ａ，１２ａ，１３ａ，６２，６３，６５，１
０２，１０３，１０４，１０６，１０７，１８
０，１８２……バツフル・トレイ、２２，２３，
２４，２５……カーテン部、３１，３２，３３，
３４，８１，８２，８３，８４，１４６，１４
７，１４８，１４９，１５０，１５１，１５２，
１５３……仕切板、３５，３６，３７，３８……
上側カーテン部、３９，４０，４１，４２……下
側カーテン部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状のバツフル・トレイ塔本体と、 塔本体内に配設された複数段のバツフル・トレ
    イ手段と、 バツフル・トレイ手段間に形成されるカーテン
    部を、主として気体が通過する上側カーテン部と
    主として液体が通過する下側カーテン部とに上下
    に画成すべく、塔本体内に配設された仕切板とを
    有するバツフル・トレイ塔。 ２ カーテン部の巾が調整され得るように構成さ
    れた特許請求の範囲第１項に記載のバツフル・ト
    レイ塔。 ３ 前記巾の調整が塔本体内に配設された少なく
    とも二つのカーテン巾調整板によつて行なわれる
    ように構成された特許請求の範囲第２項に記載の
    バツフル・トレイ塔。 ４ 上側及び／又は下側カーテン部の高さを調整
    すべく塔本体の上下方向に関する仕切板の上縁部
    及び／又は下縁部の位置が調整されるように構成
    された特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
    かに記載のバツフル・トレイ塔。 ５ 塔本体の上下方向に関する仕切板の位置が調
    整されるように構成された特許請求の範囲第１項
    乃至第４項のいずれかに記載のバツフル・トレイ
    塔。 ６ 各段のバツフル・トレイ手段が一枚のバツフ
    ル・トレイからなり、液体が流下すべきバツフ
    ル・トレイの縁部が相互に平行である特許請求の
    範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載のバツフ
    ル・トレイ塔。 ７ 各段のバツフル・トレイが同一形状を有して
    おり、奇数段目の各バツフル・トレイは該トレイ
    を塔本体の長手方向に沿つて平行移動した際奇数
    段目の別のバツフル・トレイと丁度重なり合う位
    置に設けられており、偶数段目の各バツフル・ト
    レイは該トレイを塔本体の長手方向に沿つて平行
    移動した際偶数段目の別のバツフル・トレイと丁
    度重なり合う位置に設けられている特許請求の範
    囲第６項に記載のバツフル・トレイ塔。 ８ バツフル・トレイの上面が水平である特許請
    求の範囲第６項又は第７項に記載のバツフル・ト
    レイ塔。 ９ 奇数段目のバツフル・トレイの前記縁部とこ
    のトレイに隣接したバツフル・トレイの前記縁部
    とによつて上下縁が規定されるカーテン部が塔本
    体の長手方向に対して傾斜するように構成された
    特許請求の範囲第６項乃至第８項のいずれかに記
    載のバツフル・トレイ塔。 １０ バツフル・トレイがその液体流下用縁部側
    程下方に位置するように傾斜している特許請求の
    範囲第６項又は第７項に記載のバツフル・トレイ
    塔。 １１ 奇数段目及び偶数段目のうちの少なくとも
    一方のバツフル・トレイ手段が複数のバツフル・
    トレイからなる特許請求の範囲第１項乃至第５項
    のいずれかに記載のバツフル・トレイ塔。 １２ 塔本体が円筒状である特許請求の範囲第１
    項乃至第１１項のいずれかに記載のバツフル・ト
    レイ塔。 １３ 蒸留塔又は吸収塔として用いられるべく構
    成された特許請求の範囲第１項乃至第１２項のい
    ずれかに記載のバツフル・トレイ塔。 １４ 重合し易い不飽和化合物の蒸留又は吸収に
    適用されるべく構成された特許請求の範囲第１３
    項に記載のバツフル・トレイ塔。
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